红麻HcKAN4基因克隆、表达及在类黄酮合成中的功能

MYB类转录因子KAN4(KANADI4)在红麻类黄酮合成和纤维发育中发挥着重要作用。本研究以红麻品种‘福红952’为材料,对HcKAN4基因进行克隆和表达模式分析,探讨TRV-VIGS诱导该基因沉默对类黄酮合成途径中关键酶基因表达量改变的影响。基因克隆显示,HcKAN4基因开放阅读框(open reading frame,ORF)全长为966 bp,编码322个氨基酸,包含一个MYB保守结构域。进化树分析发现,其与拟南芥和木槿KAN4s的亲缘关系较近。表达分析表明,该基因在红麻不同组织中均有表达,且转录水平随着植物生长而递增。VIGS诱导基因沉默显示,6株HcKAN4的转录水平显著下调,达到基因沉默效果。进一步实时荧光定量PCR检测发现,类黄酮合成相关基因HcCHS、HcF3’5’H、HcANS、HcANR的转录水平显著下调,分别是对照组的0.51、0.14、0.23、0.11倍,表明HcKAN4基因可调控红麻类黄酮生物合成相关基因。这些结果为阐明红麻MYB转录因子调控类黄酮合成提供了依据,同时为改善纤维品质提供了研究思路。

红麻四倍体的诱导方法比较与鉴定

为获取四倍体红麻植株,研究以二倍体红麻(2n=2x=36)为试验材料,采用不同浓度的秋水仙素对红麻种子及幼苗生长点进行处理,并通过气孔鉴定、流式细胞术和染色体计数法对变异株进行观察及鉴定。结果表明:浸渍法的秋水仙素浓度为0.2%,处理24h,变异率为53.85%,成活率25.49%,诱导效果较佳;棉球覆盖法的秋水仙素浓度为0.4%,处理5d,变异率为15%,其诱导效果低于浸渍法。该研究创制了红麻新种质,为红麻多倍体育种的选育工作提供了参考。

不同浓度硅提高红麻抗旱机理研究

红麻(Hibiscus cannabinus L.)是我国重要的经济作物,主要分布在安徽、福建、河南等地区,其纤维和茎秆具有丰富的应用价值。随着红麻种植区域向干旱山坡地转移,其抗逆性研究变得尤为关键。研究通过称重法控制水分,模拟干旱环境,选取“红优2号”作为试验品种,通过盆栽试验进行干旱处理,设置3个硅浓度(0.2、0.5、0.8 g/L,标记为Si0.2、Si0.5、Si0.8),探究硅浓度对不同生长期红麻在干旱胁迫条件下的生理响应和生长状况的影响,以及硅对红麻抗旱性能的潜在调控机制。结果显示,喷施0.5 g/L硅溶液对株高和茎粗的效果最佳,分别较干旱处理增加50.00%和22.76%。综合对叶片结构和生理指标的影响,以0.5 g/L的硅溶液喷施效果最佳。试验证实了硅在提高红麻抗旱性方面的积极作用,为提升红麻在全生育期的抗旱能力提供了实践指导和理论依据。

二茬次罗布白麻和罗布红麻叶不同采收期精油成分的GC-MS分析

以新疆的两种罗布麻为原材料,采用有机溶剂提取法并结合气相色谱-质谱联用仪(GC-MS),比较和分析二茬次罗布白麻和罗布红麻叶不同采收期的精油含量与化学成分的差异,采用峰面积归一法确定其成分种类及各成分的相对含量。结果表明:二茬次罗布红麻叶精油含量显著高于二茬次罗布白麻叶精油,不同采收期的罗布白麻和罗布红麻叶精油提取率、成分种类、成分数量存在较大差异,其中10月的二茬次罗布红麻叶精油含量最高。两种二茬次罗布麻叶及不同采收期精油均检测出含量较高的叶绿醇(Phytol)、新植二烯(Neophytadiene)、植物醇(3,7,11,15-Tetramethyl-2-hexadecen-1-ol)、2,4-二叔丁基苯酚(2,4-Di-tert-butylphenol)、正十六烷酸(n-Hexadecanoic acid)等。研究认为,二茬次罗布红麻叶适合药用,罗布白麻更适用于化妆品行业,且二茬次罗布红麻叶最佳采收期为9月,二茬次罗布白麻叶最佳采收期为10月。

