基于PEG-6000模拟干旱胁迫下三个甘蔗品种种茎根芽萌发特征

为探究三个抗旱性不同的甘蔗品种[‘中蔗9号’(ZZ9),抗旱性强;‘中蔗2号’(ZZ2),抗旱性弱;‘新台糖22号’(Xintaitang22),抗旱性居中]在不同干旱胁迫环境下萌发早期种茎根和芽萌发的差异,试验采用水培法用不同浓度梯度PEG-6000[CK、10%(w/v)和20%(w/v)]模拟干旱胁迫连续培养12 d后采集根系和芽的萌发数量、根和芽的生物量、根系的形态特征及生理指标数据。研究结果显示,抗旱性强的品种‘中蔗9号’根系的形态指标(根总长、根面积、根体积和根直径等)均显著高于‘中蔗2号’和‘新台糖22号’的。随着PEG-6000胁迫程度加深,‘中蔗2号’的根系脱落率显著高于‘中蔗9号’的,在高浓度PEG-6000(20%)胁迫下,随时间的延长‘中蔗2号’的根系数量急剧下降,而‘中蔗9号’的根系数量呈现上升趋势,说明‘中蔗9号’的根点在高浓度PEG-6000模拟干旱胁迫下仍能保持生活力,并从休眠状态复苏而继续萌发。‘中蔗9号’的根茎粗壮,根系生物量最多,芽体生物量最少,而‘中蔗2号’反之,根系生物量最少,芽体生物量最多。在高浓度PEG-6000胁迫下,‘中蔗2号’和‘新台糖22号’的SOD、POD的酶活性均下降,而‘中蔗9号’的处于持续上升趋势,此时‘中蔗9号’根系的脯氨酸含量亦极显著(240%)上升。在PEG-6000模拟干旱胁迫下,甘蔗种茎根芽萌发的上述特征与大田抗旱表型观察结果相吻合。本研究结果为快速筛选抗旱甘蔗品种提供了参考依据。

siRNA介导的甘蔗鞭黑粉菌基因沉默方法的建立

甘蔗是全世界最重要的糖料作物。由甘蔗鞭黑粉菌(Sporisorium scitamineum)引起的甘蔗黑穗病是一个全球性的病害,对甘蔗生产造成巨大危害。RNA干扰技术是一种快速有效的研究基因功能的方法,然而尚没有在甘蔗鞭黑粉菌中利用RNA干扰研究基因功能的报道。本研究以荧光蛋白基因eGFP为靶标,构建了表达eGFP的菌株JG35-eGFP和含有eGFP基因回文序列的干扰菌株JG36-eGFP-RNAi,将其进行有性配合,结果显示,eGFP基因表达量及荧光强度均显著下降,表明甘蔗鞭黑粉菌的RNA干扰系统构建成功。我们用此干扰系统对甘蔗鞭黑粉菌的效应物基因g2476的功能进行研究,发现目的基因在单倍体及有性配合形成的菌丝中表达水平均明显下调,但RNA干扰单倍体的有性配合能力并无明显变化。甘蔗鞭黑粉菌中RNA干扰方法的建立为该菌基因功能研究提供了新的工具,并为培育HIGS(Host induced gene silencing)抗病植株奠定了基础。