向日葵HaACO1基因的表达分析及功能验证

为加强对向日葵ACC氧化酶基因的利用,以前期从盐诱导的向日葵中克隆的ACC氧化酶基因HaACO1(GenBank accession number.KP966508)为对象,进行了该基因在不同胁迫条件下的表达分析及在烟草中的超表达研究。结果表明,该基因受病原菌、机械损伤、低温、NaCl和水杨酸胁迫诱导表达,且在不同的胁迫下表现出不同的表达模式;HaACO1在向日葵根、下胚轴和叶中均有表达,但在叶中的表达量最高,在根中的表达量最低。利用瞬时表达载体进行亚细胞定位分析,发现HaACO1-GFP在洋葱表皮细胞的细胞质中有表达。构建HaACO1植物表达载体进行过表达分析,表明在含有NaCl的分化培养基上,转基因烟草叶色失绿程度较野生型的轻,分化能力较野生型的高;低温、干旱和NaCl胁迫下,转基因烟草的HaACO1相对表达量高于野生型;NaCl胁迫下,转基因烟草的可溶性蛋白(soluble protein)、脯氨酸(proline,PRO)和叶绿素(chlorophyll)含量及过氧化物酶(peroxidase,POD)和超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性提高;脯氨酸合成关键酶基因P5CS及抗氧化相关基因POD、MnSOD和GuZnSOD表达上调。HaACO1过表达提高了烟草的耐盐性,这将为进一步理解向日葵耐盐分子机制以及利用该基因进行作物抗逆性状改良奠定基础。

世界及我国向日葵产业发展总体情况分析

向日葵是世界第四大油料作物,以联合国粮食及农业组织、中华人民共和国农业农村部数据为基础,统计世界向日葵年度种植面积、主要向日葵生产国的种植分布情况,以及我国向日葵年度种植面积和分布情况。通过数据分析结果表明,世界向日葵年度产量增长速度较年度种植面积增长速度快,该现象主要是由于世界各国向日葵种植技术水平的逐渐提高;而我国向日葵的年度种植面积和产量处于平稳期,这与世界向日葵单产水平提高形成鲜明的对比,与我国在2000-2009年间向日葵产业的快速发展相关,我国需要增加向日葵产业科技投入,突破产业发展的瓶颈。以上结论为向日葵产业发展提供借鉴。

向日葵种子甲基磺酸乙酯诱变体系优化与分析

【目的】明确甲基磺酸乙酯(EMS)诱变向日葵种子的最佳剂量和时间。【方法】以油用向日葵JK103、S18和食用向日葵巴葵138、科阳7号为试验材料,在EMS溶液梯度浓度(0、0.1%、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%)和3个时间(6、12、24 h)处理下,分析向日葵种子的发芽势、发芽率及相对发芽率,确定向日葵种子EMS诱变的适宜条件。【结果】EMS溶液浓度、诱变时间均对向日葵种子的发芽势和发芽率有影响;向日葵种子较耐EMS,在油用向日葵中这一现象更加明显;随着诱变时间的延长,在诱变后期食用向日葵对EMS的诱变较为敏感。向日葵EMS溶液诱变适宜条件因品种而异。【结论】根据半致死条件原则,初步认为:油用向日葵种子EMS诱变适宜条件为催芽48 h后用1.0%~1.5%EMS溶液诱变12~24 h;食用向日葵种子EMS诱变适宜条件为催芽48~72 h后用1.0%~1.5%EMS溶液诱变6~12 h。

不同药剂对马铃薯枯萎病的田间防效分析

【目的】明确不同化学药剂和微生物菌剂对马铃薯枯萎病的田间防治效果和产量影响。【方法】试验采用随机区组设计,选用30%甲霜·噁霉灵水剂(600、750、900 mL/hm^(2))、北农13号种衣剂(33.00、41.25、55.05 mL/hm^(2))、40%甲基硫菌灵·咯菌腈悬浮种衣剂(300.0、400.5、600.0 mL/hm^(2))、坤益健微生物菌剂(1125 g/hm^(2))、益普微生物菌剂(3375 g/hm^(2))为供试药剂,以不施药剂为对照(CK),分析不同处理间马铃薯苗期出苗率、收获期枯萎病防治效果及马铃薯增产量的差异。【结果】不同处理的出苗率与CK相比无显著差异(P>0.05),出苗率均在94.00%以上,表明不同药剂处理并未抑制马铃薯的出苗。化学药剂30%甲霜·噁霉灵水剂900 mL/hm^(2)喷淋、北农13号种衣剂55.05 mL/hm^(2)拌种对马铃薯枯萎病防治效果较好,防效分别为66.70%和64.60%;坤益健微生物菌剂和益普微生物菌剂拌种的防效分别为59.66%和58.00%。30%甲霜·噁霉灵水剂900 mL/hm^(2)处理和坤益健微生物菌剂处理的增产效果最好,增产量分别为289.03、202.95 kg/hm^(2),增产率分别为19.50%、15.28%,而40%甲基硫菌灵·咯菌腈悬浮种衣剂300.0 mL/hm^(2)处理增产效果最低,增产量为60.03 kg/hm^(2),增产率仅为3.70%。【结论】供试药剂对马铃薯安全;30%甲霜·噁霉灵水剂900 mL/hm^(2)喷淋、北农13号种衣剂55.05 mL/hm^(2)拌种和坤益健微生物菌剂1125 g/hm^(2)拌种对枯萎病的防治效果较好且马铃薯增产率较高,可作为防控马铃薯枯萎病的药剂。

