橄榄多酚氧化酶基因(PPO)克隆及其试管苗离体保存过程中的表达分析

以来源于橄榄成熟胚的橄榄试管苗为材料,进行PPO基因克隆,比较试管苗不同保存阶段PPO基因转录水平和PPO酶活性的变化。结果表明:克隆获得1个PPO基因全长cDNA序列,命名为PPO2,GenBank登录号为JQ319005,cDNA全长序列为1 934 bp,推测出橄榄PPO开放阅读框(ORF)1 818 bp,编码606个氨基酸。橄榄PPO2属于碱性、亲水、非分泌蛋白,可能定位于线粒体基质空间,具有3个典型的保守结构域,丝氨酸磷酸化占主导地位,并且二级结构以不规则卷曲为主。而三级结构预测表明,橄榄试管苗PPO2蛋白主要由α螺旋和不规则卷曲组成;进化树分析显示橄榄PPO蛋白与胡杨PPO关系最近,而与葡萄和莲的亲缘关系较远;qPCR分析显示,PPO2基因在橄榄试管苗不同保存阶段都有表达,但在橄榄试管苗保存1个月幼叶比较多时PPO2基因的表达量最高;而橄榄试管苗在分别保存1、2、3、4、5个月时PPO活性变化趋势不明显,当保存时间到6、7、8个月时PPO活性急剧增加。因此,PPO基因可能与幼嫩组织的启动分化有关,并在橄榄试管苗生长发育过程中发挥重要作用。     

征稿启事

<正>《宁夏农林科技》创刊于1958年,由宁夏农林科学院主办,为省级综合性农业科技期刊、自治区优秀期刊。被《中国期刊网》、《中国学术期刊(光盘版)》等全文收录,为中国学术期刊综合评价数据库统计源期刊、中国核心期刊遴选数据库统计源期刊。     

鄱阳湖湖滨湿地土壤酶活性及影响因素

土壤酶参与有机碳和养分转化的生物化学反应,对土壤有机质的循环起重要作用。为探讨湖滨湿地土壤酶 活性变化规律及其影响因素,以鄱阳湖滩地土壤为研究对象,在2011 年的2、5、9 和11 月分别采集0 ~ 10 cm 的土 壤样本,对土壤性质和与有机碳转换相关的3 种水解酶和2 种氧化还原酶的活性进行测定,并分析了土壤性质参 数与酶活性的相关性。结果表明,不同月份的土壤pH 值、有机碳和氮含量的差异不显著,但土壤酶活性变化有显 著差异。纤维二糖酶和茁鄄糖苷酶活性在9 月份达到最大值;而酚氧化酶活性在2 月份最高,9 月最低;过氧化物酶 活性则在11 月最高;己丁质酶活性未表现出显著差异。相关分析表明,土壤水分含量与酚氧化酶和过氧化物酶活 性呈极显著相关;地表温度与纤维二糖酶活性呈显著正相关,而与过氧化物酶活性呈极显著负相关。土壤有机碳 和全氮含量与茁鄄糖苷酶活性呈显著负相关,而与过氧化物酶活性呈极显著正相关。综合分析认为,湖滨湿地土壤 水分的变化显著影响不同土壤酶活性的变异,而土壤有机碳和氮对土壤酶活性的影响相对较小。      

SMS、SRM和SMOX基因mRNA在鹅等级前卵泡中的表达

为研究精胺、亚精胺和腐胺对鹅等级前卵泡发育的作用,通过荧光定量PCR对其合成代谢关键酶亚精胺合成酶(spermidine synthase,SRM),精胺合成酶(spermine synthas,SMS)和精胺氧化酶(spermine oxidase,SMOX)基因mRNA在鹅等级前卵泡中的表达情况进行检测分析。结果发现:SMS,SRM和SMOX基因mRNA在鹅等级前卵泡中均有表达,通过差异分析发现SMS基因mRNA在PE等级卵泡中的表达量最高,且表达量显著高于其他4个等级卵泡(P0.05);而在SY,L,M和S这4个等级卵泡中表达量差异不显著(P0.05)。SRM基因mRNA在PE和L等级卵泡中的表达量较高,差异不显著(P0.05),但显著高于其他3个等级卵泡(P0.05);而在SY,M和S等级卵泡中SRM基因mRNA的表达量差异不显著(P0.05)。SMOX基因mRNA在5个等级卵泡中表达差异显著(P0.05)。     

不同品种藜麦苗期对海拔变化的生理响应

为研究不同品种藜麦幼苗对海拔梯度变化的生理响应机制,本试验以4个藜麦品种—‘陇藜1号’、‘陇藜2号’、‘陇藜3号’及‘陇藜4号’为材料,选取甘南州临潭县3个不同海拔(2380 m,2580 m,2780 m)分布区为试验地。通过测定幼苗生物量及生理生化指标,分析不同藜麦品种幼苗在不同海拔试验区的生理响应机制,为建立藜麦品种和环境相适宜的评价体系提供参考依据。结果表明,随海拔升高,藜麦叶片叶绿素、可溶性蛋白以及抗坏血酸过氧化物酶(APX)含量逐渐降低,海拔2780 m最低;超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)逐渐升高,在海拔2780 m达到最大值;超氧阴离子(O2·-)产生速率呈现先升高后降低的趋势。不同藜麦品种幼苗生物量随着海拔的升高逐渐降低。说明高海拔下太阳辐射强度增大、温度降低,导致藜麦幼苗植株抗氧化酶活性升高以清除多余活性氧(ROS)自由基,使得植株能够适应高海拔环境而正常生长,但生物量较低海拔仍有降低。因此,不同品种藜麦在低海拔地区受到的胁迫较低,虽然在高海拔区域胁迫加剧,但藜麦幼苗可以正常生长并进行干物质的积累。     

