中国荞麦种质资源及其饲用价值

荞麦(Fagopyrum)是我国传统的食药两用植物,兼具优良的饲用价值。目前,荞麦栽培品种经过培育和演变形成了多种多样的类型,在我国西南部地区亦蕴藏着丰富的野生荞麦种质资源。本文介绍了荞麦种质资源及在我国的分布情况、栽培荞麦的种类和栽培范围,荞麦种质资源的研究进展、应用价值等,着重分析了荞麦,尤其是野生金荞麦作为饲草在营养、产量、适口性以及环境友好性等方面的优势,揭示出饲用荞麦的应用价值和未来的发展潜力。对当前荞麦领域存在的问题进行了综合性探讨,指出今后荞麦研究工作的重点应放在新的野生资源的挖掘及饲用荞麦的开发利用之上。     

CRISPR/Cas9基因组编辑技术及其在草类植物中的应用

CRISPR/Cas9系统作为新一代基因组编辑技术,一经问世就受到广泛关注。CRISPR/Cas9系统具有对特定基因位点进行精确修饰(包括敲除、插入、替换等)的强大功能,同时具有操作简单、效率高、适应性广等技术优势,目前已在微生物、植物、动物以及人类基因治疗等整个生命科学领域得到应用。本文简要介绍了CRISPR/Cas9技术的发展历程、作用机理、技术优势、功能及应用领域,总结该技术在植物领域的基因组定向编辑中的研究进展。并提出了这项技术在草类植物基因功能分析、基因代谢调控途径与遗传改良等方面的应用前景,为相关领域的研究工作奠定了基础。     

草酸和柠檬酸提高长白落叶松对Pb胁迫的适应性

通过外源添加不同浓度草酸或柠檬酸溶液,系统研究了不同处理时间下,草酸和柠檬酸对土壤Pb胁迫下长白落叶松幼苗多种生理生化特性、元素吸收及生长的影响,特别是叶绿素荧光参数、根系形态特征及养分元素吸收状况。结果表明,Pb胁迫对长白落叶松产生毒害,叶片细胞膜透性和F₀提高,叶片可溶性蛋白含量、叶绿素荧光参数(F_m、F_v、F_v/F_m和F_v/F₀比率)、根系表面积、长度、体积和比根长均下降。细根和叶片K、Ca、Fe、Pb含量及细根Mg含量显著增加,但叶片Mg含量降低,根、茎和叶干质量也显著降低。时间越长Pb对苗木的毒害越重。外源草酸和柠檬酸处理使上述生理生化特性和根系形态指标均向相反方向变化,并显著提高根、茎和叶等各部分干质量,提高了苗木对Pb胁迫的抵抗力和适应性。有机酸对上述指标的影响一般在20或30 d,5.0或10.0 mmol/L效果最佳,且柠檬酸效果强于草酸。草酸和柠檬酸降低苗木细根和叶片Mg、K、Ca含量, 但增加Fe含量。较低浓度有机酸处理时,苗木细根和叶片Pb含量降低,此时苗木对Pb胁迫的解毒机制主要体现在外部排斥机制,而较高浓度时(5.0~10.0 mmol/L)Pb含量却升高,此时内部耐受机制发挥的作用更大,但也不排除2种机制同时起作用的可能性。研究能为有机酸应用于植物修复土壤Pb胁迫提供理论指导,也能为东北林区Pb胁迫土壤的有效利用开辟新思路。      

KcERF-PeDREB2a双价基因对棉花干旱、盐碱耐受性的影响

利用农杆菌介导法将耐旱耐盐转录因子基因Pe DREB2a和Kc ERF导入受体材料陆地棉R15中,获得12个株系的转基因植株,通过硫酸卡那霉素初筛以及PCR分子检测最终获得7个转Kc ERF-Pe DREB2a基因的棉花株系。通过测定转基因棉花的抗逆相关生理指标以及对基因相对表达量测定分析,结果表明,200mmol/L的Na Cl和15%的PEG-6000胁迫处理后,转基因棉花幼苗的CAT、SOD活性,游离脯氨酸含量均高于对照组,MDA含量较对照组棉花明显下降。实时定量RT-PCR结果表明,干旱胁迫下,转基因棉花幼苗叶片中Pe DREB2a基因的表达量高于Kc ERF基因的表达量;高盐胁迫下,转基因棉花叶片中的Pe DREB2a,Kc ERF基因的相对表达量持平。本研究结果表明,在干旱、高盐胁迫下,Kc ERF-Pe DREB2a基因有助于提高棉花的耐旱耐盐能力。     

