转PPase基因对马铃薯块茎休眠特性的影响

利用农杆菌介导法将组成型表达启动子CaMV 35S驱动的正义和反义无机焦磷酸酶(PPase)基因导入到马铃薯栽培品种‘费乌瑞它’的试管薯中,通过PCR检测证明PPase基因已转入马铃薯基因组中.对转基因株系及对照植株块茎的休眠特性的测定表明,分别在4℃低温和25℃室温贮藏条件下的转反义基因马铃薯株系块茎的休眠期较对照株系均延长了2~3周;转正义基因马铃薯株系块茎的休眠期较对照株系均提前了2~3周;且在4℃低温贮藏条件下的转基因马铃薯株系及对照块茎的休眠期比25℃条件贮藏的长2~3周,为进一步利用PPase基因改良马铃薯块茎休眠特性提供科学依据.     

木薯淀粉合成关键酶AGPase小亚基基因全长克隆

[目的]克隆木薯腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶（AGPase）小亚基基因cDNA全长序列,为木薯高淀粉品种的分子育种提供依据.[方法]根据木薯AGPase小亚基基因已知片段设计特异性引物,以木薯根、茎、叶为材料,利用PCR及RACE克隆木薯AGPase小亚基基因cDNA全长序列.运用生物信息学方法对其核苷酸序列和推导氨基酸的理化性质、蛋白质三级结构进行系统分析.[结果]克隆获得木薯淀粉合成关键酶AGPase小亚基cDNA全长1566 bp,其中包括1566 bp的完整ORF,编码一个含521个氨基酸的多肽.其理论蛋白质分子量57.01 kDa,等电点6.1,呈酸性.多重序列比较分析结果显示,木薯淀粉合成关键酶AGPase小亚基核苷酸序列与蓖麻、麻风树和杨树相应序列的相似性分别为87％、87％和86％.结合系统进化树分析结果推测,木薯淀粉合成关键酶AGPase小亚基在不同物种及进化过程中具有高度的保守性.蛋白三级结构分析结果表明,木薯AGPase小亚基蛋白具有15个α-螺旋、24个β-折叠和多个转角.[结论]木薯AGPase小亚基基因cDNA全长序列与蓖麻、麻风树和杨树等具有较高的同源性.     

杨树NAC7转录因子基因应答盐胁迫表达

从小黑杨中克隆915 bp的NAC7转录因子基因(Potri.007G099400.1)cDNA,其编码304氨基酸,该蛋白属热稳定性较高的亲水性蛋白。用RT-qPCR分析杨树盐胁迫条件下NAC7基因表达情况,表明该基因对盐胁迫具有应答反应,且基因主要在根部表达。克隆获得1 062 bp的NAC7基因启动子DNA序列,其中含有许多胁迫应答元件,其驱动的GUS报告基因主要集中在根中表达,而在茎和叶中的表达很少,这个结果与NAC7基因表达进行RT-qPCR分析结果一致。     

花生磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因的克隆及反义表达载体的构建

磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPCase)是控制植物籽粒中蛋白质/油脂含量比例的关键酶.本研究利用RT-PCR技术,克隆PEPCase基因的cDNA片段,并将克隆的PEPCase基因片段反向连接替代植物表达载体PBI121的GUS基因.从花生栽培品种荔蒲大花生中克隆获得编码PEPCase基因的cDNA片段(886 bp),测序结果显示其核苷酸序列与已报道的花生(EU391629)、棉花(AY008939)、大豆(D10717)、拟南芥(AY210895)、豌豆(D64037)PEPCase基因对应部分的同源性分别为99.77%、84.37%、81.54%、81.25%、78.71%.构建的反义表达载体中PEPCase基因由35S启动子所控制,将构建的反义表达载体命名为pBGPEP.为通过反义抑制技术提高花生含油量提供了基因及表达载体.     

