种植密度和深度对甘蔗产量及抗倒伏的影响

为进一步提高甘蔗单位面积产量,合理的种植密度和深度一直是常用的栽培技术手段。但在增加产量的同时,往往忽略了对甘蔗倒伏的影响。为确定不同种植密度和深度对甘蔗产量及倒伏的影响,以甘蔗品种中糖3号为试验材料进行研究,试验共设计3.0、4.5、6.0、7.5芽/m^(2)四个种植密度梯度及浅植(30 cm)、深植(40 cm)2种种植深度,对甘蔗的农艺性状、倒伏相关指数(根系倒伏与茎秆倒伏)和产量等进行测定。结果表明:随着甘蔗生育期不断推进,甘蔗根系和茎秆安全系数逐渐降低,在下种后180 d甘蔗根系倒伏和茎秆倒伏风险较大,处于敏感时期。种植密度从3芽/m^(2)增加至6芽/m^(2),甘蔗产糖量(+32%)和产量(+36%)显著增加,同时甘蔗的茎秆倒伏抗性也随之增加。但进一步增加种植密度到7.5芽/m^(2)时,产糖量和产量没有进一步显著增加,但增加了甘蔗的根倒伏风险。与种植深度30 cm相比,种植深度40 cm具有增加甘蔗产糖量(+2.8%)和产量(+4.8%)的趋势,二者差异不显著。因此,综合甘蔗产糖量、产量及抗倒伏等多个性状,认为种植深度40 cm,种植密度为6芽/m^(2)可以在保证产量和产糖量的同时,提高甘蔗的倒伏抗性。

盐胁迫下拟南芥SCAMP基因克隆和表达的生物信息学分析

为探究分泌载体膜蛋白(Secretory carrier membrane protein,SCAMP)的功能,采用PCR方法从模式植物拟南芥中克隆到5个SCAMP基因,进行生物信息学分析,并通过实时荧光定量PCR技术分析5个SCAMP基因在盐胁迫下的表达模式。结果显示,拟南芥SCAMP蛋白的相对分子量为30.1~33.2 kDa,等电点为6.60~9.18,属于不稳定性疏水蛋白,二级蛋白结构中主要包含4种构象:α–螺旋(Alpha helix,Hh)、无规则卷曲(Randon coil,Cc)、直链延伸(Extended strand,Ee)和β–折叠(Beta turn,Tt),其中以α–螺旋为主,包含4个跨膜结构域,N端和C端均在细胞膜内。实时荧光定量PCR结果表明,AtSCAMPs的表达量均受盐胁迫诱导上调表达,AtSCAMP1,AtSCAMP3,AtSCAMP4,AtSCAMP5基因在叶中的表达明显高于根,且AtSCAMP4和AtSCAMP5在叶中受盐胁迫变化最明显。

通过cDNARDA法分离和识别盐藻(Dunaliella salina)盐胁迫相关基因

采用cDNA代表性差异分析 (RDA)技术 ,对盐藻在盐胁迫时差异表达的基因进行了分离鉴定 .在分离到的 10个基因中 ,有 5个与已知基因同源 (包括叶绿素a b结合蛋白基因、蛋白磷酸酶I催化亚基基因和 3个核糖体蛋白基因 ) ,还有 5个未知功能基因则是首次在盐藻中被分离 .值得注意的是 ,所有这 5个已知基因的功能都与细胞分裂或盐胁迫有关 .结果表明 :取样时盐藻细胞仍处于恢复阶段 ,所分离到的基因对于盐藻耐盐可能具有重要意义 ;蛋白磷酸酶I的下调表达可能是盐藻调节离子平衡的一个重要过程和细胞分裂受阻的原因所在 ;盐藻减缓细胞分裂速度可能是为了减少能量消耗 ,以留出足够的能量来应对盐胁迫 ;其它 5个未知基因可能也与盐藻适应盐胁迫机制有关 .

