甘蔗ScPR10基因的克隆及其响应赤条病菌侵染的表达特征分析

PR10是一种病程相关蛋白(pathogenesis-related protein,PR),在植物生长发育、应激生物和非生物胁迫时发挥重要作用。本研究利用RT-PCR技术从甘蔗赤条病抗病品种新台糖22号和感病品种闽糖11-610叶片克隆获得ScPR10基因,并利用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)、转录组和蛋白质组分析,研究在接种燕麦食酸菌燕麦亚种(Acidovorax avenae subsp.avenae,Aaa)之后这2个品种ScPR10基因的转录和蛋白表达模式。序列分析显示,本研究克隆获得2个ScPR10基因,编码187个氨基酸,比其他植物PR10蛋白多了27个氨基酸,含有保守结构域P-loop和Bet v 1;与已报道的甘蔗、高粱和斑茅的PR10亲缘关系较近。在Aaa胁迫下,RT-qPCR分析表明抗病、感病品种ScPR10基因的表达量均显著上调,尤其在接种24 h时,表达量最高,分别为对照的27.2倍和39.7倍;转录组数据分析结果显示,该基因表达水平在抗病、感病品种上均显著提高,尤其在接种72 h时,表达量最高,log2 FC值为5.3~5.4。蛋白互作预测发现,ScPR10与植物PDR型ABCG转运蛋白(Cluster-13677.282407)、蛋白激酶(Cluster-13677.166559)之间存在互作关系。蛋白质组数据分析显示,在Aaa接种24 h时,抗病、感病品种ScPR10均为上调表达,log2FC值为1.65~1.69;与ScPR10互作的PDR型ABCG转运蛋白成员的表达量在抗病、感病品种上有不同程度提高;蛋白激酶表达量在感病品种上有显著提高,但是,在抗病品种上表达量没有显著变化。本研究结果表明,ScPR10可能与PDR型ABCG转运蛋白正向协同参与甘蔗寄主应答Aaa病菌侵染的防御响应。

我国华南蔗区甘蔗宿根矮化病的PCR分子检测

宿根矮化病Ratoon stunting diseases(RSD)是由木质部限制性赖氏细菌木质部变种Leifsonia xyli subsp.xyli(Lxx)引起的一种主要甘蔗细菌性病害之一,在世界各甘蔗产区普遍发生。为明确我国主要蔗区RSD发生率和收获方式对RSD发生率的影响,本文从广东和福建的罹病甘蔗蔗茎样品成功分离获得病原细菌,基于细菌16S核糖体和16-23S核糖体间隔序列(ITS)证实为Lxx。随后,从广西、广东和福建主要蔗区采集甘蔗品种蔗茎样品1446份,以靶标16-23S核糖体ITS区域的Lxx-F/Lxx-R为检测引物,开展RSD分子检测。结果表明,福建蔗区RSD检出率较低,为0~9.4%,广西、广东蔗区RSD检出率分别为20.4~85.2%和82.1%,尤其是广西龙州县和广东遂溪县蔗区,RSD检出率高达80%以上。在机械收获和人工砍刀收获方式下的宿根蔗蔗茎样品RSD检出率没有显著差异。本研究结果为我国蔗区RSD的科学防控提供依据。

