转基因甘蔗BtG-2的T-DNA侧翼序列分析及其转化事件特异性检测

转基因甘蔗BtG-2是利用农杆菌介导法把Cry1Ac-2A-gna融合抗虫基因导入‘新台糖22号’的转基因甘蔗株系,具有良好的抗虫特性和农艺性状。为了明确转基因甘蔗BtG-2的分子特征及其检测方法,推进其生物安全性评价工作,以BtG-2的T2代为研究材料,利用Southern杂交检测外源基因在转基因甘蔗基因组内的拷贝数;利用染色体步移技术分离外源基因在甘蔗基因组中插入位点的侧翼序列,并建立了该转化体高效灵敏的特异性PCR检测方法。结果表明：Southern杂交检测证明外源T-DNA以单拷贝方式插入BtG-2株系;经过3次的热不对称巢式PCR扩增,获得外源基因T-DNA左边侧翼序列984 bp和右边侧翼序列705 bp;以这2个序列和相应的T-DNA的左右端序列分别设计3对检测引物对,建立了BtG-2株系的转化事件特异性PCR检测方法,扩增效率最高的引物对LS011/LA451和RS160/RA588分别扩增到440 bp和428 bp的特异片段。其中T-DNA左侧设计的LS011/LA451检测引物对扩增的灵敏度高、特异性强,能够在甘蔗BtG-2基因组DNA相对含量为0.1%的模板中检测出转基因目的成分,相当于9个单倍体基因组拷贝数。本研究完成了转基因株系BtG-2的分子特征及其转化事件特异性检测,为该转基因甘蔗及其衍生产品的检测和身份识别提供技术依据。     

3种农药对蔗田杂草香附子的防除效果及其安全性评价

研究旨在明确75%氯吡嘧磺隆WDG、25%硝磺·莠去津OD和73%甲·灭·敌草隆WP等对蔗田香附子的防除效果及其安全性。采用田间试验方法,分别调查了喷施不同药剂处理的甘蔗和香附子的叶色变化情况,香附子地表植株、根和地下球茎（或芽）的死亡率。结果表明,75%氯吡嘧磺隆WDG对香附子地上部分、根和地下球茎（或芽）防效均达90%以上且对甘蔗安全;73%甲·灭·敌草隆WP可有效控制香附子地表植株和根,但对地下球茎（或芽）防效较低;25%硝磺·莠去津OD仅能使香附子地表植株变色,对香附子根和地下球茎（或芽）几乎无效。75%氯吡嘧磺隆WDG对香附子防治效果好且对甘蔗安全,可作为蔗田香附子防治的轮换药剂,使用剂量以90、135 g/hm²为宜。     

广西甘蔗螟虫发生概况和动态变化

广西甘蔗对我国食糖安全起重要作用,而螟虫是影响甘蔗产业最重要害虫。因此,螟虫防治一直是科研工作者重点关注的科学问题,20世纪60年代以来研究者一直对螟虫预测预报、防治方法等进行了深入研究,但是几十年以来还是依赖化学防治为主,长期使用化学药剂,易导致害虫产生抗药性,污染环境破坏生态平衡。对螟虫种类、分布、为害特点等进行简述,重点分析广西甘蔗虫害预测预报、危害情况和防治方法等方面的历史和现状差异,并对现阶段螟虫防治存在的问题和未来发展提出了一些建议,望为广西甘蔗螟虫防治提供参考依据。     

辣木的染色体制片优化及核型分析

以辣木分生组织为材料,采用酶解去壁低渗法制片,探讨不同取材部位、预处理方式和酶解时间对辣木染色体制片的影响,并对其进行核型分析,以期为辣木的起源、演化及遗传育种提供一定理论依据。结果表明:以辣木新枝茎尖为最佳取材部位,用饱和对二氯苯预处理2 h,再用4%纤维素酶和5%果胶酶混合物酶解4 h,制片所得染色体效果最佳。核型分析表明,辣木染色体属于小染色体,有28条,核型公式为2n=2x=2n=28m,属于1B类型,核型不对称系数60.29%,核型对称程度较高,这表明辣木在进化中可能处于比较原始类型。     

