马铃薯StCYP85A3促进萌芽及根系伸长的功能解析

油菜素内酯(BR)是一类植物甾醇类激素,对植物生长发育及胁迫应答具有显著的调控作用,马铃薯中StCYP85A3作为BR合成酶的编码基因,功能仍待进一步探究。本研究从‘川芋10号’马铃薯中克隆出该基因,生物信息学分析表明该蛋白具有催化BR合成的典型亲氧结合域,属于CYP85As家族成员。通过组织表达分析发现该基因在块茎芽眼及根中表达量最高,且芽眼中的表达量随着储藏时间的延长而增加,在块茎芽眼休眠解除时表达迅速升高。同时发现外源BR可诱导马铃薯芽眼及根中StCYP85A3表达量升高,从而显著促进了种薯萌芽及幼苗根的伸长。通过在拟南芥野生型及cyp85a2突变体中过表达StCYP85A3发现,过表达株系种子萌发及根系伸长都早于野生型,同时回补株系弥补了突变体种子萌发、植株根系生长迟缓的缺陷。此外,外源BR对过表达株系种子萌发、根系伸长无显著促进作用,但显著促进了野生型、突变体及回补株系种子萌发、根系伸长。上述马铃薯及拟南芥试验结果表明, StCYP85A3具有促进萌芽及根系伸长的功能。

马铃薯蔗糖磷酸合成酶StSPS1的原核表达及抗体制备

为了对马铃薯蔗糖磷酸合成酶(SPS)编码蛋白StSPS1进行原核表达及多克隆抗体制备。从四倍体马铃薯品种川芋10号的块茎中克隆出了StSPS1基因,该基因编码区全长为3165 bp,编码蛋白的长度为1055 aa。随后基于构建的His标签融合表达载体PET30a-StSPS1,进行了StSPS1蛋白的诱导、变性、纯化、复性及兔免疫试验。结果发现,StSPS1蛋白分子量约为119.62 ku,在可溶性上清中的表达极少,主要在不溶的沉淀中表达,最佳的诱导条件为37℃下用0.5或1.0 mmol/L的IPTG诱导4 h。由于StSPS1为包涵体蛋白,故对其进行包涵体变性处理,并利用His标签纯化出了与目的条带大小相符的蛋白,同时通过His抗体进行了蛋白质免疫印迹(WB)试验,发现在119.62 ku处检测到目标条带,说明StSPS1包涵体蛋白纯化成功。最后,通过将透析复性后的StSPS1蛋白注射进兔子皮下组织中,成功免疫出2个StSPS1的抗体,经过WB鉴定发现2个抗体均能在抗原和川芋10号叶片的总蛋白中杂出目标条带。综上,对马铃薯StSPS1蛋白进行了诱导及纯化,并成功制备了StSPS1蛋白的兔多克隆抗体。

缺磷胁迫增强了马铃薯植株的耐旱能力

大多数研究结果表明,充足的磷营养能促进光合作用和根系生长,增加束缚水含量和膜稳定性,提高植株的耐旱能力。我们在对马铃薯24个品种(系)的盆栽沙培试验中发现缺磷胁迫反而增强了植株的耐旱能力。为进一步研究磷营养对马铃薯植株耐旱能力的影响,以两个远缘杂交后代分离群体的60个株系(30d苗龄)为材料,在正常磷和缺磷的1/2MS矿质营养液中培养16d后,用8%PEG8000模拟干旱胁迫3h,干旱胁迫前后取样测定形态生理指标。结果表明,缺磷处理的植株矮小且气孔密度下降,长出更多新根;叶片和根系的可溶性糖、脯氨酸(Pro)含量以及叶片过氧化物酶(POD)活性与正常磷处理相比升高了一倍左右。干旱胁迫后缺磷处理叶片超氧化物歧化酶(SOD)活性极显著升高,叶片未萎蔫;而正常磷处理叶片Pro、丙二醛(MDA)含量均显著升高,叶片明显萎蔫;缺磷处理叶片和根系可溶性糖、根系Pro含量、叶片POD和SOD活性都显著或极显著高于正常磷处理。说明马铃薯在适应缺磷胁迫中发生的形态和生理代谢改变有助于提高其耐旱能力。

