甘薯肌醇-1-磷酸合酶基因的表达分析

采用RT-PCR技术克隆了甘薯肌醇-1-磷酸合酶基因的cDNA编码区,命名为IbMIPS-1.该基因由1 530个碱基组成,编码510个氨基酸,与蓖麻、烟草、芝麻、大豆肌醇-1-磷酸合酶的氨基酸序列比对表明,其同源性很高.将克隆的IbMIPS-1基因连接到pQE30载体,构建原核表达载体.实时定量RT-PCR分析结果表明,在茎线虫侵染甘薯块根后,IbMIPS-1基因被诱导表达,并且在侵染后的第4天表达量最高.推测该基因可能参与甘薯抗茎线虫病信号传导,以诱发甘薯茎线虫病抗性反应.     

花生蔗糖合酶基因AhSuSy的克隆和干旱胁迫表达分析

蔗糖合酶(sucrose synthase, SuSy)是蔗糖代谢途径中的关键酶, 在植物生长、发育和渗透调节过程中起着重要的作用。本研究利用同源克隆、RACE和TAIL-PCR相结合的方法从花生叶片中分离了蔗糖合酶基因, 命名为AhSuSy (GenBank登录号JF346233)。该基因cDNA序列全长2 790 bp, 包含一个2 421 bp的开放阅读框(ORF), 5′端非编码区57bp, 3¢端非编码区为312 bp。根据编码区预测AhSuSy编码806个氨基酸, 与大豆、拟南芥、玉米等植物中相关蛋白的氨基酸序列同源性达75%以上; 成功构建了该基因的原核表达载体pET32a-AhSuSy, 在IPTG诱导下得到92 kD左右的蛋白, 与理论值一致。半定量RT-PCR分析表明AhSuSy在花生根、茎、叶中均有表达。利用10%PEG模拟干旱处理花生幼苗, 分析胁迫后AhSuSy的转录水平, 同时测定蔗糖合酶活性和蔗糖含量, 发现三者均表现为处理后4~12 h逐渐升高, 相关性分析显示花生中蔗糖含量与蔗糖合酶活性的相关系数达0.993(P=0.007<0.01), 处理后12~24 h逐渐降低。推测该基因响应干旱调控, 在花生抗旱胁迫中可能起着一定的作用。     

牛大力蔗糖合酶基因CsSuSy克隆与表达特征分析

蔗糖合酶(sucrose synthase,SuSy)是催化蔗糖代谢的关键酶之一,参与蔗糖的分解、淀粉的生物合成等代谢过程,在植物的生长发育中发挥着至关重要的调控作用。本研究从牛大力转录组数据库筛选并克隆得到两个蔗糖合酶基因CsSuSy1与CsSuSy2,CsSuSy1全长2326 bp,包括2307 bp的完整开放阅读框(open reading frame,ORF),编码768个氨基酸;CsSuSy2基因全长3028 bp,包括2439 bp的ORF,编码812个氨基酸。CsSuSy1与CsSuSy2的蛋白结构预测分子量分别为87.8 kD与92.6 kD,理论等电点分别为5.91与5.75,二级结构主要为α-螺旋与无规则卷曲。保守结构域分析结果显示它们属于PLN00142超级家族成员,包含蔗糖合酶结构域(Sucrose_synth)与糖基转移酶结构域(Glycos_transf_1)两个保守结构域,与同科其它近缘种的SuSys氨基酸序列具有较高的相似性。系统进化树分析显示主要分为两个大分支。qRT-PCR检测结果显示CsSuSy1和CsSuSy2分别在块根膨大初期、块根膨大初期和中期高表达,且表达量显著高于茎、叶和成熟种子。鉴于在牛大力块根发育过程中CsSuSys1基因表达量与多糖含量呈极显著负相关、与淀粉含量呈显著负相关,CsSuSys2基因表达量与多糖含量呈显著负相关,推测CsSuSys1和CsSuSys2在块根膨大前期或中期协同参与催化蔗糖降解,促进块根中多糖和淀粉的积累。本研究结果为揭示蔗糖合酶参与牛大力块根膨大过程的蔗糖代谢提供证据,有助于进一步阐明牛大力块根膨大的分子机制。     

