TaCDPK6在小麦与叶锈菌互作过程中的表达模式分析

为了深入探究钙依赖蛋白激酶(Calcium dependent protein kinase,CDPK)在小麦与叶锈菌互作过程中的功能机制,本试验结合叶锈菌生理小种260侵染小麦品种Tc Lr26后的RNA-seq数据和NCBI基因组数据筛选得到抗病相关基因TaCDPK6,并对TaCDPK6进行了蛋白质理化性质分析;利用RT-qPCR和Western blotting技术检测TaCDPK6基因及其表达蛋白在小麦与叶锈菌互作过程中的表达模式。结果表明,TaCDPK6蛋白分子大小为57 kD,理论等电点为7.61,为亲水性蛋白质;在小麦叶片接种叶锈菌后,随着接种时间的延长,目的基因及蛋白呈先上升后下降的表达趋势,并且在4～8 h表达量达到最高,与RNA-seq数据分析得到的表达趋势基本一致。结果表明TaCDPK6在小麦抵抗叶锈菌的基础防御反应中可能发挥正调控作用。     

不同质地土壤的小麦合理氮肥基追比研究

针对河北省黑龙港区轻壤质和砂壤质土壤分布较多、氮肥施用方式不合理、氮肥效率低等问题,本研究采用田间试验法,在轻壤和砂壤质麦田同时设置不同氮肥基追比处理,探讨小麦旗叶SPAD值动态变化、叶绿素荧光参数和叶面积指数,以及成熟期植株全氮、干物质、产量、氮素效率等。结果表明:轻壤质小麦开花前后SPAD值、叶绿素荧光和叶面积指数均以氮肥基追比4∶6较好,砂壤质则为3∶7较好;灌浆期轻壤质和砂壤质各处理叶片叶绿素荧光参数和叶面积指数变化相近。2种质地土壤下小麦籽粒全氮积累量远大于秸秆,轻壤质植株干物质、全氮含量和产量高于砂壤质,且轻壤质氮肥基追比4∶6处理植株全氮较砂壤质提高32.8%,轻壤质小麦最高产量较砂壤质增加41.4%。小麦植株氮素积累量、氮肥偏生产力、氮肥农学效率、氮肥表观回收率等轻壤质均以4∶6处理最高,砂壤质则以3∶7最优。因此,轻壤质土壤小麦高产潜力强于砂壤质,两者合理氮肥基追比分别为4∶6和3∶7,生产上应该针对不同质地土壤类型特点进行分类指导合理分配氮肥。     

土壤耕作与春季灌水次数对冬小麦产量要素与经济效益的影响

2016-2019年小麦季,在河北农业大学辛集实验站,以石麦15为供试品种,设4个处理:旋耕+春季2次灌水(RT2);深松+春季1次灌水(ST1);深松+春季2次灌水(ST2);旋耕+春季1次灌水(RT1),测定小麦开花与结实特性、灌浆和农田投入产出情况.结果表明:耕作与灌水次数对有效穗数无显著影响.1次和2次灌水条件下,深松处理均可显著降低不孕小穗数和不孕小穗比例,ST2和ST1处理穗粒数比RT2和RT1处理2个生长季分别高3.2％和5.7％.1水条件下,深松比旋耕处理有效灌浆期显著延长;2水条件下,降水较多的2018年表现为深松处理比旋耕处理提升灌浆速率;同次数灌水的深松条件下2个处理千粒重和旋耕处理相比,深松处理2个灌水次数的处理千粒重也均显著高于同样灌水次数旋耕条件下处理,2个生长季平均高4.8％.采用深松施肥旋耕一体化作业可有效降低农田耕作施肥投入,对提高收获指数和产投比也有积极意义,ST2比RT2分别提升4.8％和28.1个百分点,ST1比RT1分别提升和11.3％和46.0个百分点.     

陆地棉REM基因家族全基因组鉴定及表达分析

[目的]REM(Reproductive meristem)基因家族编码一类转录因子在植物生长发育过程中发挥重要作用,但在棉花中未见报道.[方法]基于陆地棉基因组数据和公共数据库中的转录组数据,运用生物信息学方法对陆地棉REM基因家族成员进行系统鉴定,并对该基因家族的理化性质、基因结构、组织表达特异性以及胁迫条件下的表...     

