甘蔗富含甘氨酸蛋白基因(Sc-GRP)的克隆及其表达分析

本研究在对甘蔗(Saccharum officinarum)叶片全长cDNA文库测序的基础上,通过EST (expressedsequence tag)序列测定和生物信息学分析,获得了1个编码富含甘氨酸蛋白(glycine-rich protein,GRP)基因的全长cDNA序列,命名为Sc-GRP.生物信息学分析表明,该基因全长518bp,包含一个273bp的完整开放阅读框(open reading frame,ORF),5'端非编码区(untranslated region,UTR)长58bp,3’端UTR长187bp,且在3’端UTR中有典型的加尾信号AATAAA和polyA结构.该基因编码长度为90个氨基酸的蛋白,其理论分子量为10.12kD,等电点为5.86.Sc-GRP中甘氨酸含量最高,达到13％,且包含明显的GGX和GX重复结构单元.Sc-GRP没有信号肽和RNA结合位点.定量PCR分析结果表明,该基因在成熟叶片中的表达量远高于其在心叶中的表达量.在甘蔗茎中,随着节间成熟度的增加,其表达量逐渐升高,但在成熟根中几乎没有表达.在铝盐胁迫下,该基因在甘蔗初生根中的表达先是升高,然后随胁迫时间的增加而下降.研究结果提示该基因定位于细胞质,参与细胞的渗透调节,本研究结果为该基因的功能解析及其在甘蔗分子育种上的应用积累了基础资料.     

冷季型草坪草单盐胁迫下苗期生理效应的研究

通过测定NaCl胁迫下6种冷季型草坪草叶片的游离脯氨酸含量和细胞膜伤害率,阐明了此2个生理指标与草坪草耐盐性之间的关系,并得出了该6种草坪草的耐盐性强弱顺序。     

匐匍翦股颖L-93抗旱变异体的离体筛选与鉴定

以匐匍翦股颖L-93的胚性愈伤为试验材料,用适宜剂量为20 Gy的60CoY射线进行辐射处理,将经辐照处理的胚性愈伤接种在含有PEG6000浓度为200 g/L的NB筛选培养基中进行抗旱筛选,获得耐旱再生植株,并对这些植株进行形态学以及干旱胁迫后植物的游离脯氨酸(Pro)的积累、叶绿素含量、细胞膜相对透性以及过氧化物酶(POD)、超氧物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性等方面进行抗旱性鉴定。结果表明,变异体植株的抗旱性明显强于对照。     

基于卷积神经网络和重排序的农业遥感图像检索

卷积神经网络具有很强的分类能力,并在图像分类等应用中取得显著成效,但遥感图像检索应用中还较少利用该分类能力。为了提高农业遥感图像检索性能,该文提出一种利用卷积神经网络分类能力的遥感图像检索方法。首先利用微调的卷积神经网络模型提取查询图像的检索特征和估计查询图像的每个类别权重,然后利用根据CNN模型判断的检索图像类别和初始排序结果计算类别查准率,根据查询图像的类别权重和类别查准率计算加权类别查准率,最后根据加权类别查准率对图像类别进行排序,并根据排序结果对初始检索结果进行重排序,从而得到最终的检索结果。试验结果表明:该检索方法在PatternNet数据集中平均查准率达到97.56%,平均归一化调整后的检索秩达到0.0201;在UCM_LandUse数据集中平均查准率达到93.67%,平均归一化调整后的检索秩达到0.049 2,较之其他遥感图像检索方法下降0.2358,降幅超过82.7%;平均每张检索图像重排序时间大约是初始排序时间的1%。该文提出的重排序方法可以得到更好的遥感图像检索结果,提高了遥感图像检索性能,将有助于农业信息领域信息化和智能化。     

低钾胁迫对不同基因型水稻光合特性的影响

以水稻(Oryza sotiva L.)受体N27(对照)和来源于N27的耐低钾基因型水稻N18和N19为材料.采用溶液培养试验,研究了低钾胁迫对其光合特性的影响.结果表明,在低钾胁迫下,水稻叶片叶绿素a、叶绿素b以及叶绿素(a+b)含量均降低,且均是N18、N19的叶绿素含量高于N27.在低钾条件下,水稻叶片净光合速率、呼吸速率、气孔导度和胞间CO2浓度以及蒸腾速率均降低,且均是N18、N19的下降幅度小于N27.     