毛白杨二氢黄酮醇合酶基因PtDFR1的克隆与功能验证

以RT-PCR的方法获得毛白杨(Populus tomentosa Carr.)二氢黄酮醇合酶基因(Dihydroflavonol 4-reductase)DFR,命名为PtDFR1,完整的ORF编码336个氨基酸,含有DFR蛋白特征性序列:NADP结合域和特异性底物识别域。序列比对发现,毛白杨PtDFR1蛋白与其他已知物种DFR有较高同源性,特别是与欧洲颤杨(Populus tremuloides)和葡萄(Vitis vinifera)以及苹果(Malus x domestica)氨基酸序列同源性最高,分别达到89.9%,86.4%和85.1%。荧光定量PCR检测基因组织特异性表达发现,该基因在根中表达量最高,其次为叶柄,而在叶片中表达丰度最低。根癌农杆菌介导PtDFR1在毛白杨中超量表达,检测转基因株系中花青素和缩合单宁的含量发现,与野生型相比,转基因植株中缩合单宁产量提高2～3倍,而花青素含量无显著变化,表明PtDFR1可能主要在缩合单宁合成途径中发挥作用。     

北柴胡环阿屯醇合酶基因的全长克隆与表达分析

环阿屯醇合酶(CAS)是柴胡中植物甾醇类物质合成途径的关键酶,与柴胡皂苷合成途径的关键酶基因β-香树酯醇合酶(β-AS)竞争共同的前体物质,影响柴胡皂苷的积累。为探究柴胡中环阿屯醇合酶的作用,本研究以北柴胡cDNA为模板,克隆获得北柴胡环阿屯醇合酶基因BcCAS的全长序列,对BcCAS全长cDNA序列及其编码氨基酸序列进行了生物信息学分析,并采用实时荧光定量PCR (RT-PCR)方法检测该基因在北柴胡不同组织中的表达差异。结果表明:该基因全长2 314 bp (GenBank登录号:MT349674),包含2 271 bp的开放阅读框,编码756个氨基酸。预测该基因的编码蛋白含有氧化鲨烯环化酶(OSC)超基因家族的DCTAE和QW结构域,与高氏柴胡、人参、光果甘草、白桦等植物的CAS蛋白具有较高同源性。BcCAS基因在北柴胡根、茎、叶、花等组织中均有表达,在茎中表达量最高。本研究为柴胡皂苷生物合成途径的调控研究提供帮助。     

糜子SAMS基因的克隆及其在干旱复水中的表达模式分析

以糜子抗旱节水研究中获得的一个与S-腺苷甲硫氨酸合成酶(SAMS)基因同源性较高的EST序列为基础, 采用RT-PCR技术从糜子中分离到一个SAMS基因的全长cDNA序列(命名为PmSAMS), 全长1 293 bp, 编码396个氨基酸, 具有SAMS典型的N端结构域、中间结构域及C端结构域。糜子、马铃薯、拟南芥、甜菜、大麦、荔枝、番茄和水稻8种植物SAMS的氨基酸序列多重比较分析表明, 不同植物的SAMS的氨基酸相似程度非常高(92%~97%), 其中糜子与水稻的相似性最高(97%), 说明SAMS基因在植物进化中非常保守。PmSAMS基因在糜子幼苗干旱及复水过程中的半定量RT-PCR表达模式分析表明, 在干旱早期(土壤含水量36%)诱导该基因大量表达, 而干旱程度更严重时(土壤含水量为24%)其表达受到严重抑制, 表达量比对照还低; 严重干旱后复水2 h, 其表达量增强至干旱早期的表达量, 而复水6 h后表达量降低至对照(干旱处理前)水平。可见, PmSAMS基因的表达涉及糜子响应干旱胁迫及干旱后复水过程, 可能是糜子抗旱节水的关键基因。该基因的克隆为进一步探讨其应用于农作物抗旱节水性的遗传改良奠定了基础。     

