葡萄属植物抗旱相关基因研究进展

干旱是影响葡萄正常生长发育、产量和品质的一个重要逆境因子。随着分子生物学的应用与发展,葡萄对干旱胁迫相关基因的响应这一领域备受国内外广大学者的关注与重视。干旱胁迫诱导葡萄表达的基因主要分为2类,一类是能够增强葡萄抗旱能力的功能基因;另一类是调控基因。该文综述了葡萄响应干旱胁迫相关基因的克隆、转录、表达调控、功能验证及抗旱转录因子方面的研究进展,并对葡萄响应干旱胁迫相关基因研究存在的问题和未来的研究方向进行了分析和讨论。     

不同浓度氮处理毛竹水通道蛋白基因表达模式及其调控网络

氮和水分平衡对植物生长发育具有重要作用，在长期进化过程中植物体内形成了氮运输和水分平衡的复杂调控网络。为揭示竹子速生的内在调控机制，研究了不同浓度氮处理下毛竹根中水通道蛋白(AQP)基因的表达模式，并预测了其表达调控网络。结果表明，在不同浓度氮处理下，在毛竹根的转录本中共鉴定到30个差异表达的PeAQPs，包括14个PePIPs、8个PeTIPs、7个PeNIPs和PeSIP2-1；随着氮浓度的提高，PeAQPs的表达模式主要分为2类：一类呈上调表达，另一类呈下调表达。在这些差异表达AQP基因的启动子中鉴定到了许多转录因子(TF)的结合元件，同时通过筛选差异表达TFs，构建了差异表达TFs和PeAQPs的共表达网络。代表性差异表达TFs和PeAQPs表达的相关性分析和共表达结果表明，这些TF可能参与调控毛竹中水分和氮的协调运输。研究结果可为深入解析毛竹快速生长的分子机制提供参考。     

落叶松LaIAA2基因的克隆及表达分析

以落叶松扦插生根率存在显著差异的2个优良全同胞无性系茎和根为材料,利用抑制消减杂交(SSH)技术构建正、反2个落叶松扦插生根过程差别表达cDNA文库。序列分析获得1个AUX/IAA基因片段。运用Race技术,成功获得这个Aux/IAA基因的全长。同时,运用实时定量PCR和半定量PCR技术分析这个基因的表达谱,结果表明:LaIAA2基因在茎中高表达,叶中低表达。在生长素处理后,LaIAA2基因表达明显增加,表明这个基因受生长素调控。     

胡杨大片段转化拟南芥植株表型分析

胡杨是研究林木对极端逆境响应的首选材料。开展胡杨随机插入大片段遗传转化,克服了单基因对植物表型的微效应而不易检测的难题,是植物基因功能研究思路的新尝试。用花序浸染法将胡杨基因大片段转化到拟南芥中,筛选出有特异性状并稳定表达的转化型植株。表型分析结果表明,转化型拟南芥植株与野生型的生长性状存在明显差异,与野生型相比,转化型种子粒径增长达14%、千粒重增加达27%,这为进一步开展该基因大片段功能研究,奠定了前期实验基础。     