家蚕丝素蛋白轻链基因(Fib-L)cDNA及启动子的克隆与分析

为了利用家蚕丝素蛋白轻链基因(Fib-L)及启动子元件开展转基因研究,克隆了家蚕品种797的Fib-L cDNA及启动子,并比较了6种不同品种来源的Fib-L基因的cDNA序列。结果表明,轻链基因cDNA长为786 nt,编码了包括由18个氨基酸组成的信号肽在内的共262个氨基酸的蛋白质前体;启动子序列分析显示其包括典型的TATA盒和类CAAT盒序列以及丝腺特异性结合位点等。用Fib-L启动子控制报告基因Egfp,进行家蚕BmN细胞内的瞬时表达研究,结果表明,Fib-L启动子驱动的Egfp报告基因可以在BmN细胞瞬时表达。     

水稻蜡质合成相关基因 OsCER4 自身启动子驱动的反义RNA转化植株获得

水稻OsCER4基因编码脂肪醛脱羧酶,与拟南芥CER1基因高度同源,是否参与植物表面蜡质合成尚不清楚,为了探讨其功能,扩增了OsCER4基因起始密码子ATG上游约2 kb的序列作为该基因的启动子,以常规技术将启动子和OsCER4基因反义片段克隆到pCAMBIA双元载体1380中,采用农杆菌介导法转化粳稻品种中花11,并进行了转化苗OsCER4蛋白的表达量变化分析.结果表明,成功构建了由OsCER4自身启动子驱动的反义RNA载体,并通过农杆菌介导法成功转入水稻中花11中,多数OsCER4基因反义转化植株为阳性转化植株,后代分离比符合3∶1,反义RNA转化植株在蛋白水平上的表达量下降.     

BcA9启动子调控的反义BcMF12对白菜基因沉默的效果

 【目的】探讨花药绒毡层特异启动子BcA9调控的反义BcMF12基因对白菜（Brassica campestris L. ssp. chinensis, syn. B. rapa L. ssp. chinensis）基因沉默的效果,明确其对花粉发育的影响。【方法】在从白菜花蕾cDNA中克隆BcMF12基因的保守区段的基础上,将白菜花药特异表达启动子BcA9与反义BcMF12基因融合,构建反义表达载体,并经农杆菌介导导入到白菜基因组中,利用抗生素筛选和分子检测筛选出转基因植株。【结果】PCR和Southern检测结果表明,BcA9启动子驱动的反义BcMF12-GUS报告基因已整合到白菜基因组中;Northern杂交显示转基因植株花蕾和花中的BcMF12在mRNA水平的表达明显受到抑制,而且花粉萌发率显著下降。【结论】BcA9调控的反义BcMF12基因明显抑制了BcMF12的表达,从而影响白菜花粉的发育。     

小麦A GPase4个亚基的克隆及其组织特异性表达

采用RT-PCR方法从小麦品种豫教2号发育籽粒中克隆出小麦淀粉合成关键酶-AGPase的胞质型小亚基(cytosolic small subunit,SSU Ⅰ)、质体型小亚基(plastidial small subunit,SSU Ⅱ)、胞质型大亚基(cy-tosolic large subunit,LSU Ⅰ)和质体型大亚基(plastidial large subunit,LSU Ⅱ)的cDNA序列.所克隆的基因cDNA序列长度分别为1 465、1 631、1 941和535 bp.序列比对结果显示SSU Ⅰ、LSU Ⅰ和LSU Ⅱ与已往报道的大麦、小麦、玉米、水稻等相关基因的同源性较高,而SSU Ⅱ的cDNA序列为首次克隆,与大麦SSU Ⅱ相比,5'端缺失编码转移肽的一段序列,表明其可能对质体AGPase活性产生一定影响.通过半定量PCR法发现SSU Ⅰ与LSU Ⅰ在籽粒中表达量较高,而SSU Ⅱ和LSU Ⅱ在叶片中丰富表达.     

