转基因甘蔗BtG-2的T-DNA侧翼序列分析及其转化事件特异性检测

转基因甘蔗BtG-2是利用农杆菌介导法把Cry1Ac-2A-gna融合抗虫基因导入‘新台糖22号’的转基因甘蔗株系,具有良好的抗虫特性和农艺性状。为了明确转基因甘蔗BtG-2的分子特征及其检测方法,推进其生物安全性评价工作,以BtG-2的T2代为研究材料,利用Southern杂交检测外源基因在转基因甘蔗基因组内的拷贝数;利用染色体步移技术分离外源基因在甘蔗基因组中插入位点的侧翼序列,并建立了该转化体高效灵敏的特异性PCR检测方法。结果表明：Southern杂交检测证明外源T-DNA以单拷贝方式插入BtG-2株系;经过3次的热不对称巢式PCR扩增,获得外源基因T-DNA左边侧翼序列984 bp和右边侧翼序列705 bp;以这2个序列和相应的T-DNA的左右端序列分别设计3对检测引物对,建立了BtG-2株系的转化事件特异性PCR检测方法,扩增效率最高的引物对LS011/LA451和RS160/RA588分别扩增到440 bp和428 bp的特异片段。其中T-DNA左侧设计的LS011/LA451检测引物对扩增的灵敏度高、特异性强,能够在甘蔗BtG-2基因组DNA相对含量为0.1%的模板中检测出转基因目的成分,相当于9个单倍体基因组拷贝数。本研究完成了转基因株系BtG-2的分子特征及其转化事件特异性检测,为该转基因甘蔗及其衍生产品的检测和身份识别提供技术依据。     

广西甘蔗螟虫发生概况和动态变化

广西甘蔗对我国食糖安全起重要作用,而螟虫是影响甘蔗产业最重要害虫。因此,螟虫防治一直是科研工作者重点关注的科学问题,20世纪60年代以来研究者一直对螟虫预测预报、防治方法等进行了深入研究,但是几十年以来还是依赖化学防治为主,长期使用化学药剂,易导致害虫产生抗药性,污染环境破坏生态平衡。对螟虫种类、分布、为害特点等进行简述,重点分析广西甘蔗虫害预测预报、危害情况和防治方法等方面的历史和现状差异,并对现阶段螟虫防治存在的问题和未来发展提出了一些建议,望为广西甘蔗螟虫防治提供参考依据。     

超低温技术的研究进展及其在甘蔗脱毒中的应用前景

超低温处理是以植物组织培养以及超低温保存为基础的一种新型的脱毒技术。为研究其在甘蔗脱毒中的应用前景,笔者对超低温技术在常见作物中脱毒方法及效率进行了分析,对超低温的原理、方法以及脱毒效果做了总结,对甘蔗现有的脱毒技术进行了分析。阐述了超低温技术为甘蔗脱毒工作中所提供的新的思路。     

氮肥减量条件下间作绿豆压青对甘蔗生长及氮代谢的影响

以甘蔗单作常规施氮量为对照（CK）,设氮化肥减量20%+间作绿豆压青（A）、氮化肥减量40%+间作绿豆压青（B）和氮化肥减量60%+间作绿豆压青（C）3个处理,通过测定甘蔗农艺性状、蔗茎产量和甘蔗叶片氮代谢相关生理生化指标,研究氮肥减量条件下间作绿豆压青对甘蔗生长及氮代谢的影响。结果表明,间作绿豆影响新植蔗分蘖,分蘖率显著低于CK,但对甘蔗有效茎数影响不显著。新植蔗产量表现为A>B>CK>C。氮化肥减量条件下间作绿豆压青对宿根蔗发株率、株高、有效茎数、甘蔗茎径有促进作用。宿根蔗蔗茎产量表现为A>B>C>CK。2年的甘蔗蔗糖分含量表现为C>B>A>CK。氮化肥减少20%条件下间作绿豆压青对提高甘蔗叶片谷氨酰胺合成酶、硝酸还原酶活性和游离氨基酸、可溶性糖含量有促进作用。综合甘蔗农艺性状、蔗茎产量、氮代谢相关指标测定结果和经济效益的表现,试验以氮化肥减量20%+间作绿豆压青的A处理最优。     

铜对土壤酶和碱解氮及甘蔗生长影响

【目的】研究土壤Cu浓度对土壤性状动态变化规律及甘蔗生长的影响,为农产品安全生产和重金属污染治理提供依据。【方法】以甘蔗为试验材料,采用盆栽法,设置不同土壤Cu浓度处理（44.15、61.65、79.15、86.65、94.15、269.15、444.15mg/kg）,在甘蔗不同生长期采样分析土壤性状及蔗株的生长情况。【结果】土壤脲酶随Cu浓度的增加（44.15-444.15mg/kg）呈先增加后降低的趋势,当Cu浓度为86.65或94.15mg/kg时达最大值;甘蔗各生长期土壤碱解N随土壤Cu浓度的增加呈先增加后降低的趋势;土壤脲酶活性与Cu浓度呈负效应,其中分蘖期和伸长期达到极显著和显著负相关;土壤碱解N与Cu浓度呈正、负效应,其中分蘖期和伸长期呈显著正相关;甘蔗株高、茎径、产量、蔗汁锤度随土壤Cu浓度的增加先增加后降低,甘蔗Cu受害临界值为土壤全Cu269.15mg/kg或蔗茎Cu7.82mg/kg。【结论】适宜的土壤Cu浓度可提高土壤脲酶活性、碱解N含量及甘蔗产量、品质;土壤脲酶活性与Cu浓度呈负效应,土壤碱解N与Cu浓度呈正、负效应。     

