小麦抗白粉病及分子标记研究进展

小麦白粉病是威胁小麦的主要病害。实践证明,选育和应用抗病品种是解决小麦白粉病最经济、安全、有效的措施。近年来,分子标记技术的快速发展为小麦抗白粉病基因的研究奠定了基础。对小麦白粉病菌的形态特征、毒性频率、抗性基因来源、染色体定位、生理抗性、抗性基因应用等方面研究进展进行了综述,旨为小麦抗病育种提供参考依据。由于病原菌生理小种极容易变异,导致克服寄主原有抗性,可通过基因聚合使不同抗性基因实现有效结合,拓宽其抗谱,提高其抗性持久性,对小麦白粉病抗性研究具有重要理论和实践意义。     

四流T型中间包控流装置优化的水模拟分析

以某钢厂四流中间包为研究对象,根据相似原理建立了1∶3的物理模型。模型研究了不同结构的挡墙、导流孔和湍流抑制器对中间包内流动特性的影响。实验结果表明,“Y”型挡墙和梯形湍流抑制器(方案F)组合的控流装置能获得相对较优的实验结果。采用方案F的控流装置后,总体的死区比例从原型的23.69%降为8.02%,钢液能得到更为充分的混匀;各流平均停留时间的标准差从原型方案的23.56降低到7.34,各流一致性也得到了明显的改善。     

HZ-202阴离子交换树脂吸附茶氨酸的研究

研究了茶氨酸在一种阴离子交换树脂HZ-202上的动态吸附与解吸过程,确定了HZ-202阴离子交换树脂吸附解吸茶氨酸的较优操作参数。结果表明,HZ-202对茶氨酸有较好的吸附能力,动态吸附的较优参数为茶氨酸浓度1.0 mg.mL-1、上样流速0.75 mL.min-1、料液pH值6、料液温度25℃,吸附率超过98%;洗脱的较优参数为洗脱剂NaOH浓度为0.02 mol.L-1、洗脱速度0.75 mL.min-1下,解吸率为86.22%。     

四种植物内生真菌对三种烟草病原真菌的拮抗作用

采用研磨法，从烟田杂草中分离得到4种对烟草病原真菌拮抗作用较强的内生真菌。对峙试验发现，内生真菌覆盖或包围病菌，病菌菌落与对照比较均减小。镜检结果表明：赤星病菌不产孢，根黑腐病菌产孢，孢子大小比正常的孢子小4．872μm×31．84μm；镰刀菌只产生厚垣孢子，病原菌菌丝生长畸形，严重影响了病原真菌的生长。这一研究成果为寻求烟草病害的生物防治扩大了拮抗菌的筛选范围。     

咸水滴灌条件下棉花生长和氮素吸收对水氮的响应

【目的】研究咸水滴灌条件下棉花生长和氮素吸收对水氮的响应。【方法】试验设置了3种灌溉水盐度0.35(S1)、4.61(S2)和8.04(S3)dS/m,2个灌水量405(L1)和540(L2)mm以及2个施氮量240(N1)和360(N2)kg/hm2。【结果】棉花的株高在生长前期主要受灌溉水盐度、灌水量及二者的交互作用和盐度、灌水量和施氮量三者的交互作用影响显著,生长后期主要受灌水量的影响显著。高灌水量L2(540 mm)各处理株高为S2>S1>S3,施氮量对株高的生长差异影响不显著。棉花茎和叶的干物质积累量受灌溉水盐度、灌水量和施氮量其中二者的交互作用影响显著,而棉铃和总的干物质积累量受交互作用不显著。【结论】棉花的氮素吸收量受灌溉水盐度、灌水量和施氮量三因素及其两者或三者的影响显著;随着灌溉水盐度的增加,棉花的氮素吸收量呈下降的趋势;而氮素吸收量随着灌水量的增大显著增加,表明增加灌水量可促进氮素吸收。     

高粱病程相关基因非表达子1(NPR1)基因家族鉴定及胁迫应答分析

非表达因子基因(NPR1)是植物系统获得抗性的激活子,也是植物响应病原菌侵染过程中的核心因子之一,在植物抗病性方面发挥着非常重要的作用。为明确高粱NPR1基因家族成员及SbNPR1的表达特性,本研究通过生物信息学及实时荧光定量PCR(RT-qPCR)方法,对高粱NPR1基因家族进行鉴定和表达分析。结果表明,共鉴定到5个高粱NPR1基因SbNPR1~SbNPR5,其氨基酸序列长度介于480~621 aa之间,理论分子量介于50.496 81~67.648 06 kDa之间,理论等电点介于5.64~6.11之间;系统进化分析显示,SbNPR1与甘蔗Sh253P03亲缘关系最近;基因结构分析表明,该家族各个成员之间的外显子和内含子数量差异变化较小;RT-qPCR分析表明,SbNPR1基因在高粱不同器官中的表达具有组织特异性;经激素独脚金内酯(GR24,1 μmol·L^-1)和水杨酸(SA,1 mmol·L^-1)处理后,SbNPR1的表达分别被抑制和诱导;20%的聚乙二醇(PEG6000)和250 mmol·L^-1的NaCl处理下,SbNPR1的表达呈现先升高后降低的趋势,在0.5 h表达量达到最大值,之后下调;而经甘露醇(D-mannitol,300 mmol·L^-1) 处理后,SbNPR1基因表达量在3 h后开始下降;高粱经病原相关分子模式(PAMPs)flg22(100 nmol·L^-1) 和几丁质(Chitin, 8 nmol·L^-1)处理后,SbNPR1受到flg22的诱导表达,在12 h时表达量最高,而在Chitin作用下,SbNPR1的表达受到抑制。本研究为进一步探索NPR1家族在调节高粱抗性、信号转导、植物激素以及胁迫调控等过程中的作用提供了基础。     

