河北省鲜食糯玉米一年两季高产高效栽培技术

文章从品种选择、栽培耕作、病虫害防治、采收销售和效益分析等方面,总结鲜食甜糯玉米在河北省春播、夏播区高产高效栽培技术模式,以期为当地农民增收提供新途径。

植物干旱响应生理对策研究进展

干旱是影响植物生长的重要环境因素之一。植物在干旱胁迫下的响应策略一直是抗旱生理的研究热点。本研究综述了干旱胁迫下植物抗旱基因转录调控、渗透调节、活性氧清除、保护蛋白以及形态结构等方面的响应机制,并对未来植物抗旱研究提出了几点建议:结合转录组学、蛋白质组学等手段挖掘机理;加强干旱与其他环境因子复合胁迫效应对植物生长发育影响的研究。

利用卡那霉素“浸种法”准确筛选转基因小麦种子的方法研究

为了确定利用卡那霉素“浸种法”筛选转基因小麦后代种子的准确方法，以冬小麦种子为试材，探讨了卡那霉素溶液体积、浓度及种子粒数对筛选结果的影响。结果表明，卡那霉素溶液体积、小麦种子的粒数对筛选结果的影响与卡那霉素浓度同等重要。在卡那霉素浓度为60～180mg·L^-1的范围内，以“单粒分享量”（单粒分享量=卡那霉素浓度×溶液体积／种子粒数）为筛选标准，能有效地对小麦种子进行筛选。利用此方法，我们对小麦金禾9123转基因后代7个株系的412个籽粒进行卡那霉素溶液筛选，获得84株抗性苗，经PCR检测，76株为阳性，卡那霉素筛选正确率达90．5％；同时以7个不同遗传背景的普通小麦品种也验证了此选择方法的可靠性。

转基因玉米抗卡那霉素筛选方法研究

为了建立简单有效地筛选抗卡那霉素标记基因玉米的方法,分别用玉米自交系"昌7-2"和杂交种"郑单958"为试验材料,用不同浓度、不同体积的卡那霉素溶液分别浸种3、4 d后播种,调查播种10 d后的玉米幼苗白化率,确定玉米对卡那霉素的抗性,结果表明用卡那霉素浸泡玉米种子,玉米苗的白化率不但与卡那霉素浓度有关,而且与浸种的用液量有关,杂交种和自交系之间差异并不大,利用100 mL浓度为200 mg/L的卡那霉素溶液浸种3 d后播种,白化苗率基本可以达到100%,用100 mL浓度为150mg/L的卡那霉素溶液浸种20粒种子3 d后播种进行抗性筛选,经过对玉米T1代转基因植株的筛选试验进行验证准确度达到了84.8%,表明该方法可行,可作为筛选玉米转化抗卡那霉素标记基因的一种简便方法。

种子中特异表达IPT基因的植物双元载体构建及转基因水稻获得

为研究细胞分裂素在水稻籽粒发育中的作用,构建了p1300-p PG-5α-IPT-Nos植物表达载体,并对水稻进行遗传转化。以水稻品种9311为材料,采用PCR法获得种子中特异表达的PG-5α基因启动子,并将此启动子与p1300相连接,构建p1300-p PG-5α载体,用NcoⅠ和SpeⅠ双酶切p SG516,获得IPT-Nos核酸片段,然后将此核酸片段插入到p1300-p PG-5α中,构建p1300-p PG-5α-IPT-Nos植物表达载体。以水稻品种日本晴愈伤组织为材料,采用农杆菌介导的方法进行遗传转化。成功构建了植物表达载体p1300-p PG-5α-IPT-Nos,获得了阳性率为81.3%转IPT基因群体。获得转基因株系后,将为进一步筛选高效表达株系及观察其籽粒生长发育过程提供基础。

植物转基因技术的进展 存在问题及突破方向

目前植物转基因方法很多,按转基因的机制划分,可以归为3类:直接转化法、农杆菌介导法、自身机制法。概述了植物转基因的方法,指出当前植物转基因技术存在的主要问题,并展望了植物转基因技术未来突破的方向。

