普通荞麦种内丝裂原活化蛋白激酶序列分析

【目的】比较普通荞麦Fagopyrum esculentum种内丝裂原活化蛋白激酶基因(MAPK)序列的差异,研究MAPK基因序列在普通荞麦栽培进化过程中的变化。【方法】以普通荞麦的9个栽培品种和3个落花落果野生种质为材料,PCR特异性扩增获得MAPK基因的保守片段,对基因片段序列进行差异分析和蛋白结构预测。【结果】荞麦MAPK基因cDNA全长为2 835 bp,开放阅读框1 827 bp,编码609个氨基酸,含有TDY的三肽模块,为植物D组MAPK蛋白。PCR扩增获得12个供试材料的MAPK序列,其单型不变位点为723个,多态位点为70个。9个栽培品种间开放阅读框(ORF)区域无序列差异,3个野生种质间ORF区域也无序列差异。栽培品种与野生品种的ORF区域序列含有8个差异位点,编码3个差异氨基酸。其中,ORF区域第13位点组氨酸(H)→酪氨酸(Y)发生置换,导致1个α-螺旋构象发生变化。【结论】普通荞麦MAPK基因序列高度保守,栽培驯化对ORF区域第13位点差异氨基酸的选择具有高度一致性。     

薄壳苦荞的氮代谢关键酶活性与品质分析

薄壳苦荞可直接脱壳加工米,是苦荞米产业发展的重要种质资源.本研究选用杂交育成的薄壳品种'贵米苦荞55号'为材料,对灌浆期叶片、茎和籽粒中氮代谢的关键酶活性、总氮含量、蛋白质和总黄酮含量等进行分析测定.基于One-way ANOVA分析结果发现,灌浆期苦荞叶片NR活性、茎NR活性、籽粒NR活性、叶片GOT活性、茎GOT活性、籽粒GOT活性、叶片GPT活性与茎GPT活性存在显著变化.灌浆期间'贵米苦荞55号'叶片NR活性均显著高于'晋荞麦2号',籽粒NR活性仅在灌浆后10和15d显著提高;叶片GOT活性在多个时期显著降低,但籽粒GOT活性在灌浆后5、25和30 d显著提高.而苦荞叶片、茎和籽粒中全氮含量不存在显著变化.推测苦养生殖生长与营养生长重叠导致了不同组织对氮源的竞争,进而影响了灌浆期植株各器官的氮代谢水平.'贵米苦荞55号'种子球蛋白和醇溶蛋白含量显著提高,谷蛋白含量显著降低,但总蛋白质和总黄酮含量与'晋荞麦2号'无明显差异,说明其具有较高的营养与保健价值,薄壳苦荞米可作为典型的低谷蛋白高黄酮谷物用于日常饮食.研究结果可为薄壳苦养的高产优质育种与栽培技术研究提供科学参考.     

引进籼稻品种的农艺性状和加工及外观品质分析

对从斯里兰卡引进的65个籼稻品种(90系列14个、At系列20个、Bg系列18个、Bw系列2个、IR系列3个、SN系列5个、其他系列3个)进行了农艺性状、加工及外观品质性状分析,并对29个指标进行了主成分和聚类分析。结果表明：农艺性状、加工及外观品质各性状均显著或极显著受品种影响,各品种全生育期变幅为137~189 d,株高为82.1~139.7 cm,穗长为20.6~32.6 cm,有效穗数为5.9~17.3,千粒重为11.6~29.5 g,产量为0.3~1.0 kg/m2,多数品种加工与外观品质达到优质标准;多数品种属迟熟类型,株高相对较高,分蘖能力强,穗偏中大,结实率较高,但千粒重和产量偏低;主成分分析表明,粒数因子对稻米影响最大(贡献率为69.936%);聚类分析将65个品种归为3类,第I类具有较好的产量性状,但外观品质较差;第II类具有较好的加工品质,但产量性状较差;第III类具有良好的农艺性状和外观品质。     

水稻灌浆期高温对天冬氨酸代谢酶活性及其家族氨基酸含量的影响

 选用粳稻越光和籼稻IR72为材料,研究了灌浆期高温对水稻籽粒中天冬氨酸转氨酶（AAT）、天冬氨酸激酶（AK）活性以及稻米蛋白质组分与天冬氨酸族氨基酸组分含量的影响。结果表明,水稻灌浆期高温下籽粒中AAT和AK活性、天冬氨酸、赖氨酸、苏氨酸、蛋氨酸和异亮氨酸相对含量均显著提高,籽粒中AAT和AK活性与天冬氨酸家族总氨基酸含量分别呈显著和极显著正相关,说明水稻籽粒中AAT和AK对于高温下稻米天冬氨酸家族氨基酸含量的提高具有重要作用。高温有利于稻米中蛋白质组分与天冬氨酸族氨基酸组分相对含量的提高,有利于单粒稻米中谷蛋白与天冬氨酸家族氨基酸组分的积累以及粗蛋白中部分氨基酸比例的改善,但高温降低了每穗稻米中蛋白质组分与部分氨基酸组分的含量。     