高粱SbJAZ1基因克隆与表达分析

JAZ1基因是编码TIFY家族JAZs蛋白的基因之一。为克隆高粱SbJAZ1基因及研究其响应胁迫表达特性,本试验以高粱品种BTx623为研究材料,提取其总RNA,反转录获得cDNA,以cDNA为模板扩增SbJAZ1基因,并对其进行生物信息学、基因表达和原核表达分析。结果显示,SbJAZ1基因全长606 bp,编码201个氨基酸,蛋白质等电点为7.70,分子量大小为21.15 kDa;SbJAZ1与玉米相应同源基因亲缘关系最近,为亲水性蛋白;二级结构中α螺旋占25.37%、延伸链占9.95%、β转角占4.98%,无规则卷曲占59.70%。qRT-PCR分析表明,SbJAZ1在高粱根、茎、芽和叶组织中均有表达,且具有组织表达特异性,在茎中表达量最高;茉莉酸(JA)处理1 h后,SbJAZ1在高粱茎中表达量最高;吲哚乙酸(IAA)和PEG-6000可诱导SbJAZ1的表达。原核表达结果显示,SbJAZ1在大肠杆菌Rosetta(DE3)菌株诱导表达的最佳条件为:温度30℃,异丙基硫代半乳糖苷(IPTG)浓度0.8 mmol·L^-1。本研究结果为SbJAZ1基因的生物学功能研究提供了基础。     

高粱抗病基因SbSGT1的克隆及原核表达

为探究高粱抗病基因SbSGT1的功能,以高粱BTx623为材料,利用RNA反转录得cDNA,以cDNA为模板扩增出全长SbSGT1基因,并对其进行生物信息学分析。进一步构建pET-28a-SbSGT1重组质粒进行原核表达,并分别对表达菌株、诱导温度以及异丙基-β-D-硫代吡喃半乳糖苷(IPTG)诱导浓度进行了优化。结果表明,SbSGT1全长1 095 bp,编码364个氨基酸,蛋白理论分子大小约为40.45 kDa,蛋白质等电点为5.0。进化树分析表明,SbSGT1与玉米和水稻的亲缘性较高;蛋白质序列分析表明,SbSGT1蛋白为亲水性蛋白,定位在细胞质中;二级结构预测发现其α螺旋和无规则卷曲占比最高,分别达到43.41%和45.88%。原核表达结果表明,SbSGT1最佳表达菌株为大肠杆菌BL21(DE3),最佳诱导温度和IPTG浓度分别为25℃和0.8 mmol·L^-1。本研究为进一步探究SbSGT1基因在高粱抗病机理中所发挥的生物学功能奠定了基础。     

高粱KNOX基因家族鉴定及SbKNOX22基因表达分析

KNOX基因家族是植物生长发育过程中所特有的一类转录因子,其在植物的形态建成方面发挥着重要的作用。为研究高粱KNOX基因家族特征及SbKNOX22的表达特性,本研究利用生物信息学和实时荧光定量PCR(qRT-PCR)的分析方法,对高粱KNOX基因家族进行了鉴定和表达分析。结果表明,在高粱中共鉴定到23个KNOX基因(SbKNOX1~SbKNOX23),亚细胞定位显示均定位于细胞核中,氨基酸序列长度介于184~802 aa之间,分子量大小介于20.23~86.14 kDa之间,理论等电点介于7.28~4.76之间,高粱KNOX基因家族蛋白均属亲水性蛋白,分布在8条染色体上。系统进化结果显示,高粱KNOX基因家族分为Class Ⅰ和Class Ⅱ两类;基因结构分析表明,Class Ⅱ类中各亚类家族成员之间的外显子和内含子数量存在较大差异;Motif分析显示,Homeobox KN结构域最为保守。qRT-PCR分析表明,SbKNOX22在高粱叶片中表达,水杨酸处理6 h时表达量最高,PEG 6000和甘露醇模拟干旱胁迫处理0.5 h后表达量开始降低,NaCl胁迫处理9 h时表达量最高。本研究结果为进一步探索KNOX家族在调节高粱生长发育、信号转导和植物激素调控等过程中的作用提供了基础。