卡那霉素筛选转基因棉花技术研究

为了提高带有npt-Ⅱ标记基因的转基因棉花后代的筛选效率,通过利用不同浓度的卡那霉素溶液进行浸种,同时比较浸种时间的长短对棉花子叶片伤害程度,并用PCR分子检测相互验证。结果表明:用浓度1 000 mg/L的硫酸卡那霉素溶液浸种3 d,每5 mL溶液浸泡1粒棉花种子,播种出苗以后,拔除子叶上有白化斑的棉花苗,剩余的子叶上没有出现白化斑的棉花苗即为转基因阳性植株,经PCR检测筛选的准确率达100%。利用卡那霉素溶液浸种的方法筛选带有npt-Ⅱ标记基因的转基因棉花后代材料的技术流程经济有效、准确可行。

茎尖转化法转基因小麦后代的遗传特性分析

为了探讨农杆菌转化微创芽生长点法获得的转基因小麦后代的遗传特性,以3个世代的转基因小麦后代为材料,通过抗性筛选、PCR和PCR-Southern blot等方法分析外源基因遗传在T_2、T_3、T_4中的遗传分离情况。结果表明:T_2代33个株系中外源基因完全丢失的株系占61%,其余39%的株系能够检测到外源基因,但分离比例分散偏离了孟德尔遗传分离规律;T_3代42个株系中检测不到外源基因的株系占55%,能检测到外源基因但分离比例复杂的株系占43%,符合孟德尔分离定律占2%;T_4代8个株系中检测不到外源基因的株系占25%,能检测到外源基因但分离比例复杂的株系占50%,转基因植株与非转基因植株的分离比例符合孟德尔分离定律占25%。可见,利用农杆菌转化微创芽生长点法获得的转基因小麦后代中,外源基因丢失的比例较高,转基因植株与非转基因植株的分离多不符合孟德尔分离比例,但随着世代的增加,外源基因遗传稳定性有所提高。

43种植物CaM1基因密码子使用特征及遗传差异分析

为深入了解不同类植物CaM1基因(calmodulin 1,简称CaM1)在抵抗逆境进化过程所形成的密码子的使用特征和遗传差异。运用CodonW、BioEdit和MEGA软件对43种植物序列进行分析,并构建系统发育树。结果表明,CaM1基因对密码子的使用具有极强的偏好性,CUC、AUC、UCU、CCA、ACU、UGA为其最优密码子,禾本目植物更偏好使用G/C碱基。G、C碱基含量和位置是引起CaM1基因密码子偏性的主要原因。遗传距离分析表明,山柑目与白花菜目之间的亲缘关系最近,豆目和无患子目间的亲缘关系次之,与聚类分析结果相符。

小麦芽生长点的基因枪转化技术研究

为建立简易的不依赖组织培养和抗性筛选的小麦转基因技术,以小麦品种石4185为对象,以gus和badh/bar为外源基因,围绕适于基因枪转化的种子芽生长点受体的制备、基因枪轰击参数的优化等开展了试验,建立了＂用解剖刀去除种子根、用镊子把芽鞘掰去、用镊尖扫去包盖生长点的未展开叶、将带生长点的部分与胚乳分离＂为特点的受体制备方法;确定1100 Psi＋9 cm为最佳轰击参数组合。对轰击后的小麦芽生长点（70个×3批）进行gus基因瞬时表达检测,以受体数统计时,转化率为22.9%-35.7%;以生长点数统计时,转化率为5.7%-8.6%。用含badh/bar的pABH9质粒转化1000个受体,发育成了802个T0植株,对T0植株所结种子长成的穗行喷200 mg/kg的PPT进行抗性筛选,获得了105个抗性株,究其来源为42个T0株,由此计算抗性率为5.2%。用PCR检测T1植株,6个呈阳性。初步建立了基因枪法转化小麦种子芽生长点的技术。