黄瓜磷脂酶D基因片段克隆及其反义表达载体的构建

采用RT-PCR方法,从新泰密刺黄瓜的幼叶中得到长为1018 bp的cDNA片段,编码339个氨基酸,与GenBank中甜瓜磷脂酶D基因相比核苷酸同源性为96%,氨基酸同源性为97%.克隆片段经双酶切消化,反向插入到植物表达载体pBI121的CaMV 35S启动子和NOS终止子之间,构成磷脂酶D基因的反义表达载体.     

氮肥不同用量对马铃薯氮素吸收·产量与品质的影响

[目的]为了对科学施肥和促进马铃薯产业的发展提供依据。[方法]在田间条件下,研究了不同施氮水平对马铃薯生长及块茎产量、品质的影响以及马铃薯对氮素吸收的影响。[结果]在马铃薯苗期、薯块膨大期、淀粉积累期和收获期N12处理表现为干物质积累最多,植株地上与地下部分含氮量最高,薯块产量最高达39 757.5 kg/hm2。各项品质指标也较好,薯块中淀粉、蛋白质含量最高,还原糖含量最低。[结论]各时期随施氮量增加,马铃薯植株地上及地下部分含氮量增加,其中以施氮180 kg/hm2马铃薯长势最好,产量最高,品质最佳。     

3种商品化Trizol试剂提取高质量马铃薯块茎总RNA的比较

针对马铃薯块茎含有多糖多酚的特点,选用3种快捷的商品化提取试剂提取马铃薯块茎总RNA.结果表明:3种商品化试剂均可不同程度的提取马铃薯块茎总RNA,提取的总RNA的28S、18S和5SrRNA条带清晰可见,但纯度和浓度存在较大差异;其中用Trizol裂解加柱吸附法提取的马铃薯块茎总RNA纯度较高,但浓度较低,经SMART PCR和LD-PCR检测可扩增出马铃薯块茎腺苷葡萄糖磷酸化酶小亚基(sAGP)基因和全长双链cDNA,可用于后续分子生物学试验.     

冬种马铃薯生长发育规律观测

[目的]明确冬种马铃薯的生长发育规律,为提高冬种马铃薯的产量和品质及推进广西冬种马铃薯产业发展提供理论依据.[方法]以冬种马铃薯主栽品种费乌瑞它和广西选育品种桂农薯1号为研究对象,观测其株高、茎粗、叶干重、茎干重、块茎数和块茎干重等6个关键生长指标的变化动态.[结果]两个参试冬种马铃薯的生长发育指标呈规律变化,株高、茎粗、块茎数和块茎干重等4个指标均发生三段式的S形变化规律,叶干重和茎干重则呈倒U形变化规律;地上"源"器官(叶、茎)与地下"库"器官(块茎)呈极显著(P<0.01)或显著(P<0.05)相关.[结论]可将冬种马铃薯生长发育阶段分为5个时期,即出苗期、现蕾期、块茎形成期、块茎膨大期和块茎成熟期,生产上可依据不同生长时期的特点安排生产管理,使地上"源"器官和地下"库"器官相协调,达到增产增收的目的.     

植物生长调节剂对马铃薯匍匐茎生理代谢及产量的影响

为了明确植物生长调节剂对马铃薯产量的调控效应,在大田栽培条件下,以马铃薯（Solanum tuberosum L.）荷兰212为材料,以叶喷方式施用不同植物生长调节剂,通过比较匍匐茎还原糖、淀粉、蛋白质及硝态氮含量的变化,研究了植物生长调节剂对马铃薯匍匐茎生理代谢的影响。结果表明2：-N,N-二乙氨基乙基己酸酯（DTA...     

