MeLAZY1c基因调控木薯株型的初步研究

IGT基因家族参与作物株型的调控,LAZY属于IGT的亚家族。以拟南芥6个LAZY成员氨基酸序列为“种子”在木薯基因组中进行比对,在木薯中共鉴定到8个LAZY基因,其中MeLAZY1c与调控分枝角度的AtLAZY1高度同源。基于此,本研究以MeLAZY1c为研究对象,利用qRT-PCR分析发现MeLAZY1c在茎中转录水平最高,GUS染色显示pMeLAZY1c在维管束中染色较深。在MeLAZY1c启动子中发现8个光响应/调节元件,随后发现黑暗能显著抑制其表达水平。同时对MeLAZY1c进行基因编辑,获得纯合编辑株系19个,炼苗移栽后观测表型,发现melazy1c突变体植株与SC8野生型相比,其主茎呈现匍匐生长,并且弯曲部位茎外皮细胞形态扭曲变形且大小不一致,近地侧1 mm处细胞数目约是远地侧细胞数量的1.5倍,表明MeLAZY1c在木薯直立/匍匐生长建成方面发挥着重要作用。

怀玉山高山马铃薯茎尖再生苗6种病毒的DAS-ELISA检测与分析

对怀玉山高山马铃薯茎尖再生苗6种病毒(马铃薯卷叶病毒、马铃薯Y病毒、马铃薯X病毒、马铃薯S病毒、马铃薯M病毒和马铃薯A病毒)进行了DAS-ELISA检测与分析,并比较不同茎尖脱毒方法的效率,旨在确定怀玉山高山马铃薯的病毒种类,并筛选出怀玉山高山马铃薯脱毒苗。结果表明,怀玉山高山马铃薯感染的病毒包括马铃薯卷叶病毒、马铃薯Y病毒、马铃薯X病毒、马铃薯S病毒、马铃薯M病毒和马铃薯A病毒6种。"单纯的茎尖培养"以及"茎尖培养→热处理→茎尖培养"只能脱除部分病毒,而"茎尖培养→热处理→茎尖培养→热处理→茎尖培养"可脱除全部6种病毒。本试验成功获得了脱毒效果较好的编号为5-1-2和6-4-1以及脱毒效果最好的编号为5-3-2和6-2-2的怀玉山高山马铃薯茎尖再生脱毒苗。本试验结果为怀玉山高山马铃薯脱毒苗的工业化生产及其主粮化背景下高山马铃薯的产业化发展提供了技术支撑和理论依据。

三叶青种质资源遗传多样性的SRAP分析

对我国三叶青种质资源64个样本的遗传多样性进行SRAP分析。结果表明,从30条引物中筛选出10条条带清晰、重复性好的引物对64份供试材料的基因组DNA进行扩增.扩增出了57个多态位点,多态百分数为66. 67%~100%(均值为90. 38%),每条引物扩增得到的多态位点为4~10(均值为5. 7);平均检测等位基因数(Na)、平均有效等位基因数(Ne)、平均Nei's基因多样性指数(H)、平均Shannon多样性指数(I)分别为1. 9038、1. 5150、0. 3009和0. 45259;遗传相似系数的变异范围为0. 4603~0. 9206。通过UPGMA法聚类,在遗传相似性系数为0. 7256处,64份供试材料可分为9组;在江西三叶青种质中,既可与湖北、湖南、福建、广西等地三叶青种质聚为一类,也可与浙江三叶青种质聚为一类。此外,根据引物EM3ME3、EM13ME13和EM14ME14构建了64个基因型的指纹图谱。这些数据可为我国三叶青种质资源的评价、鉴定和新品种选育提供参考。

木薯蛋白激酶MeSnRK2.12与转录因子MebHLH1的互作鉴定及其表达分析

蛋白激酶SnRK2s (Sucrose Non-fermenting Related Protein Kinase 2)是植物抗逆境机制中的关键组分。木薯是全球重要的食品和工业作物,具有高淀粉累积和耐逆境的特点。迄今对木薯MeSnRK2家族成员参与逆境下淀粉合成调控的内在机制尚不清楚。本文围绕SnRK2家族受ABA微弱诱导的成员MeSnRK2.12展开研究,先对其进行生物信息学分析后发现其启动子区分布逆境响应元件:干旱胁迫MBS和ABA应答ABRE等顺式作用元件,且其氨基酸序列与AtSnRK2.8和OsSAPK1/2高度同源。ABA和PEG6000处理木薯SC8植株后发现, MeSnRK2.12可以在2 h内快速响应ABA和PEG6000处理,其转录活性在根中被抑制;在茎中被诱导上调,最高值分别为对照的15.0倍和8.0倍;在叶中也呈现上调趋势,但程度低于茎中。亚细胞定位试验结果显示MeSnRK2.12分布于细胞质和细胞核,利用酵母双杂交和双分子荧光互补(BiFC)试验均验证了MeSnRK2.12和转录因子MebHLH1间存在互作,且前期研究发现MebHLH1可以上调木薯蔗糖合酶基因MeSus1的转录活性,而蔗糖合酶的活性与植物库强直接相关。因此,推测MeSnRK2.12不仅在木薯应对逆境胁迫中发挥具有作用,还可能参与ABA信号介导的淀粉合成调控,有助于木薯在逆境条件下获得相对较高的淀粉产量。