紫花苜蓿高频体胚发生及萌发成苗技术与转基因应用

以紫花苜蓿的子叶或叶片为外植体,建立高频体胚发生及成苗技术体系,为苜蓿耐逆性状的遗传改良提供技术支撑。在愈伤诱导、体胚诱导、体胚成熟与萌发等几个关键环节,分析比较培养基组分对培养效果的影响。建立在SHDK培养基上诱导愈伤、MB(-/+)+ABA 0.4mg/L+PEG-6000 50g/L+蔗糖50g/L培养基上诱导体胚、Bio2Y培养基上促体胚发育成熟、1/2 MS(或SH)培养基上体胚萌发成苗的高频再生技术体系。最适条件下,每克胚性愈伤组织可产生77.9个正常萌发成苗的健康体胚。再生植株在生长箱内经过2周20℃、16h/d的光照培养后移栽温室,成活率达90%以上。利用该离体再生技术成功地将凝集素基因PPA导入苜蓿中,获得抗蚜转基因苜蓿。

植物热激转录因子家族的多样性和复杂性研究进展

植物热激转录因子(Heat shock transcription factor,Hsf)作为网络调控中一类重要的调节因子,能够响应多种生物和非生物胁迫,并赋予植物多种胁迫抗性。目前植物Hsf的研究主要集中于模式植物,研究对象多数为A族成员。大田作物Hsf家族基因的研究起步较晚,近年来逐渐成为热点领域。本研究着重综述了植物热激转录因子的结构、分类、功能多样性和调控机制的复杂性等方面,指出植物Hsf的多效性不仅有利于植物适应单一胁迫环境,更易于植物适应与田间相似的多种逆境交叉胁迫环境,是一类理想的抗逆型遗传改良基因资源。未来,在充分了解大田作物Hsf家族基因分类和特性的基础上,特别加强Hsf对多种逆境及其共同胁迫的调控作用,充分解析Hsf的时空表达特异性及网络调控机制。文章同时探讨了未来相关研究需要加强的重点及难点领域。

一种简单有效的小麦转基因后代卡那霉素筛选方法

利用浸种法对转基因小麦后代进行卡那霉素筛选,种子在吸涨阶段所吸收的卡那霉素量决定着筛选效果,而种子的质量直接影响着卡那霉素的吸收量。针对不同遗传背景的小麦,为了省去每次筛选前对卡那霉素用量的调整,作者以与可变因素直接关联的种子质量为重点进行研究,探讨了一种简单、有效的筛选方法,并在小麦转基因后代检测中进行了验证。结果表明:以每克种子用150 mg/L卡那霉素溶液6 m L进行浸种,能够有效地对不同遗传背景的小麦进行鉴定。

小麦Ta4CL1基因的克隆及其在促进转基因拟南芥生长和木质素沉积中的功能

4-香豆酸辅酶A连接酶(4CL;EC 6.2.1.12)位于苯丙烷途径分支点的上游,是苯丙烷代谢途径的核心酶,可产生木质素、黄酮类等化合物,这些化合物对植物的生长发育及环境适应性均具有重要作用。在双子叶植物中,有关4CL的研究较多,而在单子叶植物尤其是作物中的研究相对较少。本研究利用RACE技术从普通小麦中克隆了一个4CL基因Ta4CL1。系统发育分析表明,Ta4CL1与水稻、玉米和高粱等植物中在木质素合成中具有重要作用的4CLs聚成一类;利用Ta4CL1过表达、拟南芥4CLs突变体at4cl1、at4cl3和at4cl14cl3及其功能回复株系进行的分析表明,Ta4CL1与At4CL1功能相似,在植物木质素合成中具有重要作用,但未参与黄酮类化合物生物合成的调控过程;Ta4CL1是转基因拟南芥中4CL酶活性的主要贡献者。过表达Ta4CL1的转基因拟南芥叶片增大、茎更粗;Ta4CL1的表达还受茉莉酸甲酯(Methyl jasmonic acid,MeJA)、赤霉素(Gibberellin,GA)和生长素(Indoleacetic acid,IAA)等激素处理的影响。本研究为利用基因工程将Ta4CL1应用于改善小麦秸秆的利用效率提供了理论依据。