外源喷施茉莉酸对甘蔗白条病发生的影响

【目的】分析外源喷施茉莉酸(JA)对甘蔗白条病发生的影响,揭示JA在甘蔗抵抗白条病中的作用及其提升甘蔗白条病抗性的机制,为甘蔗抗白条病的分子育种提供重要基因资源,并为甘蔗白条病防治提供参考。【方法】对健康的甘蔗苗接种白条病菌Xa-FJ1菌液(简称Xa),通过对接种Xa 72 h的甘蔗苗喷施纯净水(CK)或不同浓度的JA和茉莉酸抑制剂(IBU)后,观察甘蔗发病情况并统计病情指数,筛选出最适的JA和IBU浓度;将最适浓度的JA和IBU分别喷雾处理接种Xa 72 h的甘蔗,于接种后不同时间测定甘蔗体内防御相关生理指标和相关基因的表达情况。【结果】喷施JA可减缓甘蔗白条病的发生,喷施浓度为200μmol/L时对白条病的抑制效果显著(P<0.05,下同);喷施IBU在一定程度上促进甘蔗白条病的发生,喷施浓度为200μmol/L时对白条病的抵抗效果最差。分别选取200μmol/L的JA和IBU进行后续试验。在接种Xa 72 h时,CK与JA处理的甘蔗叶片JA含量呈极显著差异(P<0.01,下同);在接种Xa96和120 h时,CK与IBU处理的甘蔗叶片JA含量呈极显著差异;在接种Xa 72、96和120 h时,IBU处理与JA处理的甘蔗叶片JA含量呈极显著差异。在接种Xa 72 h,JA处理和IBU处理的甘蔗叶片丙二醛(MDA)含量均明显上升,CK与JA处理、IBU处理的MDA含量均呈极显著差异,JA处理与IBU处理亦呈极显著差异。在接种Xa 24 h时,CK、JA处理和IBU处理的甘蔗叶片过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性均达最大值,随后下降;在接种Xa 72 h时,CK与JA处理的POD活性呈显著差异。在接种Xa 72 h时喷施JA和IBI,CK和IBU处理的甘蔗叶片JA通路各基因的相对表达量总体呈下降趋势,而JA处理呈上升趋势。【结论】外源喷施JA引起甘蔗植株JA通路相关基因的表达升高,进而提高体内JA含量和相关防御酶活性,最终增强甘蔗对白条病的抗性。

割手密GST基因家族的分析及其对阿特拉津的响应

从全基因组的角度分析了割手密谷胱苷肽⁃S⁃转移酶(GST)基因家族成员的特征,共鉴定出129个GST。通过对割手密GST蛋白的系统发育分析,发现这些GST可以划分为4个亚家族,且每个亚家族内的蛋白排列紧凑,说明同亚族内部基因进化关系均比较亲近。此外,对在阿特拉津处理下GST基因家族中10个F亚族基因的表达水平进行检测,结果表明,根中的SpGSTF1、SpGSTF9、SpGSTF14、SpGSTF16、SpGSTF18、SpGSTF31在阿特拉津胁迫下表达显著上调,推测这6个基因可能在响应阿特拉津胁迫的过程中起重要作用。研究结果有助于揭示割手密GST家族的进化和功能演替,并对进一步了解割手密GST对阿特拉津的解毒响应机制提供理论参考,同时也为培养抗除草剂甘蔗品种提供基因资源。

甘蔗品种抗旱性光合生理指标及其综合评价

利用相关、主成分、聚类和判别分析 ,研究有关生理生化指标与甘蔗抗旱性关系。结果表明 :(1)中度水分胁迫下 ,MDA含量和 PMP有不同程度地提高 ,而 Fv/ Fm、Fv/ Fo、ΔFv/ Fo、Δ Fv/ Ft和 T1 /2 有不同程度地降低 ,变化的幅度因供试品种基因型而异。 (2 ) PMP与 MDA含量呈极显著正相关 ,而与 Fv/ Fm、Fv/ Fo及 Δ Fv/ Fo呈显著负相关 ;Fv/ Fm与 Fv/ Fo和 ΔFv/ Fo呈极显著正相关 ,与 Δ Fv/ Ft呈显著正相关 ;ΔFv/ Fo与 Fv/ Fo和 Δ Fv/ Ft呈极显著正相关。 (3)主成分分析选出了 3个主成分 ,方差累积贡献率达到 88.37%。 (4)在聚类分析基础上用判别分析选出 MDA含量、PMP、Fv/ Fm、Fv/ Fo、Δ Fv/ Fo和 Δ Fv/ Ft等 6个对品种抗旱性分类有显著影响的指标 ,并根据这些指标对 16个不同基因型品种抗旱性划分为高抗、中抗、不抗

