内源激素基因和生化物质调控马铃薯块茎休眠的研究进展

马铃薯是中国四大粮食作物之一，其块茎休眠与发芽特性对马铃薯的播种培育和生产加工均有影响，但目前对于控制块茎休眠和萌发的相关基因及其分子机制的认识尚不深入，制约着中国马铃薯块茎产量的提高与品质的改良。深入研究马铃薯块茎的形成机理对马铃薯产量和品质的改善都有重要意义。从植物激素基因、生化物质（蛋白质、酶、酚类）等方面对马铃薯块茎休眠和萌发的研究进展进行综述，为块茎休眠和发芽调控机制研究、马铃薯种植、贮藏保鲜与产业化发展提供参考。     

水杨酸对马铃薯块茎发芽、酚含量及相关酶活性的影响

用0,500,1 000,2 000 mg*L-1的水杨酸溶液浸泡马铃薯块茎24 h,以清水作对照,然后于25 ℃恒温培养箱中进行培养,定期测定其发芽情况和酚类物质含量及多酚氧化酶(PPO)和过氧化物酶(POD)活性.结果表明,500 mg*L-1的水杨酸能促进马铃薯块茎发芽,而1 000 mg*L-1和2 000 mg*L-1的水杨酸则对块茎发芽起抑制作用;500 mg*L-1水杨酸处理能提高块茎中酚类物质的含量,降低PPO活性,1 000 mg*L-1和2 000 mg*L-1的水杨酸处理则使块茎中酚类物质含量降低,PPO活性提高,各处理均能降低POD活性.     

PVY引起马铃薯块茎细胞坏死的相关基因研究

本研究采集健康马铃薯块茎和被PVY侵染的马铃薯块茎为材料,选取马铃薯RCCR基因和LSD1基因为目标基因。首先提取总RNA后通过反转录PCR(RT-PCR)、琼脂糖凝胶电泳,证明RCCR基因和LSD1基因成功获得,然后进行荧光定量PCR(qPCR)测定在PVY侵染的马铃薯块茎中RCCR基因和LSD1基因的相对表达量,最后又进行了目标基因编码蛋白的结构分析。结果表明,这2个基因的相对表达量均有所下降,推测这2个基因与马铃薯块茎细胞坏死相关,为之后研究PVY引起马铃薯块茎细胞坏死的相关分子机制做了前期探索,为今后的分子育种和抗病药物筛选提供了可选的靶点。     

一步法RT-PCR和两步法RT-PCR对马铃薯病毒诊断研究的比较

本研究采用试剂盒和Total试剂两种方法从马铃薯叶片和茎秆中提取总RNA,同时设计了一步法RT-PCR和两步法RT-PCR的反应体系,依据马铃薯X病毒、马铃薯Y病毒、马铃薯S病毒、马铃薯A病毒以及马铃薯卷叶病毒的基因组RNA保守序列设计特异性引物对,并运用两种RT-PCR反应体系对染病的马铃薯进行病毒检测,结果与报道的这五种马铃薯病毒核苷酸序列进行BLAST比对, 表明扩增的五种马铃薯病毒靶带的序列与靶序列完全一致。两种诊断方法对马铃薯病毒核酸进行浓度检测,结果证明,两步法RT-PCR具有较高灵敏性。但这两种方法均可快速、简便、有效地诊断马铃薯病毒。     

改良CTAB-LiCl法提取枣总RNA体系的建立

本试验以枣树田间枝条的枝皮及组培苗为材料,应用改进的CTAB法进行了总RNA的提取。针对枣组织中富含多糖多酚的特点,改进了CTAB法,采用β－巯基乙醇和PVP去除酚类,KAc及无水乙醇去除多糖,LiCl沉淀过夜的方法提取得到的RNA,条带整齐、清晰,A260/A280介于1.8~2.0之间,A260/A230均大于2.0,证明得到的RNA纯度、完整性和产率均较高,蛋白、多糖及酚类等去除较彻底。结果表明,本试验建立的改良CTAB-LiCl法适于进行枣总RNA的提取     

