禾本科主要作物抗旱相关基因及转基因研究进展

干旱是限制作物生长和产量的重要因素之一,为提高禾本科主要作物水稻、小麦、玉米、甘蔗的抗旱能力,本研究从植物抗旱机理出发,归纳了植物抗旱相关的功能基因、转录因子以及信号因子。综述了水稻、小麦、玉米、甘蔗抗旱相关基因挖掘以及抗旱转基因的研究进展,针对今后作物抗旱性的研究,提出了开展逆境植物重要抗旱基因资源挖掘、构建多基因共表达系统以及开展科学、标准的转基因抗旱鉴定指标评价体系研究的建议。

23个甘蔗品种对甘蔗黑穗病的抗性测定

用混合冬孢子通过人工接种盆栽试验和大田自然发病的方法,对国家甘蔗品种区试中的21个品种及ROC16、ROC22号进行甘蔗黑穗病抗性鉴定。结果表明,人工接种抗病性表现较好的品种是云蔗99-596、粤甘42、桂糖29和福农39,达到高抗和抗病等级。在田间自然发病检测中,除了品种云蔗03-103、柳城03-1137和对照ROC22外,大部分品种在新植和宿根中都表现出了较好的抗黑穗病特性。为海南蔗区甘蔗生产和品种布局提供了科学试验依据。

斑茅过氧化氢酶基因(EaCAT-1a)克隆与序列分析

斑茅是栽培种甘蔗最重要的近缘物种之一,具有抗逆性强等特点。本文以高粱过氧化氢酶基因(NCBI登录号为XM002437586.1)c DNA序列为探针,对甘蔗属EST数据库进行同源检索、筛选和拼接,后经基因组PCR、分子克隆、序列分析验证成功分离了1个斑茅过氧化氢酶基因DNA序列(Ea CAT-1a,Gen Bank登录号为KF864223)。该序列全长3831 bp,包含8个外显子和7个内含子,c DNA序列长为1532 bp,包含10 bp的5’非翻译区(UTR)和43 bp的3’UTR,以及一个1479 bp的开放读码框,编码492个氨基酸,此蛋白序列具有过氧化氢酶保守结构域,属于CAT家族。将推测的Ea CAT-1a蛋白序列与高粱、水稻、玉米等物种进行同源进化分析,均表现出较高的保守性。

割手密铜锌超氧化物歧化酶基因(SsSOD-1a)的克隆与分析

本文以高粱超氧化物歧化酶基因(NCBI登录号为XM 002445626.1)c DNA序列为探针,对甘蔗EST数据库进行同源检索、筛选和拼接,通过分子克隆和序列分析验证,获得了1个割手密铜锌超氧化物歧化酶基因全长c DNA序列(Ss SOD-1a,Gene Bank登录号为KJ002571)。序列全长703 bp,由624 bp的开放读码框,36 bp的5’非翻译区和43 bp的3’非翻译区组成,编码207个氨基酸。氨基酸保守结构域分析表明,该蛋白序列具有铜锌超氧化物歧化酶保守结构域,属于SOD家族。氨基酸同源性分析发现,割手密Ss SOD-1a蛋白序列与鹰嘴豆、高粱、玉米等物种同源关系较近。

枯草芽孢杆菌HAS中TasA基因的克隆与分析

为弄清枯草芽孢杆菌HAS对甘蔗黑穗病菌的抑制作用机理,选取可对多种植物病原真菌有抑制作用的抗菌蛋白TasA基因进行克隆与分析。结果表明:在HAS菌株中含有TasA基因,克隆编码抗菌蛋白TasA的基因全长,序列分析其有786个碱基组成,该序列与GenBank上登录的TasA(AJ871386.1)序列同源性达99%,推测蛋白分子量大小大约28KD,其中第104、164、169、250、399、623、627位等7个碱基发生碱基转换或颠换,而且这些变异分别发生在密码子的第2、2、3、1、3、2、3位碱基上,引起多肽链氨基酸的错义突变。经氨基酸序列比对,同Bacillus subtilis subsp.subtilis str.168编码的TasA蛋白(NP_390342.1)在第150位和第209位上的氨基酸发生变化,由苏氨酸、天冬酰胺分别代替丙氨酸和谷氨酸。

枯草芽孢杆菌HAS中几丁质酶基因的克隆分析

为揭示枯草芽孢杆菌菌株HAS对甘蔗黑穗病菌抑制作用的机理,选取对多种病原真菌有抑制作用的几丁质酶进行克隆与分析。结果表明:菌株HAS基因组中含有1个ORF全长834bp的几丁质酶编码序列,其具有编码278个氨基酸的几丁质酶蛋白,该序列同GenBank上登录的几丁质酶蛋白(Bacillus subtilis subsp.subtilis str.168)(ref|NP_390566.1)的同源性最高,达98%。推测该几丁质酶在菌株HAS抑制甘蔗黑穗病菌过程中可能起关键作用。