两种常用激素组合下棉花体细胞胚胎发生过程的组织学观察

MSB培养基添加两种常用植物激素组合,Indole-3-butyric acid(IBA)+kinetin(KT)和2,4-dichlorophe-noxyacetic acid(2,4-D)+KT,分别命名为IK和DK处理用来诱导陆地棉体细胞胚胎发生。陆地棉品系YZ1下胚轴切段作为外植体在诱导培养基上培养4周后,继代到分化培养基上促进体细胞胚胎发生。结果表明,两种处理均有体细胞胚胎发生,其中IK处理上外植体嫁接33 d后就可见体细胞胚出现,分化率高达97.6%,大多数外植体表现为体细胞胚较胚性愈伤早出现。DK处理中体细胞胚胎发生慢,体细胞胚都是经过明显的胚性愈伤发育而来,胚性愈伤分化率明显低于IK处理,仅为28.6%。此外,IK处理中的外植体在培养过程中大部分都出现了须根,而DK处理中则没有。两种处理中出现了两种不同的体细胞胚胎发生过程,组织学观察结果表明DK和IK处理中的体细胞胚分别主要起源于初生形成层和皮层。

新疆棉花三系杂交种产量及品质性状的遗传分析

【目的】对三系杂交棉杂交种F1代产量及品质性状进行遗传分析,揭示亲本材料重要农艺性状遗传效应。【方法】以10个雄性胞质不育系与6个恢复系采用不完全双列杂交设计,配制60个杂交组合,对F1代的2个产量性状和4个纤维品质性状进行杂种优势分析。按照QGAStation软件中的ADM和AD模型,采用MINQUE法分析,调整无偏预测法(AUP)预测各遗传效应值。【结果】产量、马克隆值、纤维长度、比强度和伸长率主要受到加性效应、显性效应和母体效应影响,效应值均达到了极显著水平,衣分主要受显性效应的影响;不同亲本主要性状的加性遗传效应、母体效应存在较大差异。相关性分析表明,各性状间的基因型和表现型遗传相关分量均达到了极显著水平,其中产量与纤维品质多为负相关;纤维品质性状中的纤维长度与比强度、马克隆值与纤维伸长率两对性状之间为正相关,其它品质性状之间均为负相关。【结论】揭示了10个雄性胞质不育系与6个恢复系产量和品质性状的遗传效应,产量和纤维品质品质主要受到加性效应,显性效应和母体效应的共同影响,而衣分仅受显性效应影响,结果为开展新疆三系杂交棉育种选择优势组合提供了一定的理论依据。

绿色棉新彩棉7号体细胞胚胎发生及其植株再生

以绿色棉新彩棉7号的子叶、下胚轴为外植体,MSB(MS培养基附加B5维生素)基本培养基附加不同激素组合,诱导愈伤组织及调控分化,通过体细胞胚胎发生方式获得再生植株。结果表明:0.1 mg.L-1KT(Kinetin,激动素)+0.1 mg.L-12,4-D(2,4-dichlorophenoxyacetic,2,4-二氯苯氧乙酸)为诱导愈伤组织的最适植物激素组合,不同外植体处理出愈率均达到100%,但下胚轴纵切面背向培养基放置培养更有利于诱导愈伤组织形成;分化调控阶段的最佳植物激素组合为0.15 mg.L-1KT+0.3 mg.L-1IBA(Indole-3-butyric acid,吲哚丁酸),胚性愈伤分化率可达23.33%;MSB中去除NH4NO3同时KNO3加倍,附加0.5 g.L-1Asn(Asparagine,天冬酰胺)和1g.L-1Gln(Glutamine,谷氨酰胺),胚性愈伤可进一步分化获得体细胞胚,将成熟的子叶胚接种于1/2MS获得完整的再生植株。本研究通过体细胞胚发生途径获得了新彩棉7号的再生植株,为天然彩色棉基因工程研究奠定了一定基础。