光皮桦MYB基因的克隆及表达和调控分析

【目的】MYB转录因子是植物中一类重要的转录因子,在调控次生壁纤维素和木质素等的合成中具有重要作用。为了挖掘参与光皮桦木材形成的MYB基因,本研究通过克隆MYB基因,分析其序列特征、表达模式和下游调控基因,以期为后续功能深入解析和分子辅助育种提供理论依据和基因资源。【方法】利用RACE技术分离到4个光皮桦BlMYB基因的cDNA片段。利用生物信息学工具对这些基因的序列特征进行分析,利用实时荧光定量PCR分析BlMYB及预测的下游基因在不同器官(雌花序、雄花序、嫩芽、嫩叶、成熟叶、茎)、组织(内外层木质部、韧皮部、形成层)中,以及应拉木诱导早期阶段的表达差异。以2个木质部特异表达的BlMYB为指导基因,采用相互排名法和Cytoscape软件构建共表达网;使用Plant CARE在线查询共表达的下游基因启动子区元件。【结果】分离到4个BlMYB的全长cDNA序列,分别命名为BlMYB1、BlMYB2、BlMYB3和BlMYB4,它们编码的蛋白分别由395、252、258、320个氨基酸残基组成,且在靠近N端都有R2R3结构域。4个BlMYB氨基酸序列间一致性27%～37%,而与它们同源的拟南芥AtMYB氨基酸序列间的一致性为39%～55%。4个BlMYB基因都含有1～2个内含子。进化树构建分析发现4个BlMYB分属于4个不同的分支,其中BlMYB2、BlMYB4分别与细胞次生壁形成相关的MYB聚在一起。BlMYB1、BlMYB3在成熟叶片中优势表达,且随叶片成熟表达水平呈递增趋势,可能与叶片的发育有关。BlMYB2在木质化茎段的木质部强烈表达,而在叶片、韧皮部等组织中的表达相对较弱;在应拉木诱导形成的早期阶段,应拉木中BlMYB2呈下调表达,尤其是拉弯处理48 h和7天时的相应数值均显著低于直立木。BlMYB4在茎的木质部、成熟雄花序中优势表达,在根、嫩叶中的表达水平较低;同时,在应拉木诱导形成早期阶段,BlMYB4在应拉木和对应木中分别呈现上调和下调表达。另外,基于共表达分析和特异性AC元件筛选,推测FRK、COMT、HCT、CesA3、CesA4、4CL、CCoAOMT 7个纤维素、木质素合成酶基因可能受BlMYB2和BlMYB4所调控。【结论】获得的4个光皮桦BlMYB基因属于R2R3-MYB家族,具不同的基因结构。4个基因呈现不同的表达模式暗示它们可能参与调控不同代谢途径。结合光皮桦应拉木特征和共表达分析结果,可初步推测BlMYB2和BlMYB4可能参与光皮桦木材形成过程的调控。     

不同长度ThVHAc1基因启动子片段分离及活性分析

[目的]VHAc基因(V-ATPase c亚基)是V-ATPase的重要亚基,能响应盐、重金属等胁迫,过表达刚毛柽柳ThVHAc1基因的酵母能提高抗CdCl_2耐NaCl能力。本研究拟通过分离ThVHAc1基因不同长度启动子片段并对其胁迫后活性进行分析,以进一步探讨ThVHAc1基因响应CdCl_2和NaCl胁迫的机制。[方法]根据ThVHAc1基因启动子中含有的Dof顺式作用元件的分布,将ThVHAc1基因上游启动子分为205 bp(-1—-205),504 bp(-1—-504)和781 bp(-1—-781)3个不同长度片段。将这些不同长度启动子片段分别替换p CAMBIA1301载体上的CaMV35S启动子,以驱动GUS基因表达,构建植物表达载体,利用农杆菌介导法转化拟南芥。对4周龄的T4代转基因拟南芥分别进行H_2O(非胁迫处理,对照)、100 mmol·L~(-1)NaCl和150μmol·L~(-1)CdCl_2胁迫处理,比较不同转基因株系的GUS染色和GUS酶活性。[结果]正常生长条件下,CaMV35S株系在根、茎、叶中均有GUS染色;3个启动子片段转基因株系均能在不同组织观察到GUS染色,且在根、茎、叶中有一定差异,但整体上GUS酶活性表现为781504205。NaCl胁迫下,CaMV35S株系的GUS染色及酶活性与正常生长条件相比无明显变化,但3个启动子片段转基因株系的GUS染色及酶活性均显著降低,且781株系的GUS酶活性分别为205和504株系的2.73和2.07倍;同时,3个启动子片段转基因株系的组织表达特性发生了一些改变,如,504株系在老叶中表达明显增强,嫩叶中减弱,根中无明显变化。CdCl_2胁迫下各转基因株系的GUS染色和酶活性变化趋势与NaCl胁迫相似。CdCl_2胁迫下,205,504,781株系的GUS酶活性分别为非胁迫时的52.4%,57.9%和80.9%;胁迫后的组织表达活性也发生了一些改变,205株系的GUS染色在老叶较深、嫩叶较浅,504株系则在各部分的表达较均匀,781株系大多叶片的GUS表达减弱;但781株系的GUS酶活性仍然最高,分别为205和504株系的2.67和2.07倍。[结论]ThVHAc1基因启动子片段的驱动活性与长度呈正相关;各不同片段启动子在根、茎、叶中的GUS染色及活性具有一定差异,体现在不同启动子片段的表达活性具有一定的组织特异性。NaCl和CdCl_2胁迫对ThVHAc1基因启动子的驱动能力具有一定影响,胁迫后各启动子片段转基因株系GUS酶活性均显著降低,但长片段受胁迫的影响程度低于短片段。Dof元件的数量在3个启动子片段中依次减少,表明Dof元件可能对NaCl和CdCl_2胁迫有一定的调节作用。同时,NaCl和CdCl_2胁迫对ThVHAc1基因启动子的组织表达特性具有一定的影响。     

