甘蔗各家族SPS基因表达特性分析

[目的]通过时空表达特性分析,初步推测甘蔗各家族蔗糖磷酸合成酶(SPS)基因在甘蔗蔗糖积累途径中的功能,为研究甘蔗各家族sPs基因的生物学功能奠定基础.[方法]采用荧光定量PCR分析甘蔗4个家族SPS基因在高、中、低糖甘蔗品种未成熟叶片、成熟叶片和茎中的时空表达特性.[结果]在甘蔗伸长期、蔗糖积累前期和蔗糖积累后期,SofSPSDⅢ基因在所有甘蔗品种的未成熟叶片、成熟叶片和茎中均高水平稳定表达,相对表达量在5.3~8.1;SofSPSB基因在成熟叶片中几乎不表达,而以茎中表达量最高.在伸长期,SofSPSC和SofSPSA基因表达较强,相对表达量分别为7.3~14.2和1.5~4.4;在蔗糖积累前期,SofSPSC基因表达稍有降低,但仍处于较高水平,相对表达量达为4.6~8.9,而SofSPSA基因表达加强,相对表达量达3.8~6.9;在蔗糖积累后期,SofSPSC基因在成熟叶片中的表达量比蔗糖积累前期下降4.0~7.2倍,且均比未成熟叶和茎中下降约6.0倍,而SofSPSA基因在不同组织中的表达量比蔗糖积累前期下降1.8~5.7倍.各家族SPS基因在不同糖分甘蔗品种间的表达趋势一致.[结论]甘蔗D家族SPS基因维持甘蔗蔗 糖合成的基本功能,通过调控C、A家族SPS基因的表达来调控蔗糖合成的强度,B家族SPS基因不参与甘蔗源叶中蔗糖合成而参与蔗糖的积累与利用.     

国家甘蔗品种第七轮区试广西南宁点表现

2009-2010年在广西甘蔗研究所试验农场对9个参试品种和2个对照品种进行了2年新植和1年宿根的区域试验。结果表明：闽糖96/1027和粤甘26新宿平均蔗茎产量和公顷含糖量高,增产增糖。福农04/2816的突出优点是早熟高糖。     

河八王杂交种F1、BC1及其亲本DNA甲基化水平和模式变化

为分析河八王及后代基因组DNA甲基化水平和遗传模式变化,以河八王及其后代F_1和BC_1为材料,采用甲基化敏感扩增多态性技术(Methylation sensitive amplification polymorphism,MSAP)结合毛细管电泳技术(Capillary electrophoresis,CE)分析亲本及后代基因组DNA甲基化水平和遗传模式变化规律。结果表明:母本‘GT05-3256’的MSAP比率是59.6%,父本‘GXN1’则是60.5%,其杂交种F_1的MSAP比率是56.4%～59.0%,均低于双亲;BC_1的母本‘YC94-46’的MSAP比率是59.4%,父本‘T6-3’则是59.0%,BC_1MSAP比率是56.9%～69.8%,整体平均为62.8%,平均值高于双亲。BC_1世代总甲基化水平略高于F_1世代水平。F_1和BC_1基因组CCGG位点发生甲基化的方式整体上以内部胞嘧啶双链甲基化为主。在F_1和BC_1中均检测到70种甲基化类型,并进一步分为A、B、C、D和E等5大类,其中A类是亲本向杂交种的甲基化遗传类型;B类是去甲基化类型,表示杂交种相应于其亲本的甲基化减弱;C类是过或超甲基化类型,表示杂交种相应于其亲本的甲基化增强;D类是次甲基化类型,杂交后代甲基化水平比双亲均要低;E类为不定类型。结果显示,B、C、D、E是杂交种的甲基化变异类型;F_1的甲基化遗传类型(A类)比例明显低于BC_1,但变异类型B、C、D、E高于BC_1;杂交形成F_1和BC_1过程中,基因组DNA普遍发生了超甲基化修饰。     

甘蔗及其近缘属倍性鉴定与分析

为提高甘蔗遗传改良效率提供基础,探明甘蔗及其近缘属、栽培种的倍性,本研究利用流式细胞术,首次对甘蔗及其近缘属的倍性进行了系统分析鉴定。结果表明,甘蔗属的热带种倍性为8和10,其中典型热带种拔地拉倍性为8、非典型热带种卡拉华倍性为10;印度种倍性为8和16.8,其中芒高为8、盘沙鞋为16.8;中国种育巴和芦蔗倍性分别为9.8和10;细茎野生种倍性范围为6.3~9.2,主要倍性约等于8,大茎野生种倍性为14.4。甘蔗近缘属的蔗茅属倍性范围在3.3~7.9之间,其中斑茅倍性范围在7.1~7.9之间,滇蔗茅倍性为3.3和3.8;芒属倍性有1.4和4.8两种类型;河八王属倍性范围在3.6~5.2之间。甘蔗杂交品种倍性较高,在8.2~12.3之间,其中以倍性9~10为主。首次系统性探明甘蔗及其近缘属、栽培种的倍性,倍性最低的为芒属的芒,其倍性为1.4;倍性最高的是印度种的盘沙鞋,为16.8,说明甘蔗是一种遗传背景复杂的非整倍体植物。研究结果可用于指导甘蔗杂交组合的配置。     

