碱茅Put-HVA1基因的克隆及在酵母和拟南芥中的表达

本研究从碱茅(Puccinellia tenuiflora)cDNA文库中分离得到Put-HVA1基因,其开放读码框(ORF)长534bp,共编码177个氨基酸,其预测分子量约为18.167kD,理论等电点约为7.80。氨基酸序列比较结果表明,Put-HVA1氨基酸序列与水稻、玉米的HVA1蛋白氨基酸序列的同源性分别为69%和56%。另外,将Put-HVA1基因构建到酵母表达载体pYES2和植物双元表达载体pBI121上,并分别转化至酵母(INVSc1)和拟南芥(Arabidopsis thaliana)。对pYES2-Put-HVA1转化酵母进行盐碱、氧化胁迫、渗透胁迫及干旱处理,结果表明:重组酵母提高了对盐碱、氧化、渗透胁迫及干旱等逆境的适应能力。对部分转基因株系进行了抗盐性试验,表明转Put-HVA1基因拟南芥在150mmol/L NaCl和5mmol/L NaHCO3胁迫下长势优于野生型拟南芥,表现出一定的耐受性。     

过表达海马齿SpSOS1基因能增强转基因拟南芥的耐盐性

细胞膜Na~+/H~+逆转运蛋白SOS1在植物耐盐过程中起重要作用。本研究将盐生植物海马齿中的细胞膜Na~+/H~+逆转运蛋白基因SpSOS1构建到植物双元表达载体pCAMBIA1304上,采用农杆菌介导的方法将SpSOS1基因转入到拟南芥中,在含有50μg/mL潮霉素B的MS培养基上筛选转基因后代,结合目标基因和标记基因的PCR验证,获得了超表达的转基因拟南芥。利用T_3代转基因幼苗进行耐盐性分析。研究表明,转SpSOS1基因的拟南芥在50 mmol/L NaCl的培养基中发芽率在80%以上,明显高于野生型拟南芥的45%。转SpSOS1基因拟南芥幼苗的耐盐性明显提高,在100 mmol/L NaCl条件下能正常生长,具有较高的生物量、根长和侧根数,而野生型拟南芥在50 mmol/L NaCl的胁迫下明显萎蔫、失绿、甚至死亡。说明过表达SpSOS1基因显著提高了拟南芥的耐盐性。     

转录因子BvM14-GAI耐盐功能研究

转录因子在植物应答逆境胁迫过程中发挥着重要作用,GAI蛋白是植物转录因子家族的重要一员,对其研究主要集中在光响应机制领域,而该蛋白响应耐盐机制研究报道较少。实验室前期已经获得甜菜 M14品系盐胁迫转录组中上调表达基因BvM14-GAI的cDNA全长,本研究试图阐明该基因参与盐胁迫的功能。通过构建该基因植物表达载体,利用农杆菌介导花序浸染法转化拟南芥野生型和GAI基因突变株,检测150 mmol/L NaCl胁迫下异源表达和异源互补拟南芥植株的表型和生理生化指标。0 mmol/L NaCl处理时,以拟南芥野生型和GAI基因突变株为对照,异源表达和异源互补植株的根长、鲜重和干重均显著低于对照,说明BvM14-GAI基因为生长负调控因子;150 mmol/L NaCl胁迫处理后的根长、鲜重、干重及K⁺/Na⁺差异不显著,但甜菜碱、SOD和POD酶活性的含量显著增加,表明转录因子BvM14-GAI通过增强渗透调节和抗氧化酶系统提高异源表达和异源互补拟南芥植株的耐盐功能。研究结果不仅拓展了植物GAI基因响应非生物胁迫的功能,而且对阐明甜菜M14品系耐盐分子机制和培育耐盐作物品系具有一定研究价值。     

北美海蓬子Na+/H+逆向运输蛋白基因的克隆及拟南芥转化分析

Na /H 逆向运输蛋白在植物耐盐性方面起着极为重要的作用.根据在不同植物中功能相同的同源基因保守序列设计引物,通过RT-PCR方法从真盐生植物北美海蓬子(Salicornia Bigelovii Torr.)中克隆出包括有1683bp的完整编码区在内的2 591 bp(GenBank登陆号为DQ157454)的Na /H 逆向运输蛋白基因(SbNHX1)cDNA序列.将该基因编码区序列构建到植物表达载体pVKH-35S-pA上,并通过农杆菌介导转化到模式植物拟南芥(Arabidopsis thaliana)中,得到T3代转入单基因种子.200 mmol/L的NaCl胁迫培养结果显示,转基因拟南芥在200 mmol/L的NaCl胁迫条件下生长状况好于野生型植株,植物表现有一定的耐盐性.     