MicroRNA转录后调控欧美杨R2R3-MYBs抗锈菌表达

[目的]强致病锈菌亲和型树种欧美杨适合做寄主感病分子机理研究。研究表明转录因子及其调控miRNA在杨树抗/感病过程中起重要的信号传导和调控作用,决定杨树与锈菌的亲和性。为深入研究杨树感病性,对欧美杨R2R3-MYB转录因子及其调控miRNA进行研究。[方法]构建锈菌侵染和未侵染miRNA组、降解组文库和基因表达谱文库,进行高通量测序。对基因表达谱结果进行生物信息学分析鉴定R2R3-MYBs,根据miRNA组和降解组数据确定R2R3-MYBs调控miRNA。应用定量PCR技术鉴定候选R2R3-MYBs和其调控miRNA的表达量。[结果]共鉴定到230个欧美杨R2R3-MYBs,其中55个R2R3-MYBs在锈菌侵染和未侵染叶片间表达量差异显著,其余表达量变化不显著。基于降解组,共鉴定到由22个miRNA调控18个R2R3-MYBs的86个转录后调控关系。定量PCR结果表明PC-3p-2521022_1与Pnd MYB173存在转录后负调控关系。预测的R2R3-MYB靶基因涉及水杨酸、茉莉酸、乙烯和脱落酸等多个植物激素抗性路径。[结论]E4强致病锈菌侵染导致亲和型树种欧美杨23.9%的R2R3-MYBs表达量发生变化,锈菌侵染不但可以影响R2R3-MYBs的表达量,还可以启动或关闭R2R3-MYBs的表达。欧美杨在E4强致病锈菌胁迫条件下,R2R3-MYBs转录后主要受miR159和miR858家族的miRNA调控。     

蓝花楹JaCBF1转录因子片段的序列分析及耐寒性功能验证

CBF类转录因子是调控植物冷害应答反应的关键因子.从蓝花楹中克隆到一个457 bp CBF类基因片段,序列分析表明其编码142氨基酸的片段,并与多个物种CBF1基因序列高度同源,且具有CBF家族的AP2核心结构域,因此将其命名为JaCBF1.原核表达的结果显示此基因片段编码16 kDa的蛋白,表达分析结果显示JaCBF1于低温条件下在蓝花楹根、茎、叶中有差异性转录.Southern杂交结果揭示JaCBF1在蓝花楹基因组中存在至少2个拷贝.通过脓杆菌介导方法将JaCBF1异源转录到拟南芥中,荧光共聚焦显微照相结果显示其编码的蛋白质定位于细胞核,冷处理实验发现转基因拟南芥植株的耐冷性得到了显著提高,表明此新片段具有CBF类植物耐冷因子的典型功能.     

中间锦鸡儿fad2基因片段克隆、反义表达载体构建及遗传转化初步研究

以我国重要的生物能源灌木--中间锦鸡儿枝叶和种子为材料,根据GenBank中已经发表fad2基因的同源序列,利用PCR技术克隆得到基因片段.在GenBank中Blast(GenBank登录号AY957393)所得基因片段和同属豆科的Glycine max Gmfad2-2a同源性高达88%,位于fad2基因编码区中部.将所得片段经BamHI和SacI酶切后插入表达载体质粒pBI121,构建了反义表达载体pBI121fad2,并利用农杆菌介导法转入烟草叶片,获得了抗卡那霉素和氨苄青霉素的再生烟草植株.初步分析结果表明:与对照烟草相比,转基因烟草种子脂肪酸含量没有明显差异,而亚油酸则减少10.3%.     

