高粱Na^+转运蛋白基因SbSKC1的克隆及其在烟草中的抗盐功能鉴定

钠离子转运蛋白基因在植物抵御逆境胁迫中起重要作用,本研究克隆了高粱钠离子转运蛋白基因SbSKC1(XM_002457691.1),其完整开放阅读框包含1497个核苷酸,编码498个氨基酸残基。氨基酸序列比对及进化树分析表明,SbSKC1与玉米(Zea mays)LOC100382359(NP_001162576.1)具有高度相似性。构建pSH-SbSKC1植物表达载体,利用农杆菌介导法将SbSKC1转入烟草(Nicotiana tabacum cv.Xanthin)。转基因植株经PCR验证后进行300 mmol L^(–1)NaCl胁迫处理,转基因植株的存活率高于野生型,其根长显著高于野生型,而且转基因烟草保持了较高的钾钠离子比。盐胁迫后,转基因烟草的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性显著高于野生型,而过氧化氢(H_2O_2)含量比野生型烟草低37.7%。根据以上结果推断,过量表达SbSKC1基因能够提高烟草的抗盐性。

茶树ARR-B基因家族的鉴定和表达模式分析

ARR-B基因作为细胞分裂素信号转导的正向调节因子,在植物发育及抗逆过程中发挥着重要作用。本研究基于茶树基因组数据库,利用生物信息学软件成功鉴定出23个茶树ARR-B基因,并对其基因结构、进化关系、保守结构域、染色体定位、启动子顺式作用元件以及八大组织和四种胁迫中的转录组数据等进行分析,并基于以上数据对福鼎大白茶树进行盐胁迫处理后利用荧光定量PCR技术验证表达水平。结果表明,茶树ARR-B基因家族有23个成员且在不同染色体上分布不均;根据系统进化树将茶树ARR-B基因分为9类且与拟南芥ARR-B基因同源性很高;茶树ARR-B基因相同亚家族的基因结构和保守结构域基本一致;茶树ARR-B基因在茎和根组织中具有较高的表达水平及在干旱、低温、盐和茉莉酸甲酯胁迫处理下存在差异表达;实时荧光定量PCR结果可知,经盐胁迫处理后,8个茶树ARR-B基因表达水平与转录组数据存在差异。本研究初步分析了茶树ARR-B基因家族的功能和抗逆作用,为进一步研究茶树的生长发育提供参考和依据。

转拟南芥BAS1基因提高烟草光合特性

本文通过农杆菌介导法将BAS1基因遗传转化烟草(Nicotiana tabacum xanthin),经PCR鉴定,不同启动子转基因植株各获得30株以上。以转基因株系及其野生型为材料,探讨大田环境下植株成熟叶片的光合特性。结果表明,转基因烟草具有更强的光合能力,并伴随着气孔导度(Gs)、细胞间CO2浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)提高,其叶绿素组成成分的含量发生了变化,叶绿素总含量也显著高于野生型。因此,转BAS1基因提高烟草净光合速率。

过表达BAS1延迟转基因矮牵牛衰老

油菜素类固醇(BRs)是必不可少的植物激素,在植物的生长、繁殖以及逆境响应中发挥重要作用。为了验证该基因的功能,本文构建了植物遗传表达载体,利用农杆菌介导遗传转化法遗传转化矮牵牛,获得29株转基因植株;转基因植物表现为节间缩短,分枝增多,生长后期表现出叶片延迟衰老;叶绿素含量、可溶性总糖含量、酶活明显高于野生型,MDA含量明显低于野生型;BAS1基因在矮牵牛中的超表达可以提高矮牵牛植株中衰老相关基因的表达,从而延缓了转基因矮牵牛的衰老。因此,BAS1可用作调控植物花衰老和延长花寿命的潜在候选基因。

茶树育种学教学改革实践与思考

为了提高课程教学效果及质量,针对《茶树育种学》课程教学中存在的问题,从改革课堂教学方式方面进行了探索。通过教学内容、方法以及加入思政内容的改进,激发学生的学习兴趣和热情,培养学生的团队意识、合作精神和实验技能,全面提高课程教学质量。