NaCl与Na2CO3+NaHCO3对玉米萌发期胁迫效应的比较

以发芽势、发芽率、根长和苗长作为指标,用不同浓度NaCl及Na2CO3+NaHCO3对3个玉米基因型进行苗期耐盐性试验,结果表明:供试玉米基因型的发芽势、发芽率、根长及苗长随NaCl和Na2CO3+NaHCO3溶液浓度的升高都呈下降趋势,但两种处理对不同玉米基因型的萌发胁迫存在差异,Na2CO3+NaHCO3对玉米萌发的抑制作用比NaCl强烈,各项指标都随浓度增加锐减,而NaCl在低浓度时甚至有刺激种子萌发的作用,丰禾1在60mmol/L NaCl处理下盐害指数为负值,发芽率比对照高24.44%且达到显著水平,而在(30mmol/L+30mmol/L)Na2CO3+NaHCO3丰禾1的发芽率却比对照减少了40%,并且高浓度NaCl对玉米萌发的胁迫效应也轻于同浓度的Na2CO3+NaHCO3。     

拟南芥高亲和性钾转运体AtHAK5参与植物根对盐胁迫及ABA的反应

为研究在不同逆境,如低钾、低钙、NaCl及ABA胁迫下,对拟南芥高亲和性钾转运体基因AtHAK5表达的影响,在对含有promoter AtHAK5：GUS融合基因的拟南芥转基因植株进行组织化学染色基础上进行Real time RT-PCR检测。结果表明,这些逆境条件可以引起拟南芥AtHAK5基因表达量的上调。同时在对拟南芥Col-0和AtHAK5缺失突变体athak5表型对比分析,发现AtHAK5参与植物根对盐胁迫及ABA的反应。     

不同钠盐胁迫对黑果枸杞种子萌发的影响

通过对黑果枸杞(Lyciurn ruthenicum Murr.)种子在不同钠盐(NaCl、NaHCO3、Na2CO3)溶液中萌发情况的研究,旨在探明黑果枸杞种子在不同盐胁迫下的萌发特性.结果表明:NaHCO3和Na2CO3溶液及其导致的高pH溶液环境对黑果枸杞种子的毒害作用明显小于Na 对黑果枸杞种子萌发的影响.种子对NaCl的耐盐临界值为90.7 mmol/L,极限值为242.2mmol/L.不同钠盐胁迫下黑果枸杞种子胚根和胚芽的受抑制大小顺序为,中性盐NaCl胁迫:胚根＜胚芽;碱性盐NaHCO3和Na2CO3胁迫:胚根＞胚芽.     

香蕉MaASR1基因通过ABA途径提高拟南芥抗旱性的作用机制

香蕉MaASR1基因在植物响应逆境胁迫时发挥着重要作用,为了进一步研究MaASR1基因转入拟南芥后增强其抗旱性的分子机制,运用DNA芯片技术来筛选野生型的拟南芥和转MaASR1基因的拟南芥在不做任何处理和干旱胁迫处理条件下的差异基因。对基因芯片中与ABA途径相关的上调和下调大于2倍的差异基因进行了荧光定量PCR的验证,实验结果发现在以上两种处理条件下,转MaASR1基因的拟南芥体内ABA的生物合成量比野生型拟南芥低,而ABA的降解量却升高。当受到干旱胁迫时,转基因拟南芥体内ABI5和ABF1基因的表达量会得到提高,而ABI5基因可以赋予转基因拟南芥株系耐旱性和抗旱性的功能是因为LEA类的蛋白被其调控表达和提高了ABA诱导基因的表达水平。ABF1基因发挥其提高转基因株系抗旱性的功能则可以通过参与ABA信号途径以及与其它的ABI类基因共同作用来实现。除此之外转基因拟南芥株系抗旱性的提高,与CBL/CIPK复合物参与的胁迫应答途径无关。以上结果为解析MaASR1基因作为转录因子通过ABA途径提高植物抗旱能力的分子机制奠定基础。     