TaRanGAP2在小麦抵抗叶锈菌侵染中的作用

为研究TaRanGAP2在小麦抵抗叶锈菌侵染的HR诱发中的作用,阐明小麦抗叶锈病分子机制,为小麦抗叶锈病育种给予分子水平的指导.以小麦近等基因系TcLr26及其轮回亲本Tc分别与叶锈菌生理小种260组成不亲和组合(TcLr26×260)及亲和组合(Tc×260),生物信息学分析发现,TaRanGAP2的CDS全长为16...     

白菜生物钟相关基因BrPRR7的克隆及表达模式分析

白菜生物钟基因的识别及多拷贝间的分析将有助于解析多倍化基因组带来的更复杂生物钟调控机理。本研究通过同源克隆方法获得了位于大白菜A10染色体的BrPRR7a基因。生物信息学分析表明,该基因和位于A02染色体的另一个拷贝BrPRR7b基因的DNA序列主要差异存在于5’UTR和启动子区域。蛋白进化分析表明,BrPRR7a和BrPRR7b之间以及相对于拟南芥已经产生分化。烟草亚细胞定位结果显示,GFP-BrPRR7a融合蛋白的绿色荧光信号定位于细胞核,支持其作为转录因子的负调控能力。4个转录组数据集的分析表明,在BrPRR7基因对光暗导引和温度循环导引后的内源昼夜节律性方面,BrPRR7a比BrPRR7b到达转录高峰更早,且BrPRR7a比BrPRR7b的最大转录水平更高;BrPRR7a和BrPRR7b基因在轻度干旱处理下的最大转录水平有少量的上升,暗示了它们在干旱胁迫状态下对植物生命活动进行微调的潜在作用。综合以上结果,推测BrPRR7a和BrPRR7b基因在白菜中均保留了拟南芥生物钟AtPRR7基因的部分功能,此外,也具有潜在的进化出新功能的可能性。该研究为白菜生物钟基因的功能及分子调控机制研究奠定了一定的基础。     

不同类型缓控释肥料对鲜食玉米产量与品质的影响

本文研究不同类型缓控释肥料对鲜食玉米产量与品质的影响,确定冀东地区鲜食玉米产量和品质协同提高的缓控释肥料。本研究于2020年在河北秦皇岛昌黎县进行,以甜加糯彩甜糯2号和糯玉米糯特娇为供试材料,设置不施尿素(T1)、常规尿素(T2)、聚天门冬氨酸缓控释肥料(T3)、稳定性缓控释肥料(T4)和聚氨酯包膜缓控释肥料(T5)5个处理,研究不同处理下鲜穗产量、蒸煮品质和籽粒营养品质。结果表明,与T1相比,各施肥处理均能提高甜加糯和糯玉米的鲜穗产量、蒸煮品质和籽粒营养品质。与T2处理相比,3个缓控释肥料处理均提高了甜加糯和糯玉米的鲜穗产量,其中T3处理对鲜穗产量的提升效果较显著。与T2处理相比,T3处理提高了甜加糯和糯玉米的蒸煮品质,增加了籽粒可溶性糖、可溶性总淀粉、支链淀粉、维生素C、维生素E、粗纤维和赖氨酸含量。在冀东地区,施用聚天门冬氨酸缓控释肥料可以协同提高甜加糯和糯玉米的鲜穗产量与品质。     

考马斯亮蓝法测定大豆水溶性蛋白提取方法的优化

为提高考马斯亮蓝法提取大豆水溶性蛋白的效率,本研究以河北省优质高蛋白大豆品种冀豆12号为材料,对考马斯亮蓝法测定大豆水溶性蛋白质含量的提取条件进行了优化。在单因素试验的基础上,通过正交试验方法分析料液比、提取温度、提取时间和转速4种因素对大豆水溶性蛋白质含量的影响,筛选出适合河北省大豆品种鉴定的精确、高效、可重复性强的方法体系,并采用优化后的提取方法测定河北省29份大豆材料的水溶性蛋白含量。结果表明：通过正交试验最终确定的优化提取条件为料液比1∶400、提取温度30℃、提取时间90 min、转速220 r·min^-1;采用优化体系测定了2020年秋季收获的29份河北省大豆新材料的水溶性蛋白含量,其中3份材料水溶性蛋白含量为15%～20%,7份材料水溶性蛋白质含量为20%～25%,5份材料蛋白质含量为25%～30%,14份材料的水溶性蛋白质含量超过30%。     

