甘薯糖转运蛋白IbSWEET15的功能研究

SWEET蛋白在植物生长发育、胁迫响应和糖代谢过程中具有重要的调控作用,而甘薯SWEET蛋白的研究鲜有报道。开展甘薯SWEET蛋白功能研究,揭示其在糖转运及淀粉与糖代谢中的功能,具有重要的理论与实践意义。根据不同淀粉性状甘薯块根中差异表达的SWEET编码基因转录本,设计引物进行RACE克隆,获得IbSWEET15全长cDNA序列。利用在线软件对IbSWEET15进行生物信息学分析,并构建系统发育树明确其分类。通过在本氏烟草中瞬时表达IbSWEET15-GFP融合蛋白,明确IbSWEET15的亚细胞定位;以酵母突变体互补试验,验证IbSWEET15蛋白在酵母中的糖转运功能。通过实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析IbSWEET15在甘薯各器官中的表达特征;构建IbSWEET15表达载体并通过蘸花法转化拟南芥野生型Col-0,获得IbSWEET15异源表达拟南芥株系,比较转基因株系与野生型拟南芥植株的淀粉和糖含量差异,以明确IbSWEET15在淀粉和糖代谢过程中的功能。IbSWEET15基因开放阅读框为879 bp,编码292个氨基酸组成的SWEET蛋白,具有2个MtN3_slv保守结构域及7个跨膜结构域,属于SWEET蛋白家族第III分支成员。IbSWEET15定位于质膜,在酵母中无蔗糖和己糖转运功能,其编码基因在甘薯侧枝中表达量最高,主茎、叶次之,块根中最低。IbSWEET15的拟南芥过表达株系的叶片可溶性糖含量显著下降,而种子可溶性糖和淀粉含量均高于野生型。推测IbSWEET15可能在光合产物源-库运输过程中的韧皮部装载以及植株淀粉和糖积累方面具有重要作用。本研究为揭示IbSWEET15在甘薯淀粉和糖代谢及重要品质性状形成中的功能提供了重要信息。

铝胁迫下油菜幼苗叶绿素质量分数与光化学效率及碳同化代谢的研究

随着土壤酸化的加剧,土壤中的Al^(3+)已成为限制甘蓝型油菜生长和产量的主要因素之一.以甘蓝型油菜品种ZS11和10D130为实验材料,在处理第15 d测定其叶绿素质量分数、叶绿素荧光参数、气体交换参数、碳同化关键酶活性及非结构性碳水化合物质量分数.结果表明:2个品种的叶绿素质量分数、PSII光化学效率参数、电子传递速率、气体交换参数和核糖-1,5-二磷酸羧化酶(Rubisco)活性均随铝胁迫浓度上升而下降,而气体交换参数在铝浓度为800μmol/L下上升.相较于品种10D130,品种ZS11的净光合速率、甘油醛磷酸-3-磷酸脱氢酶(GAPDH)活性、核糖-5-磷酸激酶(PRK)活性和非结构性碳水化合物质量分数在一系列铝浓度处理下与各自对照组相比差异无统计学意义,说明品种10D130较ZS11对铝更敏感.

重庆市农业现代化发展水平研究

在介绍重庆市农业现代化发展情况的基础上,分析了重庆市农业现代化发展中存在的主要问题,即农作物播种面积减少、农用地质量下降、生产效率不高、农业推广体系不完善等,并从保护耕地、耕种面积,改善耕地质量,提高作物单产和加大农业推广力度5个方面研究了提高农业发展水平的措施。