AtNHX1基因转化番茄及其耐盐碱性分析

高盐是限制作物生长发育和产量最严重的非生物胁迫之一,提高作物的耐盐性已成为一个日益紧迫的研究课题。将含有AtNHX1基因的表达载体pFYC-AtNHX1和含有bar基因的质粒pCAMBIA3300等量混合,采用花粉管通道法共转化番茄。经PPT抗性筛选后,PCR扩增获得12株导入了AtNHX1基因的番茄植株,Southern杂交分析表明该基因已经整合到番茄基因组中,通过RT-PCR检测到了AtNHX1基因的表达。在150 mmol/L NaCl处理下,转基因植株T1代对NaCl耐性显著增强。对转AtNHX1基因番茄T2代进行80 mmol/L碱性盐NaHCO（3pH 8.25）胁迫,以此评价转AtNHX1基因番茄对碳酸盐的耐受性。叶片相对电导率检测结果表明,AtNHX1基因的导入确实提高了番茄对碱性盐NaHCO3的耐受性。培育并栽种转AtNHX1基因的耐盐碱番茄将会降低盐渍化环境对番茄生长发育的影响。     

马铃薯StSnRK2.4基因的序列分析及其在非生物胁迫下的表达分析

SnRK2是植物特有的一种丝氨酸/苏氨酸类蛋白激酶,在ABA信号转导和植物抵御逆境中起着重要作用.为探究马铃薯SnRK2在非生物胁迫下的调控作用,本研究以'青薯9号'为试验材料,克隆得到一个SnRK2家族基因StSnRK2.4,利用PlantCARE、ExPASy、 Cell-PLoc 2.0等软件对其进行序列分析,并通过RT-qPCR技术分析该基因在低温胁迫(4℃)、干旱胁迫(10％ PEG-8000)以及NaC1胁迫(NaC1浓度为300 mmol/L)下的表达模式.结果 表明:StSnRK2.4基因的开放阅读框(ORF)为1083 bp,编码360个氨基酸.StSnRK2.4蛋白的相对分子质量为41.49103 kD,理论等电点(pI)为5.52,脂肪系数为80.69,为不稳定亲水蛋白;亚细胞主要定位于细胞核;与AMP活化蛋白激酶-γ调节亚基、非特异性蛋白-BZIP转录因子、蛋白酪氨酸及PP2C ABI2同源物等互作,可能参与植物MAPK信号通路和植物激素信号转导;与野生番茄、番茄亲缘关系最近.RT-qPCR分析表明,StSnRK2.4基因的相对表达量在低温胁迫(4℃)、干旱胁迫(10％ PEG-8000)以及NaC1胁迫(NaC1浓度为300 mmol/L)下均极显著上调,说明该基因受低温、干旱和盐胁迫诱导.StSnRK2.4基因的相对表达量在低温胁迫、干旱胁迫和NaCl胁迫0、3、6h以及在干旱胁迫和NaC1胁迫0、1、2d均呈上调-下调模式;StSnRK2.4基因的相对表达量在低温胁迫0、1、2d呈上调-上调模式,研究认为StSnRK2.4基因可能参与非生物胁迫及相关信号分子应答.     

计算机视觉技术在玉米上应用的研究进展

计算机视觉技术是近几年来发展很快的信息处理技术,是人工智能领域的一个重要分支,其应用已渗透了农业领域的诸多方面,文中概述了计算机视觉技术在玉米产前、产中、产后三个方面的应用状况,并对其在玉米上的应用所存问题及发展前景做了综述。     