红海榄根部盐胁迫反应的比较蛋白质组学分析

红海榄（Rhizophora stylosa）是一种典型的红树林盐生植物.本研究利用蛋白组学技术对淡栽（R0）和3%NaCl盐栽（R3）处理后的红海榄根部总蛋白进行了比较研究.双向电泳图谱的结果表明,R0和R3分别有981和972个蛋白点,蛋白点主要集中在分子量28-70 kD,等电点4.0-8.5之间.R0和R3之间差异明显的有15个蛋白点.其中,8个蛋白的表达量在R0中表达增高（10倍）,而在R3中相对下降.另外,7个蛋白的表达量在R0中较低,而在R3中表达量显著增高.对这15个蛋白点进行肽质量指纹图谱分析,10个蛋白点找到匹配蛋白.功能预测分析发现,在盐水栽培上调的蛋白质一般与逆境胁迫有关,淡水栽培上调的蛋白质一般与基本代谢有关.这些研究结果为进一步研究红海榄的耐盐机理提供了有意义的线索.

盐藻线粒体GIY-YIG族归巢内切酶基因受到盐胁迫时增强转录

盐藻 (Dunaliellasalina (Chlorophyta) )极强的耐盐能力使之成为研究植物耐盐分子机制的重要模式生物 .在前期分离到的一个盐藻基因片段在盐胁迫时增强表达的基础上 ,通过RACE获得了该基因 5′端cDNA序列及部分 3′端cDNA序列 .序列分析结果表明 ,该基因是一个编码线粒体GIY YIG族归巢内切酶的Ⅰ型内含子基因 .RNase freeDNase处理及Northern杂交结果表明 ,盐藻线粒体DNA在盐处理组中可能发生了扩增 .这些结果结合前人的研究成果说明 ,该内含子基因的增强表达可能并非盐藻对抗盐胁迫的一种手段 ,而是盐藻对抗盐胁迫的副产品 .被该内含子基因插入的基因是盐藻对抗盐胁迫所需要增强表达的 .

红海榄根部总蛋白质提取方法的改进和双向电泳体系的建立

分别采用TCA-丙酮沉淀法、酚法、尿素法、周涵韬法和笔者建立的酚改良法,提取红海榄根部总蛋白质,并进行了SDS-PAGE分析和双向电泳体系的优化.结果表明,酚改良法提取红海榄根部总蛋白质的纯度最高,质量最好,为建立双向电泳分析体系提供了较为理想的蛋白样品,获得了良好的双向电泳图谱.该结果为盐生植物,尤其是盐生木本植物,建立了一套可靠的蛋白提取和双向电泳方法.

芦荟皮的抗氧化活性研究

目的研究芦荟皮的抗氧化活性,促进芦荟资源的综合利用。方法分别以水、95%乙醇作溶剂,用超声波法和回流法,得到4种芦荟皮提取物。再通过分析其黄酮含量和对自由基的清除能力,比较各提取物的性能。结果与结论各提取物对DPPH自由基(二苯代苦味肼基自由基,1,1-d iphenyl-2-p icryhydrazyl)均有一定的清除能力,且超声波法强于回流法,以95%乙醇作溶剂的提取物对自由基的清除效果优于水的提取物。各提取物对DPPH自由基的消除能力与其黄酮含量有一定的量效关系。

分子标记辅助育种研究

综述了分子标记选育技术的原理、基本条件、策略及应用。

海雀稗种质资源的耐盐性评价

对海雀稗耐盐体系进行优化,并通过测定坪用质量和枯黄率对27份海雀稗种质资源进行了耐盐性评价。结果表明,7个不同NaCl浓度(0,5,10,15,20,25,30 g·L^-1)处理下,坪用质量、枯黄率和叶色各指标之间存在显著差异(P<0.05)。随着NaCl处理浓度的增加,坪用质量显著下降(P<0.05),枯黄率显著增加(P<0.05),叶色显著变浅(P<0.05)。建立回归方程,以枯黄率50%为标准,确定海雀稗最适盐处理浓度为25 g·L^-1。利用25 g·L^-1 NaCl对27份海雀稗种质资源进行耐盐性评价,筛选出2种极端耐盐种质:USA17-18(耐盐)和USA17-26(敏盐)。对海雀稗耐盐极端材料的钠钾离子含量进行测定,发现盐处理后,地上和地下Na+含量均显著增加,但K+含量和K/Na值都显著下降。减少Na+的摄入,维持较高的K+含量,可能是海雀稗耐盐的机制。

