钙调素基因(HcCaM7)及其蛋白乙酰化修饰参与红麻响应非生物胁迫的作用

钙调素是一类钙依赖性调节蛋白,参与植物的生长发育、抗逆胁迫等多种生物学过程。本课题组前期通过蛋白质乙酰化修饰组学研究发现,红麻钙调素蛋白7的乙酰化修饰参与了红麻花粉的发育调控。为研究其参与抗逆性的机制,本研究以红麻保持系P3B双核期的花药为材料,使用PCR法克隆了钙调素基因HcCaM7,最大开放阅读框(open reading frame,ORF)为450 bp,其由149个氨基酸组成,编码相对分子质量16.85 kD的蛋白;亚细胞定位结果显示,HcCaM7蛋白的表达主要定位在细胞质和细胞膜中;利用病毒诱导的基因沉默技术沉默HcCaM7基因,导致红麻沉默植株的生长受到抑制;进一步在体外采用基因密码子扩展技术对发生乙酰化修饰氨基酸位点进行突变,成功获得具有体外乙酰化修饰位点的蛋白HcCaM7mut,并成功诱导表达了无乙酰化修饰的蛋白HcCaM7,结果表明HcCaM7蛋白发生乙酰化修饰后可以显著促进NADK(NAD激酶)活性;用点板法检测含有HcCaM7蛋白和HcCaM7mut蛋白的重组菌在盐(400 mmol L^(-1)和500 mmol L^(-1)NaCl)、干旱(400 mmol L^(-1)和600 mmol L^(-1)甘露醇)、重金属(30 mmol L^(-1)和50μmol L^(-1)CdCl2)及低温胁迫后(利用液氮反复冻融模拟)在LB固体培养基上的存活率发现,含有HcCaM7蛋白的重组菌存活率显著高于空载对照菌,而含有乙酰化修饰的HcCaM7mut蛋白的重组菌存活率进一步提升,表明HcCaM7蛋白能够提高大肠杆菌对非生物胁迫的耐受性,并且乙酰化修饰后效果更佳。因此,HcCaM7基因可以调控红麻生长发育和响应非生物胁迫,乙酰化修饰可以促进HcCaM7蛋白发挥作用。

水稻细菌性条斑病抗性基因bls2 SSR分子标记开发

【目的】开发水稻细菌性条斑病(简称细条病)抗性基因bls2 SSR分子标记,为利用分子标记辅助选择培育水稻细条病抗性品种提供技术支撑。【方法】基于本课题组前期对细条病抗性基因bls2初定位结果,设计SL03与SL04分子标记区间的SSR引物,从中筛选出在亲本间具有多态性的引物,用于检测由普通野生稻DY19与籼稻9311为亲本构建的BC_(3)F_(2)群体中各单株的基因型,并结合细条病病斑长度测定结果,利用MapQTL 5.0精细定位bls2基因,鉴定出与之紧密连锁的SSR分子标记,并比较单标记或双标记的选择效果。【结果】通过田间细条病抗性鉴定发现,BC_(3)F_(2)群体抗、感分离符合理论比1∶3的孟德尔单基因遗传分离规律。利用筛选鉴定出的11个多态性分子标记对BC_(3)F_(2)群体共244个单株进行单株基因型检测,并结合单株抗性表型值,将细条病抗性基因bls2精细定位于2号染色体上RM13592和RM13599分子标记之间,物理距离240 kb;RM13592和RM13599分子标记在BC_(3)F_(2)群体上的分离比均符合1∶2∶1的单基因遗传分离规律。利用单标记和双标记均可有效选择BC_(3)F_(3)群体中的感病单株和抗病单株。RM13592和RM13599分子标记辅助选择符合率分别达92.62%和93.44%,使用双标记的选择符合率为93.44%。【结论】RM13592和RM13599与细条病抗性基因bls2紧密连锁,具有易于PCR扩增,易于识别,准确性高的特点,可作为水稻抗细条病育种上分子标记辅助选择的有效标记。

水稻细菌性条斑病4种接种方法的比较

为规范水稻细菌性条斑病抗性的鉴定方法,分别采用喷湿法、剪叶法、针刺法和压渗法对10份水稻材料进行抗性鉴定。结果表明,喷湿法可以准确地区分水稻材料的抗感差异,抗性材料发病较轻或不发病,而易感病材料发病严重,但病斑位置分布不均匀,无法通过测量病斑面积而量化分级;剪叶法发病较轻或不发病,无法区分水稻材料的抗感差异;针刺法和压渗法都可以准确地区分出水稻材料的抗感差异,且对10份水稻材料的抗性级别鉴定结果基本一致,但总体上针刺法测量病斑的变异系数要大于压渗法,且对于同一水稻材料采用针刺法所测的病斑长度要小于压渗法。