芽胞杆菌生物防治作用机理与应用研究进展

芽胞杆菌Bacillus spp.是国际上应用非常普遍的生防细菌,一直是当今土壤微生物学和微生态学研究热点之一。目前,国内外已完成多个芽胞杆菌菌株全基因组测序分析工作。本文从芽胞杆菌的次生代谢与抑菌作用、生物膜与竞争作用、植物-芽胞杆菌-病原菌互作与诱导植物抗性三方面概括性地综述了芽胞杆菌的生防机制。通过芽胞杆菌功能拓展的分子改良,可以提高植物抗病性,并就生防芽胞杆菌剂的商业化生产及在农业上的应用作了探讨。近年来我国学者在芽胞杆菌应用基础研究上取得了丰硕成果,为进一步实现芽胞杆菌的产业化及其应用奠定了坚实的基础。

ω-黑麦碱基因沉默对小麦1B/1R易位系加工品质的影响

ω-黑麦碱是造成小麦1B/1R易位系加工品质差的一个重要因素,为探索解决这一问题,构建了ω-黑麦碱基因沉默表达载体,并通过农杆菌介导转化小麦品种金禾9123,获得3个T_0代转基因植株,再经连续的扩繁和PCR检测,获得纯合转基因T_4代株系。酸性PAGE检测结果表明,这些纯合转基因株系中ω-黑麦碱的总表达量平均下降53%。这些ω-黑麦碱基因沉默的转基因株系的面筋指数、沉降值和稳定时间均显著提高,而其农艺性状,如株高、穗粒数、千粒重和小区产量,均没有受到不良影响,说明沉默ω-黑麦碱基因可以在不影响产量的前提下提高小麦1B/1R易位系的加工品质。

粒重基因TaCwi-A1等位变异在黄淮麦区小麦品种(系)中的分布及功能分析

为探讨小麦粒重基因TaCwi-A1等位变异TaCwi-A1a和TaCwi-A1b在育种实践中的应用价值,首先利用TaCwi-A1功能标记对539份黄淮麦区小麦品种(系)进行分子检测,确定各供试材料的等位变异类型,从而获得TaCwi-A1a和TaCwi-A1b 2种等位变异的分布频率。对审定品种、参加区试品系以及自育品系进行了千粒质量(3个不同生长环境)及粒长、粒宽和籽粒面积(1个生长环境)测试分析,比较TaCwi-A1a和TaCwi-A1b等位变异籽粒表型性状的差异性。结果表明,在539份黄淮麦区小麦资源中TaCwi-A1a的分布频率为65.03%,TaCwi-A1b的分布频率为34.97%,TaCwi-A1a的分布频率明显高于TaCwi-A1b。籽粒表型性状分析表明,无论是审定品种,还是参加区试品系和自育品系,在3个生长环境下,TaCwi-A1a基因型材料的千粒质量均值都显著高于TaCwi-A1b;TaCwi-A1a基因型材料的粒长和粒宽均显著高于TaCwi-A1b。进一步验证了TaCwi-A1a等位变异的籽粒表型性状增效功能,说明其对粒重及其构成要素是优异的等位变异。此外,本研究鉴定了黄淮麦区中TaCwi-A1等位变异的分布情况,为亲本选配提供了参考。