15个白三叶品种的ISSR和ITS遗传多样性分析

利用ISSR标记和ITS序列分析在我国大面积推广应用的15个白三叶(Trifolium repens)品种的遗传多样性与地理来源关系,试图为我国白三叶新品种的选育提供遗传理论支持。结果表明,15个白三叶品种明显分为两大类,第Ⅰ类有10个白三叶品种,主要来源于丹麦、澳大利亚、新西兰和荷兰;第Ⅱ类有5个白三叶品种,主要来源于美国、中国和阿根廷。白三叶品种聚类具有一定的地域性分布规律,ISSR和ITS均能有效地对白三叶品种进行遗传多样性分析,且ISSR可以更加细致地对其进行分类。     

花青素代谢调控植物彩叶研究进展

随着经济发展和社会进步，人们对于园林植物的审美有了更高的要求，彩叶植物逐渐成为了市场的新宠，而花青素对叶片颜色形成具有重要的作用。阐述了花青素相关的代谢途径及叶片中花青素代谢的关键结构基因和转录调控因子，归纳了多个环境因子通过调控花青素代谢对叶片颜色的影响，并探讨了通过分子生物学手段改变花青素含量以改良彩叶植物的途径，以期为彩叶植物的开发和利用提供参考。     

陆地棉bHLH转录因子GhMYC4基因的克隆及功能分析

通过电子克隆技术从陆地棉中分离了一个Gh MYC4基因(Gen Bank登录号:KF751654),该基因编码的蛋白属于b HLH类转录因子。生物信息学分析结果显示:该基因完整开放阅读框有1 650 bp,编码549个氨基酸。Gh MYC4蛋白的N-端具有MYC蛋白家族特有的b HLH-MYC-N保守结构域,C端具有高度保守的DNA结合域即b HLH结构域。同源比对和系统进化树分析结果显示Gh MYC4蛋白与陆地棉b HLH转录因子和可可b HLH转录因子的亲缘关系最近,与其他物种的MYC2家族成员具有很大的相似性。通过Real time-PCR检测该基因的组织表达特异性,结果显示该基因在陆地棉的根部和叶片中高效表达,纤维中微量表达。在拟南芥原生质体中进行该基因的瞬时表达,证实了Gh MYC4蛋白定位于细胞核。转Gh MYC4的拟南芥受到高盐和干旱胁迫后相比于对照在表型上表现出很好的抗旱耐盐性能,其叶片相对含水量、可溶性糖含量及脯氨酸含量显著高于对照,MDA含量显著低于对照。该结果为培育抗旱耐盐棉花新品种提供了新的基因来源。     

氮素添加对黄土高原典型草原长芒草光合特性的影响

为研究氮沉降对黄土高原典型草原植物代谢功能的影响,本研究通过模拟大气氮沉降的方法对黄土高原天然草地进行了氮添加试验,分析了天然草地植物长芒草(Stipa bungeana)在不同施氮水平下叶片氮含量、光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、水分利用效率(WUE)以及叶绿素含量的响应特征,探讨了长芒草光合生理特性和叶片衰老的影响对氮添加的响应。结果显示,氮素添加可显著增加长芒草地上生物量(P0.05),明显增加其所占总生物量的比例,显著增加叶片氮含量、叶绿素含量和净光合速率,而对气孔导度和蒸腾速率没有显著影响(P0.05),显著提高了植物水分利用效率。另外,氮素添加延缓了长芒草叶绿素的降解速率。以上结果表明,一定范围内的大气氮沉降量有利于长芒草光合能力的提高,可以延缓长芒草叶片的衰老。