田菁不同部位营养价值、分子结构特性和体外瘤胃降解率研究

本试验旨在研究田菁不同部位(包括叶、茎、根及全株)的营养价值、分子结构特征及体外瘤胃降解率,为反刍动物优质粗饲料资源的开发提供基础数据。试验按照概略养分分析法和康奈尔净碳水化合物和蛋白质体系(CNCPS)分析田菁叶、茎、根及全株的营养成分含量,同时利用傅立叶变换红外光谱(FTIR)技术对田菁不同部位的分子结构进行分析,最后进行体外瘤胃模拟发酵,分析田菁不同部位在瘤胃内的降解率以及产气量。结果表明:1)田菁不同部位间的蛋白质组成和二级结构光谱参数存在显著差异(P<0.05)。其中,叶的蛋白质成分含量较高,根的较低;叶的酰胺Ⅰ区和酰胺Ⅱ区的峰高和峰面积以及β-折叠峰面积较高,茎的酰胺Ⅰ区峰高和峰面积较低。2)田菁不同部位间的碳水化合物组成和分子结构光谱参数存在显著差异(P<0.05)。其中,根的中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)和酸性洗涤木质素(ADL)含量较高,叶的较低;根的总碳水化合物峰高和峰面积较高。此外,田菁的蛋白质和碳水化合物组成与分子结构之间存在一定的相关性。3)田菁叶的体外发酵粗蛋白质和干物质降解率最高,显著高于全株、茎和根(P<0.05);叶的48 h总产气量显著高于茎和根(P<0.05)。由此可见,田菁不同部位的营养价值与分子结构之间具有一定的相关性;其中,叶和茎的营养价值及利用率相对较高,而根的营养价值及利用率较低。

‘新陆早 33 号’棉花转基因体系建立及 AtPGIP1 基因的导入

利用生物技术方法对棉花进行遗传改良主要限于有效的遗传转化系统。以新疆主栽优良陆地棉品种‘新陆早33号’为材料,利用下胚轴作为外植体对影响农杆菌介导的棉花遗传转化及体细胞胚胎发生的因素进行研究,成功建立了除草剂Basta筛选的棉花遗传转化技术体系。同时将植物抗病相关基因多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白基因AtPGIP1导入棉花,经过对再生转化植株的PCR鉴定,初步证明外源基因已经整合到棉花基因组。研究发现:Basta是棉花遗传转化中很有效的筛选剂,低浓度Basta(2.5mg/L)就能够获得很好的筛选效果;较低的共培养温度(20℃)及合适的农杆菌浓度(OD600=0.5)有助于提高转化效率。该研究结果表明,‘新陆早33号’具备作为棉花优良遗传转化受体的基本特征,研究中获得的15株AtPGIP1转基因植株经PCR分子检测均为阳性植株。该研究为新疆棉区棉花分子生物学研究及转基因育种研究奠定了重要基础。

地上部特异性启动子驱动番茄原系统素表达的载体构建及转基因植株的获得

克隆地上部特异表达的启动子——cab2(chlorophyll a/b binding protein 2,cab2)基因的启动子,构建该启动子驱动下的番茄原系统素(Prosystemin;PS)与GFP融合的植物表达载体并获得转基因植株。利用农杆菌介导法转化拟南芥,通过RT-PCR的方法及激光共聚焦显微镜观察启动子驱动PS-GFP的表达及其亚细胞定位。以拟南芥基因组为模板,利用高保真聚合酶获得了cab2启动子的目的片段,并将其与接GFP的番茄原系统素载体(SlPS)融合,激光共聚焦显微镜观察表明,该启动子驱动的基因正常表达和并定位于细胞质中。克隆获得到了cab2基因的启动子,该启动子能够驱动番茄原系统素和GFP的融合蛋白正常表达和定位。

植物细胞壁形成机制的新进展

细胞壁是植物细胞重要的特征结构,也是地球上最大的可再生碳水化合物资源库.随着近20多年研究技术的发展和多学科交叉手段的应用,植物细胞壁的形成机理得到了很大程度的揭示,勾画出了细胞壁合成、物质转运、形成调控、沉积重构等基本的代谢框架,涉及从胞内到胞外一系列的合成、转运和调控途径.本文概述了近年来细胞壁形成机理研究的热点问题和最新进展,包括对细胞壁结构和成分的新认识,纤维素合成场所(细胞质膜)和非纤维素多糖合成场所(高尔基体)中关键蛋白的挖掘及作用机制的新发现,细胞壁物质膜泡转运与细胞骨架的关系,以及细胞壁形成信号与转录调控网络的新进展.这些发现不仅使人们对细胞壁的合成机理有了更深入的认识,也为细胞壁经济价值的开发与利用奠定了重要的理论基础.同时本文还对该领域未来可能的热点和研究方向进行了展望.