超量表达 CsADH17 基因提高烟草抗旱性及香气成分分析

乙醇脱氢酶是植物香气物质合成的脂肪酸代谢等途径中的关键酶之一,对茶叶芳香物质的形成有着重要作用,因此探究CsADH17基因有利于茶树的生长发育与品质提升。以本课题组前期筛选的CsADH17基因为研究对象,克隆CsADH17基因并构建植物表达载体,遗传转化烟草,对转基因烟草非生物胁迫下CsADH17的表达量和相关生理指标进行测定与分析。结果表明,对转基因与野生型烟草进行模拟干旱胁迫后,转基因烟草植株在干旱胁迫处理下的CsADH17基因相对表达量比野生型植株高。野生型烟草植株和CsADH17转基因烟草植株在干旱胁迫处理21 d后,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)的活性均高于野生型烟草;胁迫处理后,野生型烟草叶片中丙二醛(MDA)含量显著高于转基因烟草。香气成分分析,转基因烟草苯甲醛比野生型含量提高了44.4%,而烟碱含量比野生型提高不到5%。CsADH17基因在烟草干旱胁迫下具有抗旱作用,同时影响烟草的香气成分,为进一步揭示CsADH在茶树生长发育以及抗逆响应中提供参考。

超表达CsCslE1_4基因对烟草细胞壁成分的影响

类纤维素合酶E(CslE)基因与纤维素合成相关,决定着细胞形状以及大小,并在植物生长发育阶段起着机械支撑和抵抗病原物侵染的作用。为研究CsCslE1_4基因对植物细胞壁的重要组成成分的影响,应用转基因烟草研究CsCslE1_4基因的基本功能,通过农杆菌介导法遗传转化烟草,经鉴定得到18株阳性植株,结合定量表达以及细胞壁组成成分测定。结果表明,与野生型相比,转基因株系茎的纤维素含量是野生型的1.43~5.48倍,叶中纤维素含量除株系CslE2外,其余株系纤维素含量是野生型的1.08~2.49倍,大部分转基因株系半纤维素含量是野生型半纤维素含量的1.18~2.22倍,但果胶含量变化趋势与纤维素和半纤维素含量变化趋势相反,木质素含量没有明显的变化。CsCslE1_4基因可以促进纤维素合成,这为后续解析基因功能以及抗逆性提供依据。

茶树FtsH基因家族鉴定及CsFtsH31功能分析

【目的】FtsH基因在植物的抗逆境胁迫中具有重要的作用,揭示茶树FtsH基因在茶树中的功能和表达模式可为茶树耐光氧化和抗高温胁迫改良育种提供理论依据。【方法】通过茶树基因组数据鉴定FtsH基因,对其进行生物信息学分析,筛选出1个对高温敏感的CsFtsH31基因。在烟草中超量表达CsFtsH31基因,通过光氧化和高温处理分析CsFtsH31基因的表达模式。【结果】在茶树基因组中共鉴定到了45个FtsH基因,按照进化关系可将其分成5类,拟南芥和茶树FtsH基因同源性很高。该家族成员分布在茶树不同的染色体上。茶树中CsFtsH基因在不同组织和不同胁迫条件下存在差异表达,在高温处理后茶树中CsFtsH14、CsFtsH31、CsFtsH34基因随着时间变化呈上升趋势,CsFtsH31对高温尤其敏感;遗传转化CsFtsH31基因获得转CsFtsH31基因烟草,对转CsFtsH31基因烟草进行光氧化和高温胁迫处理,结果发现转基因烟草的叶绿素、可溶性糖含量及超氧化物歧化酶活性均高于野生型,而丙二醛含量低于野生型。【结论】CsFtsH31基因在烟草中表达,提高叶绿素、可溶性糖含量及超氧化物歧化酶活性,降低丙二醛,清除胁迫产生的活性氧,保护膜结构功能,提高烟草的抗光氧化和抗高温胁迫能力。

