不同苗龄剑麻(Agave sisalana)生理指标的相关性分析及抗旱性评价

在元谋金沙江干热河谷区进行盆栽控水试验,模拟干旱胁迫对剑麻H.11648不同苗龄(18个月、12个月、6个月)植株的生理及形态指标的影响。结果表明:(1)大苗在干旱胁迫下,随着干旱胁迫的加剧,叶片含水量随之降低,叶绿素也随之遭到破坏,叶片含水量越低叶绿素破坏越严重。对于叶片MDA含量的变化,Chl a/b及叶片含水量都是这一变化的敏感生理指标。(2)中苗在干旱胁迫下,SOD与POD两种酶协同作用来共同抵制干旱对剑麻的侵害,使其受伤害程度降到最低。(3)小苗在干旱胁迫下,酶系统中POD与SOD两种酶呈协同关系,随着丙二醛含量的增加,剑麻小苗的叶绿素、含水量、生长状况等各方面都受到显著的影响,这对小苗的破坏是全方位的。(4)根据模糊隶属函数法计算出各苗龄阶段剑麻H.11648的抗旱隶属度进行抗旱性比较,得出中苗(苗龄12个月)的综合抗旱能力最强。在对剑麻H.11648的引种过程中,12个月苗龄的剑麻在抗旱生理方面最适合栽种,它的抗旱生理特征能保证其在干热河谷最大程度的存活。

剑麻酵母双杂交cDNA表达文库的构建及与AhKNOX2相互作用蛋白的筛选

植物KNOX(Knotted1-likehomeobox)可通过蛋白质相互作用参与调控落果、纤维细胞发育、次生细胞壁发育、开花等事件。为筛选剑麻叶中与AhKNOX2相互作用的蛋白,采用SMART同源重组技术构建剑麻叶片酵母双杂交表达文库,利用AhKNOX2为诱饵筛选与之相互作用的蛋白。结果表明:文库总容量为3.9’106CFU,转化效率为9.15’105CFU/μgpGADT7-Rec,插入片段大小主要分布于0.5~3.0kb之间,重组率为92%,保存的文库细胞密度为1.35’108/mL,文库滴度为2.22’107 CFU/mL。构建的pGBKT7-AhKNOX2诱饵载体存在自激活性,5 mmol/L的3-氨基-1,2,4-三唑(3-Amino-1,2,4-triazole,3-AT)能抑制诱饵载体的自激活,通过筛选获得了16个与AhKNOX2相互作用的蛋白。本研究成功构建剑麻叶片酵母表达文库,并筛选获得与AhKNOX2相互作用的蛋白,该结果为进一步研究AhKNOX2在剑麻中的功能奠定前期基础,为培育高纤维产量的剑麻新品种提供基因资源和理论基础。

γ射线辐照对剑麻H.11648种子发芽及幼苗生长的影响

为研究γ射线辐照对剑麻的生理生化变化的影响,用6个不同剂量的^(60)Coγ射线辐照处理剑麻H.11648的干种子,测定处理后种子的萌芽率,以及种子萌芽后幼苗叶片的超氧化歧化酶(SOD)活性和丙二醛(MDA)含量,观测辐照对幼苗生长的影响。结果表明:30 Gy的辐照对剑麻H.11648种子萌发具有促进作用,较高剂量的辐照对种子萌发有抑制作用,且随着剂量的增大,抑制作用增强;幼苗叶片SOD酶的活性和MDA含量均随着辐照剂量的增加先升高后降低;辐照对幼苗的生长有抑制作用,剂量越高抑制作用越强。

H.11648麻高效再生体系的建立

本文以茎尖为外植体,对影响H.11648麻再生体系的主要影响因素进行了一系列的摸索试验,建立了H.11648麻的高效再生体系。试验结果如下:在基本培养基MS、MMS和SH中,最适的基本培养基为SH;最佳的芽分化培养基为SH+6-BA3.0mg/L,芽分化率可达46.3%,最佳增殖培养基为SH+6-BA0.1～0.5mgL/,外植体的平均丛芽分化率为62.3%,分化芽平均增殖倍数为6。分化芽在生根培养基SH+1%蔗糖中,20天左右生根率达到93.3%。