普通野生稻抗细菌性条斑病基因的遗传分析与定位

【目的】挖掘水稻Oryza sativa L.抗细菌性条斑病(Bacterial leaf streak, BLS)主效基因,为丰富水稻抗病基因资源和培育水稻抗病品种奠定基础。【方法】建立作图群体,对普通野生稻Oryza rufipogon Griff抗源‘DY19’抗BLS的基因采用集团分离分析法进行遗传分析,用SSR分子标记对其抗病基因bls2进行初步定位。【结果】F2群体中抗病与感病单株符合1∶3的理论分离比例,说明普通野生稻抗源‘DY19’的抗BLS符合单基因遗传模式,受1对主效隐性基因bls2控制。初步将该基因定位在第2号染色体分子标记SL03(23 474 851 bp)与SL04(24 484 154 bp)之间约4 cM区域内,这是一个新的抗BLS基因位点。【结论】普通野生稻抗源‘DY19’对细菌性条斑病的抗性受1对新的主效隐性基因bls2控制,为进一步的精细定位提供参考。

水稻细菌性条斑病的广谱抗性资源筛选

【目的】筛选在多个生育期对多个强致病力细菌性条斑病病菌具有广谱抗性的水稻材料,为水稻细菌性条斑病抗性品种的培育提供可靠抗源材料。【方法】以1100份具有丰富遗传背景的水稻品系为试验材料,以高感病品种金刚30为感病对照,以5株强致病力水稻细菌性条斑病病菌为接种对象,采用针刺法进行多生育期、多个强致病力细菌性条斑病菌菌株重复接种抗性筛选鉴定。【结果】初筛获得14份抗病材料,占全部材料的1.27%。复筛获得9份具有中抗级别以上的材料,占全部材料的0.82%,其中有3份材料(RL6、RL9和RL14)在水稻的3个生育期对多株水稻细条病菌菌株具有抗性,尤其是RL6表现出对多菌株的广谱抗性,且抗性水平高;6份材料(RL2、RL4、RL5、RL8、RL11和RL12)在单个生育期对单株水稻细条病菌菌株具有抗性。【结论】获得3份对水稻细菌性条斑病具有多生育期广谱抗性的材料,可作为重要的抗源应用于水稻抗性品种培育,其中RL6可作为优质抗源优先应用于水稻抗性品种培育;获得6份在特定生育期对水稻细菌性条斑病具有抗性的材料,可作为候选抗源应用于水稻抗性品种培育。

红麻DNA甲基化响应镉胁迫及甲基化差异基因的表达分析

DNA甲基化是植物重要的表观遗传修饰方式之一,在响应逆境胁迫中具有重要作用,但是有关镉胁迫下植物DNA甲基化水平变化的报道甚少。本研究以红麻P3A为材料,采用水培法对幼苗进行300μmol L^(-1)的CdCl_(2)处理,测定幼苗农艺性状及镉含量;利用甲基化敏感扩增多态性技术(methylation-sensitive amplification polymorphism,MSAP)分析镉胁迫下根系DNA甲基化水平变化;回收甲基化差异片段并克隆测序,采用qRT-PCR技术对DNA甲基化差异基因的表达量进行分析。结果表明,CdCl_(2)胁迫显著抑制红麻幼苗的株高、茎粗、根长、根表面积以及全鲜重。对照及镉处理下幼苗根系的DNA甲基化率分别为62.78%、68.23%,其中全甲基化率分别为37.50%、36.36%,半甲基化率分别为25.28%、31.87%,表明镉胁迫显著提高红麻幼苗根系的DNA甲基化水平。qRT-PCR分析表明,7个与抗性密切相关的DNA甲基化差异基因也存在表达量的差异,推测DNA甲基化水平变化在响应红麻镉胁迫中发挥重要作用。本结果为深入探索DNA甲基化响应植物镉胁迫的潜在机制提供了理论基础。

乡村振兴视角下土地流转问题研究——以广西隆安县定典屯与金穗集团的合作模式为例

本文以乡村振兴为视角,以广西隆安县定典屯与金穗集团的合作模式为例,对土地流转问题进行了研究。通过土地流转,定典屯建造了一个产业兴旺、生态宜居、乡风文明、和生活富裕的美丽村落,这对探究农村土地流转模式具有重大意义。同时,通过定典屯与金穗集团土地流转模式思考,对我国土地流转模式提出一些建议与对策。

产业链视角下糖料蔗业发展现状及对策

本文着眼于广西上思县糖料蔗产业发展的现实背景,以当地两大糖料蔗龙头企业为例,通过实地调研、数据分析等方法对两家公司的发展现状、产业链特点、企业优势以及存在问题进行了深入考察,依据其发展现状和存在问题提出优化方案,并对当前上思县糖料蔗产业转变发展方式、调整产业结构、优化消费结构和实现科学发展提供对策。