超量表达OsPTR9基因对低氮胁迫时杨树耐受性的影响

以三倍体毛白杨(Populus L.)为试验研究对象,采用农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导的遗传转化方法将OsPTR9基因转入杨树中,经聚合酶链式反应(PCR)鉴定获得15株转基因植株;以野生型杨树无菌苗叶片为材料进行遗传转化继代培养的野生型杨树无菌组培苗为对照;参考霍格兰营养液配方配置低氮营养液,选取长势基本一致的4个杨树株系进行低氮胁迫处理,试验经3次生物学重复,观测其低氮胁迫表型、测定其氮磷钾质量分数和氮代谢相关基因表达量,分析转基因杨树植株对低氮环境的耐受性。结果表明:超量表达OsPTR9基因,明显提高了杨树对低氮胁迫的耐受性,提高杨树株系叶片中存储的氮、磷、钾质量分数;氮代谢相关基因的表达量分析表明,超量表达OsPTR9基因可以提高杨树氮代谢效率,提高铵的摄入,维持杨树株系在低氮胁迫环境中的生长发育。

豹皮樟纤维素合酶基因家族的鉴定与表达分析

纤维素合酶基因在初生细胞壁和次生细胞壁的合成中发挥着不同的作用,影响着豹皮樟纤维素含量以及老鹰茶的品质。本试验应用生物信息学方法,从豹皮樟中鉴定出17个纤维素合酶(CesA)基因,根据系统进化关系将这些基因分为7个亚组,进行了基因结构、染色体定位和不同部位基因表达分析。结果表明,所有基因均具有纤维素结构域,且不均等地分布在染色体上;RNA-seq数据分析表明,LcoCesA1_1/3_2/3_5/3_1/3_3/2_2在各个组织中表达较为显著,在根、茎以及其他部位中相对表达量普遍最高的是LcoCesA3_1,推测其在纤维素合成中发挥着重要作用。研究表明,该家族蛋白相对分子量为18834.17~128366 kD之间;理论等电点(pI)介于5.07~8.74之间,一半以上的LcoCesA蛋白富含酸性氨基酸。

茶树TIFY基因家族鉴定及非生物胁迫下表达分析

TIFY基因家族在茶树激素信号转导及其逆境胁迫具有十分重要的作用。该文利用生物信息学方法对茶树基因组中的TIFY家族进行了鉴定,分析其理化性质、系统进化、基因结构、染色体定位、启动子区顺式作用元件、组织表达模式,并通过RT-qPCR对部分TIFY家族成员进行了非生物胁迫。结果表明:(1)茶树TIFY基因家族成员19个(CsTIFY1~CsTIFY19),分属于4个蛋白亚家族TIFY、JAZ、ZML和PPD,且不均匀地分布在8条染色体上,按照进化关系及结构特点可分为7组,每组内具有相似的基因结构与保守基序组成。(2)CsTIFYs基因的启动子区具有多种包含激素和非生物胁迫响应的顺式作用元件,通过实时荧光定量(RT-qPCR)分析其家族成员对在茉莉酸甲酯、盐(20%氯化钠)、冷(4℃)以及干旱(20%PEG-6000)处理下反应强烈,部分基因在根与顶芽中有较高的表达量。由此推测,TIFY基因家族可能在茶树激素信号调控、胁迫响应、生长和发育等多方面发挥功能作用。

探索实验室人员队伍的建设与管理方法

高水平的实验队伍建设是提高实验教学质量和建设高水平实验室的有效途径。要提高实验教学质量,充分开发利用好实验室资源,关键是要建设一支思想素质好,业务水平高,结构合理,能对实验室进行科学管理的高水平实验队伍。从实验教学队伍的职能、实验人员培训、人员配置调整、专业教师与实验人员矛盾等现状分析入手,就如何加强大学实验队伍建设提出了明确岗位职责、多元化管理,增加人数,提高效率、增加实验技术人员的培训、转变传统观念,提高实验队伍待遇等对策。

仪器分析实验教学改革的探索与实践

仪器分析实验是农学类、生物类、药学等专业大学实验课程的重要构成部分,其教学目的是使学生了解分析仪器的工作原理、实验方法、操作技术,掌握实验操作、实验现象的观察、实验数据的处理和实验结果的分析等技能,从中获得的操作、分析技能可以在茶叶生理生化的检测和土壤检测中得到应用。该课程在开设过程中通常面临教学课程枯燥难懂、仪器设备配置数量短缺(大型设备)及操作时间不够等问题,导致学生难以熟练掌握相关操作技能。针对上述问题,从优化教学方法、完善实验考核体系、加强实验队伍建设方面提出建议,以期提高该门实验课程的教学效果,提升学生的学习自主性。

