白菜型冬油菜RuBisCo蛋白亚基基因rbcL和rbcS的克隆及其在干旱胁迫下的表达

应用双向电泳结合液相色谱-质谱联用(LC-MS)分析, 筛选得到干旱胁迫下白菜型冬油菜与光合作用相关差异蛋白质RuBisCo小亚基。根据已发表白菜型油菜(Brassica rapa) RuBisCo亚基rbcL和rbcS保守序列设计引物, 采用RT-PCR扩增陇油7号的cDNA, 获得rbcL和rbcS基因开放阅读框, 长度分别为1095 bp和549 bp, 编码364和181个氨基酸的蛋白质。生物信息学分析结果显示, rbcL与大白菜(Brassica rapa subsp. chinensis)的蛋白质同源性达到99%以上, 其保守序列属于RuBisCo Large超家族, 该蛋白质理论相对分子量及等电点分别为40.29 kDa和6.70, 不稳定指数(instability index, II>40为不稳定蛋白质)为41.67, 属于不稳定蛋白; 脂融指数(aliphatic index)为83.63, 平均亲水性值(grand average of hydropathicity)为-0.232, 属于亲水性蛋白质; 二级结构包括38.74% α-螺旋(alpha helix)、10.99%延伸链(extended strand)及50.27%自由卷曲(random coil); 三级结构具有5个不同的活性口袋。rbcS与甘蓝(Brassica oleracea)蛋白质同源性达到99%, 其保守序列具有rbcS超家族和RuBisCo Small Like超家族, 理论相对分子量为20.32 kDa, 理论等电点为8.23, 不稳定指数为33.66, 属于稳定蛋白质; 脂融指数为74.86, 平均亲水性值为-0.142, 属于亲水性蛋白质; 二级结构包括16.02% α-螺旋、28.73%的延伸链及55.25%自由卷曲; 三级结构具有4个不同的活性口袋。实时荧光定量和半定量分析显示, 干旱胁迫下, 白菜型冬油菜叶片rbcL和rbcS基因表达量下调是光合作用下降的原因。并且, 冬油菜叶片P_n下降与RuBPCase表达抑制和活性降低有关, 非气孔限制是P_n下降的主要因素。     

PEG模拟水分胁迫对白菜型冬油菜幼苗生长及生长特性的影响

采用不同质量分数的聚乙二醇6000(Polyethylene glycol 6000,PEG6000)溶液模拟水分胁迫,研究4种白菜型冬油菜幼苗形态特征及生理生化特性,评判不同品种的抗旱性强弱。结果表明,PEG对4种白菜型冬油菜的成苗率、主根长、苗高、单株鲜质量、相对活力指数有显著的抑制效应;PEG质量分数为5%~15%时,超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性与胁迫质量分数呈正相关关系,在质量分数15%~20%时酶活性出现峰值,达显著性水平(P0.05),随之下降。可溶性糖(SS)含量、可溶性蛋白(SPr)含量、脯氨酸(Proline)含量、相对电导率、丙二醛(MDA)含量与胁迫质量分数呈显著正相关关系。线性回归分析得到白菜型冬油菜PEG胁迫的半致死质量分数(LC50)为18.2%、半致死相对电导率(EC of LC50)为15.73%。4个品种的抗旱性顺序依次为:陇油6号陇油7号天油7号≥天油5号。     

干旱胁迫对白菜型冬油菜幼苗生理及农艺性状的影响

通过旱棚盆栽试验,以4个抗旱性不同的白菜型冬油菜品种陇油6号、陇油7号、天油2号、天油4号为材料,用人工控制浇水的方法模拟干旱环境,测定干旱胁迫对其生理生化指标、主要农艺性状的影响。结果表明,随着干旱胁迫时间的延长,4个油菜品种的幼苗叶片叶绿素质量浓度呈现先增加后降低的趋势,相对电导率增大,根系的主根长、侧根数、根系干重、根冠比上升,根系活力下降。干旱胁迫后,抗旱性强的冬油菜品种陇油7号主根长,侧根数多,根干重较重,根冠比大,根系活力稳定;弱抗旱冬油菜品种天油2号主根较短,侧根数少,根干重轻,根冠比小,根系活力变化幅度较大;中抗旱冬油菜品种陇油6号、天油4号各指标居于陇油7号和天油2号之间。     

甘肃紫苏种质资源的遗传多样性分析

通过田间观测，对搜集到的46份甘肃紫苏种质资源的形态多样性进行了分析。结果表明，46份甘肃紫苏种质资源存在丰富的形态多样性，9个数量性状的变异系数为7.02%～36.01%，单株产量变异系数最大，单蒴籽实数变异系数最小，相关分析显示各性状之间存在显著的相关性(P ＜ 0.05)。基于所有表现型的聚类分析发现，在欧式距离11.65处可将46份紫苏种质资源分为两大类，第Ⅰ大类39份，均为油用型，叶色绿色，籽粒较大，单株产量高；第Ⅱ大类7份，为兼用型，叶色面青背紫或紫色，叶色深，籽粒小的菜用型或观赏型。     