新疆小麦Psy-A1、Ppo-A1、Ppo-D1、TaLox-B1等位变异对面粉色泽的影响

利用已开发的面粉色泽相关性状基因的分子标记,检测了182份新疆小麦品种(系)的Psy-A1、Ppo-A1、Ppo-D1、Ta Lox-B1等位变异,并结合表型鉴定结果,分析不同等位变异对面粉色泽的影响。结果表明,单基因等位变异对面粉色泽的影响不同,其中4个基因等位变异L*值的差异均不显著;对a*值的效应,Psy-A1a高于Psy-A1b(P0.01),Ppo-A1b高于Ppo-A1a(P0.05),Ta Lox-B1a高于Ta Lox-B1b(P0.05);Psy-A1a基因型的b*值高于Psy-A1b基因型(P0.01);Psy-A1a基因型的Wht值低于Psy-A1b基因型(P0.01)。说明Psy-A1是影响面粉色泽(红度、黄度和白度)的重要基因,而Ppo-A1和Ta Lox-B1基因的等位变异只对面粉红度有显著影响。4个检测基因共有12种等位变异组合,对a*、b*和Wht值有显著效应(P0.01),但对L*值影响不显著(P0.05);Psy-A1b/Ppo-A1a/Ppo-D1b/Ta Lox-B1b组合具有最高的Wht值和最低的a*、b*值,Psy-A1a/Ppo-A1a/Ppo-D1b/Ta Lox-B1a组合具有最低的Wht值和最高的a*、b*值。182份品种的Wht值平均为86.86,其中审定品种平均为86.87,冬小麦品种为86.42,春小麦品种为87.32。青春5号具有优良的基因型和较高的面粉白度,应加强利用。总体来看,改良新疆小麦面粉的白度,应重点加强对Psy-A1基因的选择,提高Psy-A1b比例。     

基于GIS的重庆市耕地质量评价模型的建立与检验

借助GIS空间数据获取、分析与管理能力,基于农用地分等方法的应用和改进,建立了重庆市耕地质量评价模型。评价模型通过分功能模块从机理上实现评价质量控制,就光温/气候潜力加和算法,采用以能值为基础确定标准产量折算系数 ,引入光温潜力协调系数 ;就自然质量分模型,指标区之间因素－分级－分值进行了统一,但保留了因素权重的区域差异性。采用2004-2005年重庆市分区县统计的平均粮食播面单产对自然质量等和利用等进行独立检验,线性相关系数分别达83％和87％,相关性显著。研究得出结论,评价模型有效实现了重庆市耕地质量评价区域间的可比性。     

基于PAID的荔枝农业专家系统的开发研究

将计算机网络信息、人工智能、多媒体等技术与农业技术结合起来,研究开发出基于PAID开发平台的荔枝农业专家系统,并根据本地的具体实际进行了软件资源的二次开发,降低了客户端的专业要求,实现了人机操作界面直观、明了。该系统的推广应用,有效地解决了目前中国荔枝生产中普遍存在专家型农业科技人员短缺的问题,为农业科技咨询服务提供了新途径,有利于先进农业技术的普及和推广应用。介绍了荔枝农业专家系统目标、系统结构、系统内容、系统实现及应用示范情况。     

1B/1R与非1B/1R小麦K型雄性不育系比较研究

利用非1B/1R类型小麦雄性不育系及保持系与1B/1R类型小麦雄性不育系及保持系进行农艺性状、抗病性、光合速率及SOD活性的分析比较。结果表明,T.spelta1BS染色体导入使非1B/1R类型小麦比1B/1R类型不易产生单倍体,农艺性状中除株高具明显优势外,其他性状均不存在显著差异,两类不育系及保持系的抗病性也无明显差异;非1B/1R的K型不育系光合速率高于1B/1R类K型不育系;1B/1R和非1B/1R类型不育系的SOD活性的变化差异较小,均呈下降趋势,保持系差异较大。非1B/1R类型和1B/1R类型小麦雄性不育系花粉败育的关键时期均为二核期到三核期。     

离体早熟梨芽休眠进程的影响因素研究

以早熟梨离体结果枝为试验材料,通过控制温度、光照条件以及喷施不同种类和浓度的生长调节剂生长调节物质来研究影响早熟梨芽休眠进程的因素。试验结果发现在25℃条件下在0.04%、0.08%的乙烯利和0.1mg/L和0.3ABA mg/L都能在一定时间内抑制萌芽,0.3mg/L IAA处理能促进萌芽,而0.6mg/L IAA和 GA3处理效果不明显;而在15℃条件,所有处理的萌芽率都为0;试验结果还表明在1500lx光照强度下光照时间对早熟梨芽休眠的影响效果不显著。     