茶树BGLU基因家族的鉴定和表达模式分析

BGLU(β-glucosidase)是一种水解酶,能够催化水解芳香基或烃基与糖基原子团之间的糖苷键生成葡萄糖释放,水解酶类活性的提高奠定了白茶品质的形成,并在植物的抗逆胁迫中起着重要的作用。本研究采用生物信息学方法,从茶树基因组中鉴定到29个BGLU基因,并对其基因结构、进化关系、染色体定位进行分析,同时分析了它们在低温处理、茉莉酸甲酯和PEG诱导的干旱胁迫中的转录组数据。结果表明,29个茶树BGLU基因在茶树染色体上分布不均。根据进化关系将茶树BGLU基因家族分为三类;基因结构和保守基序分析发现,相同亚家族的基因结构和保守结构域基本一致;基因表达分析显示,CsBGLU基因在叶片组织中具有较高水平的表达,且部分基因随着叶片成熟度的增加,表达水平升高;不同的CsBGLU基因在PEG诱导的干旱胁迫、盐胁迫、茉莉酸甲酯胁迫和冷处理下存在差异表达,说明CsBGLU基因在茶树生长发育和响应非生物胁迫中发挥重要作用。该结果将为进一步研究BGLU基因在调控茶树生长发育和品质形成提供一些有价值的信息,为茶树BGLU基因的功能研究与利用提供科学依据。

湄潭茶园土壤养分特征及肥力质量评价

为探明湄潭茶园土壤养分特征及肥力质量现状,选用pH、有机质、全氮、碱解氮、有效磷和速效钾6个指标,应用主成分分析法对湄潭6种类型茶园土壤养分特征及肥力质量状况进行评价。结果表明:1)湄潭茶园土壤pH为3.73~7.26,均值为5.01,61.11%的茶园土壤达到优质茶园的标准,湄潭茶园土壤pH整体适宜,16.67%的茶园土壤有酸化趋势。2)湄潭茶园土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷和速效钾含量整体丰富,均值分别为22.84 g·kg-1、1.43 g·kg-1、124.50 mg·kg-1、44.16 mg·kg-1和135.61 mg·kg-1,分别有61.11%、70.37%、61.11%、55.56%和59.26%的茶园土壤达到优质茶园的标准,但各养分指标之间存在着明显的空间差异。3)湄潭茶园土壤肥力综合指标值(IFI)为0.179~0.989,均值为0.683,分别有51.85%和31.48%的茶园土壤处于Ⅰ和Ⅱ级水平,土壤养分状况整体良好;各类型茶园IFI之间存在明显的空间差异,其由大到小分别为:中山黄壤>丘陵黄壤>丘陵石灰土>低山黄壤>中山石灰土>低山石灰土。4)pH与有机质、全氮、有效磷之间呈极显著负相关关系,与碱解氮呈显著负相关关系;各养分指标之间存在着显著(P<0.05)和极显著(P<0.01)的正相关关系,各养分之间关系比较密切且具有同源性。pH与IFI呈极显著(P<0.01)负相关关系,其他养分指标均与IFI呈极显著(P<0.01)正相关关系。

黑喉石斛DoFT1基因在花发育过程中的表达模式分析及功能验证

FT(FLOWERING LOCUS T)基因是植物开花调控过程中的关键整合基因。为探明黑喉石斛(Dendrobium ochreatum)FT同源基因功能及其在黑喉石斛嫩茎开花过程中扮演的角色,本研究以黑喉石斛为试验材料,基于转录组测序结果,克隆得到黑喉石斛FT同源基因,命名为DoFT1。DoFT1基因编码区长度为537 bp,共编码178个氨基酸;生物信息学分析结果表明,该基因编码的蛋白属于PEBP家族蛋白,其含有关键保守氨基酸位点Tyr84和11个连续保守氨基酸残基序列,为FT同源基因;进化树分析结果显示,DoFT1氨基酸序列与铁皮石斛和小兰屿蝴蝶兰同源基因亲缘关系较近;Real-time PCR分析结果显示,DoFT1主要在黑喉石斛叶片部位表达,其表达量在花芽开始分化阶段出现上调,并在花芽成熟期达到峰值后呈下降趋势;将DoFT1导入烟草中超量表达,可以显著促进烟草提前开花。

