GNA基因遗传转化甘蔗研究

虫害常常给甘蔗生产造成重大损失。GNA对蚜虫、飞虱、叶蝉等刺吸式害虫和某些咀嚼式害虫如蛴螬等具有极高的毒性。本研究对引进的GNA基因进行鉴定，并利用基因枪将其转化甘蔗愈伤组织，经筛选、分化，获得了一批抗性再生植株，抽样检测，获得了4株PCR阳性植株，为培育优良抗虫甘蔗新品种创造了条件。     

寒胁迫诱导灰木相思无性系差异蛋白的表达

本实验提取寒胁迫前后的灰木相思组培苗的水溶性蛋白进行双向电泳和质谱鉴定,分析在寒胁迫条件下蛋白质组的变化。利用ImageMaster 5.0软件分析比较,经基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱测定差异蛋白点的肽质量指纹图谱,通过Mascot软件查询Swiss-Prot等数据库,鉴定得到4个显著差异蛋白点,R7、R15、R20表现为上调表达,R17表现为下调表达。结果表明:在寒胁迫条件下灰木相思组培苗存在明显的蛋白质表达差异。     

甘蔗早期世代性状的变异相关与选择

利用甘蔗１５个双亲杂交组合的后代为材料，研究了有性和无性世代６个主要经济性状的遗传变异，遗传相关和间接选择高产高糖基因型的效率。结果表明，不论在有性世代还是在无性世代，植株高度的遗传变异性大，与蔗茎产量和含糖量的遗传相关显著。相关遗传力分析揭示，通过植株高度间接选择高产高糖基因型的效果好，在甘蔗早期世代的育种实践中应对株高的选择给予足够的重视。     

甘蔗F_1代糖分性状的遗传

研究了甘蔗F_1代群体6个糖分性状的遗传趋势。结果表明,丛含糖量的表型分布呈现偏向高端的近似正态分布,蔗汁蔗糖分、蔗汁转光度、蔗汁锤度、田间锤度和蔗汁重力纯度的表型分布呈现偏向低端的近似正态分布:丛含糖量的基因型变异系数为33.37％-50.82％。基因型变异范围为0.053-0.298kg;蔗汁蔗糖分的基因型变异系数为4.60％-11.66％,基因型变异范围为8.94％-17.97％;6个糖分性状的广义遗传力均较高,为69.61％-73.21％。     

甘蔗SPSⅢ基因组DNA及5'侧翼序列的克隆与分析

甘蔗是我国南方地区重要的糖料作物。为达到增糖的育种目标,对甘蔗蔗糖积累主要限速步骤的研究是必不可少的。蔗糖磷酸合成酶(SPS)作为蔗糖合成途径的关键限速酶,对甘蔗中蔗糖合成和碳水化合物分配有着重要的影响。本研究采用长距离PCR法(LD-PCR)克隆到两条不同长度的甘蔗(Saccharum spp.cv.FN95-1702)SPSⅢ基因组DNA片段。序列分析表明,所得的片段基因结构相同,均含有13个外显子和12个内含子,其开放读码框(ORF)编码964个氨基酸,序列提交GenBank,获得查询登陆号EU278617、EU278618。以此为基础,继续从甘蔗基因组中扩增出先前未知的SPSⅢ基因5'侧翼序列,申请GenBank登陆号KC422670。转录因子结合位点生物信息学分析表明,该序列含有顺式DNA作用元件和启动子TATA启动盒。为进一步验证5'侧翼序列的启动子活性,分别截取5段不同长度的SPSⅢ基因5'侧翼序列与报告基因GUS融合,构建嵌合基因表达载体质粒,基因枪微弹轰击甘蔗愈伤组织观测瞬时表达,证实了所克隆到的5'侧翼序列具有启动子活性,是甘蔗SPSⅢ基因的启动子,且具有一定的表达特性。本研究通过克隆分析SPSⅢ基因以其启动子,为研究基因结构和生物学功能提供了基础资料。     