基于psbA-trnH序列的剑麻H.11648原始母本的鉴定

剑麻H.11648(Agave hybrid No.11648)是以蓝剑麻(A.amaniensis)和假菠萝麻(A.angustifolia)为亲本进行杂交,F1再与蓝剑麻回交选育而来。分析了剑麻H.11648及其两个亲本叶绿体psb A-trn H序列的差异。结果表明,剑麻H.11648与蓝剑麻的psb A-trn H存在1个明显的SNP差异,而在该位点与假菠萝麻保持一致,从叶绿体DNA水平证实了剑麻H.11648的细胞质来源于假菠萝麻。

有机肥与碱性物质对龙舌兰麻H.11648幼苗营养生长的影响

以玄武岩发育而成的酸性黏土、龙舌兰麻H.11648幼苗为试材,以施用充足化肥为对照,施用有机肥、碱性物质(碳酸钙、白云石粉)作为其他处理,研究各处理对龙舌兰麻H.11648幼苗株高、叶宽、叶片数的影响,为龙舌兰麻H.11648合理施用有机肥和碱性物质提供依据。结果表明,用碱性物质碳酸钙或白云石粉调节土壤pH值至6.0、6.5的处理龙舌兰麻H.11648幼苗株高、叶宽、叶片数增长率与对照(pH值5.5)之间无显著差异,龙舌兰麻H.11648幼苗在玄武岩发育土壤上生长酸害阈值为pH值5.5;有机肥处理对龙舌兰麻H.11648幼苗株高、叶片数增长率没有显著影响,但4%、8%有机肥显著增加了叶宽(增长率分别较对照提高62.7%、76.7%),有机肥显著促进了龙舌兰麻H.11648幼苗生长。

H.11648麻茎腐病的防治研究

介绍雷州半岛地区麻田重要病害H.11648麻茎腐病的症状、病原菌、致病性及防治试验和大田防治的研究结果。

剑麻H.11648组织培养快繁技术体系的建立

从外植体、基本培养基、激素水平及碳源的筛选方面进行H.11648麻组织培养快繁体系的建立研究。研究结果表明,珠芽苗茎尖为最理想的快速繁殖材料,芽诱导最佳培养基为MS+6-BA 5 mg/L+IBA 0.3 mg/L;继代增殖最适宜培养基为MMS+6-BA 5 mg/L+IBA 0.3 mg/L,增殖系数最高可达4.6;生根适宜培养基为1/2MMS+NAA 1.2 mg/L,生根率达到90%以上。将小苗移栽到农业土壤+泥碳土+沙(2∶1∶1)基质中,成活率达到95.5%。

剑麻均一化文库构建及PnRXLR5863靶蛋白筛选

剑麻是硬质纤维的主要来源,由烟草疫霉(Phytophthora nicotianae)引起的斑马纹病是剑麻生产的重要病害。RXLR效应蛋白是卵菌第一大类效应蛋白,能通过直接的蛋白质相互作用,靶向寄主防卫相关蛋白,干扰和抑制寄主防卫。利用转录组分析不同侵染阶段的烟草疫霉,发现PnRXLR5863表达量较高,并且其编码的蛋白含有信号肽、RXLR-EER和WY结构域,瞬时表达发现PnRXLR5863能引起烟草细胞死亡,推测PnRXLR5863在烟草疫霉侵染剑麻过程发挥重要作用,但是它作用于剑麻的靶蛋白和致病机制还未知。为了筛选PnRXLR5863的剑麻靶蛋白,应用Switching Mechanism at 5'end of RNA Transcript(SMART)和Duplex-Specific Nuclease(DSN)技术构建了剑麻均一化酵母cDNA表达文库,并筛选了与PnRXLR5863相互作用的蛋白。结果显示,构建的文库库容为5.32×10^(7)CFU/mL,文库总克隆数为1.064×10^(8)CFU,文库片段平均大小为1000 bp,重组率为100%;构建的pGBKT7-PnRXLR5863诱饵载体无自激活性;利用酵母双杂交系统,以pGBKT7-PnRXLR5863诱饵载体,从构建的文库中筛选获得23个与PnRXLR5863相互作用的蛋白。获得的候选靶蛋白主要参与分子功能和生物过程,涉及泛素化过程、蛋白合成、蛋白翻译和蛋白修饰等生理事件,暗示PnRXLR5863效应蛋白可能作用于剑麻的蛋白代谢。剑麻均一化酵母表达文库的构建和PnRXLR5863靶蛋白的筛选,为进一步深入研究PnRXLR5863的致病机理奠定基础。