不同加工方式对甜茶有效成分影响研究

为了充分利用甜茶叶中的有效物质,本研究探究了滚筒杀青、微波杀青、蒸汽杀青、锅炒杀青和红碎茶5种加工方式对甜茶中根皮苷、根皮素、槲皮苷、槲皮素和三叶苷5种有效成分的影响。在对其进行感官审评的基础上,通过高效液相法(HPLC)测定了5种不同加工方式下5种有效成分的含量。结果表明,锅炒杀青和微波杀青工艺的甜茶感官审评得分更高,根皮苷和槲皮苷在微波杀青和红碎茶加工的方式中保留较多,根皮素和槲皮素在炒锅杀青中含量较高,三叶苷在滚筒杀青方式下含量较高。本研究发现,不同加工方式对甜茶中5种有效成分含量有较大影响,并得到甜茶5种有效物质在不同加工方式下的含量排序,便于后续根据对甜茶有效成分的需求选择最佳加工方式。

杜仲全基因组GRAS基因家族的鉴定和系统发育分析

为研究杜仲中GRAS基因对杜仲生长发育及抗逆性的作用机制,本研究首先利用软件TBtools、Pfam和NCBI-CDD对杜仲GRAS基因进行了筛选和验证,随后借助ExPASy在线软件分析了杜仲GRAS蛋白的理化性质并通过软件MEGA 7.0构建了杜仲GRAS基因的系统进化树,最后使用在线软件MEME 5.2获得了杜仲GRAS基因的基因保守基序并通过Muscle程序和Jalview软件分析了杜仲GRAS蛋白的VHIID结构域特征。结果显示,杜仲中GRAS基因家族共含有分属于13个亚族的47个成员,其蛋白长度在388~803之间,蛋白分子量在42987~91063.2之间,等电点在4.49~9.67之间,并且都具有典型的GRAS结构域。通过对杜仲中的GRAS基因家族成员进行全面系统地分析,发现EuGRAS基因具有基因结构上的保守性和差异性,这可能与杜仲的环境适应性有关,这为进一步开展有关杜仲环境适应性机制并将其应用于濒危植物的保护等方面的研究奠定了基础。

高校实验室针对本科生开放管理初探

实验教学是本科教学的重要组成部分,是推进高校教学改革的重要组成部分,但实验室涉及实验药品、耗材和设备等不安全因素,对实验室安全管理提出了更高的要求。贵州大学茶学院本科实验中心从2017年开始对本科生开放,文章对2017--2019年实验室开放管理的实践及存在的问题进行讨论。

毛白杨PtDET2基因的克隆及其在烟草中的抗旱与耐盐功能分析

类固醇5α-还原酶基因(steroid 5α-reductase 2,DET2)是油菜素内酯合成的关键基因,在抵抗非生物胁迫伤害中起着重要的作用。本研究克隆了杨树(Populus L)Pt DET2基因,c DNA编码区全长774 bp,编码257个氨基酸;进化树分析表明,Pt DET2基因编码的氨基酸序列与碧桃(Prunus persica)相似性为78%。构建植物表达载体p SH737-35S-Pt DET2,利用农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导的叶盘法遗传转化烟草。选取3个转基因株系TP10、TP12和TP15,用不同浓度甘露醇和Na Cl模拟干旱胁迫和盐胁迫,对其种子发芽率和幼苗期进行耐旱性和耐盐性分析。结果发现,在300 mmol/L甘露醇处理15 d,种子发芽率比野生型高40%以上,通过观察苗期根的生长发现,野生型植株根系生长明显受到抑制;在200 mmol/L Na Cl处理种子15 d,转基因植株种子发芽率比野生型高50%以上,野生型植株根系生长也受到明显的抑制。分别用20%PEG 6 000和200 mmol/L Na Cl处理转基因植株和野生型植株(0、1、3、5和7 d),结果显示,在干旱和盐胁迫下,转基因植株的超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)、过氧化氢酶(Catalase,CAT)和过氧化物酶(Peroxidase,POD)的活性均显著高于野生型,丙二醛(Malondialdehyde,MDA)含量显著低于野生型植株。因此,Pt DET2基因表达提高了烟草植株的耐旱与耐盐能力,研究结果为进一步探讨该基因功能提供依据,为创制转基因耐旱和耐盐提供基础资料。