寒旱区白菜型冬油菜适应性及利用研究

为探究冬油菜在甘肃张掖寒旱区种植的适应性,对8个白菜型冬油菜品种(系)的越冬率、冬前干物质积累、农艺性状及产量进行了分析比较,研究了冬油菜不同播种期对越冬率、产量等性状的影响,同时进行了冬油菜后茬复种模式研究。研究结果表明,在北纬38°左右、海拔180 m左右、极端最低气温-28.7℃的张掖及河西走廊,白菜型冬油菜能够露地正常越冬,且产量高品质好。冬油菜收获后,复种早熟大豆、马铃薯、油葵和蔬菜等作物,每667m2两季产值比单种小麦增收32.0%～154.4%,比单种玉米增收15.4%～108.6%,经济效益十分显著。在张掖及河西走廊发展冬油菜生产可以调整传统农业的一年一熟为一年两熟或两年三熟,增加复种指数,提高土地资源利用率和经济效益;同时,可增加冬春季土壤植被覆盖,减少沙尘源,改善生态环境。张掖及河西走廊宜选择抗寒性品种,并适当早播,播期以8月中旬为宜。

大麦全基因组WRKY基因家族生物信息学分析

WRKY基因家族是一类含有WRKY保守结构域的转录因子,参与植物众多生理生化过程,在植物生长发育、代谢以及胁迫应答等过程中发挥重要作用。目前,已在多种植物中对WRKY转录因子进行了系统鉴定和分析,但是还未见有大麦WRKY基因家族系统筛选和鉴定的报道。本研究利用最新的大麦基因组数据,经生物信息学鉴定共得到98条大麦WRKY转录因子,其编码蛋白质序列长度为117~676 aa。有91条可以定位到大麦7条染色体上并呈不均匀分布,3H染色体上分布最多达25条,6H上最少仅有5条。通过系统进化分析,大麦98个WRKY转录因子根据其保守结构域可分为Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ组,各组分别有10个、52个和36个成员,其中Ⅱ组可进一步分成Ⅱ-a、Ⅱ-b、Ⅱ-c、Ⅱ-d和Ⅱ-e 5个亚组。保守基序分析表明,大麦的20个保守基序中,有6个为WRKY结构域的保守基序,各组内部成员拥有一致的保守基序。本研究可为进一步开展大麦WRKY基因的发掘与功能验证提供科学依据。

大麦基因组GRAS基因家族的全基因组鉴定与表达分析

GRAS基因家族是一类仅存在于植物并广泛参与其生长发育调控的转录因子,根据其序列结构和系统发育树分化特征,GRAS转录因子包含PATI, DELLA, HAM, SCR, SHR等多个亚家族成员。本研究利用大麦最新的基因组数据库,采用生物信息学的方法筛选鉴定出41条GRAS基因序列,其中有34条序列具有完整的GRAS家族蛋白特有的GRAS结构域,可定位到大麦7条染色体上且呈不均匀分布。与拟南芥和水稻GRAS蛋白进行的系统发育分析,可将大麦GRAS家族蛋白进一步划分为10个亚家族。本研究对大麦GRAS基因的表达丰度分析,发现部分基因在发育阶段高表达,这可能暗示着这些基因在相应发育阶段起到重要作用。本研究结果可为后续挖掘和验证大麦GRAS基因提供参考。

小黑麦中调控花青素合成代谢的MYC基因克隆及序列分析

为了研究蓝粒小黑麦糊粉层中控制花青素合成的关键基因BcMYC1。本研究使用PCR方法克隆小黑麦中MYC转录因子BcMYC1。结果表明,小黑麦BcMYC1基因全长1683 bp,编码的氨基酸560个,分子量61870 Da,等电点4.71,有两个属于bHLH超级因家族的保守区,该蛋白具有亲水性,二级结构以α-螺旋(39.64%)和不规则盘绕(43.93%)为主要的部分,BcMYC1蛋白质不通过跨膜区,在膜外进行作用。蛋白系统进化分析表明,小黑麦的BcMYC1基因与小麦、矮牵牛、水稻等物种MYC调节基因的亲缘关系很高。本研究关于小黑麦中调控花青素合成代谢BcMYC1基因分子遗传机理,为小黑麦的花青素的研究提供参考作用。