玉米蛋白质组研究中双向电泳技术条件的优化

为了优化玉米叶片双向凝胶电泳技术条件,通过比较3种总蛋白提取方法对玉米双向电泳结果的影响,并对蛋白质上样量、IEF等电聚焦条件及SDS-聚丙烯酰胺凝胶浓度等参数进行探索、优化;结果发现,与酚提取法和磷酸缓冲液法相比,采用改进的TCA/丙酮法提取总蛋白操作简单、方便,所得的2-DE图谱中蛋白质点数量多、背景清晰,是一种适用于提取玉米苗期叶片总蛋白的有效方法;同时筛选出:第一向IEF等电聚焦样品上样量为800μg,聚焦条件为20 000 V/h,在浓度为12.5%的SDS-聚丙烯酰胺凝胶中进行电泳,能够在17 cm的IPG胶条上获得背景低、分辨率较高、重复性好的双向电泳图谱,该优化体系适用于玉米叶片蛋白质组双向电泳分离,对玉米蛋白质组学研究具有重要参考价值。     

玉米杂交种及其亲本子粒基因差异表达与杂种优势关系的研究

采用6×5 NCⅡ设计,以玉米乳熟期子粒为材料,在反转录水平上应用mRNA差异显示技术分析玉米杂交种及其亲本间基因差异表达模式,并与杂种优势进行相关分析。结果表明,玉米杂交种与亲本间存在明显的基因差异表达,可分为7种形式。在差异表达模式与杂种表现相关分析中,有15个相关系数达到显著或极显著水平。在差异表达模式与中亲优势相关分析中,株高与杂种特异表达型呈显著正相关;百粒重与单亲表达沉默一型呈极显著负相关;穗粒重和单亲表达沉默一型呈显著正相关;出籽率和蛋白质含量与单亲表达一致二型呈显著正相关;穗粒重和百粒重与杂种特异表达型呈极显著正相关。在与超亲优势相关分析中,株高与单亲表达一致一型呈显著正相关;穗位高和赖氨酸含量与单亲表达一致一型分别呈显著正相关和负相关;行粒数与双亲共沉默型呈极显著正相关,赖氨酸含量与双亲共沉默型呈显著负相关。     

不同氮素水平下大麦谷氨酰胺合成酶基因(HvGS1)表达及其与籽粒氮素积累的关系

为探讨大麦(Hordeum vulgare L.)叶片谷氨酰胺合成酶(glutamine synthetase)基因( HvGS1)表达对氮素水平的响应及对籽粒氮素积累的影响,以蒙啤1号、蒙啤3号、甘啤4号和垦啤7号4个大麦品种为试验材料,设置0、90、180和270 kg·hm~(-2) 4个施氮水平,分析灌浆期间不同供氮水平下大麦叶片 HvGS1相对表达量的变化及其与籽粒氮积累的相关性。结果表明,随着施氮水平的增加,大麦叶片中 HvGS1相对表达量上调;在灌浆期间, HvGS1相对表达量与供氮水平和籽粒氮含量均呈极显著正相关;随着灌浆进程推移, HvGS1相对表达量呈逐渐升高的趋势,直到花后28 d叶片开始衰老时仍维持较高的表达水平;成熟期籽粒氮含量与灌浆时期叶片 HvGS1相对表达量呈极显著正相关。通径分析结果显示,对成熟期籽粒氮含量影响最大的是花后28 d HvGS1表达水平,其直接通径系数为0.490 6。这说明施氮会促进 HvGS1上调表达,进而增加籽粒氮素积累量。     

河套地区不同刈割期对春播饲草大麦产量及品质的影响

为了进一步筛选适宜河套地区种植的优质饲草大麦品种,本研究以12PJ-051,12PJ-007,12PJ-067、12PJ-068为参试材料,以蒙啤麦3号为对照,测定各品种饲草的草产量和营养指标,确定各品种最佳的刈割时期。通过研究表明,随着时间的推移,各大麦品种饲草产量呈现先升高后降低的趋势。12PJ-067在抽穗期刈割效果最佳,鲜草产量2947.78kg/666.7㎡,干草产量显著高于其他品种各个时期(P<0.05),达到564.99kg/666.7㎡,粗蛋白含量14.0%。12PJ-007在灌浆期、乳熟期、乳熟后期,鲜、干草产量均表现最好,鲜草产量均在3000kg/666.7㎡以上,干草产量均在500kg/666.7㎡以上,粗蛋白含量均在12%以上。各品种不同刈割期粗蛋白含量在8.4%~18.5%之间,其中12PJ-007在乳熟期粗蛋白含量最高,达到18.5%,显著高于其他品种的各个时期(P<0.05)。     

不同施氮水平下大麦可溶性糖与淀粉积累的关系

[目的]探讨大麦可溶性糖与籽粒淀粉积累的关系.[方法]以蒙啤3号、甘啤4号、蒙啤5号、垦啤7号4个大麦品种为供试材料,设0、90、180、270 kg/hm2(分别标注为N0,N1,N2,N3)4个施氮水平,分析灌浆期间不同施氮水平下大麦营养器官可溶性糖和籽粒淀粉的动态变化,研究营养器官可溶性糖输出量对籽粒淀粉积累的贡...     