魔芋叶片中4种总RNA提取方法的比较

本研究分别利用TRIzol法、异硫氰酸胍法、改良的CTAB法及试剂盒这4种方法提取魔芋叶片的总RNA,并用紫外光谱和琼脂糖凝胶电泳对各个提取效果进行鉴定。反复试验的结果表明:TRIzol法难以提取魔芋叶片总RNA,异硫氰酸胍法提取的总RNA浓度低、杂质较多且有部分降解,这两种方法不适宜用于魔芋叶片总RNA提取;试剂盒方法提取的总RNA产率和纯度较高,但稳定性差、成功率低且成本较高;改良的CTAB法利用PVP和β-巯基乙醇去除酚类物质,水饱和酚-氯仿去除蛋白质,醋酸钾去除多糖,该方法提取得到的总RNA的纯度较高,OD260/OD280值为1.893,而且效果稳定,有良好的可重复性。因此,我们认为改良的CTAB法是一种简便、快速且经济的提取魔芋叶片总RNA的方法。     

血红鸡爪槭叶片总RNA提取方法的比较研究

血红鸡爪槭叶片中富含多糖、多酚物质,严重影响了RNA提取纯度和质量。为了获得适宜血红鸡爪槭叶片总RNA提取的方法,采用柱式植物RNAout法、TRIZOL法和改良CTAB法3种提取方法对其叶片总RNA提取效果进行比较分析。结果显示,采用柱子法提取获得的总RNA产率最高,但是有DNA污染;TRIZOL法提取的总RNA OD260∕OD280为1.65,可能有多糖和酚类物质的污染,并且产率最低;改良CTAB法提取的总RNA纯度很高,OD260/OD280平均值在2.0左右,产率在上述两种方法之间,电泳图清晰,而且改良CTAB法提取的总RNA,经RT-PCR获得了清晰的特异性条带。表明改良CTAB法提取的总RNA纯度和产率高,完全可以满足进一步分子生物学研究的需要,是血红鸡爪槭叶片总RNA提取的适宜方法。     

杏叶片与果实总RNA提取方法研究

以杏叶片及幼果为材料,分别从操作耗时、RNA质量和产量等方面比较了CTAB法、改进CTAB法、SDS法、改进SDS-酚法和RNA提取试剂盒Trizol等5种不同的RNA提取方法。结果表明：5种方法均能从幼嫩叶片中提取到总RNA;经电泳检测,28SrRNA和18SrRNA两条主带清晰,A260/A280大于1.8。在叶片RNA提取过程中,改良的CTAB法及Trizol法能获得高质量的RNA,产量也分别达到395.21和839.25μg/g。其中改良SDS以及改良CTAB能更有效减少果实RNA的提取中酚类物质和多糖等杂质的影响,获得质量高的总RNA。每种方法提取的叶片和果实的RNA经反转录后形成cDNA,并进行RT-PCR扩增,成功扩出看家基因泛素蛋白UBQ片段,说明了RNA能够很好地应用于文库构建、基因克隆等研究。     

适宜苹果组培苗总RNA提取方法的研究

利用CTAB_异硫氰酸胍法、改良CTAB法和RNAplant试剂盒法,从富含多糖和酚类物质的苹果组培苗继代苗中提取总RNA。结果表明CTAB_异硫氰酸胍法对苹果组培苗总RNA的提取有较好的效果,所得RNA的A260/A230大于2.0,A260/A280为1.8~2.0,产率在16.95μg/g左右。改良CTAB法和RNAplant试剂盒法提取的RNA均有少量DNA污染,但RNAplant试剂盒法比CTAB法更快捷,简便。     