棉花S-腺苷甲硫氨酸脱羧酶基因的克隆及低温下的表达分析

根据棉花S-腺苷甲硫氨酸脱羧酶(S-adenosy lmethionine decarboxylase,SAMDC)基因已知EST序列设计引物,采用RACE和RT-PCR技术克隆获得该基因的全长cDNA序列,命名为GhSAMDC(GenBank登录号为JN020148)。生物信息学分析表明,GhSAMDCcDNA序列全长1874bp,涵盖tiny ORF(tORF)、upstream ORF(uORF)和main ORF(mORF)3个植物SAMDC基因特征ORF。其中mORF长1064bp,编码含355个氨基酸残基的SAMDC酶原,预测分子量为38.25kD,该酶原含有高度保守的酶原剪切位点结构域(LSESSLF)和与SAMDC蛋白快速降解有关的PEST(TIHVTPEDGFSYAS)结构域。GhSAMDC基因组DNA序列全长2743bp,包含3个内含子,均位于5'UTR,其中一个位于uORF内。聚类分析表明,GhSAMDC与葡萄中该蛋白的同源关系最近,并且与其他双子叶植物聚为一类。荧光定量PCR分析结果表明,GhSAMDC表达受低温诱导,在冷敏感品种新陆早1号中基因表达水平明显高于在耐冷品种新陆早33中。

棉花高效体细胞胚发生及同步控制培养体系研究

棉花体细胞胚胎发生的频率低,且体细胞胚的发育存在着不同步性,给体细胞胚胎发生发育过程的生理学、生物化学和分子生物学的研究带来许多困难。本研究以陆地棉品种Coker201为材料,建立了一种简单有效的棉花体细胞胚高频率发生和同步发育的培养体系。经过多次继代获得的胚性愈伤,首先在液体培养基中振荡培养2d使其分散,然后过30目筛去除大的颗粒,重新悬浮于同样的液体培养基中。悬浮培养14d后,过50目筛,将筛上的胚性愈伤重悬浮于新鲜的培养基中,并用吸管吸取悬浮液,将其均匀地接种在表面垫有滤纸的同成分固体培养基(附加2.46μmolL-1IBA和0.70μmolL-1kinetin)上。培养21d后,用垫有滤纸的相同的固体培养基继代培养。利用这种培养体系,获得的体细胞胚数量分别是单纯悬浮培养和固体培养(不垫滤纸)的16.5倍和4.0倍。其中,球形胚、鱼雷形胚和子叶胚的同步发生率分别为70.2%、52.3%和73.0%。

同步抑制FAD2与FatB基因提高烟草种子油酸组分含量的研究

该研究以烟草品系NC89的无菌苗叶片为受体材料,采用前期构建的能同步抑制种子中FAD2(Δ12-油酸去饱和酶基因)与FatB(酰基转移酶基因)表达的RNAi载体,通过农杆菌介导转化获得了转基因烟草植株,分析转基因植株种子中的脂肪酸组分。结果显示:与对照相比,转基因植株种子中FAD2和FatB基因的表达水平分别降低了23%和11%;转基因植株种子的脂肪酸组分中,饱和脂肪酸棕榈酸和硬脂酸平均含量分别为8.02%和4.45%,多不饱和脂肪酸亚油酸平均含量为76.82%,较对照分别降低了2.91%、9.92%和3.47%;而转基因植株种子中单不饱和脂肪酸油酸含量高达7.48%,比对照提高46.38%。研究表明,同步抑制FAD2和FatB基因的表达能够显著提高烟草种子中油酸组分的含量,为进一步改良油料作物品质奠定了基础。