甘蔗抗旱性生理生化鉴定指标

利用因子分析和灰色关联度分析方法研究了甘蔗叶片相对含水量、膜脂过氧化代谢、活性氧代谢、光合参数及蔗茎产量性状等指标与抗旱性的关系.结果表明,干旱胁迫下甘蔗叶片的MDA含量和PMP明显提高,而RWC、SOD活性、Chl含量、Fv/Fm、Fv/Fo、△Fv/Ft、△Fv/Fo和蔗茎单茎重(SSW)8个抗旱性指标均显著降低.SSW与其它9个生理生化指标的相关性大小依次为PMP>SOD活性>MDA含量>RWC>Fv/Fo>Fv/Fm>Chl含量>ΔFv/Fo>ΔFv/Ft,其中,SSW与ΔFv/Fo和ΔFv/Ft相关性不显著.通过因子分析将10个甘蔗抗旱性指标用4个公共因子表示,累加方差贡献率达到92·08%.因子l主要是反映光合作用特性指标对甘蔗品种抗旱性起支配作用,因子2主要是反映叶片相对含水量及活性氧代谢指标对甘蔗品种抗旱性起支配作用,因子3和因子4分别只有SSW和Chl含量有较大载荷.灰色关联度分析表明,各抗旱性生理生化指标与SSW关联密切程度依次为Fv/Fm>PMP>Fv/Fo>RWC>MDA含量>SOD活性>ΔF/F>Chl含量>ΔF/F.

福州地区甘蔗黄叶病病原分子鉴定及电镜检测

电镜观察表明,感病甘蔗叶片的韧皮部伴胞内存在着大量类似甘蔗黄叶病毒(SCYLV)的病毒粒子;利用RT-PCR扩增出556bp的目的片段,氨基酸和核苷酸序列分析表明,该片段是SCYLV外壳蛋白基因的一部分,与其他国家SCYLV分离物同源性达95%以上;应用组织印迹杂交免疫检测技术,在YLS病症的叶片中脉韧皮部出现紫红色斑块,呈阳性反应。综合分析认为福州地区甘蔗黄叶病的病原体为SCYLV。

影响籼稻成熟胚愈伤组织植株再生频率的几个因素

以优良籼稻品种的成熟胚为材料 ,探讨不同浓度ABA、愈伤组织继代次数、培养时间以及干燥处理等因素对籼稻成熟胚愈伤组织再生能力的影响。结果表明 :(1)在分化培养基上添加 3.0～ 5 .0mg LABA对促进胚性愈伤组织的形成及胚状体发生 ,提高植株再生能力有显著作用。 (2 )继代 3次、培养 2 0～ 30d的成熟胚愈伤组织质量较好 ,分化率达较高水平。随着继代次数和培养时间的进一步增加 ,分化率有明显下降的趋势。 (3)分化前对愈伤组织进行干燥处理有利于芽的分化。对于已分化出绿点而难于分化出芽的愈伤组织 ,转移至壮苗培养基前 ,经过适当干燥处理 ,分化率明显提高。 (4)通过优化以上几个影响因素 ,明恢 81、优 99、R5 2 7、N175、航 1号等 5个籼稻品种成熟胚愈伤组织的平均分化率可达 87.5 %～ 90 .8%。

甘蔗蔗汁品质性状的回归分析及模型

本文对47份不同甘蔗基因型的蔗汁品质性状进行简单回归和逐步回归分析。结果表明,蔗汁蔗糖分(Suc)与锤度(BX)、温度校正后锤度(BX’)、蔗汁旋光读数(0Z)以及转光度(pol)之间均呈线性回归,简单回归模型均达极显著水平(P<0.01),决定系数(R2)分别为0.9393、0.9199、0.9861及0.9839。通过逐步回归分析和残差分析建立多重线性回归方程为Suc=0.05706+0.21488BX+0.181030Z,方差分析表明多重线性回归模型达极显著水平(P<0.01),决定系数为0.9931。t测验表明,蔗汁蔗糖分的模型预测值与实测值间的差异不显著,相对误差平均为0.49%。

甘蔗经济性状的因子分析及品种聚类分析

对14个甘蔗品种2次新植和1次宿根的产量及品质性状进行因子分析和聚类分析,因子分析将11个甘蔗经济性状用4个主因子表示,累加方差贡献率达到91.08%.第1主因子中起主要作用的性状是折光锤度、转光度、蔗汁蔗糖分和甘蔗蔗糖分等糖分因子;第2主因子载荷值较大的性状有甘蔗茎径、单茎重和公顷蔗茎产量指标等产量因子;第3主因子只有公顷有效茎数起主导作用;第4主因子起支配作用是重力纯度和视纯度等衡量甘蔗成熟度的因子.第1主因子与第4主因子有较大的正相关性,与第2主因子有较大的负相关性.根据品种斜交因子得分值,进行系统聚类分析,把14个甘蔗品种分为4类,第1类又分为3个亚类,不同类型品种具有不同的产量和品质特征.

