不同生态区烟草叶片基因表达谱的分析

烟叶香气类型受到生态环境和栽培条件的影响,为解析生态环境对烟叶香气风格形成的影响,本研究利用定制的烟草(Nicotina tabacum L.cv.)芯片对种植在河南平顶山(浓香型)、云南省玉溪(清香型)和贵州遵义(中间香型)3个不同生态区的同一烟草品种K326的同一叶位(中部叶)、相同叶龄(60 d)的叶片基因表达谱进行了比较研究,共发现有效差异表达基因920个。通过功能注释和代谢途径分类发现,初生代谢途径中碳水化合物的代谢可能对不同香型风格烟叶的形成起到了较大影响作用,而氮代谢的影响较小。而在次生代谢中,苯丙烷类合成、生物碱合成、萜类代谢途径起到较大的作用。另外,氨基酸的代谢可能也对不同香型风格烟叶的形成起到了重要作用;其中,光合作用中起到重要作用的磷酸烯醇式丙酮酸碳羧化酶(phosphoenolpyruvate carboxylase 1,PPC1)、碳水化合物中淀粉代谢相关的细胞壁转化酶(cell wall invertase 1,CWINV1)、萜类代谢关键酶3-羟-3甲基戊二酰辅酶A还原酶(3-hydroxy-3-methylglutaryl coA reductase,HMGR1)和萜类合成酶(terpene synthase 21,TPS21)、以及生物碱合成相关基因均在河南平顶山烟叶中表达量最高,贵州遵义次之,云南玉溪最低;类胡萝卜素合成关键基因八氢番茄红素合成酶(phytoene synthase,PSY)的表达量在河南平顶山最低,其次是云南玉溪,在贵州遵义表达量最高。而类胡萝卜素降解关键酶9-顺式-环氧类胡萝卜素双氧合酶(nine-cis-epoxycarotenoid dioxygenase,NCED4)基因表达量表现出云南玉溪最高,贵州遵义次之,河南平顶山最低。淀粉降解相关的葡聚糖磷酸化酶(α-glucan phosphorylase,PHS1)基因在云南玉溪表达量最高,河南平顶山次之,贵州遵义最低。结果提示,这些基因的差异表达可能对不同香型风格烟叶的形成起到了重要作用,该研究为进一步采用农艺措施调控提供了理论支撑。     

电子束辐照技术在优良烤烟品系筛选中的应用

以烤烟品系LY 1306-A,LY 1306-B,LY 1306-C三个相关姊妹系为材料,利用辐照诱变处理种子,以期从中筛选出株系优良、抗性显著的烤烟品系。通过对3个姊妹系烤后烟叶的质量评价,选择具有潜力的品种(系)进行辐照诱变,根据大田长势筛选优异单株,获得优异株系。结果表明,LY 1306-A品系的质量优于其他2个姊妹系,抗辐照能力较强,并由辐照后LY 1306-A经田间筛选获得3个优异株系AM2-10,AM2-12与AM2-40。     

温度和水分对典型香型烟区植烟土壤氮素矿化的影响

为探究典型香型烟区植烟土壤氮素矿化特征及其与温度和水分的关系,采用室内培养试验研究了土壤温度(15、28、37℃)和土壤相对含水量(50%、65%、80%田间持水量)对云南大理、贵州毕节、河南许昌3个典型香型产区植烟土壤氮素矿化的影响。结果表明:不同地区植烟土壤矿质氮和矿化速率变化规律与温度和水分密切相关。3个产区植烟土壤的矿质氮含量和矿化速率均随着温度的升高而升高,在同一温度条件下,以土壤有机质含量较高的云南大理土壤矿化量较大,有机质含量较低的河南许昌土壤矿化量较小。不同地区植烟土壤含水量与氮素矿化的关系不尽相同,土壤相对黏重的贵州毕节土壤以50%田间持水量处理土壤氮素矿化量和矿化速率最大,以80%田间持水量处理最不利于氮素矿化;而质地相对较轻的河南许昌土壤和云南大理土壤均为在65%田间持水量条件下最有利于氮素矿化,以50%田间持水量处理氮素矿化量较小。基于一级动力学方程的模拟,3个植烟土壤的潜在矿化氮库(N0)都随温度的增加而提高,总体以28～37℃的培养温度较为适宜,低于15℃不利于土壤有机氮的矿化,3个植烟土壤的N0以云南大理最高,河南许昌最低;土壤矿化速率常数(K)以云南大理最大。土壤相对含水量也对N0有一定影响,且土壤温度和含水量对不同土壤氮素矿化量和矿化速率均存在显著的互作影响,合理调控土壤温度和土壤相对含水量,可以有效调节不同生态烟区土壤氮素矿化动态变化。     