种植密度和留叶数对彭水山地烟叶光合特性的影响

为了解彭水山地烟叶的光合特性,设置种植密度和留叶数2个试验因素,以烤烟(Nicotiana tobacum L.)品种云烟97为材料,于2012年研究了不同栽培技术对烤烟烟叶光合特性的影响。结果表明:在A1B1(种植密度为13 500株/hm2、留叶数14片/株)处理下,净光合速率、气孔导度、蒸腾速率等均处于最大值,而胞间CO2浓度在A3B3(种植密度为19 500株/hm2、留叶数22片/株)处理下达到最大值。而气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率在A2B1(种植密度为16 500株/hm2、留叶数14片/株)处理下最小。尽管叶绿素相对含量在不同处理下表现出不同的变化,但处理间没有达到显著性差异。经过综合分析,在本试验中,彭水山地烟区的烟叶在A1B1处理即较低种植密度和留叶数下烤烟光合特性表现较好。

油菜素内酯对干旱胁迫下羊草渗透调节及抗氧化酶的影响研究

受全球气候变化影响,我国牧区干旱现象日益严重,极大限制了草原生产力的提高。本文采用盆栽人工控水的方法,研究不同浓度油菜素内酯(BR)处理对羊草生长和抗旱特性的影响。结果表明干旱显著抑制植株的生长,而BR能有效减缓干旱胁迫对羊草造成的伤害。经过不同浓度的BR处理后,与干旱胁迫相比,株高、叶面积、干重、含水量、叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素、根系活力、脯氨酸、可溶性蛋白、可溶性糖和5种抗氧化酶活性均随浓度增加而升高,但高浓度下又有降低的趋势,而丙二醛(MDA)和叶片电导率则相反,其中以BR浓度为0.1mg/L时的抗旱效果最好。研究发现适当浓度的BR提高羊草株高、叶面积和光合色素含量,促进干物质积累和根系活力,与其降低膜脂过氧化产物MDA与质膜透性,提高脯氨酸、可溶性蛋白、可溶性糖等渗透调节物质含量,增强超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)等抗氧化酶活性密切相关。

赤霉素与化学试剂提高羊草种子萌发率及活力的比较研究

内蒙古地区典型草原退化较为严重,羊草(Leymus chinensis)是我国北方草原区优势种之一,具有重要的经济价值和生态价值。然而,通常状况下羊草种子的萌发率与活力均较低,为此,本文用多种方法对羊草种子萌发条件与活力提高的方法进行了比较研究。结果表明:适当浓度的赤霉素与化学试剂处理可提高羊草种子的发芽率和种子活力。其中300 mg/L的赤霉素浸泡种子24 h后羊草种子发芽率最高可以达到57.8%,发芽势为34.43%,活力指数为48.66%,分别比对照增长57.6%,122%,134%;化学试剂质量分数为2%的KNO3浸泡羊草种子48 h,其发芽率可以达到54.43%,发芽势为30.00%,活力指数为42.40%,分别比对照增长48.4%,93.2%,104%。研究表明羊草种子发芽率低的原因可能是抑制剂与种皮的限制双重作用的结果。本研究可为规模化繁殖羊草,恢复草原生态环境,提高草原生产力提供重要参考价值。

利用单片段代换系研究水稻产量相关性状QTL加性及上位性效应

产量及其相关性状如单株有效穗数、千粒重、穗实粒数、穗总粒数和结实率等是水稻重要的农艺性状,了解产量及其相关性状QTL的加性及上位性效应对以分子标记聚合育种改良水稻产量具有重要意义。本文以16个单片段代换系及15个双片段代换系分析了水稻产量相关性状QTL的加性及上位性效应。共检出影响产量及其相关性状的13个QTL,包括产量性状1个、单株有效穗数1个、千粒重4个、穗实粒数4个、穗总粒数2个和结实率1个,分布于第2、第3、第4、第7和第10染色体上。此外,检出12对双基因互作。结果显示,2个正向(或负向)产量性状QTL聚合,往往会产生负向(或正向)的上位性效应,能否产生更大(或更小)的目标性状,取决于双片段遗传效应(加性效应与上位效应代数和)绝对值与单片段最大加性效应绝对值的差。本研究结果对实施高产分子标记聚合育种方法有重要参考价值。