甘蔗黄叶病毒的RT-PCR检测技术

以甘蔗黄叶病毒(ScYLV)特异性引物YLSF111和YLSR462为引物,对福建蔗区8个罹病品种的疑似病株进行RT-PCR检测,扩增出352 bp特异性片段.将PCR产物克隆后测序,序列分析表明,该片段是ScYLV外壳蛋白(CP)基因的一部分,核苷酸和氨基酸序列同源性达95%以上,与美国、印度、巴西等国家ScYLV分离物(GeneBank登录号分别为AF157029、AY236971、AF141385)CP基因同源性达100%,证实我国福建地区甘蔗黄叶综合症的病原体为ScYLV.本研究同时建立了ScYLV的RT-PCR检测技术.

甘蔗品质指标的通径分析和因子分析

应用通径分析和因子分析方法,对36个甘蔗品种(系)的11个品质指标数据进行分析。简单相关分析结果表明,甘蔗蔗糖分除了与蔗渣蒸煮液失水量没有显著相关外,与其他9个品质指标均有显著或极显著相关性。甘蔗纤维分与甘蔗出汁率、蔗汁折光锤度、蔗汁旋光读数、蔗汁直接转光度、蔗汁间接转光度和蔗渣含水量有极显著相关性,而与蔗渣蒸煮液失水量、蒸煮液的折光锤度和蒸煮液的旋光读数的相关性不显著。通径分析结果表明,甘蔗蔗糖分主要受甘蔗出汁率、蔗汁直接转光度、蔗汁间接转光度、蔗渣蒸煮液失水量和蒸煮液的旋光读数等5个指标影响较大,而甘蔗纤维分主要受甘蔗出汁率、蔗渣含水量、蔗渣蒸煮液失水量和蒸煮液的折光锤度等4个指标影响较大。因子分析结果表明,9个甘蔗品质指标可由4个主因子所代表,其特征值的累计贡献率达94.30%。前3个主因子分别为蔗汁糖分指标因子、蔗渣糖分指标因子和蔗渣水分因子,其特征值的累计贡献率达83.06%,第4个主因子只有蔗渣蒸煮液失水量载荷值较大。

甘蔗实生苗群体主要经济性状的遗传变异及选择

以LCP85-384和崖城82-108杂交后代120个无性系为材料,研究产量和品质性状的遗传变异及其分布。结果表明,不同经济性状变异系数差异较大,其中丛含糖量变异系数最大(51.31%),视纯度变异系数最小(3.43%)。除单茎重、丛重和丛含糖量分布为左偏正态分布外,株高、茎径、有效茎数、旋光读数、锤度、转光度和视纯度7个性状符合正态分布。通径分析结果表明,除锤度外,株高、茎径和有效茎数对丛含糖量有极显著正效应(p<0.01),旋光读数对丛含糖量有显著正效应(p<0.05)。逐步判别分析结果表明,株高、茎径、有效茎数和旋光读数对丛含糖量分类有显著影响,并以这4个性状为指标建立丛含糖量判别模型,误判率为4.73%。对12个杂交组合后代验证结果表明,判别模型入选率与实际入选率基本一致,分别为6.30%和6.85%。

甘蔗杂交后代蔗汁品质性状的遗传分析

以4×3不完全双列杂交(NCⅡ)选配的12个杂交组合后代为材料,对蔗汁锤度、旋光读数、转光度、蔗汁蔗糖分、视纯度和重力纯度等6个品质性状进行配合力和遗传力分析。结果表明,品质性状的遗传主要由基因加性效应引起,其中蔗汁锤度、旋光读数、转光度、蔗汁蔗糖分主要由父本基因加性效应引起。CP72-330、HoCP93-750、桂糖91-116和粤糖92-1287等4个亲本的品质性状一般配合力(gca)为正值且较大,是配合力较好的高糖亲本。CP72-330×桂糖91-116及HoCP93-750×粤糖92-1287的品质性状特殊配合力(sca)相对效应值均为正值且较大,杂交后代品质性状平均值也较高,为较好的高糖杂交组合。品质性状父本gca方差大于母本gca方差,亲本gca方差为组合sca方差的7-28倍,广义遗传力(hB2)为58%-68%,狭义遗传力(hN2)为56%-60%,属于遗传能力较强的品质性状。