大麦新品种蒙啤麦5号丰产稳产适应性分析及应用评价

【目的】研究大麦新品种蒙啤麦5号生产应用价值,为其大面积推广应用提供有利数据支撑。【方法】利用蒙啤麦5号多年多点区域试验及生产试验数据,采用比较分析法、高稳系数法、基因型分组法以及适应性参数法分析其丰产稳产及适应性,并结合产量相关性状通径分析研究产量要素间相关关系。【结果】在生产示范中,蒙啤麦5号平均产量4 395.2 kg/hm²,较对照平均增产19.5%,增产点率达87.5%;在两年区域试验中,高稳系数最大,变异系数最小,适应性参数小于1,千粒重为53.8 g,饱满粒93.45%,发芽率为98%,麦芽浸出物80%,库尔巴哈值40.5%,糖化力435 WK,α-氨基酸153 mg/100g;在产量构成因素中,单株粒数(0.667)对产量直接影响最大,其次为有效穗数(0.543)及千粒重(-0.41),单株粒数及有效穗数对蒙啤麦5号产量形成具有正向效应,而千粒重对产量形成具有负向效应。【结论】蒙啤麦5号丰产稳产性好、适应性强,品质指标达到国家优质啤酒大麦标准,适宜在内蒙古中东西部及生态条件相类似的春麦区推广种植,生产应用中应尽量增加基本苗,但要注意栽培密度以防倒伏...     

模拟干旱胁迫下大麦叶片保护性酶的发育遗传分析

为明确大麦抗旱生理性状的发育遗传,在大麦抗旱育种中加以利用。采用ADMP(加性-显性-母本-父本)遗传模型及条件方差分析方法,分析了模拟干旱胁迫下的大麦叶片4种保护性酶(超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽还原酶(GSHR))的发育遗传效应。结果表明,在不同发育阶段4种保护性酶的遗传效应不尽相同,在遗传效应类别、遗传表达量上存在差异;随着生育进程推进,4种保护性酶的条件遗传主效应表现出一定依时空波动和间歇性。在出苗-拔节阶段,以SOD的显性效应强,GSHR的母本效应最强;在拔节-开花阶段,SOD、POD存在较大的加性遗传效应,GSHR存在最大值的父本效应;在开花-灌浆阶段,SOD、POD的加性遗传效应高于相应的显性遗传效应,SOD、CAT被检测到较大的母本遗传效应,GSHR的父本效应最强。根据研究结果可知,在不同生育阶段以保护性酶指标进行抗旱鉴定时,可如下进行:出苗-拔节阶段,对高代材料或亲本而言,适宜测定GSHR;对F1或F2而言,适宜测定SOD。拔节-开花阶段,对高代材料或亲本而言,适宜测定SOD、POD;对F1或F2而言,适宜测定POD。开花-灌浆阶段,对高代材料或亲本而言,适宜测定SOD、POD、CAT、GSHR;对F1或F2而言,适宜测定POD。     

玉米诱变与原自交系株高变化的蛋白质组学及差异基因的功能分析

【目的】研究玉米经EMS处理后诱变系与原自交系的蛋白表达机制,为从蛋白质组学角度揭示诱变后选育材料在株高发生变化及生物产量明显提高等方面的分子理论奠定基础。【方法】以玉米(Zea mays L.)优良自交系AMD16和诱变后选育材料为试材,采用双向电泳、质谱分析以及检索技术,比较选育材料与原自交系叶片蛋白质组的差异,并对其候选基因进行分离、克隆,构建植物表达载体p3300-ZmMDH6,最后进行拟南芥的遗传转化与鉴定。【结果】EMS诱变后选育材料的蛋白质组中出现21个差异蛋白质点,其中5个蛋白质点在选育材料中特异表达,1个蛋白质点下调表达,7个蛋白质点上调表达,有2个差异蛋白质点在原自交系中表达,而未在选育材料中表达。通过MALDI-TOF-MS质谱测序和MASCOT序列分析,鉴定出了15个差异表达蛋白质点,其功能涉及生物细胞代谢/能量代谢、防御/抗胁迫、细胞蛋白合成和叶绿素合成等细胞过程。用RT-PCR方法克隆了其候选基因ZmMDH6的编码区cDNA,长度1 296bp,由432个氨基酸残基组成,分子质量46.80ku,等电点5.79;并构建植物表达载体进而转化拟南芥,经检测证明已获得T1代转基因植株。【结论】玉米诱变系与原自交系在蛋白丰度上存在明显的差异;差异表达蛋白涉及到各个生长发育过程,可能与玉米生物产量的提高和株高的改变有密切关系。