水稻雄性不育突变体tpa1的表型鉴定与精细定位

雄性不育材料是杂交水稻育种的关键。本研究通过甲基磺酸乙酯(ethyl methane sulfonate,EMS)诱变优良籼稻保持系西农1B,筛选得到一个雄性不育突变体tpa1。tpa1在营养生长阶段与野生型无差异,生殖生长阶段表现雄配子不育,雌配子发育正常。表型观察发现,tpa1花粉完全破碎消失,花药外壁角质层异常,花药内壁乌式体排列异常,胼胝质合成异常,绒毡层凋亡异常,且花粉外壁缺失柱状层。遗传分析表明该突变性状受1对隐性核基因控制,利用突变体tpa1与缙恢10号构建遗传群体,最终将TPA1基因定位于4号染色体引物标记N9和N11之间,物理距离为74 kb,该区间共15个预测基因,通过重测序仅发现在LOC_Os04g53380的外显子上发生了单碱基替换,导致了翻译的提前终止,随后对野生型和突变体tpa1该位点进行测序证实了这一突变,因此将该基因确定为TPA1的候选基因,TPA1是一个未被报道过的新的雄性不育基因。本研究将为TPA1基因的功能研究奠定基础。

水稻叶片全生育期黄化突变体ylg3叶绿素合成特性研究

该研究以野生型缙恢10号为对照,对水稻叶片全生育期黄化突变体ylg3叶绿素合成前体物质进行了研究.结果表明:与野生型缙恢10号相比,突变体ylg3表现为叶绿素缺乏;ylg3的叶绿素合成前体物质受阻于由胆色素原(PBG)合成尿卟啉原Ⅲ(UrogenⅢ)这一步,推测与胆色素原脱氨基酶和尿卟啉原Ⅲ合成酶这2个关键酶活性异常存在一定关系;Pchlide的光转化效率表明,突变体ylg3产生的Chlide少于对照,且用于叶绿素a合成的消耗量和消耗速度也低于对照.这可能是其叶绿素质量分数低的重要原因.

河北省故城县土地规模化经营研究——以棉花种植为例

土地规模化经营是发展现代农业,实现规模效益,促进农村经济增长的关键性问题.对于土地制度还不健全的中国来说,应建立中国特色的适度规模经营模式.该文以河北省故城县为研究对象,通过对当地棉花种植农户在耕地面积、地块数和年劳动投入、物质投入(包括化肥投入、机械投入、农药投入、灌溉投入)及年产量等方面的抽样调查数据,计算得出样本均值,利用由非线性柯布-道格拉斯生产函数转化的多元线性回归模型建立数据之间的联系,并借助于Eviews软件对其进行回归分析.根据所得结果分析土地规模、细碎度与投资收益(用棉花产量衡量)的关系,从而对规模化经营作出评价,确立适宜的土地规模化经营模式,并根据当地情况提出相应的对策建议.

葱兰和韭兰花色色素种类和质量分数的研究

葱兰和韭兰背景性状相似,但花色一白一红,是园林绿化常用的一对姊妹花,有必要对其花色成分类型和色差原因进行研究.该研究提取了葱兰和韭兰的花瓣色素,用特征颜色反应法、紫外-可见分光光度计法和薄层色谱法进行了鉴定.结果表明:葱兰花瓣色素主要为黄酮类的木犀草素,不含花青素;韭兰花瓣色素既含有黄酮类的木犀草素和另一种迁移率大的未知黄酮类成分,还含有花青素类的锦葵色素.韭兰花瓣中总类黄酮质量分数为9.505mg/g,其中花青素(苷)的质量分数为1.375mg/g,葱兰花瓣总类黄酮质量分数为5.21mg/g.韭兰的红色花色源于其比葱兰多出的锦葵色素或其糖苷.该结果将深入解析韭兰和葱兰花色物质的结构和生物合成途径、克隆其相关功能基因和开展花色分子育种.

