利用SSR标记分析木薯遗传多样性

应用简单重复序列(SSR)标记对国家木薯种质资源圃195 份国内(外)品种(系)进行遗传多样性分析。结果表明：44对引物共扩增出186个等位基因,每对引物平均扩增出2～8个等位基因,平均Shannon's信息指数I为1.01,平均多态性信息量(PIC)为0.49。195个品种(系)的遗传相似系数(GS)分布在0.57～0.99。聚类分析结果表明,在遗传距离0.71处,可将供试材料分为7个类群。     

华南8号木薯及其四倍体块根淀粉及蛋白表达谱的差异分析

【目的】通过对华南8号木薯及其四倍体块根淀粉含量与结构及蛋白质组学分析,揭示染色体加倍对木薯块根淀粉含量与结构的影响及其蛋白质调控机制。【方法】植后10个月收获木薯块根,采用空、水重测定块根鲜薯的淀粉含量,分光光度法分别测定淀粉中支链淀粉与直链淀粉的比例,采用Excel 2013和DPS v7.05统计软件对数据进行分析,差异显著性标准采用新复极差法,通过扫描电镜对块根淀粉体的大小、形态及数量进行显微结构观察,利用蛋白质印迹（Western blot）技术对参与淀粉合成与降解的酶表达水平进行验证,采用双向电泳技术分离块根蛋白质,Delta 2D软件分析差异倍数在2.0以上的差异蛋白质点,并通过基质辅助激光解析电离飞行时间质谱技术（MALDI-TOF-TOF-MS/MS）鉴定差异蛋白质,结合KEGG数据库将其按照功能进行分类。【结果】木薯染色体加倍后,块根干物率、淀粉含量及单株鲜薯重均显著下降,分别比二倍体降低了12.18%、11.41%和35.34%;而淀粉中直链淀粉和支链淀粉比例无显著变化;淀粉体形态无明显差异,主要为球形,不规则球体、椭球体也有存在,大小较均一,淀粉体排列较为疏松,空间间隙较大,视野内淀粉体数量减少;蔗糖磷酸合成酶（SPS）表达水平降低,β-淀粉酶表达水平升高,而颗粒结合型淀粉合成酶I（GBSSI）表达水平无显著变化;经软件分析得到的20个表达差异显著的蛋白质点中上调表达的有2个,下调表达的有18个;经质谱技术成功鉴定到其中的19个,1个下调表达的蛋白质点16未得到匹配,17个下调表达的蛋白质其功能涉及到碳代谢及能量代谢（4个）、结构蛋白（3个）、DNA和RNA代谢（2个）、分子伴侣（2个）、HCN代谢（2个）、抗氧化与解毒（1个）、蛋白质合成（1个）及未知功能（2个）;2个上调表达蛋白质为茎特异性蛋白TSJT1。【结论】参与碳代谢及能量代谢、核酸代谢、分子伴侣等7个代谢途径相关蛋白质表达水平下调;淀粉体疏松排列,数量减少;参与淀粉代谢合成过程的SPS表达水平的下降,参与淀粉降解过程的β-淀粉酶表达水平的升高。表明四倍体块根淀粉合成能力降低,分解能力提高,从而降低了块根的淀粉含量,而直链淀粉与支链淀粉比例无显著变化。     

木薯叶片光合作用日变化的差异蛋白分析

以木薯(Manihot esculenta Crantz)栽培种ZM–QZ1为材料,采用蛋白质组学方法,研究一天中06:00、11:00、15:00、19:00和24:00共5个时间点叶片光合作用差异蛋白的变化。结果表明:叶片在15:00时的光合速率最高,在11:00的次之,在24:00的最低;以06:00的为对照,获得其余4个时间点平均差异表达量为对照±2.0倍以上的蛋白质点42个,这些差异蛋白群的功能涉及光合作用、碳代谢、能量代谢和分子伴侣等,其中参与光合作用、碳代谢和能量代谢的蛋白质约占54.8%。与光合作用相关的关键蛋白包括核酮糖–1,5–二磷酸羧化酶/加氧酶大亚基、核酮糖–1,5–二磷酸羧化/加氧酶酶亚基结合蛋白α亚基、Rubisco活化酶和D1蛋白。这些蛋白表达水平与净光合速率在5个时间点的变化趋势一致,表明这些蛋白质的表达水平与光合作用强度密切相关。     

木薯叶片光合特性研究

以木薯叶片为研究对象,通过叶片光反应曲线测定,研究叶片净光合速率Pn（net photosynthesis）对光、CO2的变化规律,运用Sigmaplot软件利用非线性方程拟合分析叶片对光、CO2的反应曲线。结果表明,不同品种木薯叶片的光和CO2反应曲线变化均呈现非线性变化,各品种在高CO2浓度下均表现较高的Pn值。5个品种中,SC5品种的CO2补偿低最低（15．67μl·L^-1）,而饱和点最高（2053．91μl·L^-1）;同时,SC7品种的光补偿点最高（46．98μmol·m^-2.s^-1）,光饱和点最低（895．63μmol·m^-2.s^-1）。另外,水分利用效率（WUE）最高的品种为SC8和SC205,分别为1．53和1．17μmol·mmol^-1。     