苦荞杂交后代主花序特征遗传变异研究

以小米荞为母本、晋荞2号为父本进行有性杂交,对群体F2、F3群体主花序二分叉花枝数和顶三花枝种子数进行了遗传变异分析和相关性分析。结果表明,苦荞杂交后代主花序二分叉花枝数广义遗传力、狭义遗传力平均值分别为0.690、0.314,主花序顶三花枝种子广义遗传力、狭义遗传力平均值分别为0.729、0.375。相比之下,主花序顶三花枝种子数遗传力大于主花序二分叉花枝数。主花序二分叉花枝数与主花序顶三花枝种子数呈微弱的负相关(-0.141**),可能是顶端优势相互制约的结果。F2主花序二分叉花枝数和主花序顶三花枝种子数与单株粒质量、单株粒数表型相关系数分别为0.317**和0.256**、0.344**和0.278**,F3表型相关系数为0.316**和0.272**、0.371**和0.516**。表明主花序二分叉花枝数和顶三花枝种子数均与单株粒数和单株粒质量呈极显著正相关。因此,在育种上应考虑选择主花序二分叉花枝数、顶三花枝种子数多的变异类型以提高产量。     

斯里兰卡引进稻种资源蒸煮食用与营养品质分析

【目的】对引自斯里兰卡的水稻品种进行蒸煮食用及营养品质分析,以期发现可利用的优良或特殊的稻种资源材料,以利于我国水稻生产和育种。【方法】2014年4—10月,以引进的65个籼稻品种为材料,采用单因素随机区组排列,进行田间常规种植收获后,对各品种的蒸煮食用品质和营养品质进行分析。【结果】各品种直链淀粉的质量分数为21.35%~29.34%,供试品种间表现差异不显著;蛋白质质量分数为5.24%~9.17%,供试品种间表现为显著差异;氨基酸总含量中必需氨基酸占33.80%~36.30%,非必需氨基酸占63.70%~66.20%。相关性分析和主成分分析表明,营养品质因子(氨基酸)对稻米品质影响最大(贡献率为53.447%),其含量越高,稻米直链淀粉含量越低,同时蒸煮食用品质越差。通过聚类分析,65个品种被归为4类,各具特点。【结论】所引进的水稻品种,特点不一,可作为原材料供将来生产和育种选用。     

苦荞NAC基因家族的生物信息学分析

以苦荞基因组数据库为基础,利用比对程序,经鉴定和筛选,共获得72个苦荞NAC家族基因的序列,对其进行生物信息学分析。基因结构分析表明,除FtPinG0002967400.01.T01基因外,苦荞NAC家族其余71个基因均含有内含子。蛋白质理化性质预测分析表明,72条蛋白序列具有NAC结构域。72个NAC基因共有7个保守基序,在苦荞8条染色体上均有分布。有33个NAC基因在种子发育过程中差异表达。系统进化分析表明,苦荞NAC蛋白序列与拟南芥的可以分为9个亚家族。     

甜荞热激转录因子基因家族的鉴定及生物信息学分析

利用Blastp比对程序对甜荞基因组数据库进行搜寻,共鉴定到23个甜荞HSF基因。基因结构分析显示,所有HSF基因都含有内含子,且大部分基因只含有1个内含子。蛋白序列多序列比对分析表明,23个HSF蛋白均含有氨基酸序列高度保守的DNA结合域(DNA–binding domain,DBD)和不保守的寡聚化结构域(oligomerization domain,OD)。蛋白保守基序分析表明,23个HSF蛋白共包含10个保守基序,基序长度为11~62个氨基酸,其中基序1、2和3代表DBD区。亚细胞定位分析表明,除Fe HSF13、Fe HSF14和Fe HSF18同时定位于细胞核和细胞质上,其余20个Fe HSF蛋白均定位于细胞核上。磷酸化位点分析表明,所有HSF蛋白均含有潜在的丝氨酸(Ser)和苏氨酸(Thr)磷酸化位点,部分HSF蛋白还含有酪氨酸(Tyr)磷酸化位点。系统发育分析表明,23个HSF基因可以分为A、B和C 3类,进一步细分为A1、A3、A4、A5、A6、A7、A9、B3、B4和C共10个亚类。     

苦荞蔗糖转运体家族FtSUCs的鉴定与生物信息学分析

植物蔗糖转运体家族蛋白( sucrose transporter, SUC)是介导蔗糖跨膜运输的重要载体。本文基于苦荞幼苗发育过程中转录组测序获得的数据库,筛选鉴定到10个FtSUCs基因,序列长度在1 436~7 109 bp,编码氨基酸148~605个,其中8个FtSUCs可能定位于内质网,其序列一致性为34.30%,保守位点达到20个。苦荞FtSUCs与拟南芥AtSUCs基因被聚为3类,FtSUCs中4个归入类型Ⅰ,2个归入类型Ⅱ,4个归入类型Ⅲ。苦荞FtSUCs蛋白主要由α-螺旋、不规则卷曲、延长链与β-折叠组成,其中9个FtSUCs包含跨膜结构域。幼苗发育过程中,FtSUCs基因间表达模式存在差异,其中,FtPinG0002608200.01、FtPinG0001943900.01、FtPinG0001944100.01在子叶期高表达,FtPinG0000342600.01表达量逐渐提高,FtPinG0001943500.01和FtPinG0009584000.01在各时期稳定表达,推测它们可能在不同发育阶段发挥特定功能。苦荞中多个FtSUCs基因存在显著正相关或负相关关系,暗示FtSUCs基因间可能存在协同效应或功能互补,进而共同调控蔗糖的跨膜运输。