甘蔗品种(系)叶片形态特征数学分析

本文对48份甘蔗品种(系)的叶片形态特征进行主成分、聚类和判别分析。结果表明,品种(系)间的叶片形态特征差异达到极显著水平(P>0.01);主成分分析选出了3个主成分,方差累积贡献率达到97.52%,叶长、叶宽及形态因子分别是第一、二、三主成分的主导因子;在聚类分析基础上用判别分析选出对甘蔗品种(系)叶片形态分类有极显著影响的面积、长度、宽度、周长、长宽比及形态因子参数,同时建立了4个判别能力较高的判别模型。

几个籼稻品种的成熟胚愈伤组织植株再生体系的建立(英文)

组织培养技术在作物改良上的成功应用需要合适的植株再生体系.本试验以7个籼稻成熟胚为材料,通过优化激素配比,建立适合于水稻遗传转化的高频植株再生体系.研究结果表明,NB+2 mg/L2,4-D适合于供试品种的成熟胚愈伤组织的诱导,诱导率达90%以上;在分化培养基中添加3.0～3.5 mg/L KT,0.5～1.0 mg/L NAA和5.0 mg/L ABA的激素配比,明恢81、N175、航1号的最高分化率分别达72.7%、80.0%和78.0%;移栽成活95%以上.

感染甘蔗黄叶病毒后甘蔗叶组织超微结构的病变

利用电镜技术对感染甘蔗黄叶病毒蔗叶组织超微结构进行观察表明,韧皮部伴胞及叶肉细胞内的线粒体、叶绿体等细胞器及细胞核都发生了明显的病理变化.线粒体形态异常,有的肿大、内嵴模糊,严重者内嵴消失,空泡化,仅剩未被消解的残骸;叶绿体被膜破裂,严重者被膜完全消解,基粒类囊体和基质片层消失,基质外流.维管束鞘细胞中的叶绿体被膜和基质片层也遭到破坏,淀粉粒增多、膨大;细胞核形态变为不规则,局部核膜破裂,核内染色质分布不均匀,呈降解状.

甘蔗有性世代单叶净光合速率的遗传变异性

研究了甘蔗F1代10个家系单叶净光合速率（Pn）的遗传趋势．结果表明，Pn的表型分布近似正态分布．属于数量性状遗传，受微效多基因控制．广义遗传力（h2B）较低，为21．58％～30．68％，因此在低世代对Pn的选择应适当降低选择强度并根据与Pn密切相关的性状进行筛选．不同家系遗传标准差和遗传变异系数有所差异，家系选15×崖90／31、粤农85／177×崖90／31和CP72／1210×崖90／31的Pn平均值较高且遗传变异系数较大，从这些家系中选择高光效基因型的效果好，可获得较高的遗传进展．

抗原直接包被间接ELISA检测甘蔗黄叶病毒

利用正交设计L9(34)方法优化甘蔗黄叶病毒(SCYLV)抗原直接包被间接ELISA实验条件,统计结果表明,甘蔗蔗汁和蔗叶SCYLV粗提液包被抗原合适体积为150μL,最佳的抗体浓度SCYLV-IgG多克隆抗体(一抗)稀释1500倍,碱性磷酸酶羊抗兔IgG(二抗)稀释20000～30000倍,最佳反应时间为1～2h。应用这一优化体系,分析甘蔗不同部位的蔗茎和不同叶位的叶片SCYLV滴度的差异,结果表明,上部甘蔗蔗茎SCYLV病毒含量显著高于中下部蔗茎组织,最高可见肥厚带叶(+1叶)及其上一叶(-1叶)的嫩叶组织SCYLV病毒含量显著高于最高可见肥厚带叶以下第2叶(+3叶)和第4叶(+5叶)的老叶组织。甘蔗幼嫩组织部位SCYLV滴度较高,更适合于病毒检测。

洲地冬植蔗高产、高糖、高效益栽培技术

近年来,国内糖价低迷,糖厂亏损严重。研究探讨甘蔗高产高糖、高效益低成本的栽培技术,对蔗糖业摆脱困境具有重要意义。本文根据闽南地区气候条件和洲地的土壤特点,从选用良种、合理密植、地膜覆盖、科学水肥管理、防风抗倒伏、化学除草、病虫鼠害的防治以及蔗田轮作、间套种等方面,总结了洲地冬植蔗高产、高糖、高效益综合栽培措施的一些经验,为甘蔗高产和蔗田多收增值提供参考。