普通小麦近缘物种黑麦1R、簇毛麦1V及鹅观草1Rk#1染色体特异分子标记的筛选

为筛选普通小麦近缘物种黑麦1R、簇毛麦1V及鹅观草1Rk^#1染色体特异分子标记，根据已定位于普通小麦第一部分同源群的EST序列设计104对STS引物，对中国春、鹅观草、黑麦及簇毛麦进行多态性分析。在104对STS引物中，有53对在对照普通小麦中国春与鹅观草、黑麦及簇毛麦之间存在多态性。利用普通小麦-黑麦1R~7R二体异附加系筛选出5对黑麦1R染色体特异标记，分别是CINAU 19-₅₀₀、CINAU20-₉₅₀、CINAU21-₁₅₀₀、CINAU22-₃₁₀和CINAU23-₂₀₀₀；利用普通小麦-簇毛麦1V~7V二体异附加系筛选出5对簇毛麦1V染色体特异标记，分别是CINAU23-₁₇₀₀、CINAU24-₁₀₅₀、CINAU25-₁₆₅₀、CINAU26-₅₀₀和CINAU27-₆₂₀；利用鹅观草二体异附加系DA1Rk^#1、异代换系DS1Rk^#1(1A)、端体系DA1Rk^#1L、易位系T1Rk^#1S·W、长臂缺失系Del1Rk#1L筛选出5对鹅观草1Rk^#1特异标记，分别是CINAU27-₉₆₀、CINAU28-₁₃₆₀、CINAU29-₄₈₀、CINAU30-₅₆₀和CINAU31-₅₂₀。研究表明，可以利用普通小麦的EST序列设计PCR引物，转化成STS标记，筛选普通小麦近缘物种黑麦、簇毛麦及鹅观草等染色体特异的分子标记，快速检测和追踪导入普通小麦背景中的黑麦1R、簇毛麦1V及鹅观草1Rk^#1染色体或染色体片段，为深入研究普通小麦远缘杂种材料提供新的工具。     

Transfer of the Glu-D1 Gene from Chromosome 1D to Chromosome 1A in Hexaploid Triticale

To complement previously developed recombinant chromosomes 1R.1D, two series of translocations involving the Glu-D1 gene from chromosome ID to chromosome 1A were produced in hexaploid triticale. These series involve seven independent transfers of allele d encoding for high molecular weight glutenin subunits 5+10 and ten independent transfers involving allele a encoding for HMW glutenin subunits 2 + 12. The frequency of homoeologous recombination between chromosomes 1A and 1D was within the range observed for pairs of homologues in wheat, supporting earlier observations that homoeologous recombination in triticale is frequent. Recombined chromosomes 1A.1D can be used to introduce the Glu-D1 gene to durum wheats, and to manipulate the dosage of Glu-D1 in hexaploid triticale and bread wheat.     

转录因子与植物抗逆性研究进展

近年来,转录因子在植物防卫反应和逆境胁迫应答过程中的应用越来越广泛。本文综述了与植物逆境抗性相关的5个转录因子家族: MYB类、bZIP类、WRKY类、AP2/EREBP类和NAC类的调控机制以及它们在植物抗逆基因工程的研究进展。     

普通小麦中国春–簇毛麦易位系T1DL•1VS和T1DS•1VL的农艺和品质特性

为明确普通小麦中国春–簇毛麦整臂互补易位系T1DS?1VL和T1DL?1VS对农艺特性和加工品质的效应, 于2008-2010年在陕西杨凌连续2个生长季对这2个易位系和CS的主要农艺性状和加工品质性状进行了研究, 并采用SDS-PAGE法对簇毛麦高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)基因进行了进一步的染色体臂定位。结果表明, 这2个易位系的抽穗期和成熟期相同, 但比CS晚1~2 d, T1DS?1VL其他农艺性状与中国春相似, T1DL?1VS的春季单株分蘖、千粒重和单株粒重显著高于中国春;2个易位系的籽粒蛋白质含量与中国春无显著差异, T1DS?1VL的Zeleny沉淀值、面团形成时间、稳定时间和粉质仪质量指数显著降低;相反, T1DL?1VS的这些性状值显著提高。说明T1DS?1VL易位系对小麦的面团强度有显著的负向效应, 而T1DL?1VS易位系显著增强面筋强度。SDS-PAGE分析结果表明, 簇毛麦的1VS和1VL上均含有簇毛麦的HMW-GS基因Glu-V1, 但该基因在T1DL?1VS中的表达可能强于在T1DS?1VL中。