氮磷钾钙镁肥不同用量对剑麻产量质量和矿质组分的影响

试验在玄武岩发育的铁质砖红壤上进行，没有Ｎ、Ｐ、Ｋ、Ｃａ、Ｍｇ５种肥料，每种肥料设４个用量。１９８３一１９９０年的试验结果是：Ｎ、Ｐ、Ｋ、Ｃａ肥对剑麻（Ｈ．１１６４８）的鲜叶产量有极显著的增产效应；对出麻率，则Ｋ、Ｃａ肥增产极显著，Ｎ肥增产显著；对纤维拉力，则５种肥料都没有明显的影响；对剑麻叶片的矿质组分，５种肥料均有显著影响。

剑麻茎腐病病原生物学特性的研究

对剑麻茎腐病病原黑曲霉菌(Aspergillus niger Van.Teigh)生物学特性的研究结果表明,在培养基上,该菌菌丝生长的温度范围为15—39℃,最适32℃,产生分生孢子的温度范围为16—39℃,最适32℃,分生孢子萌发的温度范围为16—44℃,最适36℃;菌丝和分生孢子在60℃的水浴中处理10分钟即可致死。分生孢子必须在空气相对湿度≥92％的条件下才能萌发。光照对分生孢子的产生和萌发无影响。在pH4—9范围内菌丝可以生长,分生孢子能很好萌发,但较酸的条件(pH4—5)较有利于菌丝生长。分生孢子必须在营养较丰富的条件下才能萌发良好。K,Ca,S含量与菌丝生长和分生孢子产生及荫发关系不大。在离体剑麻叶片上,侵染成功的温度范围为20—42℃,最适于侵染的温度为36℃。空气相对湿度对侵染成功率及病斑扩展的影响不大。接种体数量对侵染成功率无影响,单个孢子也可以接种成功,但接种体数量较大则症状较早表现。多菌灵和灭病威杀菌剂在体外测验能很好地抑制菌丝生长和分生孢子萌发,且耐雨水冲刷,但灭病威的抑制作用比多菌灵强。

“东一号”剑麻蛋白酶分离纯化及特性研究

比较了用乙醇沉淀法和硫酸铵盐析法从“东一号”剑麻中提取蛋白酶的效果.用前者制得的粗酶经Sephadex G-25柱层析得两个蛋白峰,其中峰Ⅰ与酶活性重叠。峰Ⅰ再经SP—Sephadex C—50离子交换柱层析,pH.离子强度线性梯度洗脱得4个蛋白峰.其中峰4与酶活性重叠。此酶液经聚丙烯酰胺凝胶圆盘电泳.在每条胶柱上呈单一蛋白带;量4℃下2d后出现六角形结晶.结晶酶液在pH5.5-10.0.60℃范围内稳定性较好;其最适pH为7.5;最适温度为40℃;Km(酪蛋白)值为0.114％(w/v)用SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS—PAGE)测得其分子量66KD;用Sephadex G—100柱层析测得的分子量为69.9KD.用Ellman’s试剂测得其游离巯基含量为4.3 mol—SH/10~5g蛋白质。