河北葡萄主产区施肥与灌溉方式及移动水肥效果分析

为明确河北省葡萄主产区水肥调控潜力,实现水肥高效绿色可持续,分别在2011、2014和2018年,以河北省葡萄主产区张家口怀来县、涿鹿县和秦皇岛昌黎县为区域开展追踪调研;并于2017-2019年在昌黎县、定州市,分别进行了鲜食葡萄"红地球"与酿酒葡萄"赤霞珠"的移动水肥田间试验。结果表明,在调研区内鲜食、酿酒葡萄均以沟施为主,分别占比63%和62%,2014较2011年沟施占比增加,撒施占比降低,2018较2014年撒施占比增加。灌水方式上有很大差异,沟灌、漫灌和滴灌占比分别为43%、45%、13%,2014较2011年沟灌与滴灌占比均有所增加,漫灌占比降低,2018年较2014年漫灌占比增加,沟灌与滴灌占比下降。主产区水肥一体化技术应用面积仅占葡萄种植面积的0.45%。采用移动水肥技术鲜食葡萄产量提高16.73%,可溶性固形物、可滴定酸分别增加8.09%、4.41%,节本增效13 922.8元/hm~2;酿酒葡萄产量提高7.69%,可溶性糖、可滴定酸分别增加2.59%、1.30%,节本增效4 597.5元/hm~2。结果表明,河北葡萄主产区水肥管理方式不统一,移动水肥技术可提高产量改善品质,实现节本增收,具有推广应用前景。     

肥培毛竹林土壤氨挥发特征

【目的】通过田间试验研究不同施肥深度毛竹林土壤氨挥发特征,为毛竹林合理施肥提高养分利用率、降低损失提供理论依据。【方法】以安徽省黄山区毛竹林为对象,设置0,5,10,15,20,25和30 cm 7个施肥深度,分别施入尿素、过磷酸钙和氯化钾,以不施肥作为空白对照。氨挥发的收集采用通气法,用2%硼酸作为氨的吸收液。采用单因素分析(ANOVA)进行显著性检验和最小显著性差异法(LSD)进行多重比较。【结果】毛竹林施肥后土壤铵态氮含量先升高后降低,最后趋于稳定;氨挥发进程随施肥时间呈现明显的规律性变化,并与施肥深度关系密切。在施肥后第2天即被检测到挥发氨,施肥后毛竹林土壤的氨挥发速率先升高后降低,呈单峰曲线变化;0,5和10 cm深度施肥处理的氨挥发速率在第3天达到最大值,而15,20,25和30 cm深度施肥处理在第6天达到峰值;随后氨挥发速率逐日降低,至第12天时降至未施肥处理水平。氨挥发过程可分为快速和慢速2个阶段:施肥后1~8天为快速上升阶段,8天内挥发量占试验期间氨挥发总量的81.93%~92.38%;第8天后氨挥发速率明显降低,各施肥深度氨挥发累积量(y)与时间(t)符合Elovish动力学方程(y=a+b lnt);试验结束后,各施肥处理毛竹林土壤氨挥发损失量为10.12~27.17 kg·h~(-1)。施肥深度对氨挥发影响明显,平均氨挥发速率和挥发损失量随深度增加而逐渐降低,以0和5 cm施肥深度处损失量最大,分别达27.17和25.66 kg·h~(-1),相当于施氮量的21.05%和19.88%,在施肥深度超过15 cm时,损失率降幅明显减缓。【结论】集约经营毛竹林,施肥后8天内氨挥发速度快,建议通过环境条件调控降低氮素流失;施肥深度超过15 cm氨挥发损失率较低,但深层施肥可能导致淋溶损失,同时也增加生产成本。综合考虑毛竹根系分布及氮素损失、利用情况,施肥深度应为15~20 cm土层。     