努力培养担当民族复兴大任的时代新人——科技小院在立德树人中的作用浅谈

立德树人是新时代做好教育工作的核心要求,是深化研究生培养体系构建的重要内容。笔者立足当前涉农高校在人才培养中面临的挑战,分析了科技小院在探索人才培养中的创新实践,并从导师、依托组织、社会三大方面系统分析了科技小院立德树人的实现路径,最后总结了实践成效,并浅析科技小院在立德树人中的作用,为农业高校培养应用型人才、落实立德树人的根本任务提供参考。

四川地震灾区恢复马铃薯生产应急栽培技术

四川马铃薯在5.12汶川特大地震中受灾严重。根据灾情调查分析,严重感染晚疫病是造成灾区大春马铃薯减产的主要原因。扩大种植秋、冬作是应急性恢复马铃薯生产的适宜措施。目前恢复生产遇到的突出困难一是种薯不足,二是晚疫病防治难度大。从晚疫病综合防治,秋作田间管理,增补冬作和种薯贮藏技术要点方面探讨了灾区恢复马铃薯生产应急栽培技术。

植物科学领域SCI/SCIE期刊与网络资源

对SCI及其扩展版SCIE选刊评价指标、植物科学领域SCI/SCIE期刊及相关网络资源进行介绍,为植物科学工作者全面了解植物科学研究现状、进行文献检索及投稿提供参考。

植物生理学实验课程改革研究

按照中共中央全面推进素质教育的指示精神 ,研究了植物生理学实验课程改革的必然趋势 ,探讨了改革的内容和方式 ,初步设计了实验课程改革的几种方案。

玉米抗旱性的生理生化机制研究进展(综述)

本文从渗透调节、气孔调控、保护酶活性、诱导蛋白等方面综述了玉米抗旱性研究在生理生化方面的进展。

马铃薯贮藏与加工技术(待续)

1．马铃薯块茎的贮藏 （1）马铃薯块茎的耐贮性块茎的耐贮性影响贮藏的效果和损耗率，块茎的耐贮性与品种特性、栽培管理有着密切关系。马铃薯品种较多．按皮色可分为：白皮、红皮、黄皮和紫皮4种类型，其中以红皮种和黄皮种较耐贮藏。

马铃薯贮藏与加工技术(续完)

控制种薯堆温湿度：贮藏窖温湿度与种薯堆温湿度相互作用和影响。首先要按不同品种分别贮藏，以防休眠期长短、耐贮性强弱不一致造成互相影响；其次是种薯堆高度应因品种而异。一般早熟种为1．1～1．25m，中晚熟种为1.3～1．5m；第三是挖通气沟。在堆底地面上，挖成十字型或丰字型沟，其深宽均为20cm沟长与窖壁相接，在沟上铺秸秆或树条，以不漏种薯为宜。在堆内插入秸秆绑的通气把，直径为20cm左右。

磷营养对马铃薯试管薯及连生试管薯发生的影响

前期初步研究发现,磷营养影响马铃薯试管薯发生,且观察到磷营养与1个腋芽着生2个以上的试管薯(连生试管薯)性状有关。为进一步探讨磷营养对马铃薯试管薯及连生试管薯发生的影响,比较了在不同磷浓度下试管薯的产量、形态、品质及相关生理指标的差异。结果表明:磷营养对试管薯及连生试管薯发生产生有规律性的影响;适当降低磷浓度,有利于增加试管薯粒数、重量及连生试管薯比率,但试管薯直径及大薯率下降;连生试管薯含水量低于非连生试管薯;低磷浓度下,试管薯淀粉含量降低,而可溶性糖含量升高;连生试管薯淀粉含量低于非连生试管薯,而可溶性糖含量则连生试管薯高于非连生试管薯。

玉米改良单交种的效应研究──Ⅱ·自交系48-2姊妹系及姊妹种的同功酶电泳研究

对玉米毛82-2交系的16个姊妹系或姊妹种分别运用垂直板聚丙烯酸胶凝胶电泳方法分析过氧化物酶、酯酶同功酶，运用等电聚焦电泳方法分析过氧化物酶同工酶。结果表明：在姊妹系间、姊妹种间、姊妹系与其对应姊妹种间，酯酶同工酸酶谱差异甚微，而过氧化物酶同功酶酶话有明显差异．对过氧化物酶同工酸酶谱，用等电聚焦电泳所得酶带比用垂直板聚丙烯酸肢凝胶电泳所得酶带丰富，故显示出的差异更明显。