SSR引物在芸芥(Eruca stiva.Mill.)与白菜型油菜(Brassica rapa)中的共用性分析

利用29对用于油菜SSR标记的引物,分析SSR引物在芸芥和白菜型油菜间的共用性.结果表明,SSR引物在白菜型油菜中的扩增多态性比在芸芥中扩增多态性好,不同SSR引物在芸芥与白菜型油菜中扩增所得条带的数量及片段大小都存在明显差异.大多数引物在芸芥中扩增仅有1条带显现,极少部分引物扩增可得到2～3条带,大部分条带大小集中于100～500bp;而在白菜型油菜中,大多数引物扩增所得条带数为1～6条,且不同引物间差异较大.可见,油菜中所用的SSR引物也可以应用于芸芥中进行扩增研究.     

酒泉市不同茬口对甜高粱农艺性状及产量的影响

为了探索甜高粱的种植茬口,通过大田小区试验研究了不同茬口对甜高粱农艺性状、产量、茎秆糖锤度以及对土壤容重的影响。结果表明：绿肥茬口均能不同程度的提高甜高粱的株高、分蘖数等性状,三种绿肥茬口下甜高粱的秆糖锤度为13.97%～14.51%,叶鲜产量为6 862.2～7 199.7 kg/667 m²,其中箭舌豌豆茬产量最高为7 199.7 kg/667 m²,较小麦茬增产4.7%,绿肥翻压还田后均能降低土壤容重,提高土壤孔隙度。     

白菜型冬油菜杂种后代群体抗寒性分析

以超强抗寒性白菜型冬油菜品种陇油6号与强抗寒性品种陇油9号杂交的F2代材料为研究对象,进行抗寒性相关指标的分析和越冬率的调查。结果表明,除SOD活性外,其余各指标在F2群体中呈连续变异,分布频率大致接近正态分布;相关分析表明,SOD、POD、CAT活性与越冬率呈正相关,可溶性蛋白含量与越冬率呈显著正相关,APX活性与越冬率呈极显著正相关。聚类分析将F2群体分为2个类群。     

白菜型油菜BraSAUR基因家族鉴定及其表达分析

SAUR(Small auxin-up RNA)是生长素早期响应逆境胁迫的基因,本文研究白菜型油菜全基因组中SAUR家族的信息,分析了该家族成员的基本特征。以强抗寒性白菜型冬油菜品种陇油7号（L7）和弱抗寒性冬油菜品种陇Lenox（X）为试验材料,采用低温和干旱处理,应用荧光定量技术分析不同基因在不同品种中的表达特性,筛选差异表达基因,为研究生长素早期应答基因调控白菜型冬油菜生长点发育机理提供支撑。结果表明：白菜型油菜的BraSAUR基因共有142个,在10条染色体中不对称分布,主要分布在2、3号染色体上,基因长度较短,且大多数基因没有内含子。qRT-PCR结果表明,低温处理后,与CK相比,在两个品种的叶片中,Bra029452的表达量变化趋势不同,24 h时在L7中的表达量是X的24倍,在生长点中,Bra010501在L7中24 h时表达量达到CK的4倍,而在X中是先增加后降低的趋势。模拟干旱胁迫后,Bra029452在L7的叶片中的表达量均显著高于CK,在X中则是逐渐降低,在L7的生长点中1 h和24 h表达量均高于CK,但在X中则表现为先降低后升高。低温胁迫和干旱胁迫条件下,Bra029452基因表达量在强抗寒性油菜品种L7的叶片及生长点中均逐渐升高,可推断该基因同时参与白菜型冬油菜耐受低温、干旱的调控过程。     

白菜型冬油菜类甜蛋白的筛选、克隆及其在低温胁迫下的表达

类甜蛋白是一种能在低温胁迫下诱导表达,增强植物抗逆性的关键蛋白质。本研究运用双向电泳结合质谱技术,筛选低温胁迫下陇油7号叶片差异蛋白点,从中分离出与抗寒密切相关的类甜蛋白。根据已发表植物类甜蛋白基因TLP的保守序列设计引物,采用RT-PCR扩增陇油7号的DNA,获得TLP基因开放阅读框,长度为732 bp,编码243个氨基酸的蛋白质。生物信息学分析显示,与甘蓝型油菜(Brassica napus)的蛋白质氨基酸序列同源性高达99.18%,该基因在进化上高度保守,其保守序列属于植物的GH69-TLP-SF超家族,TLP相对分子质量和理论等电点分别为26.02 k D和9.15。TLP含有一个信号肽,为亲水性蛋白,亚细胞定位预测其是在内质网中合成的蛋白。二级结构预测表明陇油7号的TLP是由不规则卷曲和延伸链组成的不稳定蛋白。实时荧光定量和半定量分析显示,在适当阈值的低温胁迫下TLP基因表达量上调,表明该基因在白菜型冬油菜陇油7号适应低温胁迫过程中发挥重要作用。