小分子芦荟多糖的制备及工艺研究

目的研究小分子芦荟多糖的制备及工艺。方法采用乙酸、H2O2在维生素C的诱导作用下氧化降解芦荟多糖,考察了时间、温度、乙酸用量、H2O2用量及维生素C用量对降解效果的影响,并采用正交设计法优选降解工艺。结果降解每克芦荟多糖的最佳工艺条件为:30%的H2O212 ml,乙酸26 ml,Vc5g,温度为80℃,降解时间5.5 h;各因素对降解效果影响的主次顺序为:乙酸用量>双氧水用量>温度>时间>Vc用量。结论最佳工艺条件下降解的芦荟多糖的分子量约为5 600,通过与芦荟原多糖比较其红外谱图,降解前后分子结构并没有发生太大变化,说明糖苷元没有发生断裂。

辣椒ACC氧化酶基因部分序列的分离与鉴定(英文)

乙烯作为一种植物激素,在植物生长发育过程中发挥着重要的作用。1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)氧化酶(ACO)是乙烯生物合成途径中的一种关键酶。本研究以辣椒为研究材料,根据报道的辣椒ACC氧化酶基因序列(AJ011109)设计引物,利用PCR的方法从中国种湘研4号基因组获得长度为354bp的gDNA序列和213bp的cDNA序列。利用生物信息学软件对所获得的gDNA和cDNA序列进行了分析。

不同三角梅品种苞片色彩表型及色素组成分析

三角梅(Bougainvillea spectabilis Willd.)是典型的热带花卉,其苞片色彩丰富,具有重要的观赏价值。为了研究三角梅苞片色彩与色素组成之间的关系,本文使用比色卡和色差仪测量了10个三角梅品种的苞片颜色表型,运用紫外-可见光谱分析对其色素组成进行了鉴定,并进行了定量分析。结果显示,10个三角梅品种可分为5个色系,即白色系、黄色系、橙色系、红色系和紫色系;定量分析结果表明,苞片中色素含量从高到低依次为类黄酮、叶绿素、甜菜色素;色彩表型和色素含量的相关性分析表明,类黄酮、甜菜红素和甜菜黄素是影响三角梅苞片色彩的重要因素。

不同刈割时期对甜高粱农艺性状及营养品质的影响

为了确定不同品种甜高粱的最佳刈割时期,以海甜1号、M-81E和绿巨人为试验材料,在海南省东方市上红兴村种植3个品种的甜高粱。分别在抽穗期、乳熟期、蜡熟期3个生育时期刈割,测定了3个品种的株高、茎粗、单株鲜质量、单株干质量、产量等农艺性状和粗蛋白、酸中性纤维、可溶性糖等营养品质指标,旨在为甜高粱种植、刈割提供参考依据。结果表明,海甜1号、M-81E的植株高度在乳熟期达到最大,分别为317.76、294.06 cm,绿巨人的植株高度在蜡熟期达到最大值354.06 cm。海甜1号和绿巨人的单株鲜质量和小区产量从抽穗期到乳熟期显著增加,在乳熟期达到最大值,分别为1996.71 g和2240.97 g、28.99 kg和32.13 kg。M-81E的单株鲜质量和小区产量从抽穗期到蜡熟期逐渐递减,在抽穗期达到最大值,分别为1667.55 g和24.11 kg。海甜1号、M-81E和绿巨人的单株干质量和干物质含量从抽穗期到蜡熟期都是递增。海甜1号和绿巨人的中性洗涤纤维含量、酸性洗涤纤维含量从抽穗期到蜡熟期都是先增加后减少;M-81E则是递减的趋势。3个品种的可溶性糖和粗灰分含量从抽穗期到蜡熟期皆是递增的趋势。3个品种的粗蛋白含量从抽穗期到蜡熟期皆是递减的趋势。海甜1号和M-81E的相对饲用价值在蜡熟期达到最大,分别为117.20和142.55,绿巨人在抽穗期达到最大值95.43。不同刈割时期对甜高粱农艺性状及营养指标的影响存在显著差异,综合农艺性状和营养指标,海甜1号和绿巨人在乳熟期到蜡熟期刈割比较合适,M-81E在抽穗期到乳熟期刈割比较合适。