营养水平对马铃薯块茎发育中激素、产量和品质的影响

以台湾红皮(Cardinal)为试验材料,研究了不同营养水平对马铃薯块茎发育过程中内源激素行为的影响及对产量和品质形成的影响。结果表明,过低、过高的营养供给,降低了块茎发育前期细胞分裂素(ZT)的含量,中期细胞生长素(IAA)的含量以及促进块茎发育的脱落酸(ABA)、茉莉酸(JA)含量,增加了各时期促进匍匐茎发生的赤霉素(GA)含量,导致在块茎形成和膨大的关键时期,GA/ABA和GA/JA比值失衡,抑制了块茎的正常发育。而合理营养水平供给,保持了前期较高水平的ZT含量,中期较高的ABA、IAA、JA含量和较低的GA含量,保证了块茎发育各时期对重要激素的需要,GA/ABA和GA/JA在块茎发育各时期也保持在合理的水平。结果还表明,过低、过高的营养供给,有利于马铃薯可溶性糖的形成,但不利于后期淀粉的形成,同时缩短了块茎快速增长期的时间。

外源赤霉素对小整薯休眠解除中的激素变化及物质转化的影响

本研究以米拉为试验材料,探讨了不同浓度外源赤霉素(GA3)处理对小整薯休眠解除过程中内源激素的变化及物质转化的影响。结果表明:①外源GA3对小整薯休眠解除过程中几种内源激素含量变化都具有较明显的影响,但不同浓度GA3处理所产生的作用强度和作用时间存在差异。高浓度(4×10-4mL/L)处理对内源GA3、IAA和ZT的影响作用大于低浓度(2×10-4mL/L)处理,而对ABA和JAs的影响差异不明显;②高浓度(4×10-4mL/L)GA3处理产生作用的时间均比低浓度(2×10-4mL/L)处理提前,持续时间更长;③外源GA3在一定程度上影响了小整薯休眠解除中淀粉的分解和可溶性糖的消耗,高浓度的外源GA3促进了淀粉的分解,但降低了可溶性糖的含量。综合来看,取合理浓度的上限有利于小整薯休眠的解除。

油菜素内酯合成和信号转导基因在马铃薯块茎贮藏期间的表达变化及对萌芽的影响

为探明油菜素内酯BR在块茎萌芽中的作用,建立更有效的种薯催芽调控体系,选择了休眠期不同的3个品种,利用q RT-PCR分析与BR合成、信号转导、调控有关的9个基因在贮藏期间及抑芽处理下的表达模式;同时检测BR类似物24-表油菜素内酯(24-e BL)及其与赤霉素GA3对块茎萌芽的影响。结果表明,涉及BR合成的4个基因表达量均随贮藏时间延长升高,短休眠品种升高的时间点早于中、长休眠品种;信号转导及调控基因中BRI1和CYCD3的变化与合成基因相似,BSK和TCH4的表达量则在中、长休眠期品种中保持恒定。抑芽处理在贮藏前期能刺激这些基因的表达升高,但之后都迅速下降并保持低水平。转录因子BZR1在各品种中以及抑芽处理下均没有明显变化。24-e BL利于块茎解除休眠,但不促进芽的伸长生长,与GA3互配效果更佳,单株块茎增重37.92%~98.41%。结论表明,BR合成和信号转导是块茎从休眠向萌芽转变的必经生理过程,它与GA3互配用于催芽更利于种薯萌芽的整齐、健壮并促进块茎形成。

免耕垄作对马铃薯、甘薯产量及经济效益的影响

免耕技术是近几年发展起来的一项省工节本新技术,在国外及我国北方地区被广泛应用。为了促进免耕技术在我国南方的推广,本试验以常耕为对照,将免耕垄作和传统常耕方式进行对比,研究了四川地区常见的薯玉间套作种植模式中免耕垄作对薯类产量及经济效益的影响。结果表明:与常耕方式相比,免耕垄作方式可使马铃薯增产13.3%,甘薯增产25.5%。免耕垄作处理下马铃薯大薯率达16.6%,比对照提高4.2百分点,差异达到显著水平;免耕垄作处理下甘薯大薯率为19.6%,比对照提高7.2百分点,差异达到显著水平。