棉花多胺HPLC的测定方法优化及其在体细胞胚胎发生过程中的变化规律

利用HPLC法测定棉花组织培养物中的多胺含量,以棉花品种新陆早33号愈伤组织为材料进行多胺含量的测定,结果表明：冰浴浸提时间及衍生反应时间优化后,可将内源腐胺（Putrescine,Put）、亚精胺（Spermidine,Spd）、精胺（Spermine,Spm）在15min完全分离并定量测定,线性关系良好（r＞0.99）,回收率高（96.8％～103.1％）;建立了棉花多胺HPLC测定方法.利用该方法对棉花体细胞胚胎发生各时期培养物进行多胺含量测定,结果显示胚性愈伤组织形成后多胺含量显著上升,且腐胺与亚精胺和精胺的比例随着体细胞胚胎发生持续下降,表明非胚性细胞向胚性细胞转化过程中,二胺（腐胺）不断向三胺（亚精胺）和四胺（精胺）转化,特别是在胚状体形成期,亚精胺和精胺的积累显著增加,初步揭示了棉花体细胞胚胎发生过程中多胺的变化规律.

棉花S-腺苷蛋氨酸脱羧酶基因(GhSAMDC2/3/4)的克隆及其诱导表达分析

利用电子克隆结合RT-PCR技术克隆获得陆地棉(Gossypium hirsutum L.)S-腺苷蛋氨酸脱羧酶(S-adenosylmethionine decarboxylase,SAMDC)基因家族3个基因,分别命名为Gh SAMDC2、Gh SAMDC3和GhSAMDC4。序列分析显示,该基因c DNA包含的upstream ORF(u ORF)和main ORF(m ORF)为植物SAMDC基因特征ORF,其中m ORF长度分别为1068 bp、1110 bp和1032 bp,分别编码355、369和343个氨基酸。聚类分析表明,Gh SAMDC2/3蛋白与可可树(Theobroma cacao)SAMDC聚为一类,且Gh SAMDC2与GhSAMDC3蛋白亲缘关系最近;Gh SAMDC4与拟南芥At SAMDC4聚为一类。实时荧光定量PCR分析表明,Gh SAMDC2在茎中表达相对较高,随着纤维发育其表达量不断增加,在纤维发育后期其表达量达到最高;Gh SAMDC2/3/4在不同的胁迫条件下表现出不同的表达模式,Gh SAMDC2受低温和干旱胁迫诱导最强烈,Gh SAMDC3响应盐胁迫显著,Gh SAMDC4受ABA诱导强烈。上述结果为进一步研究棉花SAMDC基因功能奠定了一定基础。

基因枪介导的海岛棉(Gossypium barbadense L.)茎尖遗传转化体系的建立

以新疆海岛棉品种新海13号的茎尖为转化受体,采用基因枪介导法,研究DNA包裹浓度、微载体种类、前渗处理时间、轰击条件、筛选方法等对茎尖转化的影响,建立了基因枪法介导的海岛棉茎尖转化体系。研究结果表明,采用1.5μg·μL-1的质粒DNA包裹1.0μm金粉微载体,前渗处理12 h,轰击压力为7.584 MPa(1100 psi),轰击距离为6 cm,后渗处理16 h,恢复处理24 h,在120 mg·L-1卡那霉素浓度下直接筛选35 d。在添加4g·L-1活性炭粒的生根培养基中诱导抗性幼苗生根,获得抗性再生植株。通过PCR和RT-PCR检测,共得到5株转抗除草剂基因EPSPS的阳性植株。该研究体系的建立为海岛棉的遗传转化奠定了基础,为海岛棉的育种工作提供了材料。