马铃薯块茎颗粒结合型淀粉合酶基因的克隆及其RNAi载体的构建

GBSSI是马铃薯块茎中控制直链淀粉合成的关键酶, 为培育高支链淀粉含量或纯支链淀粉含量的转基因马铃薯材料, 根据GenBank登录号X58453设计特异引物, 采用RT-PCR技术获得马铃薯块茎GBSSI相似基因, 利用生物信息学相关软件分析, 预测GBSSI相似基因cDNA序列编码的蛋白质结构和功能。结果表明, 克隆的GBSSI相似基因与报道的GBSSI基因序列相似性达到99.78%, 其开放阅读框长1 824 bp, 编码607个氨基酸, 具有许多重要功能位点;三级结构预测结果表明该蛋白具有淀粉合成功能, 基因序列已注册到GenBank, 序列登录号为EU403426。以此基因CDS内542 bp的靶标序列作为干扰区段, 扩增GBSSI的正反向基因片段, 并引入237 bp的内含子序列, 构建由Patatin启动子驱动的具有“正义基因片段gbss A-内含子VP1-ABI3-like protein-反义基因片段gbss B”的植物干扰表达载体pBI121g-PgABI, 将为淀粉合成的进一步研究和高支链淀粉含量或纯支链淀粉含量的马铃薯品种的培育奠定基础。     

甘薯细胞壁蔗糖转化酶基因IbCWIN家族成员鉴定及表达分析

甘薯是重要的粮食、饲料、工业原料作物和新型的生物能源作物,细胞壁蔗糖转化酶是植物源、库组织蔗糖代谢的关键酶,但关于甘薯细胞壁蔗糖转化酶基因IbCWIN家族成员的研究尚未见报道。本研究测定供试品种不同组织部位的蔗糖淀粉含量,利用生物信息学方法对IbCWIN基因家族的理化性质、保守结构域、系统进化关系、启动子作用元件、组织特异性表达模式进行分析。结果表明,甘薯茎中蔗糖含量最高,须根和叶次之,块根最低;块根淀粉含量最高,极显著高于其他部位。甘薯中含有10个IbCWIN基因,编码氨基酸442~1115个,蛋白质分子量范围49.56~124.44kD,等电点为5.0~9.1。分布在8条染色体上,都含有Glyco_32保守结构域及相同或相似的保守基序motif,属于糖基水解酶基因家族GH32。IbCWIN与木薯MeCWINV同源性高,IbCWIN基因家族启动子区域含有多种类型的顺式作用元件。qRT-PCR结果表明,IbCWIN基因家族在甘薯不同组织中均有表达且有多种表达模式,其中IbCWIN2和IbCWIN9在块根中表达量显著高于其他组织部位。本研究为下一步探索甘薯IbCWIN基因家族的功能及调控甘薯源、库关系机制提供理论指导。     

反义PPO基因对马铃薯块茎褐化的影响

对刚收获和贮藏5个月后的12个转基因马铃薯品系及对照块茎进行褐化指标的生理检测,发现2个检测时期的各褐化指标在供试品系间差异均达到显著或极显著水平。综合2个检测时期并与对照相比,PPO活性降幅为26.01%~48.65%;酚物质含量降低22.83%~54.81%;褐化强度除GD-9-qc-1低于对照40.45%~46.78%外,其余品系高于对照或与对照无差别。切割块茎发现,大部分转基因品系较对照褐化出现晚,褐化程度低,褐化指数低于对照88.0%~98.86%。PPO的化学定位显示,低褐化转基因品系的多酚氧化酶集中于维管束环,含量明显少于对照,其中GD-9-qc-1仅有少量多酚氧化酶显现出来,推测是由于反义PPO基因抑制块茎POT32基因表达的结果。进一步的方差、相关分析表明,除对多酚氧化酶含量抑制外,反义PPO基因还降低酚物质含量以减轻块茎损伤褐化。     

板栗子叶总RNA提取方法研究?

为了获得板栗子叶总RNA提取的理想方法,为后续的分子生物学研究打下基础,以板栗幼果子叶为材料,采用改良CTAB法、硼砂-CTAB法、酚-SDS法、皂土法和2种植物总RNA提取试剂盒共6种方法提取板栗子叶总RNA。结果表明,除硼砂-CTAB法外,其他5种方法均能获得板栗子叶总RNA。但是,与酚-SDS法、皂土法和2种植物总RNA提取试剂盒相比较,改良CTAB法提取的板栗子叶总RNA完整性好,纯度高,且无DNA污染,能够满足cDNA-AFLP等分子生物学研究的要求。     