小麦热激转录因子基因TaHsfB2d的克隆和特性及其对耐热性的调控

植物热激转录因子(heat shock transcription factor,Hsf)是响应热胁迫的主要调节因子,通过调节热激蛋白基因表达进而增强植物耐热性。小麦Hsf家族至少含有56个成员,其中B族11个,含B2亚族5个。本研究采用同源克隆技术,从37°C热处理的二叶一心小麦幼叶中克隆获得TaHsfB2d(序列号为AK331994)c DNA序列,序列长1191bp,编码396个氨基酸。蛋白序列包括DNA结合结构域DBD和核定位信号序列NLS。同源分析表明,TaHsfB2d蛋白与大麦未知蛋白的相似性最高,为92%。荧光定量分析表明,TaHsfB2d在小麦多个组织器官中组成型表达,其中在成熟植株根系中表达量较高。37°C热胁迫、外源水杨酸(SA)和H_2O_2处理均能不同程度上调TaHsfB2d的表达,热激能显著增强SA和H_2O_2对TaHsfB2d表达的诱导。H_2O_2合成抑制剂DPI和羟自由基清除剂DMTU联合处理显著抑制热激对TaHsfB2d表达的上调作用、完全抑制SA对TaHsfB2d表达的上调。通过在洋葱内表皮瞬时表达TaHsfB2d并观察GFP荧光发现,正常条件下,TaHsfB2d蛋白定位于细胞核。酵母中耐热性鉴定表明,正常条件下,转TaHsfB2d的酵母细胞与转空载体对照酵母细胞的长势没有明显差异,热激处理同时降低,但前者的长势相对更强,TaHsfB2d的导入不影响细胞的生长发育。推测TaHsfB2d通过水杨酸途径介导植株耐热性调控过程,该过程依赖于H_2O_2存在。

‘鸭梨’钙调素基因的克隆与表达分析

以‘鸭梨’为材料,用RT-PCR及RACE技术克隆CaM,并借助实时定量PCR技术分析‘鸭梨’花、叶及果实不同发育时期的表达模式,获得了2个长度为764和801bp的CaM cDNA序列,分别命名为PbCaM1和PbCaM2,二者均含有450bp完整开放阅读框,编码149个氨基酸,且氨基酸序列相同。‘鸭梨’CaM在系统进化上具有高度保守性,与苹果相比,两者氨基酸序列为100%一致性。PbCaM1和PbCaM2具有时空表达特异性,它们在成叶、盛花期花瓣和幼果期表达量较高。本研究表明CaM具有高度保守性,PbCaM1和PbCaM2在‘鸭梨’果实早期生长发育过程中起着非常重要的作用。

1-MCP和延迟冷藏对‘早红考密斯’梨货架期间品质和软化相关基因表达的影响

【目的】针对‘早红考密斯’梨因果肉软化和果实腐烂导致损耗严重等问题,通过分析1-MCP和延迟冷藏处理对‘早红考密斯’梨果实腐烂和货架期软化的影响,解析‘早红考密斯’梨中果实软化相关基因表达模式,旨在为延长‘早红考密斯’梨货架期提供新的理论依据。【方法】‘早红考密斯’梨经1.0μL·L-1 1-甲基环丙烯(1-MCP)处理后,分别在(20±2)℃下放置0、3和6 d后再进行(0±0.5)℃冷藏。冷藏95 d后转入货架期((20±2)℃)分析果实品质变化,利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析多聚半乳糖醛酸酶基因(PG1、PG2)、α-阿拉伯呋喃糖苷酶基因(ARF1、ARF2)和β-半乳糖苷酶基因(GAL4)的表达模式。【结果】延迟冷藏易导致‘早红考密斯’梨果实软化和腐烂,并且随着处理时间延长,果实腐烂率加剧;与空气密封处理后直接冷藏(CK)相比,1-MCP结合延迟冷藏处理能有效维持货架期果实硬度,抑制果实呼吸速率和乙烯生成速率,减少果实腐烂,保持果实品质,但随着延迟冷藏处理时间延长,果实货架期呼吸速率和乙烯生成速率增加,果实软化进程加快;1-MCP结合延迟冷藏处理可显著抑制果实软化相关基因PG1、PG2、ARF1、ARF2和GAL4等的表达,但随着延迟冷藏处理时间延长,这种抑制效果减弱。【结论】延迟冷藏易导致‘早红考密斯’梨腐烂,因此采后需尽快冷藏;1-MCP抑制软化和腐烂效果明显,结合延迟冷藏处理,在一定程度上有利于‘早红考密斯’梨冷藏后货架期果实软化;PG1、PG2、ARF1和GAL4参与了‘早红考密斯’梨冷藏后货架期果实的软化过程。