浅谈红麻南繁高产栽培种植技术要点

红麻,又称槿麻、洋麻,是锦葵科木槿属的一年生韧皮纤维作物。红麻具有生长迅速、生物产量高、品质优良、适应性广、抗逆性强、经济价值高、可降解等特点,被广泛应用于纺织、造纸、食品、化工、医药等领域。随着市场需求的不断增加,提高红麻的产量和品质成为了迫切的需求。红麻南繁高产栽培种植技术是农业生产中一项重要的技术,其对于提高红麻产量和品质具有重要意义。基于此,本文通过简述红麻南繁高产栽培种植技术,提出了合理的栽培管理措施,包括选种、播种、施肥、灌溉、除草、病虫害防治等方面,以期有效提高红麻的产量和品质。

5种杀菌剂对红麻炭疽病防效及红麻产量的影响

为筛选防治红麻炭疽病的高效杀菌剂,采用生长速率法和凹玻片法室内测定5种杀菌剂对红麻炭疽病菌菌丝生长和孢子萌发的毒力,选择其中3种效果较好的药剂进行田间药效试验。结果表明:咪鲜胺、吡唑醚酯和苯醚甲环唑对红麻炭疽病菌菌丝生长和孢子萌发的抑制效果较好,菌丝的EC50分别为0.0880、0.1205和0.5136μg·mL^(-1),孢子萌发的EC50分别为0.1230、0.1658和0.8987μg·mL^(-1)。以25%咪鲜胺乳油900 mL·hm^(-2)剂量(用水量为450 kg·hm^(-2))对红麻叶面进行喷施,对红麻炭疽病田间防效达94.34%,且使红麻单株纤维重较对照显著增加15.92%。这一研究可为红麻炭疽病的防治提供参考。

工业大麻与红麻的制浆性能研究

文章针对工业大麻与红麻进行了硫酸盐法制浆性能研究,试验结果表明,红麻浆的纤维远比大麻浆纤维长,宽度稍宽,细小纤维含量偏高;工业大麻浆和红麻浆,裂断长和撕裂指数都很高,工业大麻浆的裂断长要略高于红麻,撕裂指数明显低于红麻浆;红麻浆的松厚度明显高于工业大麻浆。

红麻种质资源对根结线虫抗性鉴定与评价

为鉴定我国红麻种质资源对根结线虫病的抗病性,本研究采用SCAR引物对侵染红麻的根结线虫种群进行了鉴定,并采用田间自然发病及盆栽接种鉴定的的方法,对220份红麻野生或栽培种质资源的根结线虫抗性进行了鉴定与评价。研究结果表明,侵染红麻的线虫种类为南方根结线虫(Meloidogyne incognita)。田间抗性鉴定结果显示高抗红麻资源有133份,占资源总数量的60.45%,玫瑰茄、红叶木槿和金钱吊芙蓉全部表现为高抗,高抗比率最高。盆栽接种鉴定结果显示免疫资源有7份,占资源总数的3.18%;高抗资源有98份,占资源总数的44.55%;玫瑰茄均鉴定为高抗等级。红麻种质在田间自然发病和盆栽发病抗性鉴定存在一定的差异,两种方法鉴定结果一致的种质资源共有98份,其中高抗资源69份,占交集资源数量的70.41%;高抗资源中有49份来源于栽培红麻,10份来源于野生近缘,其余来源于玫瑰茄、玫瑰麻和红叶木槿,1份高感品种来自于野生近缘。本研究结果为红麻种质资源发掘利用提供科学依据。

改性红麻秆芯对Pb和As的快速吸附研究

用改性红麻秆芯快速吸附废水中微量共存的Pb、As离子,考察了酸碱改性、碳酸钠浓度、改性反应时间等对吸附性能的影响。结果表明,相比于盐酸、柠檬酸和氢氧化钠,碳酸钠改性红麻秆芯对Pb和As均有较好的吸附。最佳改性工艺为:红麻秆芯与0.1 mol/L碳酸钠溶液的固液比1∶80 g/mL,在室温(25℃左右)下以400 r/min搅拌反应30 min。用0.5 g碳酸钠改性红麻杆芯处理50 mL 0.1 mg/L的Pb、As废水,在25℃恒温水浴中,以200 r/min振荡反应30 min,去除率可分别达到77.7%和21.5%。吸附过程可用准二级动力学方程描述,表明该吸附过程属于化学吸附。