植物磷酸蔗糖磷酸酶家族基因鉴定及序列和进化分析

磷酸蔗糖磷酸酶(sucrose phosphate phosphatase,SPP)是蔗糖合成途径中的关键酶;二磷酸尿苷葡萄糖和6-磷酸果糖为底物,蔗糖磷酸合成酶催化生成磷酸蔗糖,磷酸蔗糖在磷酸蔗糖磷酸酶作用下水解形成蔗糖。为了系统梳理SPP在植物基因组中的状况,我们对SPP基因进行了全面的挖掘、鉴定和进化分析,并重点分析该基因在番茄中的表达。首先,针对SPP的基因序列,挖掘得到2个蛋白结构域;其次,对该基因进行全面鉴定,构建其进化树,可发现SPP是从高等植物开始登陆的;最后,将番茄CDS序列比对到各探针,从数据库中提取组织中的表达数据,表明野生型番茄的表达量较高。本研究为磷酸蔗糖磷酸酶提供了基因信息,为植物中蔗糖合成途径的作用机理及其进化机制提供了基础研究。     

甜橙柠檬酸合酶基因的克隆及其表达分析

柠檬酸合酶与柠檬酸的积累密切相关。为了研究该基因的功能及其调控,通过设计特异性引物对甜橙柠檬酸合酶基因进行了克隆,采用半定量PCR法对哈姆林叶片、果肉和果皮中该基因的表达模式进行检测。克隆得到甜橙柠檬酸合酶基因的cDNA序列,全长1535bp,ORF区含471个氨基酸残基,序列比对显示,哈姆林甜橙柠檬酸合酶基因与其他植物的该基因高度同源。半定量PCR结果显示果肉和果皮中柠檬酸合酶基因在各个时期的表达基本没有变化,而叶片中其表达水平随果实发育成熟不断降低,与果实中柠檬酸含量变化趋势相同。说明叶片中柠檬酸合酶基因表达与果实酸含量正相关。     

草莓轻型黄边病毒CP基因的克隆、序列分析及原核表达

克隆草莓轻型黄边病毒CP基因,并构建其原核表达载体,在大肠杆菌中诱导表达CP蛋白。利用SMYEV的检测引物,通过RT-PCR技术筛选带SMYEV的草莓植株;根据NCBI中SMYEV序列设计扩增CP基因全长引物,通过RT-PCR获得SMYEV沈阳分离物CP基因全长序列;将CP基因克隆到原核表达pGEX-6P-1上,利用IPTG诱导CP基因在大肠杆菌BL21(DE3)中表达蛋白。利用RT-PCR扩增获得SMYEV分离物SY05的CP基因全长序列,由729个核苷酸组成,编码242个氨基酸残基。SY05与其他SMYEV分离物的核苷酸同源性为80.1%～97.4%,氨基酸同源性为92.1%～99.6%,其中,与SMYEV分离物SY03的氨基酸一致性为98.3%。将SY05的CP基因成功克隆到原核表达载体pGEX-6P-1上,构建了重组表达载体p6P-EV-CP,并将其导入大肠杆菌BL21(DE3)中。SDS-PAGE分析表明,IPTG诱导SMYEV分离物SY05的CP基因在大肠杆菌中表达出分子量为52.0 kDa的融合蛋白。克隆出SMYEV分离物SY05的CP基因,实现了其在原核细胞中的表达,为SMYEV抗血清的制备奠定了重要基础。     

