利用CRISPR/Cas 9基因编辑技术提高贵州禾产量研究

以贵州禾糯稻黎平杂边禾为研究材料,设计水稻产量控制关键基因OsCKX2的CRISPR/Cas 9编辑特异性靶点序列,构建水稻OsCKX2基因的CRISPR/Cas 9定点编辑载体,并利用农杆菌介导法导入黎平杂边禾,通过潮霉素筛选及PCR分子检测,获得20个独立的转基因植株。对筛选获得的转基因T0代植株基因进行测序比对,获得7株OsCKX2基因靶位点被编辑的突变转基因植株。对纯合的突变体T1代植株农艺性状进行分析发现,与野生型黎平杂边禾相比,突变体的穗粒数增加16.67%,单株产量增加25.03%。本研究获得了产量增加的黎平杂边禾基因编辑的新种质。

贵州石阡县楠木资源单株形态特征及挥发性成分分析

【目的】研究石阡县境内楠木的生境情况、形态特征和挥发性成分组成,为更好地对石阡县楠木资源的保护及合理利用提出切实可行的建议。【方法】对石阡县境内挂牌保护的楠木古树单株形态特征(株高、冠幅、茎围、胸径、果实和种子等)进行记录和统计分析,并利用GC-MS系统对其挥发性成分进行测定。【结果】在石阡县境内共记录楠木单株19株,其中闽楠14株、桢楠5株,树形以椭园形为主,树高在18~35m,茎围在132~516cm,胸径在38~126cm;楠木古树不同部位的挥发性成分组成及相对含量存在较大差异,叶片、树皮、枝条、果皮和种子中的化合物分别为48种、47种、49种、47种和44种,其中α-石竹烯、(-)-A-荜澄茄油烯、Cyclohexane,1-ethenyl-1-methyl-2,4-bis(1-methylethenyl)-在叶片、树皮、枝条、果皮和种子中均存在,(-)-A-荜澄茄油烯在各组分中的相对含量较高,尤其在枝条、果皮和种子中,分别为10.91%、31.14%和25.60%,1-石竹烯在枝条中的相对含量为10.48%,蒎烯在枝条中的相对含量达25.73%。【结论】闽楠和桢楠在石阡县均有分布,大部分零散分布在村寨前后,其中以SQ18-09单株表观发育较好,可采集种子进一步研究子代生长发育特征,以筛选适合石阡县人工培育的优良家系。楠木挥发性成分在叶片、树皮、枝条、果皮和种子差异较大,可根据不同部位挥发性成分种类和含量进行深加工利用。

杜仲矮化密植栽培模式研究

矮化密植技术较常规种植技术具有提高植物单位面积的生物量,减少人工成本,增加经济效益等特点,尤其适用于营造杜仲矮化密植林。研究以一年生杜仲实生苗为材料,设置行距100 cm,株距40 cm、60 cm和80 cm,通过栽植当年及次年生长指标、叶用生物量和化学成分分析比较,为杜仲矮化密植栽培模式的株行距设置提供依据。结果发现,株距为60 cm的杜仲植株生长较好,株高、地径、叶片鲜重均高于其他种植间距。植株修剪矮化处理,主干增至3-4个,可显著提高叶片鲜重、干重。但折算公顷产量发现株距40 cm(相当于25000株/hm^(2))的叶片鲜重高于其他种植密度,为1825 kg/hm^(2)。有效成分显示6月>9月,其中6月的绿原酸含量为41732 mg/kg。试验结果表明株距选择40-60 cm有利于叶用生物量的积累,采收时间选择6月、10月,6月采收叶片后要及时修枝,促进杜仲再次萌芽。