棉花GhNCED2基因表达载体构建及转基因烟草表达分析

【目的】9-顺式环氧类胡萝卜素双加氧酶(NCED)是高等植物脱落酸(ABA)生物合成途径中的关键限速酶。为了进一步研究GhNCED2基因的功能。【方法】构建该基因植物超表达载体PZP35S-GhNCED2,通过农杆菌介导法转入野生烟草,并利用卡那霉素筛选、PCR扩增验证和RT-PCR表达分析。对转基因烟草T1代分别进行2%NaCl、4℃、20%PEG逆境胁迫处理,利用实时荧光定量RT-PCR分析表明。【结果】(1)GhNCED2基因已整合入烟草基因组中,并能在T1代中稳定表达。(2)随着时间的推移其表达量变化规律基本一致呈现先上升后下降的趋势,2%NaCl、20%PEG胁迫后GhNCED2基因相对表达量到达峰值的时间稍落后于4℃胁迫,20%PEG处理后基因的相对表达量要高于其他处理。【结论】干旱、盐碱及低温胁迫均都能诱导GhNCED2基因的大量表达,且该基因对干旱胁迫的响应更加积极,而对冷害更加迅速。

两个新疆棉花品种体细胞胚胎发生的比较研究

以新疆棉区主栽品种新陆早33号和新彩棉7号为实验材料,比较不同激素组合对两者体细胞胚胎发生过程的影响,以建立高效再生体系。结果表明,新陆早33号和新彩棉7号在2,4-D+KT的激素组合下出愈率均为100%,降低2,4-D浓度有利于胚性愈伤组织的分化,分化率分别达到60.0%和7.5%;在IBA+KT的激素组合下出愈情况相对较差,分别为72.5%和85.0%;继代几次后,两个品种的胚性愈伤组织分化率可分别达到45%和55%,新陆早33号和新彩棉7号分别在DK和IK激素组合下更有利于体细胞胚胎发生过程。进一步观察发现,新彩棉7号分化形成胚状体的能力比新陆早33号更强,两品种均能在6个月内获得再生植株。再生体系的建立,为新疆棉花开展分子育种工作奠定了基础。

棉花不同外植体对卡那霉素敏感性的研究

在基因枪法介导的棉花转化前,对3种棉花外植体新海13号茎尖、新陆早33号茎尖和新陆早33号胚性愈伤组织进行卡那霉素(Kana)的敏感性测试,选择合适的Kana筛选浓度和合适的筛选时间。设置不同浓度卡那霉素的培养基,分别对棉花3种外植体的生长情况、反应现象和试验数据进行记录、观察。结果表明:在基因枪法介导的棉花转化体系中,新海13号茎尖的Kana筛选浓度为120 mg/L、筛选时间约为35 d;新陆早33号茎尖的Kana浓度选择为90 mg/L,筛选时间约为20 d;新陆早33号的胚性愈伤组织的Kana筛选浓度约为60 mg/L。新陆早33号胚性愈伤组织的Kana敏感性强于其茎尖,新陆早33号茎尖的Kana敏感性强于新海13号茎尖。

海岛棉丛生芽的诱导及再生

【目的】探索最佳海岛棉丛生芽诱导及再生的激素组合,为海岛棉的遗传转化奠定基础。【方法】以海岛棉品种新海13号、新海14号和新海16号的茎尖为材料,研究不同激素浓度和激素配比对海岛棉茎尖丛生芽诱导和生根的影响。【结果】在MSB培养基中添加1.0 mg/L的6-BA时,丛生芽生长状况最好,平均丛生芽率最高,为41%;在1/2 MSB培养基中添加浓度为0.3 mg/L的NAA和3.0 mg/L的IBA,平均生根率达到60%。【结论】不同品种海岛棉丛生芽的诱导存在一定差异,但均可获得再生植株。

新型反辐射防水隔热涂料控温效果研究

采用新型反辐射防水隔热涂料对粮仓屋顶表面进行处理 ,试验结果表明 :该涂料具有一定的反辐射隔热效果 ,在储粮度夏期间能有效降低仓温和表层粮温上升幅度 ;与对照仓相比分别低 5℃和 3℃ ,从而增加了储粮稳定性 ,延缓了粮食品质陈化。