水稻胆碱单加氧酶基因的克隆与表达分析

高等植物中甜菜碱由胆碱经两步氧化反应合成,其中由胆碱单加氧酶(CMO)催化第一步氧化反应,甜菜碱醛脱氢酶(BADH)催化第二步氧化反应.采用生物信息学技术和RT-PCR的方法从水稻幼苗组织中分离得到了水稻CMO基因的cDNA克隆,将其命名为OsCMO.该基因含有10个外显子和9个内含子,其开放阅读框编码一条长为410个氨基酸残基的多肽,与拟南芥、山菠菜、苋、碱蓬和甜菜等植物的胆碱单加氧酶的氨基酸序列的一致性50%～62%.mRNA分析表明OsCMO基因在水稻幼苗组织中的表达受高盐、低温和干旱等胁迫的上调诱导表达,表明该基因可能在抵御非生物胁迫中发挥重要作用.     

植物新品种保护与品种审定的意义和异同

随着知识产权愈来愈受到社会各界的关注，植物新品种保护工作也显得尤为重要。该文着重介绍了植物新品种保护的发展概况、意义及其与品种审定的异同，使读者对植物新品种保护工作有所了解。     

大白菜施肥技巧与主要病虫害防治

1施肥技巧 大白菜施肥原则是：整地重施有机肥，苗后分次巧追肥。追肥要掌握“少量多次、前少后多、分期供给”。肥后及时浇水，以达到肥水均匀，充分发挥肥效。     

我国蔬菜产业和科学技术的发展与展望

1　我国蔬菜产业的发展现状蔬菜是人们日常生活中不可缺少的副食品,也是我国目前种植业中最具活力的经济作物。改革开放以来,随着市场经济的发展,农产品产销体制的不断改革和完善,特别是1988年实施“菜篮子工程”以来,蔬菜产业得到了蓬勃发展。1.1　播种面积1987~1999年,全国蔬菜播种面积由533.3万hm²,发展到1333.3万hm²,增长139.5%。1.2　总产量1987~1999年,全国蔬菜总产量由1.55亿t增加到4.05亿t,增长161.3%,使年人均鲜菜占有量达到330.7kg(世界各国人均105kg……     

Dry matter and nitrogen accumulation and residues of oil and protein crops

Oil and protein crops are of growing importance in cropping systems. This study was carried out to compare oil crops of linseed, rapeseed, sunflower and protein crops of faba bean and white lupin for grain production, residual plant dry matter and nitrogen. Two field experiments with either oil or protein crops were conducted in 1993 and 1994, respectively. Total dry matter production, grain yield, residues, N concentrations and mineral N in the soil were measured. Dry matter production and distribution as well as N uptake and residues varied greatly among species and between years. In 1993, oil crops gave up to 3 t ha⁻¹ grain and 16 t ha⁻¹ residues with sunflower, while in 1994 up to 5 and 11 t ha⁻¹, respectively, were recorded with winter rape. Protein crops showed an opposite reaction in years. Nitrogen uptake and residual N amounts were correlated with dry matter production. Plant residues of oil crops contained 20–140 kg N ha⁻¹; those of protein crops up to 80 kg N ha⁻¹. Despite the variation of residual plant N the variability of mineral N in the soil at harvest was hardly influenced by crops and amounted to only 20–50 kg NO⁻₃-N ha⁻¹.     

Approaches and Applications of Chemomics and Chemoinformatics

Some novel concepts of chemomics/molomics are proposed including hydrocarbomics, alcophenomics, carboxomics, pepitomics, metabonomics, etc. like genomics, protomics and glycomics in bioomics. Some examples are given to demonstrate the chemomics and/or molomics methodology and technology based chemoinformatics and bioinformatics and their wide applications in Chemistry and Biology.     