水稻OsNHX5基因的亚细胞定位及表达分析

采用PCR方法从水稻中克隆出1个Na^+/H^+逆转运蛋白基因OsNHX5,构建了该基因的亚细胞定位表达载体,利用注射烟草法对OsNHX5进行亚细胞定位,利用荧光定量PCR技术研究OsNHX5基因在盐胁迫下的表达模式。结果表明,OsNHX5与拟南芥AtNHX5和AtNHX6的亲缘关系较近,该蛋白定位于细胞内膜系统上;荧光定量PCR结果表明,叶中OsNHX5基因的表达受KCl胁迫诱导上调表达,而根中OsNHX5基因的表达变化不明显。OsNHX5是一个细胞内膜系统上的K^+/H^+逆转运蛋白,可为耐盐水稻的分子育种提供理论依据。

甜高粱SdSWEET1a基因的表达与功能分析

糖转运蛋白(SWEET)在植物生长发育过程中发挥重要作用。为了探究甜高粱(Sorghum dochna Forssk.Snowden) SWEET基因的功能,本研究从NCBI数据库中筛选得到了一个糖转运蛋白基因SdSWEET1a,利用PCR技术从甜高粱‘海甜1号’中克隆得到该基因,并对其结构和功能进行初步探究。结果显示,SdSWEET1a基因CDS全长810 bp,编码269个氨基酸,含有6个跨膜螺旋。该基因编码的蛋白质二级结构包含4种构象,以无规则卷曲和α-螺旋为主。系统进化树分析表明SdSWEET1a与甘蔗Ss SWEET1a的亲缘关系最近。表达模式分析发现,非生物胁迫会诱导SdSWEET1a基因在根、茎和叶中的表达。酵母功能互补试验显示SdSWEET1a具有吸收半乳糖、葡萄糖、脱氧葡萄糖和蔗糖的能力。本研究通过对甜高粱SdSWEET1a的初步研究,有利于探究甜高粱SWEET基因应对非生物胁迫响应机理。

木薯MDH互作蛋白的筛选及验证

苹果酸脱氢酶(malate dehydrogenase,MDH)在植物生长发育过程中发挥着至关重要的作用,然而在植物免疫中的作用,仍然是难以捉摸的。本研究在木薯中发现了一个MeMDH1基因,以MeMDH1为诱饵蛋白构建载体p GADT7-Me MDH1,从木薯cDNA文库筛选互作蛋白。得到一个候选基因MeLSD3,研究报道LSD在细胞程序性死亡以及植物光合作用和生长等生物过程中发挥重要作用。我们通过酵母双杂交(Yeast two-hybrid,Y2H)和双分子荧光互补(bimolecular fluorescence complementation,BiFC)实验验证了MeLSD3和MeMDH1在木薯体内体外的互作。为进一步探究木薯苹果酸脱氢酶在植物抗病反应中的功能及其调控的分子机制提供理论基础。