国家甘蔗品种第六轮区域试验在广西南宁点和隆安点的表现

2009年广西甘蔗研究所试验农场和隆安县金穗公司农场对11个参试材料和2个对照品种进行了1年新植的区域试验和1年新植的生产试验。结果表明：桂辐98/296平均蔗茎产量和含糖量最高,增产增糖明显。闽糖95/261、赣南99/591和B8的平均蔗茎产量和平均含糖量均高于两对照,表现较好,其它品种表现不突出。福农02/3924、粤甘18和福农99/20169早熟高糖,平均甘蔗蔗糖分高于两对照,其它品种的甘蔗蔗糖分表现不突出。     

甘蔗DⅢ家族蔗糖磷酸合成酶基因SofSPSDⅢ克隆及其hpRNA载体构建

[目的]克隆甘蔗DⅢ家族SofSPSDⅢ基因并构建其hpRNA表达载体,为研究该基因生物学功能奠定基础.[方法]通过同源克隆获得甘蔗SofSPSDⅢ基因部分序列,利用RACE技术获得其全长cDNA.扩增SofSPSDⅢ目的基因约500 bp序列,利用中间载体pHANNIBAL构建该片段的hpRNA结构,然后用NotⅠ将整个hpRNA结构切下,克隆到双元植物表达载体pART27上,构建该基因的hpRNA表达载体.[结果]通过同源克隆和RACE技术获得SofSPSDⅢ基因全长cDNA序列,该基因全长3252 bp,5 ＇端UTR长度59 bp,3 ＇端UTR长度292 bp,开放阅读框（ORF）长度2895 bp,带有真核生物典型的poly（A）尾巴（GenBank登录号：HQ117935）.该基因编码蛋白含有964个氨基酸,理论分子量108.03kDa,等电点pI=6.66;SofSPSDⅢ与SoSPS2、SbSPS和TaSPS9的氨基酸序列同源性分别为99.0％、98.9％和90.0％.构建获得SofSPSDⅢ基因的hpRNA载体pART-DⅢ-Ri.[结论]成功克隆甘蔗DⅢ家族SofSPSDⅢ基因并构建基hpRNA载体,可为下一步沉默该基因、进而解析该基因的生物学功能奠定基础.     

基于高通量测序分析间作猫豆对甘蔗根际土壤微生物的影响

【目的】探究甘蔗间作猫豆对甘蔗根际土壤微生物多样性的影响,为改善甘蔗根际土壤微生物群落结构及促进甘蔗生长提供理论参考。【方法】采用单因素试验设计,分析单作甘蔗（CK）和甘蔗间作猫豆（T处理）2种种植方式对甘蔗根际土壤养分的影响,并采用Illumina HiSeq高通量测序技术,在门和属水平上分析甘蔗根际土壤微生物群落结构,在种水平进行主成分（PCA）分析。【结果】T处理的根际土壤中全氮、全钾、水解性氮、有效磷和有机质含量均大于CK。T处理的根际土壤中细菌的丰富度和多样性高于真菌的丰富度和多样性;T处理的根际土壤中细菌丰富度高于CK,但差异不显著（P> 0.05,下同）,其多样性显著高于CK（P< 0.05,下同）;T处理的根际土壤中真菌的丰富度和多样性均显著高于CK。CK和T处理土壤样品的主要优势细菌门为变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）、绿弯菌门（Chloroflexi）和酸杆菌门（Acidobacteria）,其相对丰度均大于10.00%,优势细菌属分别为水恒杆菌属（Mizugakiibacter）、游动四孢属（Luedemannella）、乳杆菌属（Acidothermus）和布氏杆菌属（Bryobacte）,但T处理根际土壤样品中水恒杆菌属、游动四孢属和乳杆菌属的相对丰度分别较CK下降2.47%、1.78%和0.68%,其他细菌属分别增加0.10%～0.86%。CK和T处理根际土壤中优势真菌门为子囊菌门（Ascomycota）,分别为80.00%和92.00%,其次是担子菌门（Basidiomycota）,分别为8.00%和6.00%,排名前3的优势真菌属均为戴氏霉属（Taifanglania）、毛壳属（Chaetomium）和镰刀菌属（Fusarium）。CK和T处理的6份根际土壤样品在种水平上的主成分（PCA）分析结果显示,细菌群落PC1的变异为29.37%,PC2的变异为20.26%,二者的总贡献率为49.63%;真菌群落PC1的变异为33.44%,PC2的变异为27.73%,二者的总贡献率为56.17%。CK与T处理的细菌群落分别属于不同象限,CK位于第1和第3象限,而T处理位于第2和第4象限。【结论】甘蔗间作猫豆可改善甘蔗根际的土壤养分状况,改变甘蔗根际微生物的群落结构,提高细菌和真菌的丰富度和多样性,但未影响优势菌门的排序。     

^15N测定甘蔗生物固氮能力研究

国内、外甘蔗生产中的氮肥施用量分别为500～750、100～200kg／hm^2。巴西甘蔗产量约为80t／hm^2，因使用固氮甘蔗品种和相应的固氮技术，其施用的氮肥量，仅为广西的1／10，氮肥投入量远远小于甘蔗收获从土壤中带走的氮素量。笔者在开展甘蔗品种固氮特性研究过程中，进行了^15N同位素稀释试验，以了解在广西生态条件下，甘蔗品种的固氮能力。     

甘蔗叶片多糖的提取及体外抗氧化作用

应用正交试验优选甘蔗叶片多糖的热水浸提工艺,并进行叶片多糖体外抗氧化作用研究.结果显示最优条件为浸提温度80℃,料液比1:40,提取4次,每次浸提3h;在11月甘蔗生长后期,甘蔗叶片有较高的多糖含量;甘蔗叶片多糖具有较强清除·OH的能力,对·OH致DNA损伤具有良好的保护作用.