4BM-780型黄、红麻剥皮机的设计与试验

针对现有中小型黄、红麻剥皮机剥麻工效低的问题,研究了一种多速差高效分离装置,设计了一种大型黄、红麻剥皮机样机。该机主要由喂入装置、剥皮装置、输出装置、传动系统及控制系统5个部分组成。根据黄、红麻茎秆的物料特性以及剥制时的力学特性,通过理论计算与试验分析,确定了机器剥皮装置主要结构及其设计参数。机器的剥皮装置由碾压夹持滚筒、螺旋揉搓滚筒、梳理分离滚筒组成。碾压夹持辊筒线速度为2.10 m/s,滚筒直径200 mm;螺旋揉搓滚筒线速度为2.72 m/s,滚筒直径为260 mm;梳理分离滚筒线速度为4.39 m/s,滚筒直径为280 mm。对样机进行生产性能试验,结果表明:鲜茎出皮率为43.44%,鲜皮含杂率为12.54%,生产率(鲜茎)2481 kg/h,满足生产要求。该研究丰富了黄、红麻剥制机具类型,为其规模化生产提供了技术支撑,同时为黄、红麻联合收剥一体机的设计与开发提供了系统的理论依据及应用基础。

整骨式黄红麻剥皮机的结构设计

设计一种整骨式黄红麻剥皮机装置,由动力、传动机构、喂入折秆机构、夹持牵引分离机构、伸缩放麻架等结构组成。在该剥皮机的左正上方设置由折秆支座、摆动体、转动体及安全罩组成的喂入折秆机构,折秆支座的前斜边与转动体的喂入折盘的后缘形成麻秆定位喂入V形口,喂入折盘位于斜立板和侧立板之间,摆动体的破秆刀刀刃对准麻秆轴心,破秆刀上的折秆刀位于中立板和斜立板之间。夹持牵引分离机构位于喂入折秆机构的右下面,由上下夹持牵引体和前挡麻杆和后挡麻杆组成,夹持带一正一反上下相互偶合,传动机构减速分动箱的两根输出轴分别驱动喂入轴、下夹持带和上夹持带。该整骨式黄红麻剥皮机能实现麻秆横向中间喂入,皮骨分离,适用于黄红麻整骨式剥皮,生产效率高,动力消耗少,以利麻皮、麻骨更好地利用。

碱处理提取红麻纤维素的研究

为进一步研究红麻深度脱胶工艺,优化红麻纤维素提取条件,以沤制红麻为原料,采用碱法蒸煮工艺,以质量损失率为指标,探究不同碱剂、用碱量、蒽醌质量分数、处理温度对沤制红麻深度脱胶的影响,以纤维素的铜价和聚合度评价纤维素的损伤情况,采用扫描电子显微镜(SEM)表征纤维素微观形态。结果表明:在蒸煮碱剂为NaOH、用碱量为1.75~2.25 mol/L、蒽醌质量分数为0.05%、处理温度为150℃的条件下可得到最佳的脱胶效果,最佳工艺下红麻的质量损失率达到40%以上,纤维素的铜价为0,聚合度为1 696,胶质脱除较为彻底,纤维素表面光洁,损伤程度较小,对再生纤维素纤维生产原料的开发利用具有一定的参考意义。

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。

应用ISSR分子标记绘制红麻种质资源DNA指纹图谱

以6份红麻种质资源为材料,对UBC807～UBC890等80个ISSR引物进行筛选,筛选出多态性好的ISSR引物20个。利用这20个ISSR引物扩增来自国内外84份红麻种质资源,共获得230条谱带,平均每个引物扩增出11.5条谱带,其中多态性谱带185条,多态性条带比率为80.43%,表明供试的红麻种质资源遗传多样性较丰富。以供试84份红麻种质资源的ISSR扩增谱带为基础,建立了供试材料扩增条带指纹数据库的Excel文件。根据指纹图谱唯一性原则,采用自行开发的DNA指纹数据分析软件,再从20个多态性好的ISSR引物中遴选出UBC813、UBC825、UBC836、UBC888和UBC889引物,绘制出82个红麻种质资源的DNA指纹图谱,为红麻种质资源分子身份证的构建奠定了基础。