苗期甘蔗氮高效基因型评价指标的筛选

本研究通过低氮压力选择,筛选出甘蔗氮高效种质,分析影响甘蔗氮高效的重要指标,为甘蔗氮高效育种及栽培提供理论依据。以58份甘蔗种质资源为材料,在苗期采用正常供氮（2 mmol/L N）和低氮（0.2 mmol/L N）处理,分析甘蔗植株形态、干重及氮素在各器官中累积分配的特征。通过主成分分析方法筛选影响甘蔗氮高效利用的重要指标,通过聚类分析对58份种质进行聚类。结果表明,低氮（0.2 mmol/L N）处理可以明显从植物形态区分不同种质的氮利用差异,58份种质低氮条件下的干重范围为0.64~14.75 g/株,氮累积量为5.53~63.00 mg/株,氮利用率范围为115.40~279.30 g/g。对低氮压力下甘蔗干重及氮累积等25个指标进行主成分分析后,提取出4个主要成分,总贡献率为92.35%。通过高、低氮条件下与氮利用效率有关的氮转移系数及基因潜力等19个指标分析后提取出5个主成分,总贡献率为82.21%。影响甘蔗氮高效的重要指标有甘蔗的干重（全株、叶、根）、氮累积量（全株、叶、茎）、氮利用率（全株、叶）、叶的相对氮利用率、茎的基因潜力、茎的相对干物质量和茎的相对氮累积量。经聚类分析后初步将58份甘蔗种质分为氮高效基因型、偏氮高效基因型、偏氮低效基因型和氮低效基因型。     

不同甘蔗品种对低温胁迫的生理响应及耐寒性综合评价

本研究以甘蔗的3个杂交品种（ROC22、Co281、KQ01-1390）和3个原种（28NG16、57NG155、96NG16）为供试材料,研究低温胁迫对成熟期蔗株的形态、叶片的质膜相对透性、蔗茎的渗透调节物质含量及抗氧化酶活性等指标的影响,并对6个品种甘蔗耐寒性进行评价。结果表明：经-3 ℃夜间低温处理3 d后,甘蔗植株均出现叶片干枯、卷曲,生长点损伤或坏死变黑,蔗茎侧芽发黑、变软等症状,纵剖蔗茎可明显看到茎内组织呈水煮状,蔗叶相对电导率上升,蔗茎丙二醛（MDA）、脯氨酸（Pro）含量和过氧化氢酶（CAT）活性均上升,蔗茎超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）活性下降。通过隶属函数法综合评价,6个甘蔗品种耐寒能力依次为：KQ01-1390>Co281>ROC22> 28NG16>57NG155>96NG16,可见供试材料中的甘蔗原种对低温胁迫反应敏感,耐寒性比杂交品种弱。     

巴西蔗糖产业特点及对我国蔗糖业的借鉴

通过对巴西蔗糖产业种植、管理、贸易、政策、加工等方面的详细分析可知,巴西是世界上最大的甘蔗生产国和出口国,拥有先进的技术水平和管理经验,其制糖成本低、国际竞争力强。其甘蔗病虫害防控实行:⑴重点培育和推广抗病虫甘蔗良种;⑵通过种苗检疫、脱毒和健康种苗繁育技术严防病虫害的发生与传播;⑶建立病虫害监测预警和防控系统;⑷生物防控技术和化学药剂相结合。其糖厂已实行全网络自动化控制系统,蔗糖生产采用两步法生产精制糖。其蔗糖产业发展特点:重视氮高效品种的选育、甘蔗生产全程机械化率高、采用酒精发酵液定量还田技术、燃料乙醇工业发达、多种糖料蔗供应渠道、加工技术先进生产效率高、甘蔗运输成本较高等特点。我们可从中得到的借鉴为:重视强宿根蔗的选种计划、加速推进甘蔗生产全程机械化进程、建立完善的甘蔗病虫害防控系统、加强蔗糖高值化及副产物综合利用。     