水杨酸引发对红麻幼苗耐盐性的影响

【目的】研究水杨酸(SA)引发对盐胁迫下红麻生长及生理响应,并揭示SA引发对红麻中逆境相关基因的诱导模式,为红麻耐盐性研究提供理论依据。【方法】以2个不同耐盐性红麻品种(盐抗性材料为CP018,盐感性材料为CP047)为研究对象,将种子引发处理后进行水培试验,分析SA引发对红麻种子萌发及150 mmol·L^(-1) NaCl胁迫下幼苗农艺性状及生理方面的影响,并通过qRT-PCR技术分析SA引发逆境相关基因的表达模式。【结果】盐抗性品种CP018经过0.2 mmol·L^(-1) SA引发后,能显著提升种子发芽率、发芽势和发芽指数,分别提高34.78%、31.30%和58.07%;盐感性材料CP047也有一定的提高,分别提高7.50%、10.56%和6.23%,但是未达到显著水平。在盐胁迫条件下,经SA引发(S1)与未引发(N1)相比,株高抑制率在盐抗性和盐感性品种中分别显著降低4.07%(CP018)和3.91%(CP047),干重抑制率在2个品种中分别显著降低15.50%(CP018)和15.68%(CP047);鲜重抑制率在盐感性品种CP047中显著降低4.46%,但在盐抗性品种CP018中未达到显著水平。根系扫描分析表明,根长抑制率在盐抗性和盐感性材料中分别显著下降10.74%(CP018)和10.77%(CP047);根表面积抑制率在盐抗性和盐感性品种中分别下降5.09%(CP018)和2.95%(CP047),仅在盐抗性品种CP018中达到显著水平;而根系活力抑制率在盐感性品种CP047中降低46.21%,在盐抗性品种CP018中降低6.56%,仅在盐感性品种CP047中达到显著水平。灰色关联度分析发现根系活力是对影响植株干重最重要的因素。SA引发能降低盐胁迫下红麻叶片的MDA含量,提高POD和SOD酶活性。对12个逆境相关基因的表达量分析结果表明,ACCD、APX2、SOS1、ARR2、PAL、ERF.C3、CHIT和TIFY11表达水平在SA引发处理下均显著上调,而ERF9、ERS1、MYC2和XTH22在2个材料中的表达模式存在差异,其中,XTH22在CP047中显著上调,在盐抗性品种CP018中无显著变化,ERS1和MYC2在盐抗性品种CP018中显著上调,在盐感性品种CP047中却显著下降,而ERF9在2个品种中的趋势则与此相反。【结论】适宜浓度的SA引发可以显著缓解红麻在盐胁迫下的生长,且对不同红麻种质资源的影响程度和方式存在差异,SA可能通过影响生理过程如抗氧化酶系统,并通过诱导特异基因的表达调节红麻植株对非生物胁迫的响应。

水稻叶片响应细菌性条斑病侵染的转录组分析

水稻细菌性条斑病是为害水稻主要的细菌性病害之一,可造成水稻显著减产。为了研究水稻对细菌性条斑病侵染响应的分子机制,通过Illumina Hiseq 4000平台测序,对细菌性条斑病侵染水稻叶片转录组基因的表达情况进行分析。结果表明,细菌性条斑病侵染水稻前(B1)和侵染20 d后(B2)两组出现了10 227个差异转录基因(differentially expressed genes, DEGs),基中上调表达9 441个,下调表达786个。通过GO功能分类和KEGG富集分析,将差异基因划分为51个功能类别和134个代谢途径,包括糖酵解、淀粉与蔗糖代谢、苯丙氨酸代谢、α-亚麻酸代谢、植物激素信号转导、氧化磷酸化等生物学过程。研究结果为发掘与水稻抗细菌性条斑病基因相关的关键基因、遗传育种及其研究开发提供了参考和依据。

水稻细菌性条斑病抗性QTL的定位

水稻细菌性条斑病(BLS)是水稻主要病害之一。挖掘水稻细菌性条斑病抗性基因/数量性状位点(QTL),为培育水稻抗病品种提供参考依据。以多生育期表现高抗BLS且抗病性稳定的栽培稻品系‘HD10’与全生育期高感BLS且感病性稳定的籼稻品种‘9311’为亲本,构建了F;定位作图群体,筛选双亲本间多态性分子标记,采用混合分组分析法(BSA)结合SSR和InDel分子标记对群体的苗期和分蘖期抗性位点进行初步定位。分子标记B03021、B03045在双亲及苗期、分蘖期的抗感基因混池之间都存在多态性,并将抗性QTL位点初步定位于第2号染色体分子标记B03021和B03029之间的7 cM区域内,表型贡献率分别为13.1%和17.5%。表明‘HD10’在第2号染色体该区间稳定存在一个主效抗性QTL位点,此位点效应值较大,值得进一步挖掘和利用。

Ti在Cr12MoV钢中的作用分析

通过计算Ti、V、Mo和Cr等元素对应的碳化物在不同温度范围内的溶度积,分析了Ti对Cr12MoV模具钢凝固和冷却过程中奥氏体和碳化物形成过程的影响。结果表明,在Cr12MoV钢中加入的Ti超过0.108 4%后才能析出TiC,析出的TiC有可能成为奥氏体形核的核心;凝固后的冷却过程中奥氏体中的TiC优先于VC析出,有可能作为VC异质形核的核心,使VC颗粒变得粗大,以致于淬火加热过程中VC颗粒很难均匀地溶解在奥氏体中,进而影响淬火回火过程中的二次硬化效果。