广西武鸣木薯开花结果现状调查分析

[目的]为广西等高纬度地区开展木薯杂交育种工作提供理论参考。[方法]对广西武鸣80个木薯品种（品系）的花序、分枝和结果数量进行了调查。[结果]结果发现,80个木薯品种（品系）中,有73．75％正常开花,95．00％自然分枝,47．50％正常结果;通过SAS软件对分枝数量与花序数量分析,发现二者存在正相关。[结论]通过诱导木薯多分支、多开花以及通过组织培养技术对未成熟种子进行幼胚培养和胚拯救,可望解决限制在我国广西等大陆地区开展木薯杂交育种的技术瓶颈,加速培育出高产抗寒的木薯新品种。     

良好操作规范的木薯栽培技术

制定了木薯生产的气候土壤条件、品种选择、种植、施肥、病虫草害防治、防灾减灾、收获、种茎贮藏和记录等技术规范要求,适用于生产木薯的农场,使木薯生产全过程符合农业良好操作规范(GAP)的要求.     

挤压膨化木薯粉生产酒精的研究

[目的]为挤压膨化技术应用于木薯燃料酒精生产提供理论依据。[方法]将木薯挤压膨化后用于酒精发酵,通过L18(36)正交试验,得出最佳工艺条件。[结果]结果表明,当料水比为1∶2、糖化酶用量100U/g、糖化温度60℃、糖化时间45min、酵母接种量0.1%和发酵温度30℃时,酒精体积分数达16.61%,与传统酒精发酵工艺相比,酒精体积分数提高了22.76%。[结论]挤压膨化技术和高浓度酒精发酵技术相结合可以推进木薯燃料酒精行业的大规模发展。     

我国的木薯优势区域概述

根据我国各地的自然条件和产业基础,划分琼西-粤西、桂南-桂东-粤中、桂西-滇南、粤东—闽西南等4个木薯产业优势区,并对各优势区的自然条件、发展现状、存在问题和发展目标等作了概述;提出加强木薯产业政策指导、加快完善以科技创新为主的木薯研发推广体系、建立全国和地区性木薯产业协会、培育龙头企业集团、发展循环经济、加强国际合作交流等建议,以促进我国各木薯优势区域的产业发展。     

微卫星分子标记在木薯种质资源遗传分析中的应用

采用28对微卫星标记（SSR）对我国现存89个木薯品种进行遗传多样性分析,共获得93个基因位点,其中多态性位点88个,平均多态性水平为94．6％。运用Gensury软件统计了总群体的遗传杂合度（HI）、群体内的平均基因多样性（Hs）、群体间的基因漂变频率（Dst）和遗传分化系数（Gst=Dst／Ht）,结果表明,群体的基因杂合度居中,群体内部遗传多样性较小,存在一定程度的基因漂流;进一步用NTSYS—pc计算品系间的遗传相似系数,获得UPGMA聚类图,表明品系间遗传相似系数变化范围为0．430-0．952,以平均遗传相似系数0．58为阈值,所有品系分为4类（A,B,C和D组）。其中A组最大,有72个品系,包括3个亚组：Al为国内收集的农家品系,A2品系均来自哥伦比亚,A3为一个独立品系。说明木薯引入中国已经发生了一些遗传分化。进一步分析表明,分组后每组内部的遗传多样性指数在0．20～0．30之间,其组内的遗传多样性贫乏。     

木薯Ⅴ型几丁质酶MeCHITVb基因克隆及其表达载体构建

几丁质酶在生物逆境环境和非生物逆境环境中发挥着重要作用.为研究木薯几丁质酶在响应低温胁迫下的分子作用机制,利用RT-PCR技术,从木薯耐低温品种SC124中克隆到CHITVb基因,利用平末端连接技术构建pEASY-MeCHITVb克隆载体,用于测序确定目标基因序列,并对其序列进行分析,构建植物表达载体.结果 表明,成功克隆木薯CHITVb基因,命名为MeCHITVb.通过生物信息学分析,该基因全长1050 bp,编码349个氨基酸,理论相对分子量为38.08 kD,理论等电点为4.53,是一种稳定蛋白.经序列比对和系统进化树分析表明,MeCHITVb基因与烟草、拟南芥V型几丁质酶基因亲缘关系最近.用pEASY-MeCHITVb与植物表达载体pISV2678构建重组子pISV-MeCHITVb,利用"Golden Gate"克隆方法构建基因编辑载体CRISPR/Cas9-MeCHITVb.将植物过表达的pISV-MeCHITVb和CRISPR/Cas9-MeCHITVb载体成功转化为根状杆菌LBA4404.本研究为后续MeCHITVb基因功能研究、木薯抗寒、抗病品种的选育及木薯北移栽培提供理论依据.