旱地食用向日葵保苗与增产技术研究

通过旱地沟种垄植机械化播种保苗技术试验和旱地覆膜带水机械化播种保苗技术试验,探讨不同农艺措施对旱地向日葵出苗率和产量的影响,结果表明:对于旱地机械化生产食用向日葵,沟种垄植或全覆膜、机械化带水播种是旱地食用向日葵保苗和增产的有效途径之一。

不同生态区域向日葵油酸含量对气候因子的响应规律

该研究以内蒙古自治区农牧业科学院选育的3个向日葵品种‘NKZ4’、‘NK244’和‘NK175’为试验材料,于2014和2015年在陕西武功、山西介休、内蒙古呼和浩特、辽宁沈阳、吉林长春、新疆乌鲁木齐和黑龙江齐齐哈尔7个不同生态条件的向日葵主产省区种植,测定各种植区主要环境气候因子以及各品种籽粒中油酸等脂肪酸组分含量,分析向日葵籽实油酸含量对气候因子的响应规律,并确定关键影响因子,探究气候因子对向日葵油酸形成的影响机理。结果表明:(1)不同生态区间向日葵品种籽实的脂肪酸含量差异较大,其油酸含量总体变化趋势为随纬度的增加而降低。(2)气候因子中日照时数、日均最高气温、日均最低气温、日均气温4个因子与向日葵油酸含量密切相关。(3)在向日葵各生育阶段和全生育期,籽实油酸含量与日照时数均呈显著负相关关系,与日均最高气温、日均气温呈显著正相关关系;在现蕾-开花阶段,油酸含量与平均风速呈显著负相关关系;在开花-成熟阶段和全生育期,油酸含量与日均最低气温呈显著正相关关系。研究发现,向日葵籽实油酸含量受种植区日均最高气温和日均气温影响最大,日均最高气温、日均气温升高5℃,籽实油酸含量由20%可上升至40%。

基于Label-free方法分析甜菜雄性不育分子机理

本研究以甜菜不育系(N9849)及保持系(960766)为材料,采用Label-free、质谱分析、生物信息学分析方法,对甜菜现蕾期的花蕾进行比较蛋白质组学分析。结果表明:不育系与保持系中鉴定到的96个差异蛋白,涉及16个功能组;其中胁迫响应,碳水化合物代谢,花粉发育等功能类别所占比例较大。胁迫响应功能蛋白类的谷胱甘肽-S-转移酶、过氧化氢酶等在不育系中显著低表达,有毒物质及活性氧的清除能力弱,可能导致不育系材料系统发生紊乱导致形成败育。碳水化合物代谢功能蛋白苹果酸脱氢酶,蔗糖合酶等在不育系中表达量较低,碳水化合物代谢强度低,能量代谢匮乏也是致使花粉不育的一个原因。花粉发育相关蛋白Ⅲ型聚酮合酶在保持系中显著高表达,很好地维持了保持系的育性。本研究在蛋白质组学水平为阐述甜菜明雄性不育机理及其利用提供理论依据。

向日葵抗列当育种研究进展

向日葵是世界四大油料作物之一,列当是对向日葵生长危害极为严重的一类寄生植物,且在全球范围内的发生面积逐年增加,对向日葵产业发展造成严重危害。培育抗列当品种是防治向日葵列当最为有效的途径,也是目前育种家的首要目标。育种家们通过传统的育种方法鉴定抗性基因,培育了一系列向日葵抗列当品种,并在世界范围内向日葵主栽区广泛种植,有效缓解了向日葵列当对该产业的冲击。然而,随着毒力更强的列当生理小种的出现与传播,亟待培育新的、抗性更强的品种。本文综述了新的、毒性强的列当生理小种的结构与分布,对如何利用分子标记辅助选择(MAS)策略提高向日葵的抗性分析,对向日葵抗列当基因序列信息做了归纳总结,对向日葵抗列当育种研究发展前景进行了分析与展望。

高丹草叶片总蛋白双向电泳体系的建立

本研究以杂种高丹草及其亲本为试材,分别采用2种方法(三氯乙酸丙酮沉淀法,丙酮沉淀法)提取高丹草叶片总蛋白,并对IPG胶条的pH范围、蛋白上样量进行了优化。研究结果表明:与三氯乙酸丙酮沉淀法相比,丙酮沉淀法更适合高丹草叶片总蛋白的提取;采用17 cm pH 4~7 IPG胶条,上样量为800μg,构建了背景清晰,分辨率高,重复性好的高丹草双向电泳图谱,为后期高丹草差异蛋白质组学研究提供良好的技术支撑。