生长素调节植物生长发育的研究进展

为了了解生长素对植物不同器官的影响及调控作用,本研究总结了近年来生长素在植物根、茎、叶、花、果实和种子生长发育方面的研究进展。主要包括:生长素可以促进植物侧根和不定根的发生及生长;促进细胞分裂、伸展和分化进而促进植物茎的伸长;促进花芽萌发及影响花的形态建成和衰老;促进果实的发育和单性结实,影响果实增大和果实成熟;促进光合产物的积累,影响种子胚的形成等。除此之外还对生长素运输的生理特点、运输机制和信号转导机制等进行了梳理,了解了生长素在植物体内的调节作用主要表现在顶端优势、组织分化、器官形成、向性反应、形态建成等方面。同时还提出了生长素在网络信号调控和各器官量的分配方面研究的不足,以期为日后进一步研究提供参考。

甜菜褐斑病及种质资源抗性研究进展

甜菜褐斑病是由甜菜尾孢菌引起的一种世界性病害,该病主要的防治手段为药物防治、生物防治和抗病育种,其中抗病育种最为有效安全。为了使人们清晰地了解甜菜褐斑病的发病机理和甜菜对褐斑病抗性研究动向。本文综述了甜菜褐斑病菌的分类及其形态特征;褐斑病的发生、防治及致病机理;尾孢菌的抗药性;甜菜对褐斑病的抗性;甜菜抗褐斑病的遗传研究(基因的加性效应和克隆及QTL定位),并对其未来研究做出展望,以期为甜菜褐斑病的抗性研究和防治提供理论参考。

甜菜磷脂酰肌醇转运蛋白基因SbSEC14的克隆及低温胁迫下的表达分析

磷脂酰肌醇转运蛋白(PITPs)广泛存在于真核生物细胞中,能够在体外膜脂质双层之间调控磷脂酰肌醇(PtdIns)或者磷脂酰胆碱(PtdCho)单体的独立转运。参与磷酸肌醇代谢、膜运输、极性生长、信号转导、逆境胁迫、胞浆运动和细胞周期调节等多种重要的生命过程,在植物的逆境响应以及发育调节中具有重要的作用。为了研究甜菜磷脂酰肌醇转运蛋白基因及其在低温胁迫下的表达情况。本研究以甜菜基因组数据库中一条预测的磷脂酰肌醇转运蛋白基因CRS1为模板,用基因克隆的方法得到一条全长765 bp,开放阅读框596 bp,编码198个氨基酸的甜菜SEC14基因,命名为SbSEC14。理化性质分析表明,该蛋白质为不稳定亲水蛋白;蛋白质二、三级结构分析表明,该蛋白质α-螺旋所占的比例最高,为47.47%,β-转角所占比例最低,为5.56%;蛋白质保守结构分析表明,该蛋白质有典型的SEC14结构域;蛋白质系统进化树分析表明,甜菜SbSEC14基因与菠菜、藜麦的磷脂酰肌醇运转蛋白基因亲缘关系最近;实时荧光定量结果表明,SbSEC14基因在甜菜中组成型表达,在甜菜叶中的表达量最高,在甜菜根中的表达量最低,在叶中表达量约为根中的2.5倍。甜菜幼苗4℃处理0、2、6、12、24 h,该基因在植株处理0~2 h时表达量呈上升趋势,在植株处理2~6 h时表达量呈下降趋势,在植株处理6~24 h时表达量趋于平稳状态。因此,预测该基因与甜菜抗低温胁迫相关。

甜菜抗褐斑病种质资源的研究现状

甜菜抗褐斑病种质资源是甜菜抗褐斑病育种工作的物质基础,也是农业可持续发展的战略资源。甜菜抗褐斑病种质资源研究的主要内容包括甜菜品种的收集、鉴定、评价、保存、利用以及抗性遗传基因的克隆及利用。为了给甜菜抗褐斑病种质资源的研究提供方向,本文综述了目前国内外甜菜抗褐斑病种质资源的收集方法;甜菜抗褐斑病品种的鉴定与评价研究;甜菜抗褐斑病种质资源的保存;甜菜抗褐斑病种质在抗褐斑病育种中的利用;甜菜抗褐斑病基因的定位和克隆方面的研究。最后对中国未来甜菜抗褐斑病育种研究做出展望。

与低温相关的甜菜磷脂酰肌醇转运蛋白基因的克隆及表达分析

真核细胞内膜系统间存在的磷脂酰肌醇转运蛋白PITP(phosphatidylinositol transfer proteins,PITP),能提高植物对逆境胁迫的耐受程度。本研究从甜菜(Beta vulgaris)基因组中分析获得甜菜PITP基因28个,通过低温胁迫,以RT-qPCR筛选出4个与低温胁迫相关最为显著的PITP基因,将其从甜菜中克隆出来,分别命名为Bvsec14、Bvsfh8、Bvsfh11和Bvpate4.2,基因长度分别为776、1401、1519、1604 bp,均具有PITP基因家族所特有的SEC14保守结构域,分别定位在5号、9号、1号和8号染色体上。生物信息学分析结果显示,亚细胞定位预测表明其在细胞膜或细胞质上;4个基因编码蛋白都以无规则卷曲和α-螺旋为主,存在很多的磷酸化位点,以丝氨酸磷酸化数量最多;根据与其他物种的PITP的高度保守的SEC14区域比对,建立的4个基因的进化树表明,其与藜麦(Chenopodium quinoa)的亲缘关系最近;将拟南芥(Arabidopsis thaliana)中PITP蛋白与甜菜中与低温胁迫相关的PITP蛋白进行同源性分析,共分为4个亚组;4个基因编码蛋白之间没有直接互作关系且氨基酸序列间差异较大。以低温胁迫和RT-qPCR进行表达分析,结果表明,4个基因在表达量上无组织特异性,Bvsfh11、Bvsfh8、Bvpate4.2和Bvsec14受低温胁迫后的24 h之内都会出现过量表达,峰值出现在2 h和12 h,且峰值的表达量最低为对照组初始量的1.8倍,最高为25倍。上述结果表明,4个基因参与甜菜低温胁迫应答。本研究为研发新的甜菜抗性品种以及进一步探究PITP功能提供科学理论依据。