红麻优异种质产量和品质性状主成分聚类分析与综合评价

【目的】综合评价中国近年育成和引进的红麻品种,为红麻育种和生产利用提供科学依据。【方法】以中国"八·五"至"十·五"期间育种单位选育的及近年从国外引进的共40个红麻品种为供试材料,采用随机区组设计,2年各设3次重复。估算40个红麻品种12个产量和纤维品质性状的主成分,并以前3个主成分和欧氏距离为基础,分别作二维散点图和系统聚类分析。【结果】(1)在40份红麻种质中,前3个主成分累计贡献率达86.07%。第1主成分为韧皮纤维产量构成因子,贡献率达53.44%;第2主成分为茎秆皮骨构成因子贡献率达24.94%;第3主成分为纤维品质构成因子,贡献率达7.69%。(2)根据品种性状主成分表现,评选出综合性状优良的红麻新品种有福红952-1、福红2-1、KB11、福红992、SCS11-09、KB2、福红2号等7个。其中福红992、KB11、KB2和福红952-1等品种3个主成分构成因子协调最好。(3)在主成分二维排序分析中,当以第1主成分分别与第2主成分和第3主成分向量作二维排序分类,供试品种2个二维排序散布图对品种产量和品质性状的评价,可以把产量和品质性状优异的品种与相对较差的品种区分开来。(4)在欧氏距离聚类图中,当取值D=51.08时可把40份品种分成4类,即1个由36个品种聚成的大类群和1个由2个品种构成的亚类群,以及2个单一品种自成体系的个类(福红952-1、福红2号);在D=39.12水平面上,第Ⅰ大类又可分为3个小亚类群和5个相互距离较远的单一品种自成体系的个类,这5个品种分别为C2032、BG52-1、泰红763、金山无刺(迟)和福红7号。【结论】系统聚类结果可揭示出供试品种的相对遗传距离,对红麻育种亲本利用有一定的参考价值。二维排序分析结果对区分供试品种产量与品质性状优劣,具有简便、直观的特点。二维排序和欧氏距离2种不同分类方法,既有共性又有特异性,都能较好地为红麻品种改良亲本利用提供科学依据。

利用ISSR和RAPD标记构建红麻种质资源分子身份证

【目的】对来源于不同国家和地区的51份红麻栽培种、野生种和近缘种进行遗传分析,构建红麻种质资源分子身份证。【方法】利用ISSR和RAPD标记对不同类型的51份红麻种质资源进行分析,计算其遗传相似系数,利用UPGMA法作聚类图,建立分子身份证。【结果】19个ISSR标记共产生113条条带,其中101条为多态性带,多态性比率(PPB)为89.38%;20个RAPD标记共产生118条条带,其中112条为多态性带,多态性比率(PPB)为94.92%。品种间多态性丰富,结合特征带、特异谱带类型和不同引物组合3种分析方法,可有效建立51份红麻种质资源的特异分子身份证。【结论】材料间遗传多样性较高,有较远的遗传距离和较宽的遗传基础,ISSR和RAPD标记技术可有效用于建立红麻种质资源分子身份证。