Precision phenotyping of contrasting potato(Solanum tuberosum L.) varieties in a novel aeroponics system for improving nitrogen use efficiency: In search of key traits and genes

With increasing population, degrading soil health, limited arable land area, and high cost of nitrogen(N) fertilizers, improving nitrogen use efficiency(NUE) of potato is an inevitable approach to save the environment and achieve sufficient tuber yields with less N fertilizer supply. Recently, we have developed an aeroponics system to study NUE in potato using genomics, physiology, and breeding approaches. This study aims on precision phenotyping of plants of two distinct potato varieties(Kufri Gaurav, N efficient; Kufri Jyoti, N inefficient) in the novel aeroponics system. Plants were grown in aeroponics under controlled conditions with low N(0.75 mmol L~(-1) NO_3~-) and high N(7.5 mmol L~(–1) NO_3~-) levels. Plant biomass, root traits, total chlorophyll content, and plant N were increased with increasing N supply, whereas higher NUE parameters namely NUE, agronomic NUE(Ag NUE), N uptake efficiency(NUp E), harvest index(HI), and N harvest index(NHI) were observed at low N. An NUE efficient cv. Kufri Gaurav showed higher tuber dry weight, fresh tuber yield, tuber number per plant, early start of tuber harvesting, root traits, stolon traits, NUE parameters, and higher amino acid(aspartic acid and asparagine) content at low N supply. Higher expression of nitrate reductase(NR), nitrite reductase(NIR), and asparagine synthetase(AS) genes was observed in the leaf tissues of Kufri Gaurav at high N. Thus, aeroponics-based precision phenotyping enables identification of NUE efficient genotypes based on key traits and genes involved in improving NUE in potato. Further, this study suggests that the potential of aeroponics can be utilized to investigate N biology in potato under different N regimes.     

不同种植模式下施肥对马铃薯产量和水肥利用效率的影响

在覆膜栽培方式下,如何优化养分管理措施是目前旱作区马铃薯生产急需突破的瓶颈。为了实施水肥的高效管理,通过大田试验研究不同集雨种植模式(F0:露地垄作;F1:全膜覆盖双垄垄播;F2:全膜覆盖双垄沟播)下施肥(N0:不施肥;N1:配方施肥;N2:农民习惯施肥)对马铃薯干物质积累、块茎产量和水肥利用效率的影响,以期明确马铃薯增产增效的最佳种植模式及与之配套的施肥水平。结果表明:全膜覆盖双垄种植和施肥处理可以明显提高马铃薯全生育期的干物质积累量,其中F2N1处理对块茎膨大期的块茎干物质积累量影响最大,而在淀粉积累期和成熟期以F1N1处理的块茎干物质积累量最大,比F2N1处理增加了5.59%和2.88%,差异显著(P0.05)。可见,相比沟播种植而言,马铃薯垄上种植更有利于根系的生长和块茎的膨大。不同覆膜栽培方式下施肥处理的马铃薯块茎产量和水分利用效率均以F1N1处理的最高,F2N1处理的次之,分别比F0N1处理显著增加了40.26%和34.10%、16.33%和14.77%,但F1N1与F2N1处理之间差异不显著(P0.05)。不同处理的马铃薯肥料利用效率表现为氮素农学效率和氮素偏生产力以F1N2最高,而与其他处理相比,F1N1处理的磷、钾素农学效率显著增加了0.21~6.68倍和0.21~3.47倍,且磷、钾素偏生产力的增幅达0.05~0.91倍和0.05~0.40倍。这表明F1N1不仅可以协同增加马铃薯的块茎产量和水肥利用效率,还促进了磷、钾素农学效率和偏生产力的提高。综上所述,F1N1处理更有利于实现马铃薯增产和水肥高效利用,是半干旱区马铃薯增产增效的最佳覆膜种植模式和施肥水平。     

西北地区马铃薯软腐病和黑胫病致病菌鉴定及特性分析(英文)