转ATCIPK23基因烟草植株钾素营养效率研究

通过考察转ATCIPK23基因烟草植株在不同钾浓度下钾及干物质积累的能力,研究了外源基因的导对转基因烟草植株钾吸收能力的影响。结果表明,在低钾环境下,转基因株系具有明显的生长优势,烟株发育较、根系发达、生物量较大、植株的含钾率也有明显提高,随着供钾量的减少,这种差异幅度逐渐增大。当供钾浓度0.1mmol·L-1时,对照品种K326植株的平均钾含量为17.7g·kg-1,而转基因品系KA12为23.3g·kg-1,KA16为.6g·kg-1,KA21为22.1g·kg-1,分别较对照品种增加了31.6%、39.0%和27.7%。钾吸收动力学研究表明,转基植株与对照品种植株的最大吸收效率(Vmax)差别不大,而最低浓度(Cmin)与米氏常数(KM)的差别较为明显。

全球变化背景下农田生态系统碳循环研究

综述了农田生态系统碳循环的循环机制、影响因素以及模型模拟研究3个方面,并对未来农田生态系统碳循环研究趋势进行了展望,以期增强农田生态系统的固碳减排功能,为研究全球气候变化提供科学的依据。

Ac/Ds转座子激活标签技术研究进展

随着植物基因组测序工作的迅速发展,植物功能基因组学已经成为植物分子生物学研究的重要内容,而大量有表型的突变体是进行功能基因组学研究的重要基础。Ac/Ds转座子激活标签技术(Ac/Ds transposonactivation tagging system)的产生使Ac/Ds转座子标签技术具有了产生显性突变的功能,并可避免在突变体库创建过程中进行大量繁重的人工转基因操作,是比较理想的植物功能基因组学研究工具。本文将对Ac/Ds转座子激活标签技术在发展过程中利用不同激活标签创建植物突变体库的研究进行介绍,并对近二十几年来报道的相关应用研究展开论述,以期对该领域的技术进步和应用研究提供一些有益的启发和参考。

四川、重庆不同紫苏遗传多样性的SRAP研究

目的:研究四川重庆不同紫苏材料的遗传多样性,为种质资源的分类和选育打下理论基础.方法:采用SRAP分子标记方法对来自四川、重庆的10份紫苏材料进行遗传多样性分析,利用popgene1.32及NTSYS-pc2.1软件处理数据,UPGMA方法聚类,构建亲缘关系树状图.结果:26对SRAP引物组合扩增出167条带,多态比率(PPB)为51.57%.10份材料的遗传距离变化范围为0.098 8～0.916 3,平均为0.490 8.用籽材料中,四川和重庆地区的平均多态位点百分率为27.25%,在两个地区间,SRAP标记的平均H值分别为0.149 6和0.232 8.平均I值为0.221 1和0.350 8.结论:SRAP分子标记适合用于紫苏材料的遗传多样性分析,能够清晰地揭示不同材料间的亲缘关系,为下一步紫苏的良种选育提供科学依据.

植物MAPK C族基因的研究进展

促分裂原活化蛋白激酶(MAPK)是一类丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,它包括MAPKKK、MAPKK和MAPK等3组,它们共同构成MAPK级联系统。MAPK级联系统通过参与蛋白质磷酸化作用传递和放大信号,调控下游基因的表达,最终引起植物的一系列生理反应。MAPK的基因包括A族、B族、C族和D族4类。就C族MAPK基因的种类和功能,以及近几年来对C族MAPK基因的研究方法作综述。