新陆早33号高效遗传转化体系研究

【目的】以新疆北疆棉区主栽品种新陆早33号为材料,研究不同处理条件对转基因抗性胚性愈伤组织增殖、胚状体分化以及植株再生的影响,为新疆棉花遗传转化奠定基础。【方法】以新陆早33号下胚轴为外植体,利用农杆菌介导法转化抗草甘膦基因EPSPS,通过优化培养条件以提高抗性胚性愈伤组织获得完整再生植株的能力。【结果】在胚性愈伤组织增殖阶段,培养基中KNO_3浓度为3.8g/L,继代周期为11 d有助于胚性愈伤组织快速增殖和保持良好生长状态;将凝固剂Phytagel浓度提高到4.0g/L能明显促进胚状体分化;在子叶胚生根阶段以Phytagel为凝固剂同时加入1.0 g/L的活性炭有助于壮根、减少褐化和提高正常植株比例。【结论】通过对培养条件的优化,缩短了胚状体发生的周期,并获得了大量再生植株,建立了新陆早33号的高效遗传转化体系。

利用农杆菌侵染花柱头法进行海岛棉遗传转化

[目的]探索一种更为高效、简便的海岛棉遗传转化技术,为海岛棉转基因育种提供技术支持。[方法]采用农杆菌侵染花柱头法,在不同时间侵染对4个海岛棉品种进行遗传转化,分析其对海岛棉的成铃率,田间卡那霉素抗性率及PCR阳性株率的影响。[结果]农杆菌侵染花柱头法的平均成铃率为12.60%,田间卡那霉素检测的平均抗性率为9.87%,PCR鉴定的平均阳性株率为1.72%。花后12 h进行转化,成铃率、抗性率和阳性株率均最高,分别为20.25%、11.68%和2.59%。[结论]在花后12 h利用农杆菌侵染花柱头法进行海岛棉遗传转化,转化效率最高。

PBL结合模型建构在促进高阶思维流程设计中的作用探讨

不断提升学生核心素养是教学改革的方向,而创造、问题解决、批评等高阶思维是核心素养体系的关键,如何发展学生的高阶思维逐步成为核心素养教学改革的重点,促进学生高阶思维的发展成为高中生物学教学的重要目标。基于此,从模型建构教学出发,构建促进学生高阶思维发展的PBL教学模式,以期发展学生问题解决、评价与创造等高阶思维能力,从而培养学生的生物学核心素养。

关于我校农学专业生产实习的若干思考

生产实习在农学专业人才培养体系中具有非常重要的地位。作为农业生产的大省,新疆在全国农业产业中占有十分重要的地位,根据其特殊性建立专门生产实习体制能够更加有效地提高农业专业人才的质量。本文对石河子大学农学院农学专业生产实习进行调研,阐述了现行生产实习制度存在的问题,并提出若干建议,为进一步完善生产实习提供参考。

防区外空舰导弹火控系统精度分析

针对某型战斗机防区外发射空舰导弹火控系统的要求,建立导弹武器系统数学模型,对采用直接攻击方式的空舰导弹,分析了影响目标参数计算精度和导弹自控段终点散布的误差因素,建立相应的火控系统精度分析数学模型,采用统计实验法进行仿真计算,评估了各种误差作用下弹道解算的精度,对仿真结果进行分析。仿真实验结果与实际结果相吻合,为该型战斗机空舰导弹武器系统提供了设计和评估依据。

Gateway技术构建棉花GhSAMDC基因植物表达载体

为了进一步转化植物,研究棉花GhSAMDC基因在植物抗逆过程中所起作用,用Gateway技术构建棉花Gh-SAMDC基因RNA干扰载体和超表达载体。通过BP反应将干扰片段重组到植物表达载体Hellsgate4中,分别用XbaⅠ和XhoⅠ单酶切,酶切片段大小一致,表明GhSAMDC基因RNA干扰载体构建成功。通过BP反应和LR反应将超表达目的片段重组到植物表达载体pGWB17中,经HindⅢ和SacⅠ双酶切验证,酶切片段大小与目的片段一致,表明GhSAMDC基因超表达载体构建成功。