差异表达基因分离技术研究进展

研究不同细胞或同类细胞在不同发育阶段、不同生理状态下(正常状态、发育、衰老、损伤及疾病)差异基因的表达状况,将有助于了解调控细胞分化的机制,为分析生命活动过程提供重要信息。而分离与克隆差异表达的基因是了解这些生命过程的基础。1990年以来,出现了mRNA差异显示技术、代表性差异分析、抑制性削减杂交、cDNA微阵列技术等多种分离差异表达基因的手段,本文对以上方法的优缺点、发展趋势及其应用前景作了简要综述。     

杨树维管组织特异启动子的克隆与启动活性分析

启动子在基因表达调控中起关键性作用,它在很大程度上决定所控基因表达的时间、空间和强度。依据拟南芥ATH1芯片分析杨树维管形成时期特异表达基因的结果,选取了差异表达基因NST3,通过BLAST比对在杨树EST数据库(PopulusDB)中找到同源性较高的基因NAC068。以毛白杨为材料,在其基因组中克隆得到该基因5'侧翼区901 bp长的片段,命名为pProNAC068,将该片段置换pBI121载体中的CaMV35S启动子,并在84K杨中检测报告基因GUS的表达情况。经过GUS活性检测分析发现:该启动子可以控制外源基因在次生维管组织中特异表达,从而为基因工程中有目的的控制外源基因在维管组织中的表达奠定基础。     

浙江引种显齿蛇葡萄二氢杨梅素提取工艺优化及含量分析

显齿蛇葡萄Ampelopsis grossedentata叶片中富含二氢杨梅素，其嫩叶可加工成藤茶。本研究建立了显齿蛇葡萄叶中二氢杨梅素的HPLC检测方法，并对浙江引种的3个种源4个种质(广西种源、贵州种源、湖北种源、湖北大叶种源)显齿蛇葡萄老叶和嫩叶中二氢杨梅素的含量进行对比分析。结果表明，显齿蛇葡萄叶片中二氢杨梅素的最佳萃取条件为：液料比20∶1，萃取溶剂75%乙醇，萃取温度40℃，频率20 kHz、功率500 W超声萃取3次，每次25 min，在此条件下二氢杨梅素的提取得率可以达到16.21%；二氢杨梅素HPLC检测方法的标样拟合方程为y=218.74 x,R²=0.999 7，平均加标回收率为98.88%，能较好地满足研究的需求；3个种源普通显齿蛇葡萄，湖北种源叶片(嫩叶)中二氢杨梅素含量最高，达291.87mg·g^-1，但3个种源间并无显著性差异；湖北大叶种源叶片(嫩叶)中二氢杨梅素含量最低，并与其它3个种源均存在极显著性差异(P<0.01)；显齿蛇葡萄嫩叶与老叶中的二氢杨梅素含量差异极显著(P<0.01)，其中贵州种源...     