钾高效基因型马铃薯钾素利用效率机制研究

为探索马铃薯钾高效机制,利用营养液沙基盆栽方法,对比研究了不同钾处理下2个钾高效材料(‘HEK-1’和‘HEK-2’)和1个普通品种(‘合作88’)的单株鲜薯产量、植株各部位在不同生长时期的干物质和钾素积累量、根系分泌有机酸种类与含量以及根系分泌物对土壤中钾的活化能力等评价作物钾效率的相关指标。结果表明,与普通品种相比,低钾浓度下,‘HEK-1’保持较高的根系干物重,各生长时期地上茎中均保持较高的钾含量,成熟期植株钾利用效率高;‘HEK-2’低钾胁迫下根系分泌物中草酸含量较多,其根系分泌物活化土壤中钾的能力强。结论:不同基因型的钾高效材料耐低钾机制不同,提高植株钾利用效率或增加根系分泌物中的草酸含量以促进钾吸收都属于马铃薯应答低钾胁迫的有效方式。

马铃薯大豆间作模式效益分析

筛选适合与马铃薯间作的作物和栽培模式,充分利用土地资源,提高单位面积的产值,增加农民的收益。以课题组前期从多个品(系)马铃薯中筛选出的钾高效马铃薯HKE-1和HKE-2为材料,与大豆进行间作试验,马铃薯与玉米间作,马铃薯、大豆、玉米净作作为对照,研究薯‖豆在行比为2︰1和2︰2栽培模式下的效益情况。结果表明:薯‖豆在行比为2︰1栽培模式下的经济效益较好,材料HKE-1薯‖豆的纯收益为2546.79元/667m2,HKE-2薯‖豆的纯收益最高,为2678.11元/667m2。HKE-2薯‖豆的纯收益最高,适宜推广。

马铃薯WRKY6基因的克隆、序列分析与原核表达研究

在高等植物中WRKY转录因子家族成员众多,它广泛参与植物对生物胁迫、非生物胁迫、生长发育和代谢过程的调控。本研究采用同源序列克隆的方法获得马铃薯WRKY6基因,序列分析表明该蛋白属于WRKY家族第3组成员,锌指结构为C-X7-C-X23-H-X-C。构建系统发育树结果表明它与拟南芥WRKY70亲缘关系较近,相似性达58%。然后将其完整编码区构建到大肠杆菌表达载体。在培养温度18℃条件下添加0.2 mmol/L IPTG(异丙基硫代半乳糖苷),诱导培养8 h可获得高表达融合蛋白。进一步实验获得特异性和纯度非常高的纯化蛋白。本研究为进一步确定该蛋白的体外活性及生物学功能奠定了坚实基础。

催芽天数、GA和BR互作对秋作紫马铃薯萌芽、出苗和产量的影响

【目的】研究催芽天数(D)、赤霉素(GA)、油菜素内酯(BR)互作对秋作紫马铃薯种薯萌芽、田间出苗和产量的影响。【方法】以‘黑美人’品种的原种为试验材料,采用三因素裂裂区试验设计,对秋播马铃薯种薯进行催芽处理。【结果】催芽温天数、赤霉素和油菜素内酯及三因素的交互效应对马铃薯种薯的发芽率、单薯发芽数、芽粗、芽长、田间出苗率、单株主茎数、公顷主茎数和产量均存在显著的影响。播种前25℃催芽天数越长,单个种薯的发芽数和单株主茎数越大,产量越高。使用赤霉素催芽的种薯发芽数、单株主茎数和产量显著高于不使用赤霉素催芽处理。BR100水平的种薯发芽数、单株主茎数和产量显著高于BR500水平。不同催芽处理组合中,D2+GA60+BR100处理的单薯发芽数最高,单株主茎数和鲜薯产量处于较高水平。【结论】对产量贡献率较高的因子依次为出苗率、单株主茎数、株高和单株结薯数。产量与单株主茎数、公顷主茎数、单株结薯数都呈一元二次函数关系,理论最适单株主茎数为2.35个。