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。     

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.     

基于东亚金发藓监测土壤镉污染的生物学机理

采用对镉具有高敏感性特征的苔藓植物——东亚金发藓(Pogonatum inflexum)为材料,以不同浓度梯度镉污染基质作为胁迫条件,观测该植物在镉胁迫下的生长发育状况、镉富集能力、叶绿素含量、可溶性蛋白含量及MDA含量,并分析比较了各项指标变化特征与土壤中全镉含量及有效镉含量的相关性。结果显示,供试土壤中有效镉含量约占全镉含量的20%~40%,东亚金发藓对镉的富集能力总体较弱,其最大富集浓度值为1.627 mg kg-1,最高富集系数为63.9%,植株富集浓度与土壤有效镉含量之间的相关性高于全镉;东亚金发藓对镉污染表现出显著反应特征,植株孢子体和配子体受害症状明显,1~2 mg kg-1以上的镉胁迫(土壤有效镉含量大于0.559 mg kg-1时)即可使叶部黄化、褐变,5 mg kg-1的镉处理导致蒴柄弯折、植株枯亡;东亚金发藓叶绿素含量、可溶性蛋白含量、丙二醛(MDA)含量等生理指标变化特征受镉胁迫影响明显,且与有效镉含量呈显著相关性,适合作为东亚金发藓监测土壤镉污染及镉生物有效性的指示指标。     

特种稻新品种红两优8012的选育与应用

红两优8012是以福建省农业科学院水稻研究所选育的红米不育系红19S与中国水稻研究所选育的大穗恢复系中恢8012配组育成的两系红米杂交水稻新品种,具有株型理想、高产、糙米呈红色、适应性广等特点,2022年通过云南省农作物品种审定委员会审定。主要介绍了红两优8012的特征特性及其栽培、制种技术。