基于VIGS技术干扰病毒RNA防控烟草黄瓜花叶病毒病

黄瓜花叶病毒(Cucumber mosaic virus, CMV)引起的花叶病是烟草上的重要病害。本试验通过病毒诱导基因沉默技术(virus induced gene silencing, VIGS)构建靶向沉默CMV-1a、CMV-2a、CMV-MP和CMV-CP的VIGS载体,测定基因沉默后CMV相对表达量、CMV病毒浓度和TRV相对表达量,并对VIGS载体对CMV的防治效果进行评价。结果表明,试验建立的VIGS载体能够有效导入烟株;沉默CMV-2a的处理CMV相对表达量最低,基因沉默效率最高,为46.25%;接种病毒30 d后CMV-2a处理的病毒浓度最低,仅为对照的72.8%,TRV载体的相对表达量显著高于其他处理;沉默CMV-2a的处理发病时间推迟,病情指数最低,防治效果最好。本研究建立的CMV-2a VIGS体系能够有效沉默外源侵入的CMV基因表达,抑制CMV在烟株内的传播,为防治烟草黄瓜花叶病毒病提供了新的思路与方法。     

家蚕幼虫关联基因在胚胎期的表达（英文）

    用蛋白质表达谱分析技术研究家蚕胚胎发育时期的基因表达.用蛋白质双向电泳技术(2-DE)分离蛋白质,用ImageMaster Elite图谱分析软件比较分析12个家蚕胚胎发育特异时期的2-DE图谱,发现一些蛋白斑点丰度高,并且一旦出现就在后续特异时期一直表达,推测这些蛋白可能在胚胎发育和代谢方面起重要作用,从中选择5个点分析它们的序列和功能.用基质辅助激光解吸电离质谱(MALDI-TOF-MS)和数据库检索鉴定蛋白质,发现5个幼虫期功能蛋白分别在4个胚胎发育特异时期表达:保幼激素结合蛋白(JHBP)基因在缩短期表达,表皮生长因子受体在头胸分化期表达,家蚕幼虫表皮蛋白和副腺特异肽在毛瘤发生期表达,淀粉酶在转青期表达.这些幼虫功能蛋白都在胚胎特定的生理期功能需要下出现,表明幼虫关联基因在胚胎期有序而及时地表达.     

延迟采收对豫中烤烟上部叶生理指标和代谢组学的影响

为探究延迟采收对豫中烤烟上部叶生理指标和代谢组学的影响,本研究以中烟100为试验材料,研究延迟采收对上部叶抗氧化性指标、氮代谢关键酶活性、还原糖含量以及代谢组学的影响。结果显示,随着延迟采收时间的延长,烟叶中抗氧化系统中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性逐渐降低,丙二醛(MDA)和脯氨酸(Pro)含量较常规采收时上升。与常规采收相比,延迟采收8 d时烟叶中还原糖含量达到最高,增加了97.10%。氮代谢中的关键酶硝酸还原酶(NR)和谷氨酰胺合成酶(GS)活性随着采收期延长逐渐降低,延迟16 d时活性达到最低。不同处理的上部叶代谢物经过时间序列分析(STEM)发现变化趋势相似的代谢物聚为一类,经过代谢途径分析(KEGG)发现,随着采收期的延长,主要富集在萜类化合物和类固醇的生物合成,D-谷氨酰胺和D-谷氨酸代谢、不饱和脂肪酸的生物合成,托品烷、哌啶和吡啶生物碱的生物合成等代谢途径中的代谢物表达持续下调,富集在淀粉和蔗糖代谢途径、酪氨酸代谢、植物激素的生物合成等途径中的代谢物在延迟采收8 d时表达下调。综上表明,豫中烟区烤烟上部叶延迟采收8 d为最佳采收期。本研究为确定豫中上部烟叶的适宜采收时间,科学指导田间采收提供了重要的理论依据。     

硝酸还原酶基因启动子NRE2元件缺失对烟草氮代谢的影响

为了探究硝酸还原酶基因启动子中硝酸盐响应元件NRE2缺失对烟草植株氮代谢的影响,以烤烟品种K326为材料,采用CRISPR/Cas9基因编辑技术获得了烟草NIA11和NIA2基因启动子中NRE2元件缺失的突变体材料,并于同一氮素营养条件下培养,测定烟草植株氮代谢相关生理指标.结果表明,与野生型相比,单突变体和双突变体叶...     