蓝粒和紫粒小麦籽粒色素及相关酶的动态变化研究

以西南地区普通白粒小麦绵阳26和川麦107为对照,研究了蓝粒和紫粒小麦籽粒发育进程中花色素、黑色素、总黄酮质量分数及相关酶(PAL,TRO,PPO,POD)活性的动态变化.结果表明,在籽粒发育进程中,(1)蓝紫粒小麦籽粒花色素质量分数呈先升后减的变化趋势,在开花后29d,质量分数达到最高;(2)蓝紫粒小麦籽粒黑色素质量分数随着种子的发育一直升高;(3)籽粒总黄酮的变化趋势先上升后呈缓慢下降趋势,除黑麦76在开花后36d质量分数达到最高外,其他参试小麦都在发育的22d左右达到最大值;(4)籽粒PAL活性的变化趋势与花色素的变化趋势相同,都先升后减,在开花后29d,活性达到最高;(5)籽粒TRO,PPO,POD活性变化趋势大体一致,都是先升后减,峰值出现在开花后29d;(6)在籽粒发育的各个时期,蓝紫粒小麦的花色素、黑色素、总黄酮质量分数和相关酶活性均高于普通白粒对照小麦,且紫粒小麦的花色素、黑色素、总黄酮质量分数和相关酶活性均高于蓝粒小麦,说明花色素、黑色素、总黄酮质量分数与小麦籽粒颜色密切相关,其色素质量分数越高,籽粒颜色越深;且PAL与花色素呈正相关,TRO,PPO,POD与黑色素呈正相关.此外,PAL对黑色素形成也有一定的影响.

套作模式下马铃薯干物质生产特性及产量研究

以单作马铃薯(中晚熟品种)为对照,设置2:2和3:2两种薯玉行比,研究薯/玉套作模式对马铃薯干物质生产特性及产量的影响。结果表明:整个生育期马铃薯叶茎干物质积累均呈上升趋势,套作呈慢-快-慢的特点,单作呈前慢后快的特点。马铃薯叶、茎干物质积累量和干物质总量向叶茎的分配量生育前期套作均高于单作,生育后期套作均低于单作;向块茎的分配量生育前期套作低于单作,生育后期套作高于单作。干物质向块茎的分配呈上升趋势,向叶的分配呈下降趋势,向茎的分配呈先升后降趋势,向块茎分配的上升幅度和向叶茎分配的下降幅度套作均大于单作。叶、茎与块茎干物质积累量套作2:2行比低于套作3:2行比。总之,套作虽降低了马铃薯干物质积累,却促进了干物质向块茎的分配;套作降低了马铃薯块茎产量,但2:2行比与3:2行比薯/玉套作模式LER分别为1.19和1.05。这说明,套作具有产量优势,2:2行比模式套作优势更强,在生产中宜优先推广应用。

基于ArcGIS的重庆市农田生态系统碳源/汇特征研究

以1997-2011年重庆市农作物产量、耕地面积及农业投入等相关统计数据为依据,对重庆市农田生态系统碳吸收量、碳排放量和碳汇强度进行了测算,以ArcGIS为技术手段进行碳源/汇空间特征分析.结果表明:1997-2011年重庆农田生态系统碳吸收总量总体处于稳定态势,粮食作物碳吸收比例下降,经济作物和果蔬作物碳吸收比例明显上升;碳排放总量呈逐步上升趋势,农用化学品投入是其主要排放源.从空间上看,2011年重庆市三大经济区域农田生态系统碳吸收、碳排放、碳汇的总量和强度从大到小依次为一小时经济圈、渝东北地区、渝东南地区.

西南季节性干旱区农业资源环境要素数据库设计与开发

农业资源与环境信息具有数据种类繁多、分散面广、可控程度低等特点,利用现代信息技术构建农业资源环境要素数据库,对于农业综合开发、农业结构调整和农业生产管理等具有重要意义.该文以C#为编程语言,选取Microsoft SQL Server 2005为数据库管理系统,构建了西南季节性干旱区农业资源环境要素数据库.该数据库包含农业生产数据库、农业资源数据库、生态环境数据库3个子数据库,按照行政区划分为重庆、四川、云南、贵州、广西5部分.通过面向对象的编程语言,系统实现了用户登陆模块、数据编辑更新模块、数据检索模块、数据打印输出模块等多个数据库操作模块,形成了一套简单易用的用户操作界面.此外,该文还对数据库进行了安全设计,保证了整个数据库系统的安全性、完整性和稳定性.