基于数字化植物表型平台（D3P）的田间小麦冠层光截获算法开发

冠层光截获能力是反映作物品种间差异的重要功能性状，高通量表型冠层光截获对提高作物改良效率具有重要意义。本研究以小麦为研究目标，利用数字化植物表型平台（D3P）模拟生成了100种冠层结构不同的小麦品种在5个生育期的三维冠层场景，记录了从原始冠层结构中提取的绿色叶面积指数（GAI）、平均倾角（AIA）和散射光截获率（FIPAR_dif）信息作为真实值,进一步利用上述三维小麦场景开展了虚拟的激光雷达（LiDAR）模拟实验，生成了对应的三维点云数据。基于模拟的点云数据提取了其高度分位数特征（H）和绿色分数特征（GF）。最后，利用人工神经网络（ANN）算法分别构建了从不同LiDAR点云特征（H、GF和H+GF）输入到FIPAR_dif、GAI和AIA的反演模型。结果表明，对于GAI、AIA和FIPAR_dif，预测精度从高到低对应的点云特征输入为GF+H > H > GF。由此可见，H特征对提高目标表型特性的估算精度起到了重要作用。输入GF + H特征，在中等测量噪音（10%）情况下，FIPAR_dif和GAI的估算均获得了满意精度，R²分别为0.95和0.98，而AIA的估算精度（R²=0.20）还有待进一步提升。本研究基于D3P模拟数据开展，算法的实际表现还有待通过田间数据进一步验证。尽管如此，本研究验证了D3P协助表型算法开发的能力，展示了高通量LiDAR数据在估算田间冠层光截获和冠层结构方面的较高潜力。     

氟节胺抑制枇杷嫁接成苗砧木萌蘖相关机理初探

为寻找更长效、无害的化学控蘖剂以减轻田间管理劳动强度,以枇杷(Eriobotrya japonica)嫁接成苗为材料,喷施有效成分浓度为0.050%,0.071%和0.125%的氟节胺,于不同时期取样观察控蘖效果,并尝试探究相关机理。结果表明,氟节胺减少了叶片单位面积光能的吸收量、抑制了光化学转换,但叶片的热耗散量并无明显变化。进一步测定植株氧化还原状态发现,氟节胺能够快速促进细胞内超氧阴离子(O₂^.-)积累并延缓或抑制H₂O₂的转化,从而诱发氧化胁迫。由此可见,氟节胺可能通过抑制叶片光化学转换和热耗散来破坏新生萌蘖的光合性能,进而抑制其萌发生长,而成熟叶片则通过提升自身抗氧化系统活性耐受氟节胺造成的轻度胁迫。在本试验中,各浓度的氟节胺对控制砧木萌蘖有不同程度的效果,其中浓度为0.125%的氟节胺控蘖效果相对最佳,且基本不会对砧木和嫁接成苗造成持续伤害,其作为化学控蘖剂有一定的应用潜力。     

粳稻柱头外露率QTL定位

【目的】柱头外露是影响杂交水稻制种的一个重要性状。本研究旨在初步鉴定控制柱头外露率的QTL。【方法】以高柱头外露率粳稻两系不育系大S×低柱头外露率热带粳稻品系D50的F_2群体及海南陵水、浙江杭州两地重复种植的F_(2:3)群体为材料,考查F_2群体及陵水、杭州两地两次重复F_(2:3)群体单边柱头外露率(PSES)、双边柱头外露率(PDES)和柱头总外露率(PES)。【结果】相关分析表明,单边柱头外露率、双边柱头外露率和柱头总外露率之间存在极显著的正相关。根据构建的大S×D50 F_2群体遗传连锁图谱,QTL分析检测到水稻柱头外露率QTL 21个,分布于第1、2、3、4、6、7和12染色体上,贡献率变幅为0.1%~57.6%,除个别贡献率极低的位点外,绝大部分QTL加性效应来自于高值亲本大S。其中位于第4染色体和第12染色体的两个位点q PDES4,q PES12在F_2和两次重复F_(2:3)群体中均检测到,贡献率分别达17.86%和16.98%。位于第3染色体的q PES3位点在陵水、杭州两次F_(2:3)群体中重复检测到,贡献率高达25.6%。【结论】检测到的QTL,有些与其他学者报道的处于同一位置,有些则是新的柱头外露率QTL。这些水稻柱头外露率QTL为今后柱头外露率基因精细定位、克隆、以及利用分子标记辅助选择(MAS)选育高柱头外露率粳型不育系提供理论依据。