四价抗病虫除草剂RNAi植物表达载体构建与转化甘蔗研究

甘蔗是重要的能源作物和糖料作物,面临病虫害日益严重问题。由于甘蔗遗传背景非常复杂,且缺乏必要种质,难以通过杂交培育抗病虫、除草剂聚合品种。基因工程技术提供了新方法。本研究利用BLAST比对获得甘蔗花叶病毒ScMV-CP基因和黄叶病毒ScYLV-CP基因的保守序列作为干扰序列,通过设计内切酶位点、生物合成和连接,获得全长687 bp的两个保守序列融合片段（MYCP）。并将其正向和反向插入中间载体pHANNIBAL上,形成双价病毒干扰结构。再通过在pHANNIBAL上添加SmaⅠ内切酶位点,将双价病毒干扰结构表达框和Cry1AC基因表达框结合;利用NotⅠ酶切,回收双价病毒干扰结构和Cry1AC基因表达框片段,连接到添加Bar基因表达框的表达载体pART27-Z上,构建了抗病虫及除草剂四价植物表达载体（pART27-MYCP-Cry1AC）。采用基因枪法将构建好的四价植物表达载体转入甘蔗品种FN15的胚性愈伤组织中,通过PPT（草丁膦）筛选获得了抗性再生甘蔗植株,经过PCR、定量以及Bt蛋白试纸检测,获得同时整合四种目的基因并表达的四价转基因甘蔗植株,为培育多抗甘蔗新品种提供了材料。     

提升我国甘蔗核心技术竞争力的研究

对我国食糖供需结构的分析表明，糖业仍有较大的发展空间。现阶段生产存在的主要问题是：生产规模小，生产条件差，自然灾害、病害严重，技术水平低和科技投入不足。分析了主要竞争对手的技术优势，总结出增强我国甘蔗核心技术竞争力的主攻方向是高产、优质、多抗、强宿根、多用途为目标的甘蔗品种改良及节本增效产业化配套技术。并从技术引进和消化吸收、技术创新和自主开发、组装配套与集成示范、产业化、技术培训等方面探讨了培育我国甘蔗核心技术竞争力的科技对策。     

锌钼营养对苦瓜产量、品质及叶片氮素代谢的影响

采用田间试验、植株生理生化测定方法，研究了锌钼营养对苦瓜(品种株洲长白)产量、品质及叶片氮素代谢的影响。结果表明：在土壤缺锌、钼的条件下，叶面喷施一定范围质量浓度配比的硫酸锌和钼酸钠均可显提高苦瓜产量，并可提高苦瓜蛋白质、可溶性糖、维生素C(Vc)和17种氨基酸，尤其是人体必需氨基酸含量，降低NO3^-含量，改善苦瓜品质；锌钼营养还可提高叶片蛋白质、核酸含量以及硝酸还原酶(NR)活性，并降低游离氨基酸、NO3^-含量和核糖核酸酶(RNase)活性。在对叶片氮素代谢的影响程度上，锌和钼的作用存在一定的差异，且锌和钼呈现相互促进作用。苦瓜产量与叶片NR活性，叶片蛋白质与硝酸还原酶活性、核酸含量呈极显正相关，而苦瓜产量与叶片RNase活性、叶片蛋白质与游离氨基酸、叶片核酸与RNase活性、叶片NO3^-含量与硝酸还原酶活性等两两相互间则呈极显负相关。讨论了锌钼对苦瓜品质和氮代谢的影响机理。     

甘蔗苗期群体冠层结构与产量性状的关系

利用CI100数字植物冠层映像分析仪测定10个甘蔗品种(系)苗期群体冠层结构参数，并进行统计分析。结果表明，甘蔗品种(系)间苗期群体结构特征值存在显著差异，FN98-0410，ROC25，FN97-0521，FN98-0916等甘蔗品种叶面积指数(LAI)较大，平均叶簇倾角(MFIA)和散射光透过系数(TD)较小，而直射光透过系数(TR)、消光系数(K)和叶分布(LD)因基因型和高度角(或方位角)不同而异。产量性状方面，FN98-0625比对照ROCl6低，其它8个品种比对照ROCl6高，有7个品种高20％以上，其中FN98-0410最高，比对照ROC16高61．97％。相关分析结果表明，LAI，LD与蔗茎产量呈显著正相关，MFIA，TD，TR，K则与蔗茎产量呈显著负相关。     

我国甘蔗燃料乙醇的生产潜力、面临的问题与对策

当前，我国已具备充足的甘蔗原料供应能力和成熟的技术，生产甘蔗燃料乙醇也具有较好的经济效益。因此，甘蔗燃料乙醇生产潜力巨大。未来几年，全国可发展200万公顷的糖能兼用甘蔗，生产1．4亿吨原料甘蔗，在保证每人每年平均摄入9公斤糖的需求之外，可利用5000万吨甘蔗生产385万吨燃料乙醇。但是，我国发展甘蔗燃料乙醇也面临着油价下跌、定位模糊、补贴力度不均等突出问题，需要从加强教育培训、纳入扶持范围、统一补贴标准等三个方面出台有关政策。