盐胁迫对红麻幼苗生长及抗氧化酶活性的影响

为研究不同盐胁迫时间和不同盐浓度胁迫对红麻(Hibiscus cannabinusL.)幼苗的生长及抗氧化酶活性的影响,探寻红麻耐盐的生理机制,为盐碱地种植红麻提供科学依据,本研究对红麻幼苗进行了两种不同条件的盐胁迫处理。一种将红麻幼苗在0(对照组)、140 mmol/L NaCl的半强度Hoagland营养液下分别处理3、6、9 d,另一种是在0(对照组)、70、140、200 mmol/L NaCl的1/2 Hoagland营养液下处理6 d,分别测定两种盐胁迫条件下植株的鲜重、根长、茎长、叶片H2O2、丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽还原酶(GR)活性。结果显示:(1)在第一种处理条件下,随着盐胁迫时间的延长,处理组红麻幼苗的鲜重相对于对照分别减轻了19.63%、19.35%和39.03%,株高则分别降低了25.59%、19.17%和18.48%,处理组的SOD活性先增后减,POD活性先减后增,MDA和H2O2的含量、CAT和GR活性基本随胁迫时间的增长而增高。(2)在第二种处理条件下,随着胁迫盐浓度的增加,处理组鲜重相对于对照分别减轻了16.79%、19.35%和44.73%,株高则分别降低了11.21%、19.17%和23.62%,处理组SOD活性都稍高于对照,但三者无显著差异,POD活性先减后增,MDA和H2O2的含量、CAT和GR活性基本上随着盐浓度增加而增加。实验表明,在两种不同条件的盐胁迫下,红麻幼苗受盐害的程度基本上随胁迫时间和盐浓度的增加而加重。处理组植株的SOD和POD活性较对照组增加不明显,甚至有所降低,而CAT和GR活性则相对较高,CAT和GR可能在红麻幼苗抵御盐害时起较重要作用。

红麻产量和纤维品质性状的遗传效应与杂种优势分析

红麻产量与品质性状的各项遗传效应、关联性及其杂种优势表现是杂种优势利用的基础,采用加性显性遗传模型,分析了7个杂交红麻亲本和2 1个F1 代组合的12个产量与品质性状的研究结果表明,(1)株高、鲜皮厚、单株干皮重、千粒重、纤维支数同时受到加性和显性效应的控制;而茎粗、单株干茎重、皮骨比、出麻率、单株纤维重、精洗率、纤维强力主要受显性效应控制。(2 )株高、鲜皮厚与单株干皮重、单株干茎重、单株纤维重3个综合产量性状之间均存在明显的加性和显性相关;茎粗与各性状之间不存在加性相关,而与株高、鲜皮厚、单株干皮重、单株干茎重、单株纤维重之间存在明显的显性相关;红麻产量性状与品质性状之间存在一定的负向关联性;惟皮骨比、纤维强力与纤维支数之间表现明显的正相关;纤维强力与纤维支数之间存在明显的负相关。(3)单株干茎重、单株干皮重、单株纤维重3个综合产量性状F1代具有很强的群体平均优势(HMP为15 .7%～18% )和群体超亲优势(HBP在8.3%～13.9% ) ,强优组合杂种优势可达35 .6 %～6 9.2 %。F2 代仍具较高的正向群体平均优势和超亲优势,强优势组合的HMP和HBP分别可达19.5 %、16 .1%、2 0 .2 %和1.9%、34.6 %、32 % ,F2 代优势仅比F1 代降低5 0 %左右;F1 杂种优势平均可延续1.4～1.7代,强优?

红麻株高与茎粗性状的动态发育遗传分析

红麻株高、茎粗是两个最重要的动态发育的经济性状.发育遗传学已探明生物个体的不同发育阶段基因是按一定的时空秩序有选择地表达的.采用数量性状的加性显性遗传模型和发育遗传模型,分析了红麻株高与茎粗在不同生长发育时期的遗传规律,即估算了株高与茎粗在某一生长发育时间(0→t)或某一特定生长发育时间段(t-1→t)的遗传效应.结果表明,株高在不同生长发育时期的非条件、条件遗传效应两者基本一致,均以显性效应为主,加性效应较弱,但条件遗传效应的分析与实际更为相符;茎粗的非条件、条件遗传效应表现一致,各个生长发育时期均未检测到加性效应,而显性效应均达显著、极显著水平;在各个不同生长发育时期中,株高与茎粗均在7月28日～8月9日(旺长期)、9月2～14日(纤维累积期)之间基因表达较活跃.株高与茎粗相关分析表明,两者在各个生长发育阶段均不存在加性相关,但8月21日之后的各期株高与茎粗之间均为显著或极著显正相关,该时期后进行相关选择比较有效.

红麻细胞质雄性不育系的选育及杂种优势利用取得突破

红麻的传统用途是织地毯、麻袋和编麻绳等。20世纪90年代以来，随着森林资源大量减少，全球变暖及沙漠化地区增多，美国等发达国家开发出了比造纸，制作纤维板、无纺布和可生物降解地膜等红麻利用新用途。红麻以其巨大的生物产量（为树木的3～4倍）和极强的二氧化碳吸收能力，引起了更多重视。