红芽芋茎尖低温疗法脱毒的RT-PCR检测

为了了解红芽芋茎尖低温疗法再生苗的脱毒情况,本研究对其进行芋花叶病毒(DsMV)、黄瓜花叶病毒(CMV)和芋羽状斑驳病毒(TFMoV)的RT-PCR检测。大田苗均检出芋花叶病毒(DsMV)和黄瓜花叶病毒(CMV);对于芋花叶病毒(DsMV),玻璃化法低温疗法脱毒率为50%,包埋玻璃化法低温疗法脱毒率为100%,包埋脱水法低温疗法脱毒率为50%,小滴玻璃化法低温疗法脱毒率为75%,茎尖常规培养脱毒率为75%,说明包埋玻璃化法低温疗法有利于脱除芋花叶病毒;对于黄瓜花叶病毒(CMV),玻璃化法低温疗法脱毒率和包埋玻璃化法低温疗法脱毒率均为100%,包埋脱水法低温疗法脱毒率为75%,小滴玻璃化法低温疗法脱毒率为75%,茎尖常规培养脱毒率为50%,说明4种低温疗法脱毒均有利于脱除黄瓜花叶病毒,但玻璃化法低温疗法和包埋玻璃化法低温疗法两种脱毒方式效果更佳。4种低温疗法再生苗、茎尖常规培养再生苗和大田苗中均未检出芋羽状斑驳病毒(TFMoV)。究其原因,可能采用的引物为甘薯羽状斑驳病毒引物,而甘薯和芋头是不同物种,可能病毒序列不一样,且NCBI基因库里没有FMo V的任何信息,完全没有参考序列设计引物,还有待于进一步研究。本实验可为红芽芋脱毒苗的规模化生产提供一定技术基础和理论依据。

黄独冻后培养胚性愈伤组织DNA甲基化的MSAP分析

本研究利用MSAP技术来探明黄独冻后培养胚性愈伤组织DNA甲基化模式和水平的变化。结果表明,黄独冻后黑暗培养胚性愈伤组织DNA甲基化模式可分为四大类。类型A包含三个亚类,未发生DNA甲基化模式改变的类型占35.48%。类型B包含五个亚类,32.26%位点的DNA发生过甲基化。类型C也包含五个亚类,29.03%的位点发生DNA去甲基化,DNA甲基化水平下降。类型D包含两个亚类,DNA甲基化状态未知,位点数目不超过总检测位点的4%。冻后黑暗培养胚性愈伤组织和冻后光周期胚性愈伤组织的甲基化敏感扩增多态性分别为107.69和120.83,全甲基化率分别为88.46%和95.83%,半甲基化率分别为19.23%和25.00%。因此,在黄独胚性愈伤组织冻后黑暗培养过程中发生了较高程度的去甲基化,最终导致其DNA甲基化水平下降。本实验结果为从表观遗传学的角度解释冻后黑暗培养修复黄独胚性愈伤组织超低温保存伤害的机理提供了帮助。

红芽芋低温疗法脱毒苗遗传稳定性同工酶检测

本研究对江西铅山红芽芋低温疗法脱毒苗的遗传稳定性进行同工酶检测。结果表明,SOD同工酶酶谱共有4条酶带,Rf分别为0.196、0.534、0.589和0.625,Af均为100%;POD同工酶酶谱共有7条酶带,Rf分别为0.018、0.053、0.228、0.263、0.316、0.351和0.632,Af均为100%;CAT同工酶酶谱只有1条酶带,Rf为0.145,Af为100%;SOD、POD和CAT同工酶的多态性百分率(P)均为0,有效等位基因数(Ne)均为1.000;SOD、POD和CAT同工酶酶谱带的遗传相似系数均为1.000,聚类分析显示低温疗法脱毒苗与大田苗均在同一组,表明低温疗法脱毒苗的遗传稳定性高,无遗传变异。本试验结果可为江西铅山红芽芋低温疗法脱毒苗的遗传稳定性提供一些同工酶方面的依据。

怀玉山高山马铃薯不同脱毒方法效果比较

为了找出怀玉山高山马铃薯一种较好的脱毒方法,本研究对怀玉山高山马铃薯茎尖再生苗(常规茎尖培养,热处理+茎尖培养,茎尖玻璃化法超低温疗法,茎尖包埋玻璃化法超低温疗法以及茎尖小滴玻璃化法超低温疗法)的脱毒效果进行RT-PCR检测和比较。结果表明,对于PVA来说,常规茎尖脱毒效果较差,而包埋玻璃化法超低温疗法茎尖脱毒效果最好;对于PVM来说,热处理+茎尖脱毒、玻璃化法超低温疗法茎尖脱毒、包埋玻璃化法超低温疗法茎尖脱毒以及小滴玻璃化法超低温疗法茎尖脱毒均可达到较好的效果;对于PVS来说,常规茎尖脱毒、热处理+茎尖脱毒和包埋玻璃化法超低温疗法茎尖脱毒的效果较好;对于PLRV来说,常规茎尖脱毒和包埋玻璃化法超低温疗法茎尖脱毒的效果较好;对于PVX来说,热处理+茎尖脱毒、玻璃化法超低温疗法茎尖脱毒、包埋玻璃化法超低温疗法茎尖脱毒和小滴玻璃化法超低温疗法茎尖脱毒均可获得较好的脱毒效果;对于PVY来说,包埋玻璃化法超低温疗法茎尖脱毒的效果最佳。包埋玻璃化法超低温疗法茎尖脱毒是怀玉山高山马铃薯脱毒较为适宜的脱毒方法。本实验结果可为怀玉山高山马铃薯脱毒苗的培育提供一些技术参考。