不同基质配比对桢楠容器苗生长特征影响的研究

为了筛选桢楠容器育苗的最适基质配方,采用农田土、珍珠岩、鸡粪/羊粪和废菌棒为原料,设置10种不同基质配方,通过幼苗的株高、地径、生物量的测定,综合分析桢楠年生长动态、苗木品质指数、苗木主要性状与基质配比的相关性等,筛选适宜桢楠生长的最适基质配方。结果表明,桢楠最适的基质配方为T 2(农田土80%+珍珠岩10%+鸡粪/羊粪10%),T 2组基质的苗高、地径增长量分别较ck增长46%和9%。桢楠容器苗树高年生长节律符合“S”型曲线,生长过程呈“慢—快—慢”规律,7—9月为桢楠幼苗的生长高峰期。农田土比例与桢楠幼苗的株高、地径呈显著正相关。

杜仲U-box基因家族鉴定及分析

植物U-box蛋白是编码含有U-box结构域的基因家族,其编码蛋白大多是泛素系统中特异性识别底物的泛素连接酶E 3,在植物的生长发育、生物及非生物胁迫中起着广泛的调控作用。目前对杜仲的U-box基因了解较少,本研究通过生物信息学和荧光定量PCR技术,对杜仲U-box基因进行鉴定和表达分析。结果表明,杜仲基因组中含有40个U-box基因,根据蛋白结构域将其分为7类,并分析了基因家族成员的基因结构、系统发育、保守结构域和基序等。此外,U-box-Arm结构家族成员的基因表达分析发现,该家族成员的表达具有一定的组织特异性。

缺素培养对杜仲幼苗生长及橡胶生物合成的影响

为研究缺素处理对杜仲幼苗橡胶合成的影响,以华仲15号当年生种子为材料,以Hoagland营养液配方为基础营养液,对杜仲幼苗分别进行13种必需营养元素N、P、K、Ca、Mg、S、Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Cl的缺素培养,观察幼苗缺素特征及缺素培养对杜仲幼苗生长发育和橡胶生物合成的影响。结果显示,(1)缺素处理的杜仲幼苗叶长、叶宽、根茎长均比全营养液培育的植株矮小,地上部分生长受抑制,使根冠比有所提高;(2)缺素导致生长素合成关键酶即色氨酸转氨酶TAA活性极显著下降;(3)缺N、缺K、缺Ca、缺Mg、缺S、缺Mn、缺B、缺Mo培养下杜仲幼苗含胶量降低,缺K、缺Fe、缺Mn、缺B、缺Zn、缺Cu、缺Cl培养下杜仲幼苗橡胶分子量降低。研究表明:缺素处理不仅影响杜仲幼苗时期的生长发育,还使橡胶生物合成受到影响,在杜仲大面积种植中为杜仲提供必需营养元素,避免缺素导致产胶量的下降。

楠木叶片响应干旱胁迫的乙酰化蛋白质组学分析

本文以楠木(Phoebe zhennan)为材料,利用抗乙酰赖氨酸富集和高灵敏质谱联用技术,对干旱胁迫处理的楠木叶片乙酰化蛋白质组进行分析鉴定,获得差异修饰蛋白1890个,差异修饰位点2759个。生物信息学分析表明,干旱条件下大多数乙酰化蛋白参与代谢过程。乙酰化主要发生在有催化活性和结合活性的相关蛋白上,且38.9%的乙酰化蛋白定位在叶绿体中。乙酰化蛋白参与碳代谢、糖酵解/糖异生、三羧酸循环以及谷胱甘肽代谢等生物学过程,尤其在谷胱甘肽S-转移酶以及氧化还原酶等相关的结构域显著富集。通过测定抗氧化酶活性发现干旱胁迫使超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性增加,而抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性降低,推测抗坏血酸-谷胱甘肽循环以及谷胱甘肽代谢相关氧化还原酶等可能通过乙酰化响应干旱胁迫,调节抗氧化酶活性,消除活性氧对楠木的伤害。本研究报道了楠木响应干旱胁迫的差异乙酰化蛋白质组,为探索赖氨酸乙酰化在楠木干旱响应的作用机制提供参考。