烯效唑（S3307）和胺鲜酯（DTA-6）对马铃薯叶与块茎糖代谢及产量的影响

在大田栽培条件下,以马铃薯克新1号为试验材料,在苗期叶面喷施调节剂烯效唑（S₃₃₀₇）和胺鲜酯（DTA-6）进行处理,以清水作为对照（CK）,研究不同植物生长调节剂对马铃薯叶和块茎间光合产物变化和产量的影响。结果表明:S₃₃₀₇和DTA-6处理可以显著提高马铃薯产量,增加前期叶片内蔗糖和淀粉含量;喷施调节剂第34天（块茎膨大期）,S₃₃₀₇和DTA-6处理促进叶片中淀粉含量向块茎中转运降低叶片内淀粉含量,利于源器官的物质输出;S₃₃₀₇和DTA-6显著增加各取样时期马铃薯块茎中淀粉含量;S₃₃₀₇和DTA-6在喷施后第18和34天显著增加块茎可溶性糖含量;马铃薯块茎内淀粉含量的变化与叶片内蔗糖和淀粉含量均呈极显著正相关,与转化酶和淀粉酶活性呈极显著负相关。S₃₃₀₇和DTA-6处理均显著促进单薯重,同时DTA-6处理的单株薯数也显著高于CK。     

一种改良的快速大量提取禾谷类作物成熟籽粒总RNA的方法

禾谷类作物成熟籽粒富含多糖、蛋白质和脂类等成分,传统的提取方法所得的RNA大多不能满足下游操作的需求。此实验利用一种改良的CTAB法对小麦、水稻、玉米成熟籽粒总RNA进行提取,实验步骤简单。RNA得率高,完整性好,电泳条带清晰,OD260/OD280值在1.6~1.8之间。RT-PCR和Northern印迹分析显示该法所提RNA能够满足下游实验操作的要求。进一步分析发现,这种改良的CTAB法对玉米籽粒RNA的提取效果优于小麦和水稻,更适于玉米籽粒RNA的提取。     

光质与马铃薯块茎细胞信号分子和糖苷生物碱积累的关系

马铃薯块茎糖苷生物碱(SGAs)含量如果超过20mg100g-1FW,人畜食用即可引起中毒。而马铃薯块茎中SGAs的积累受多种因素的影响,其中受温度与光照影响较大。为减少马铃薯块茎中SGAs的积累,了解SGAs在马铃薯块茎中的积累机制,研究了同一温度下不同光质对马铃薯块茎SGAs的积累的影响。结果表明红光照射后各品种SGAs平均含量比蓝光、白光、黑暗处理分别提高26.02%、55.50%和100.79%,且在α=0.01水平上差异极显著,说明不同光质对马铃薯块茎SGAs含量影响不同,红光影响最大,蓝光次之。同时,马铃薯块茎经不同光质处理后作为第二信使的G蛋白含量在红光下较蓝光、黑暗、白光下分别上升0.95%、2.01%、3.86%,钙调蛋白含量分别增加7.94%、37.41%和87.24%。由此可知,红光是SGAs积累的重要信号分子,其信号作用启动了红光受体PHYB,与第二信使G蛋白和CaM等共同参与马铃薯块茎SGAs的代谢积累。     

A comparison of microtubers and field-grown tubers of potato (Solanum tuberosum L.) for hexoses, sucrose and their ratios following postharvest cold storage

Cold-induced sweetening (CIS) is a significant postharvest problem in processing potato (Solanum tuberosum L.) tubers. A rise in hexose sugar levels during cold storage results in a brown, bitter tasting and unmarketable product. We tested if potato microtubers (MicroT) can undergo CIS and if this corresponds to the CIS response in field-grown tubers (FieldT) with the hope of fast-tracking breeding programmes using a MicroT system. Using MicroT from potato genotypes representing a range of CIS response levels we have demonstrated that MicroT undergo CIS more rapidly than FieldT. Correlations of glucose:sucrose and hexose:sucrose ratios were highly significant between the two tuber types after cold treatment and these ratios are known to be good predictors of invertase activity, a key regulator of CIS. Correlations of individual sugars were non-significant before and after postharvest cold treatment.