镉胁迫对蒌蒿生理生化的影响及富集特征研究

采集了南洞庭湖湿地优势植物蒌蒿及其根际土壤,进行了不同浓度的Cd胁迫处理,研究Cd对蒌蒿部分生理指标的影响及蒌蒿对Cd的富集特性。结果表明:低Cd浓度(15mg/kg)胁迫能促进植株的生长,增强其生物活性,高浓度Cd(50mg/kg)胁迫对蒌蒿生长产生明显的抑制作用,当Cd浓度达到70mg/kg时,蒌蒿仍能正常完成生长周期。随着Cd处理浓度的增加,蒌蒿体内叶绿素含量逐渐降低,丙二醛(MDA)含量增加,在70mg/kg处理下达到最大值;可溶性糖和可溶性蛋白的含量逐渐呈现先上升后下降的趋势。蒌蒿体内各器官对Cd的富集含量随Cd胁迫浓度的增加而显著增加,在90mg/kg条件下,根的含量为910.66mg/kg,茎和叶分别为375.92和134.62mg/kg。在Cd胁迫浓度70mg/kg处理下,蒌蒿各部位对Cd富集量增加迅速,在70mg/kg胁迫下则增加缓慢,各处理浓度下,蒌蒿的平均根茎转移系数为0.85。蒌蒿对Cd具有较高的富集和耐受能力,是Cd污染的理想修复植物。     

丘陵山区稻鱼综合种养技术规程

稻田综合种养模式下稻谷和水产品价值协同提升,显著增加单位面积产值,并改善农田生态环境。该规程规定了稻鱼综合种养环境条件、品种选择、田间设施建设、稻鱼共生期管理及收获等管理技术,为丘陵山区稻田综合种养提供技术支持。     

土壤镉污染现状与重金属修复方法研究

在大量研究资料的基础上,对目前受关注程度较高的镉（Cd）污染进行了概述,简要分析了国内外土壤Cd污染状况;并对土壤重金属污染的一般治理方法进行了论述,在此基础上对生态修复理论进行了探讨。     

甘蔗胁迫诱导表达基因ScCBF1的功能分析

以甘蔗苗为材料研究了甘蔗CBF1转录激活因子ScCBF1在水杨酸(SA)、茉莉酸甲酯(Me JA)以及重金属镉(Cd Cl_2)和铜(Cu Cl_2)胁迫下的表达情况;将ScCBF1的原核表达载体p GEX-6P-1-ScCBF1转化大肠杆菌(Escherichia coli)Rosetta(DE3),检测其在NaCl、PEG8000胁迫下的生长情况.结果表明:ScCBF1在Me JA、SA、Cd Cl_2以及Cu Cl_2逆境胁迫下表达下调;在500 mmol·L-1NaCl胁迫下,含有重组质粒的细胞生长速度显著减缓,不同浓度NaCl胁迫下的平板胁迫结果进一步说明了ScCBF1基因不具耐盐性;在15%PEG8000胁迫下,含有重组质粒细胞的生长速度明显高于对照,不同浓度PEG8000胁迫下的平板胁迫结果说明了ScCBF1基因在应答干旱胁迫中具有抗逆性.构建了ScCBF1的植物表达载体p CAMBIA1301-ScCBF1并通过农杆菌侵染在本氏烟叶片中瞬时表达,在4℃低温胁迫下,T0代烟草植株长势显著优于对照.     

甘蔗捕光叶绿素a/b 结合蛋白基因ScLhca3 的克隆及表达

捕光叶绿素a/b结合蛋白是植物光系统I (photosystem I, PSI)中与色素分子结合的膜蛋白, 由Lhca基因家族编码, 主要参与光合作用中光能的捕获与传递。本研究对甘蔗叶片cDNA文库测序, 获得甘蔗PSI中Lhca3基因的cDNA序列, 命名为ScLhca3 (GenBank登录号为KU215669)。生物信息学分析表明, ScLhca3的开放读码框(opening reading frame, ORF)长度为804 bp, 编码267个氨基酸, 分子量为28.91 kD, 等电点为8.96; ScLhca3被定位于叶绿体, 无信号肽, 存在3个明显的跨膜区域, 含有典型的捕光叶绿素a/b结合蛋白功能域(chlorophyll a/b binding domain), 为亲水性非分泌蛋白。多序列比对和进化分析表明, ScLhca3在不同物种间具有较强的保守性, 具有种属特性。构建原核表达载体pGEX-6P-1-ScLhca3, 通过IPTG诱导表明, ScLhca3蛋白与预测大小一致。亚细胞定位试验显示, ScLhca3与报告基因GFP的融合蛋白定位于叶绿体中。实时定量PCR分析表明, ScLhca3在成熟叶片中的相对表达量最高, 根中几乎不表达, 具有明显的组织特异性; 在CdCl₂、ABA和H₂O₂外源胁迫下, ScLhca3均上调表达; 在黑暗、NaCl和PEG胁迫下则下调表达。