黏质沙雷氏菌Ha1菌株复合菌剂除草效果评价

明确黏质沙雷氏菌(Serratia marcescens)Ha1菌株在玉米田的应用前景,为除草剂减量和杂草绿色防控提供科学依据。对Ha1菌株与死谷芽孢杆菌(Bacillus vallismortis)07-1菌株进行复合菌剂的制作,按照国家标准规定对颗粒剂的生物特性指标进行检测,并分别采用平皿法和茎叶喷雾法评价Ha1复合菌剂对杂草的室内抑制作用及在田间条件下对化学除草剂的减量效果。结果表明,Ha1菌株复合菌剂生物特性检测结果符合国家标准。田间试验结果表明,Ha1菌株复合菌剂与化学除草剂40%乙·莠悬乳剂减量30%复配进行苗前处理28 d后对杂草的株数防效和鲜质量防效分别为80.65%和98.02%,处理区玉米产量较对照区提高了6.70%。Ha1复合菌剂与26%烟·莠可分散油悬浮剂减量30%复配苗后处理14 d对杂草鲜质量防效为98.62%,28 d后的株数防效与鲜质量防效分别为85.16%和99.59%,玉米产量较对照区提高了17.93%。说明Ha1菌株复合菌剂与苗后除草剂26%烟·莠可分散油悬浮剂减量30%复配效果最好,增产作用明显。     

玉米大斑病菌小柱孢酮脱水酶StSCD家族鉴定及其功能分析

【目的】小柱孢酮脱水酶（scytalone dehydratase,SCD）是黑色素合成过程中的关键酶。本文旨在鉴定玉米大斑病菌（Setosphaeria turcica）小柱孢酮脱水酶基因（StSCD）家族,并分析玉米大斑病菌附着胞发育过程中StSCD基因家族表达量差异及SCD抑制剂对黑色素合成的影响,为进一步研究StSCD基因家族在黑色素合成和附着胞发育中的作用打下基础。【方法】利用玉米大斑病菌野生型菌株01-23的全基因组数据,获得StSCD基因家族的全序列,并与玉米小斑病菌（Cochlibolus heterostrophus）、稻瘟病菌（Pyricularia oryzae）、瓜类炭疽病菌（Colletotrichum lagenaria）等真菌的SCD进行序列比对;收集玉米大斑病菌附着胞不同发育时期的材料进行实时荧光定量PCR（qRT-PCR）分析,获得不同时期、不同StSCD的表达量,从而确定与病菌侵染和附着胞黑色素化密切相关的脱水酶基因;使用SCD抑制剂环丙酰菌胺处理玉米大斑病菌,测定菌落生长速度、黑色素合成量、附着胞膨压等,确定StSCD在附着胞发育过程中的作用。【结果】玉米大斑病菌全基因组中共鉴定到4个StSCD,其编码蛋白具有SCD保守结构域及保守的催化及底物结合氨基酸残基。StSCD3与灰葡萄孢（Botrytis cinerea）中功能冗余的SCD2蛋白具有较高同源性,StSCD4与多主棒孢（Corynespora cassiicola）中参与黑色素合成的SCD蛋白具有较高同源性。通过分析玉米大斑病菌生长发育过程中不同时期StSCD的表达量发现,在附着胞时期4个StSCD表达量均上调,其中StSCD3、StSCD4表达量上调尤为显著,附着胞再生菌丝时期StSCD3、StSCD4的表达量均显著下降,并且在附着胞诱导整个时期StSCD4的表达量较高。环丙酰菌胺处理玉米大斑病菌后,黑色素合成受阻,附着胞膨压显著降低。【结论】玉米大斑病菌含有4个StSCD,推测StSCD4参与DHN（1,8-间苯二酚）黑色素的合成,并进而影响附着胞膨压积累。