毛竹TIP基因成员鉴定及其响应胁迫的表达分析

液泡膜内在水通道蛋白（TIPs）在调节植物细胞膨压适应逆境胁迫环境过程中发挥着重要作用。研究毛竹TIP基因成员的分子特征及其在不同逆境胁迫条件下的表达模式，对揭示其在毛竹应答胁迫中的功能具有重要意义。利用生物信息学方法在毛竹基因组中共鉴定19个编码完整TIP蛋白的基因（PeTIP1-1~PeTIP1-3、PeTIP2-1~PeTIP2-4、PeTIP3-1~PeTIP3-2、PeTIP4-1~PeTIP4-7和PeTIP5-1~PeTIP5-3）；PeTIPs编码氨基酸的长度为238~434 aa，相对分子量为25.06~44.03 kDa；亚细胞位置预测显示，所有PeTIPs均定位于液泡膜上。PeTIPs包含7个保守基序，其中有4个为共有基序，不同成员的Ar/R选择性过滤器具有一定的差异，而Froger's残基均较为保守。系统进化分析显示，来自毛竹、水稻等6个物种的71条TIP氨基酸序列可分为5个分支，各分支中PeTIPs成员依次为3、4、2、7和3个。共线性分析结果表明，PeTIPs成员间共存在10对片段重复，在12个PeTIPs与水稻8个TIP基因间发现18对片段重复，这些重复基因多半发生在PeTIP4s和PeTIP5s中，且基因对的非同义对同义取代比（Ka/Ks）均小于1.0，表明PeTIPs经复制后的功能差异不大。在PeTIPs启动子区域中，发现多种与胁迫、激素响应相关的调控元件。基于叶片RNA-seq数据分析表明，不同PeTIPs响应低温、干旱和强光胁迫的表达模式均存在一定差异，既有显著性变化的成员（如PeTIP1-1和PeTIP1-2），也有几乎无变化的成员（如PeTIP5的成员）。qPCR结果显示，在不同胁迫条件下毛竹叶片和根中的PeTIPs的表达模式不同，多数呈现不同程度的显著上调，亦有在某一处理下基因表达变化不明显（如强光下叶片中的PeTIP1-1、PeTIP1-3和PeTIP4-2；干旱下根中的PeTIP1-1和PeTIP1-2），个别基因呈现下调（如低温下叶片中的PeTIP1-1）。毛竹叶片和根中PeTIPs的表达变化模式差异，说明它们在响应不同环境胁迫中可能发挥着不同的作用。     

小叶杨CCH基因的克隆及其在重金属胁迫下的表达模式

利用生物信息学与分子生物学相结合的策略克隆了小叶杨CCH基因,基因编码区全长258 bp,编码由85个氨基酸残基构成的蛋白质,蛋白N端具有与铜离子结合的保守功能域MXCXXC,且具有铜伴侣蛋白典型的βαββαβ二级结构,命名为PsCCH。系统进化分析表明:PsCCH蛋白与橡胶、麻疯树、葡萄的CCH蛋白的亲缘关系最近(相似性90% 93%)。通过实时定量PCR方法对其在不同浓度铜离子、其它重金属离子及植物生长激素处理下的表达模式进行了分析。结果表明:小叶杨PsCCH的表达受多种重金属及植物激素的调控,在低浓度铜离子、铝离子、锌离子、水杨酸处理下,其mRNA表达先上升而后下降;而在高浓度铜离子、钴离子、汞离子、茉莉酸处理下则是持续下降。     

毛竹笋在快速生长期的木质化调控网络

木本竹因其优质材性而成为传统木材良好的替代品。木质化程度和木质素含量影响着木材材性，然而单子叶植物的木质化调控网络尚不清楚。为了阐明毛竹（Phyllostachys edulis）木质化的分子调控机制，利用转录组、miRNA和降解组测序，并结合实验对竹笋进行综合分析研究。结果表明：木质化程度和木质素含量随笋高度的增加而增加，而苯丙氨酸解氨酶（PAL）和漆酶（LAC）活性则随笋高度的增加表现为先升高后降低。在不同高度笋的代表性节间（第13节）的不同部位中共鉴定了11 504个差异表达基因（DEG），其中与细胞壁和木质素生物合成相关的大部分DEG表达随笋高度上调，而与细胞生长相关的一些DEG表达则下调。通过miRNA测序鉴定出1 502个miRNA，包括已知的1 223个和新鉴定的279个。通过生物信息学预测和降解组分析，共鉴定出691个差异表达的miRNA，共靶向5 756个差异表达基因。据此构建了毛竹笋木质化调控网络，包括11个miRNA、22个转录因子和36个酶基因。另外，根据过表达PeLAC20转基因拟南芥中木质素含量显著增加，提出了一个miRNA介导的‘MYB-PeLAC20’的木质素单体聚合调控模型。研究结果不仅对解析竹子木质素生物合成的调控分子机制具有重要科学价值，而且对理解其他单子叶植物的相关机制具有重要参考价值，有助于制定竹材材性改良策略。     