独脚金内酯的生物合成及其调控

为了解独脚金内酯生物合成最新研究进展，本研究以“独脚金内酯”为关键词，检索了2000—2020年NCBI数据库发表的相关文献资料，综述了近20年来独脚金内酯的生物合成通路和相关基因的功能研究进展，并对独脚金内酯在非生物胁迫作用中的功能以及与其他激素的相互作用进行概括。结果表明:1)独脚金内酯生物合成的通路是保存的，并可能与其他通路有交互作用；2)独脚金内酯的功能是多样的，在植物生长和发育的多个阶段发挥作用；3)独脚金内酯生物合成相关基因不仅是生物合成的关键基因，还可以与其他激素互作参与调控作用。在独脚金内酯生物合成及其调控作用的研究取得了重要突破的基础上，今后着重的研究方向可能是在产量形成机制、形态建成以及激素的调控作用机理等方面的研究。     

复合高效配方药剂对甘蔗褐条病防控效果评价

为了筛选防控甘蔗褐条病的复合高效配方药剂及精准施药技术,选用多菌灵、苯菌灵、百菌清、嘧菌脂、吡唑醚菌脂、苯甲嘧菌酯进行田间药效试验。结果表明,（50%多菌灵可湿性粉剂1500 g+75%百菌清可湿性粉剂1500 g+磷酸二氢钾2400 g+农用增效助剂300 mL）/hm²、（50%苯菌灵可湿性粉剂1500 g+75%百菌清可湿性粉剂1500 g+磷酸二氢钾2400 g+农用增效助剂300 mL）/hm²和（25%吡唑醚菌脂悬浮剂600 mL+磷酸二氢钾2400 g+农用增效助剂300 mL）/hm²等3个配方药剂对甘蔗褐条病均具有良好的防治效果,其病指均在14.02以下,防效均达84.41%以上。本研究显示3个配方药剂是防控甘蔗褐条病理想的复合高效配方药剂,可在7—8月人工和无人机飞防叶面喷施,7~10天喷1次,连喷2次。     

Diazotroph community structure and abundance in wheat–fallow and wheat–pea crop rotations

Biological input of nitrogen (N) from the atmosphere by free-living diazotrophs can help alleviate fertilizer use in agricultural systems. In this study, we investigated the effect of N fertilizer and winter pea (Pisum sativum L.) crop on the community structure and abundance of free-living diazotrophs in a two year study of dryland winter wheat (Triticum aestivum L.) no-till production system in Eastern Oregon, USA. Based on quantification of the nifH gene, diazotroph abundance was strongly influenced by plant species and the crop year in which the soil samples were collected. A greater amount of nifH copies was recovered in 2012 compared to 2011 either as copies per gram soil or normalized to the abundance of bacterial 16S rRNA genes. The quantity of genes was greater under pea than wheat in 2012 although no difference was observed in the preceding year. The nifH gene abundance was positively correlated to ammonium concentration in 2011 and bacterial abundance in 2012. Nitrogen application did not influence diazotroph abundance in the top 0–5 cm; however the abundance was reduced by application at the lower 5–10 cm depth under wheat crop. The diazotroph community structure appeared to be influenced more by N fertilization rather than plant species with the exception of wheat in 2012. Changes in the community structure over the two years were greater for fertilized than unfertilized soil. Collectively, these data suggest that year-to-year variability had a greater influence on diazotroph communities rather than specific parameters of plant species, fertilization, total N, total organic C, or soil pH. Multi-year studies are necessary to define the specific drivers of diazotroph abundance, community structure and function.