木薯过氧化氢酶基因的克隆与原核表达

活性氧(reactive oxygen species, ROS)的动态变化在植物的胁迫应答中起到非常重要的作用。过氧化氢酶(catalase, CAT)是动植物体内维持ROS稳态平衡的关键酶之一。为了更好地研究MeCAT1的基因特性及其在木薯响应外界环境变化的作用,本研究鉴定并克隆了木薯MeCAT1基因,成功构建MeCAT1的原核表达载体。通过蛋白结构域分析发现,MeCAT1具有过氧化氢酶的保守蛋白结构域。此后经由蛋白诱导及酶活测定试验表明MeCAT1重组蛋白具有显著的CAT酶活性。本研究为进一步探究MeCAT1在木薯应对生物胁迫和非生物胁迫过程中的作用提供了一定的分子依据,有利于MeCAT1基因在木薯育种中功能的深度挖掘和创新利用。

木薯RZFP锌指蛋白的基因克隆及其蛋白原核表达

锌指蛋白在植物生长发育以及适应环境胁迫中发挥了重要的作用,为了更好地研究锌指蛋白在木薯的生长发育以及抗逆境胁迫中的功能。本研究通过分离鉴定并克隆了一个MeRZFP基因,测序结果显示该基因大小为1 068 bp。首先对其进行了系统进化树和保守结构域分析,发现其含有zinc-ribbon和zinc finger-C_(3)C_(4)这两个保守结构域。进一步构建了原核表达载体pET28a-MeRZFP,筛选出了相对适合其菌株生长的温度,结果表明该蛋白最适表达温度为28℃,并且对重组蛋白pET28a-MeRZFP进行SDS-PAGE电泳检测以及Western-blot验证,结果显示该蛋白大小为39 kD。为进一步探究木薯RZFP在木薯应对环境胁迫时发挥的功能提供了一定的参考。

非生物胁迫下海马齿SpSOS1基因的表达及响应ABA模式分析

为分析盐生植物海马齿(Sesuvium portulacastrum L.)SpSOS1基因的表达模式,本研究利用实时荧光定量PCR技术分析SpSOS1在海马齿不同组织以及不同胁迫条件下的表达情况。空间表达模式分析表明,SpSOS1在海马齿根中表达量最高,在花中的表达量最低。不同胁迫条件下SpSOS1基因的表达分析表明,在干旱、高温(42℃)、低温(4℃)以及氧化胁迫下表达量无明显变化;在ABA处理后,SpSOS1基因呈现上调表达,且在6 h表达量达到峰值,与盐胁迫处理下的表达趋势基本一致。为进一步探究盐胁迫下SpSOS1的上调表达是否受ABA的诱导,使用钨酸钠和氟啶酮作为ABA生物合成抑制剂和清除剂处理海马齿,结果表明,用钨酸钠和氟啶酮处理后,盐胁迫下SpSOS1的表达增加量从9.8倍分别降为起始表达量的1.8和2.1倍,表明盐胁迫下SpSOS1的上调受ABA信号途径诱导。本研究为进一步探究SpSOS1的耐盐调控途径提供参考依据。

木薯(Manihot esculenta)AKT1基因的克隆及生物信息学分析

植物细胞中的K^+通道蛋白AKT1(Arabidopsis K^+transpoter 1)主要负责吸收K^+。本研究基于木薯基因组数据库信息,利用PCR技术从木薯中克隆一个MeAKT1基因,该基因全长2634 bp,编码877个氨基酸,生物信息学分析表明MeAKT1含有10个外显子和9个内含子,编码的氨基酸分子量为99.02 kD,等电点为8.43,属于稳定蛋白。MeAKT1包含有5个跨膜区域,N端含有1个Ion_trans结构域,C端有1个KHA结构域,其二级结构以α-螺旋和无规则卷曲为主,进化树分析发现MeAKT1与蓖麻RcAKT1的亲缘关系最近。通过对MeAKT1蛋白的生物信息学分析有助于下一步深入研究MeAKT1在木薯耐贫瘠过程中的功能。