西北地区是我国马铃薯的重要产区，为了鉴定来自青海、甘肃、宁夏、陕西和内蒙古自治区的马铃薯软腐和黑胫致病菌，利用 16S rDNA序列对来自中国 5个省（自治区）的 48 株马铃薯致病菌株和28株参比菌株进行系统发育分析。基于菌株的形态学特性、培养性状和生理生化特性、16S rDNA 序列以及特殊基因序列分析进行鉴定，利用块茎接种法测定不同菌株之间的致病性差异。pel特异性引物表明，48株细菌均具有果胶溶解特性。其中16个菌株为胡萝卜果胶杆菌胡萝卜亚种（Pectobacterium carotovorum subsp. carotovorum），频数为31.25%，30个菌株为黑腐果胶杆菌（Pectobacterium atrosepticum），频数为64.50%。16S rRNA基因序列的系统发育分析表明，Pectobacterium carotovorum subsp. carotovorum与Pectobacterium atrosepticum分别与其他Pcc和Pa菌株聚集成明显的类群，自举支持值分别为97%和99%。致病性测定显示不同分离菌株浸渍块茎的水平不同。分离的Pcc和Pa菌株的块茎浸渍水平低于标准菌株。西北地区马铃薯软腐和黑胫的病原菌分别为Pectobacterium carotovorum subsp. carotovorum与Pectobacterium atrosepticum。     

柴达木地区不同氮磷钾配比与马铃薯叶片光合特性的关系

[目的]通过不同配比的氮磷钾施肥处理,探讨马铃薯植株叶片光合特性与产量的关系。[方法]以青薯6号为试验材料,采用3因素2次通用旋转组合设计,研究柴达木地区马铃薯氮磷钾肥的施用量与块茎产量、叶绿素含量、叶片光合速率之间的关系。[结果]马铃薯氮磷钾肥的施用量与块茎产量、叶绿素含量、叶片光合速率之间有极显著的回归关系。在低施肥量范围内,块茎产量、叶绿素含量、叶片光合速率随着氮、磷、钾肥施用量的增加而呈递增趋势,当块茎产量、叶绿素含量、叶片光合速率达到最高点后,随着氮、磷、钾肥施用量的增加,块茎产量、叶绿素含量、叶片光合速率不再增加。叶绿素含量与光合效率密切相关,其相关密切程度高于叶绿素含量与块茎产量、光合速率与块茎产量的相关程度。[结论]马铃薯块茎产量最高时的最优施肥量组合为：N239.2kg/hm2、P2O5240.0kg/hm2、K2O119.6kg/hm2。叶绿素含量、光合速率最高时的施肥量最优组合为：N239.2kg/hm2、P2O5191.3kg/hm2、K2O119.6kg/hm2。     

Inheritance of steroidal glycoalkaloids in potato tuber flesh

Potato(Solanum tuberosum L.) is the third most important food crop worldwide after wheat and rice in terms of human consumption. A critical domestication trait for potato was the decrease of toxic steroidal glycoalkaloids(SGAs) in tuber flesh. Here, we used a diploid F_2 segregating population derived from a cross between S. tuberosum and the wild potato species Solanum chacoense to map the quantitative trait loci(QTLs) associated with the regulation of SGAs content in tuber flesh. In a three-year study, we identified two QTLs on chromosomes 2 and 8 affecting SGAs content in tuber flesh. The QTL on chromosome 8 harbors 38 genes that are co-expressed with the GLYCOALKALOID METABOLISM genes. These findings lay the foundation for exploiting the genes controlling SGAs content in tuber flesh and they provide a theoretical basis for the use of wild germplasm in potato breeding.     

氮钾肥比例对马铃薯生长发育、产量及品质的影响

研究了不同氮钾肥比例对马铃薯生长发育、产量和品质的影响,结果表明,当N∶K2O比增加时,马铃薯的生长发育进程延长,健康态势降低,块茎蛋白质含量升高;而当N∶K2O比降低时,块茎的干物质、淀粉、还原糖、总糖和Vc等含量趋于增加;当N∶K2O为2∶3时,马铃薯的平均产量和商品率最高。