设施条件不同灌量对森田尼无核葡萄成熟期光合生理特征及品质形成的影响

以设施条件下2年生的森田尼无核葡萄作为研究材料,采用控制灌量的方法进行对比试验。在其果实膨大期、转色成熟期分别设置低水与常规2个灌量处理,记为W1与W2。通过研究不同灌溉处理下设施葡萄的土壤含水率、叶片水势、光合特性、生理指标及果实品质等指标,揭示设施葡萄成熟期生长特征。结果表明:设施葡萄叶片水势日变化呈"U"字型;蒸腾速率日变化表现为单峰曲线,并在11:00达到最大值;气孔导度在9:00达到最大值;胞间CO_2浓度在日出后急剧降低;净光合速率日变化呈双峰曲线,最高值出现在11:00,峰值为29.61μmol/m~2·s,并于13:00出现"午休"现象;水分利用效率在17:00前呈缓慢微增势态,于17:00后开始大幅增长。W1处理的葡萄在可溶性固形物、可溶性糖含量上均高于W2处理,但在果粒大小、单粒重、可滴定酸和硬度等方面略低于W2处理,2种灌量处理下葡萄果实在硬度方面差异性不显著,总体保持在2.67～2.79 kg/cm~2之间。研究认为,W1处理下葡萄栽植成本更低,且葡萄果实品质较优,可以作为民勤地区设施葡萄节水栽培条件下森田尼无核葡萄生产中较优的节水灌溉方案。     

基于转录水平解析尾巨桉径向生长对种植密度的响应

[目的 ]挖掘和鉴定桉树中响应种植密度的木质部生成关键基因,阐释种植密度影响林木径向生长的分子机制。[方法 ]通过PacBio Iso-Seq和RNA-Seq联合分析,鉴定了在高、低2个种植密度水平下尾巨桉DH32-29主茎的差异表达转录本并利用qRT-PCR进行组织表达分析。[结果 ]分别获得45 490条在主茎中表达的非冗余全长转录本和443条在木质部中差异表达的转录本,并鉴定出60条差异表达的调控因子编码基因。在低种植密度条件下,植株直径生长量显著增加;参与细胞分裂调控的PXL2及其互作基因CUL1和T15D22.7、参与次生壁调控的MYB46、C3H14同源基因和其下游基因CesAs、LACs均上调表达,这些基因很可能是种植密度影响主茎径向生长过程中负责调控细胞分裂和次生壁合成的重要成员;参与筛管发育的NAC86同源基因及参与形成层发育和木质部分化的抑制子PTL同源基因也上调表达,它们可能促进木质部生成,这与草本植物中的功能不同。组织表达分析结果显示:PXL2、CUL1、T15D22.7、NAC86和PTL在韧皮部和木质部中优势表达;MYB46、C3H14、CesA和LAC17在木质部中优势表达。[结论 ]本研究鉴定了一批参与种植密度响应的木质部生成候选基因,构建了种植密度影响尾巨桉径向生长的分子调控网络模型,研究结果为深入解析种植密度影响林木径向生长的分子机制奠定基础。     

氮肥施用量及施用深度对酿酒葡萄土壤氮素残留的影响

根据凉州灌区酿酒葡萄氮肥施用现状,设置酿酒葡萄氮肥施用量及施用深度试验,研究氮肥施用量及施用深度对酿酒葡萄产量、收获后土层氮素残留量及第2年酿酒葡萄萌芽期土层氮素残留的影响。结果表明,高氮(300 kg N/hm~2)和中氮(240 kg N/hm~2)处理之间产量差异不显著,但相对于低氮(180 kg N/hm~2)处理显著增产28.6%和24.1%;2015年收获期,随着施氮量的增加,0～200 cm土层硝态氮残留量不断增加,高氮处理达到165.1 kg/hm~2,相对于低氮和中氮处理增加了94.6%和53.8%;2016年萌芽期,随着施氮量的增加,0～200 cm土层硝态氮残留量不断增加,高氮处理达到182.2 kg/hm~2,相对于低氮和中氮处理平均增加了76.0%和41.5%。10 cm与30 cm施肥深度相比,酿酒葡萄产量、2015年收获期和2016年萌芽期0～200 cm土层硝态氮残留量差异不明显。该研究合理分析了凉州灌区酿酒葡萄氮肥施用现状条件下土层氮素残留情况,为地区酿酒葡萄氮肥合理施用提供了理论依据。