过表达桑树色氨酸脱羧酶基因(MnTDC)转基因烟草提高其耐盐性

褪黑素在植物生长、发育、生物与非生物胁迫中发挥重要作用。色氨酸脱羧酶(tryptophan decarboxylase,TDC)是褪黑素生物合成中第一个重要的酶。本研究克隆川桑TDC基因,并将其转入烟草中过表达,探讨MnTDC在盐胁迫下的作用机制。结果表明,成功构建过表达载体pLGNL-MnTDC,并经过农杆菌介导的愈伤组织转化获得3个独立转基因系。GUS染色、基因组PCR鉴定证明MnTDC成功转化到烟草株系中。qRT-PCR结果表明MnTDC在3个转基因烟草株系中的转录水平显著高于野生型(WT)。UPLC-MS/MS结果表明转基因株系显著提高了褪黑素的生物合成量。盐胁迫下,MnTDC过表达烟草与野生株系烟草相比,耐盐性显著增强。转基因烟草株系中的过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)及过氧化物酶(POD)活性均显著高于野生株系烟草,脯氨酸(Pro)等调节渗透压物质的含量和ERD10C等调节渗透压的基因表达量显著高于野生株系烟草,转基因株系中丙二醛(MDA)含量比野生株系烟草低。研究结果表明,MnTDC通过调节烟草细胞中褪黑素的含量进而影响了烟草植株整体的耐盐性。本研究初步揭示了MnTDC基因的抗逆功能,为桑树耐盐分子育种提供了重要候选基因和理论参考。

桑树XLG类基因的鉴定及MnXLG1基因的胁迫诱导表达分析

异三聚体G蛋白是一类普遍存在于真核细胞中具有GTP酶活性的蛋白质,在多个信号通路中扮演着重要的角色。特大型G蛋白(XLG)是一种植物特有的非常规G蛋白α亚基。利用川桑(Morus notabilis)基因组数据获得了3个XLG基因,分别命名为MnXLG1、MnXLG2和MnXLG3,基因CDS全长分别为2 976 bp、2 550 bp和2 580 bp,分别编码991、849和859个氨基酸。进化分析发现MnXLG1、MnXLG2和MnXLG3分别被聚集到植物XLG1、XLG2和XLG3亚家族中,与苹果、桃树和毛果杨等双子叶植物的XLG蛋白进化关系较近,与单子叶植物的XLG蛋白进化关系较远。组织表达谱分析发现,MnXLG1主要在根中表达,MnXLG2主要在叶中表达,MnXLG3主要在表皮和花中表达。qRT-PCR检测MnXLG1基因的表达可被干旱、氯化钠(NaCl)和水杨酸(SA)处理显著上调,被茉莉酸甲酯(MeJA)处理显著抑制,还对过氧化氢(H2O2)处理有一定的响应,表明MnXLG1可能参与了桑树非生物胁迫响应和防卫反应。研究结果为深入探讨桑树XLG基因的功能奠定了基础。

桑枝叶和蚕沙混合青贮品质评价

以桑枝叶和蚕沙为原料,通过添加10%固定比例麸皮,开展不同质量比桑枝叶、蚕沙、麦麸混合青贮试验。桑枝叶蚕沙不同比例混合青贮45 d后,经过感观评价以及对pH、氨态氮/总氮(NH3-N/TN)、挥发性脂肪酸含量等理化性质的比较,综合日本草地畜产协会制定的青贮饲料发酵品质V-Score评分体系及主成分综合得分结果,发现75%桑枝叶+15%蚕沙+10%麦麸青贮物pH值为3.40最低,NH3-N/TN为3.12最低,V-Score评分89.88最高,主成分分析综合得分1.06得分最高,综合评定为最佳青贮比例;蚕沙比例100%的pH值为5.21最高,NH3-N/TN为11.08,乳酸质量分数为0.17%最低,V-Score评分79.59,主成分综合得分-2.06得分最低,综合评定为失败;90%蚕沙的NH3-N/TN为13.03最高,V-Score评分67.79最低,主成分综合得分-0.46,综合评定为失败。研究结果可为蚕沙的混合青贮提供参考。