剑麻组培苗移栽技术研究

本文对剑麻组培苗移栽成活率的主要影响因素进行了试验,结果表明,剑麻组培苗移栽成活率在96.7%以上。生根培养天数、组培苗是否有根、是否经过炼苗等影响因素对其移栽成活率的影响都不大。

“东—号”剑麻蛋白酶应用于猪皮脱毛的初步研究

本文在实验室和工厂进行猪皮酶法脱毛的试验，结果表明，“东一号”剑麻蛋白酶对猪皮脱毛效果好，皮革成品质量高，为龙舌兰麻的综合利用提供了依据。

烷化剂EMS诱导剑麻愈伤组织突变方法研究

以剑麻H.11648茎尖愈伤组织为材料,采用化学诱变剂EMS(甲基磺酸乙酯)诱变处理,设置6个浓度梯度(0%、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%和1.0%),5个处理时间(2 h,4 h,6 h,8 h和16 h)共30个处理组合,结果表明,用0.8%的EMS处理6 h和1.0%的EMS处理4 h,愈伤组织死亡率分别为52.22±1.11%和56.67±1.67%,分化系数分别为7.63±1.10和7.13±2.79,符合"半致死剂量"标准,可以作为筛选剑麻突变体浓度组合。

外植体和培养因子对剑麻不定芽诱导及植株再生的影响

以剑麻H.11648为材料,研究不同外植体、培养基和激素对不定芽诱导及生根的影响。试验结果表明,以珠芽苗茎尖为最佳快繁材料,最佳消毒时间25 min,最适合的基本培养基为SH;最佳分化培养基为SH+NAA0.05 mg/L+6-BA 4 mg/L,芽的分化率达到85%,同时可做增殖培养基,增殖平均倍数为18。分化芽在MS和SH两种培养基中添加NAA 0.1 mg/L+6-BA 0.1 mg/L中均可生根,生根率为95%。

“东一号”麻超氧化物歧化酶含量的影响因素分析

通过对"东一号"麻不同种植时间、不同部位和不同生产副产物的超氧化物歧化酶的活力分析,结果表明其存在一定差异。研究结果揭示了"东一号"麻超氧化物歧化酶活力的影响因素,为"东一号"麻的生产和开发利用提供了参考依据。

剑麻AhKH1775基因克隆及其酵母双杂交诱饵载体构建

KH结构域蛋白参与调控植物开花时间、花器官形成、叶发育、miRNA产生和对生物非生物胁迫的响应。前期实验发现AhKH1775可能参与调控剑麻株芽的发育,但是其调控机制仍不清楚。KH结构域蛋白可以通过复合体的方式参与转录后基因表达调控。为获得与AhKH1775相互作用的蛋白,本研究克隆了AhKH1775的完整编码框,构建了酵母双杂交诱饵载体,并检测了诱饵载体的毒性和自激活性。结果显示,克隆获得一个918 bp的编码框,成功构建了诱饵载体,诱饵载体无毒性,但存在自激活性,25 mmol/L的3-AT可以抑制诱饵载体的自激活性。本研究结果为进一步筛选与AhKH1775相互作用的蛋白和深入研究AhKH1775在剑麻中的功能提供依据。

炉内直接消化GFAAS测定“东一号”麻SOD中五种金属元素

利用炉内直接消化石墨炉原子吸收光谱法(GFAAS)简便快速地测定"东一号"麻超氧化物歧化酶(SOD)中铁、铜、锌、锰和镍五种特征微量金属元素含量。经匀浆、硫酸铵分步沉淀、DEAE纤维素离子交换以及Sephadex凝胶过滤等步骤,从"东一号"麻中提取一种SOD。炉内直接消化GFAAS分析结果表明,其铁元素含量较高,即该酶与铁SOD相似。研究结果为"东一号"麻SOD的利用提供参考信息。