乙烯的生物合成与信号及其对种子萌发和休眠的调控

种子萌发是一种关键的生态和农业性状,由调控种子休眠状态和萌发潜势的内在和外部信息所决定,在植物随后的生长发育和产量中起着极其重要的作用。休眠是指种子在合适的条件下暂时不能萌发。乙烯是一种简单的具有多种功能的气体植物激素,在分子、细胞和整体植物水平调节植物的代谢。在适宜和逆境条件下,乙烯通过与其他信号分子的相互作用影响植物的行为。本文主要综述乙烯的生物合成与信号、乙烯在种子萌发和休眠释放中的作用以及乙烯与植物激素脱落酸和赤霉素的相互作用;并提出了需要进一步研究的科学问题,试图为解释乙烯调控种子萌发与休眠的分子机制提供新的研究思想。     

谷子、小麦籽粒蛋白、淀粉构成及结构差异分析

为了研究谷子和小麦的淀粉、蛋白质结构、性状的差异,探索改良谷子品质的新思路,通过籽粒总蛋白提取法提取小麦与谷子的总蛋白,通过小麦谷蛋白提取方法提取小麦与谷子的谷蛋白,通过醇类物质提取小麦和谷子中的醇溶蛋白,并通过SDS-PAGE对总蛋白及谷蛋白条带进行鉴定、A-PAGE对醇溶蛋白带谱进行鉴定,并通过扫描电镜观察籽粒内部结构,分析小麦与谷子蛋白和淀粉的结构差异。结果表明,谷子谷蛋白含量低,存在一定量的醇溶蛋白,且存在一定的多态性;小麦淀粉包含A、B、C 3种淀粉粒,淀粉体间隙紧密填充蛋白体,谷子淀粉体呈多边形,体积小于小麦淀粉体,且仅含有2种类型的淀粉粒。谷子、小麦的淀粉类型、谷蛋白含量存在明显差异,醇溶蛋白具有品种间特异性,谷子的醇溶蛋白带谱数量明显低于小麦,为从淀粉发育、蛋白质含量等方面改良谷子品质提供了新的思路。     

硫处理在果蔬保鲜与加工中的利与弊

硫处理在果蔬保鲜与加工领域应用广泛,可用作杀菌剂、贮藏剂、护色剂等,与其它方法相比硫处理有许多优势.首先,不需要冷藏处理即可杀菌或抑菌保鲜,能够较好地保持原料的品质;其次,用量少,价格低廉,使用简便;再次,SO2易挥发,残留量低.因此,硫处理在许多种果蔬保鲜和加工中起到非常重要的作用.     

向日葵抗盐碱生理生化机制与生长发育特性分析

以Y05-222A和Y06-136R杂交得到的135株F₂群体为研究材料,测定过氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）、脯氨酸（Pro）、过氧化氢酶（CAT）、可溶性蛋白和丙二醛（MDA）等6个生理指标,并进行方差分析、相关性分析和通径分析,对F₂群体进行偏度及峰度分析。结果显示,以上6个生理指标在F₂群体中P>0.05,分布频率符合正态分布,同时存在双向超亲分离现象;相关性分析和通径分析显示,这些指标与抗盐碱系数均呈极显著相关（正相关或负相关）,且相关系数与总间接通径系数方向一致。POD活性的直接通径系数为0.5003,可见POD直接影响抗盐碱性;CAT活性和Pro含量的直接通径系数分别为-0.1317和-0.0384,间接影响抗盐碱性;SOD活性、MDA及可溶性蛋白含量直接或间接影响抗盐碱性。POD、SOD、Pro、CAT、可溶性蛋白和MDA各生理指标的抗盐碱作用表现为POD>CAT>Pro>可溶性蛋白>MDA>SOD。叶片数、株高、茎粗和盘径与抗盐碱系数呈极显著正相关,其相关性表现为叶片数>盘径>株高>茎粗。以上结果可为研究油用向日葵抗盐碱性提供一定的理论基础。     

果蔬食品的褐变与控制

结合生产实际,对果蔬食品产生褐变的机理及其控制途径进行探讨。通过遗传学途径,培育果蔬新品种,使之不含易氧化变色物质,增强其天然抗褐变性,是控制果蔬褐变的根本途径。