MdMYB10对苹果果皮苯丙氨酸代谢的影响

MdMYB10对苹果果皮花青苷合成起重要作用,但对苯丙氨酸代谢途径中其他酚类物质合成是否起作用尚不清楚。从‘粉红女士’苹果（Malus ? domestica‘Pink Lady’）果皮中克隆了MdMYB10,分别构建其过表达载体pCAMBIA2301-MdMYB10和沉默载体pTRV2-MdMYB10,在套袋苹果果皮下注射农杆菌诱导MdMYB10过表达和沉默,分析MdMYB10对解袋后苹果果皮苯丙氨酸代谢的影响。结果表明,在过表达MdMYB10的果皮组织中,MdMYB10表达量上调了19.62倍,MdPAL、MdCHS、MdF3H、MdDFR、MdANS、MdUFGT、MdFLS、MdANR均有不同程度的上调,只有MdLAR无显著变化;沉默MdMYB10的果皮组织中,MdMYB10表达量降低了87%;MdCHS、MdF3H、MdDFR、MdANS和MdUFGT均有不同程度的下调,其中MdANS和MdUFGT下调最多,分别下调83%和82%。在过表达MdMYB10的果皮中,花青苷含量升高了3.05倍,槲皮素–3–O–半乳糖苷、表儿茶素、原花青素B2、绿原酸、对香豆酸含量均有不同程度升高,根皮苷含量无明显变化;在沉默MdMYB10的果皮中,花青苷含量降低了83%,槲皮素–3–O–半乳糖苷和表儿茶素含量分别降低58%和52%,原花青素B2、根皮苷含量无明显变化,而绿原酸含量升高了24%,对香豆酸含量升高了21%。可见,MdMYB10不仅调控苹果果皮中花青苷合成,同时还调控苯丙氨酸代谢中绿原酸、对香豆酸、槲皮素–3–O–半乳糖苷、表儿茶素和原花青素B2等物质的合成,但对根皮苷的形成作用不明显。     

干旱处理下不同烤烟品系的生理差异研究

为培育抗性优良的烤烟品种,探究烤烟的耐旱特性及机理,以烤烟品系LY1306、中烟100和红花大金元为试验材料,研究在聚乙二醇6000(PEG-6000)模拟干旱胁迫和水分控制的干旱处理下,各烤烟品系叶片抗氧化酶类活性,丙二醛(MDA)和脯氨酸含量变化,以及光合生理特性和叶片细胞超微结构的差异。结果表明,25%PEG-6000胁迫下,LY1306能保持较好的生理状态,具有较高的SOD活性和较强的脯氨酸渗透调节能力;中烟100的个别叶片出现萎蔫,SOD活性较LY1306低,较对照组POD和CAT活性显著降低,MDA含量较高;红花大金元叶片出现严重萎蔫,CAT活性降低幅度最大,脯氨酸积累量较高。在反复缺水干旱条件下,LY1306能够维持较高的CAT活性,MDA积累量少,水分利用率较高,蒸腾速率较低,细胞中叶绿体数量和叶绿体形态维持正常。红花大金元的POD活性增长明显,脯氨酸含量显著增长,但MDA积累量较大,叶绿体变形且数量明显减少。中烟100的POD活性较高,脯氨酸积累量较大,叶绿体结构较完整。综上,LY1306在干旱胁迫下具有较强的清除活性氧和脯氨酸渗透调节能力,综合抗旱能力较好。本研究结果为培育抗旱烤烟品种提供了理论依据。     

苹果新品种‘瑞阳’及其亲本果实组织结构的比较分析

【目的】苹果新品种‘瑞阳’由‘秦冠’和‘富士’杂交选育而成。感官评价‘瑞阳’肉质明显比‘秦冠’细脆,略差于‘富士’,本研究从组织结构方面分析‘瑞阳’与亲本果实质地差异的原因。【方法】本实验以‘瑞阳’及其亲本果实为研究对象,在成熟期测定果实的基本质地指标(硬度、脆度等),并采用半薄切片和扫描电镜技术对3个品种果实的组织结构进行比较,分析3个品种之间的微观差异。【结果】通过半薄切片观察,‘瑞阳’和‘富士’与‘秦冠’相比,果肉细胞平均面积大,细胞间隙小,细胞间排列紧密,圆度小,细胞纵横比大。‘瑞阳’与‘富士’相比,果肉细胞平均面积、周长、圆度等指标相近,而细胞间隙略大。通过扫描电镜观察果肉的纵切面,可知‘瑞阳’和‘富士’细胞排列整齐、紧密,而‘秦冠’细胞排列混乱,成簇分散排列,细胞间隙大;观察果肉的断裂面可得,‘瑞阳’和‘富士’均以细胞内断裂为主,且断口光滑、平齐,而‘秦冠’以细胞间和细胞内断裂为主,断口粗糙,具有毛状细丝。【结论】通过对3个苹果品种微观形态的比较分析,表明苹果的组织结构特征与质地有一定关系,从果实组织结构方面为苹果新品种选育提供理论依据。