国家甘蔗品种第五轮区域试验广西隆安点表现

2006-2008年间。在广西隆安县对12个参试材料和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：MEX105新宿平均含糖量和甘蔗蔗糖分最高，比对照增产增糖明显。Q170平均蔗茎产量最高，新宿平均合糖量高于两对照．比对照增产增糖较大。CP88—1762、粤糖94—128、HOCP92-648、HOCP91—555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。MEX105、HOCP91-555、闽糖96—1409、闽糖93—730、FR93—435、CP88-1762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。     

宿根矮化病菌侵染后甘蔗防御酶活性变化

[目的]研究接种甘蔗宿根矮化病（Ratoon stuning disease,RSD）菌后甘蔗防御酶活性的变化,为进一步探明甘蔗与RSD病菌的互作机制提供理论依据.[方法]以温汤脱毒后的甘蔗品种桂糖1 1号（GT11）为材料,设RSD菌液浸种为处理,ddH2O浸种为对照,测定甘蔗茎、叶不同时期超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）、谷胱甘肽还原酶（GR）等5种防御酶活性变化.[结果]在RSD病菌胁迫下,甘蔗茎和叶片中相关防御酶活性均有所变化,茎中除APX活性一直高于对照外,其他酶活性均表现为在90 d时低于对照,180d时高于对照;叶中除POD活性一直高于对照外,其他酶活性在90 d时高于对照,180 d时低于对照.[结论]在RSD病菌胁迫下,甘蔗茎和叶片中CAT、SOD、POD、APX及GR活性均有所提高,随着胁迫时间的延长在茎中出现逐渐高于对照的趋势,叶片则与此相反.     

甘蔗的起源和进化

文章通过总结近20年来有关甘蔗属分类、地理起源、栽培起源与传播、甘蔗进化以及甘蔗基因组进化等的研究结果,全面分析了甘蔗的起源和进化进程,分析结果支持Brandes于1958年提出的假说。建议今后应对割手密种、大茎野生种和热带种之间的相互关系展开深入研究,以便更全面了解甘蔗的起源和进化;同时应开展甘蔗全基因组测序研究、甘蔗叶绿体基因组学研究及构建甘蔗遗传连锁图谱,全面深入剖析甘蔗的遗传结构和驯化进程。     

甘蔗多样性微阵列技术（DArT）标记体系的建立

[目的]建立成熟、稳定的甘蔗多样性微阵列技术（Diversity array technology,DArT）标记体系,为甘蔗的遗传多样性分析、遗传图谱构建及标记辅助育种等提供新的分子标记方法.[方法]以7份不同种属的甘蔗材料为样本,优化基因组复杂性降低方法并建立甘蔗DArT标记体系,同时应用该体系分析7份材料的遗传多样性.[结果]获得了基于PstⅠ/TaqⅠ酶切组合的最优基因组复杂性降低方法,利用该方法建立了DArT体系.利用DArT体系分析了7份材料之间遗传进化关系,发现供试7份材料的遗传相似系数为0.497～0.811,平均值为0.569.以遗传相似系数0.546为阀值,可以将供试材料分为三大类,其中第一类的GT29号、拔地拉和割手密GXS85-30均为甘蔗属材料,与预期相一致;第二类为河八王2号和滇蔗茅2号,第三类为芒84-8和斑茅GXA87-36.[结论]建立的甘蔗DArT标记体系具有有效性,其遗传相似性分析结果与材料预期的亲缘关系密切程度相一致.     

广西不同生境蔗田蔗茎红粉蚧的种群动态

【目的】分析蔗茎红粉蚧在广西蔗区不同生境蔗田的种群动态,了解其在蔗田的发生规律,为生产上监测和控制该粉蚧提供参考。【方法】在广西上思县蔗区于2012年7-12月调查新台糖22号宿根1年蔗蔗茎红粉蚧的虫口密度和为害株率,2013年7～12月调查新台糖22号宿根1年蔗和粤糖60号新植蔗蔗茎红粉蚧的虫口密度;在扶绥县蔗区于2013年7～12月调查新台糖22号新植蔗与宿根1年蔗蔗茎红粉蚧的虫口密度。虫口密度调查为在蔗田设8个取样点,每点相隔3行,每取样点选取相近3株甘蔗,调查和记录蔗茎红粉蚧若虫和成虫的发生数量;为害株率为顺序调查同行100株甘蔗中发生蔗茎红粉蚧的株数,重复4次。每半个月调查一次,直至甘蔗收获。【结果】上思县蔗区调查结果,2012年蔗茎红粉蚧于7～8月发生数量较多,最高为100．50头/株,在9月下旬后发生数量明显减少;为害株率为24．75％78．50％,8-11月高达60％以上;2013年蔗茎红粉蚧在7～8月发生较多,新植蔗和宿根蔗的最大虫口密度分别为44．51和27．96头／株。扶绥县蔗区2013年调查结果,蔗茎红粉蚧发生数量也以7～8月较多,该粉蚧在宿根蔗上的最大虫口密度显著高于新植蔗,分别为125．87和25．08头／株。【结论】每年7～8月是广西蔗区蔗茎红粉蚧自然种群增长最快的时期,生产上应密切关注这一时期的蔗茎红粉蚧种群动态,并根据其危害情况及时采取必要的防治措施。