刺萼龙葵种子中适宜内参基因的筛选

入侵杂草刺萼龙葵Solanum rostratum Dunal传播扩散的主要载体是种子,研究其种子休眠萌发基因的激素调控对于其防除具有重要意义,而选择合适的内参基因可以提高相关基因表达分析的准确性。本研究以赤霉素、脱落酸和水处理的刺萼龙葵种子为材料,利用geNorm、NormFinder、BestKeeper和RefFinder 4种软件对15个候选内参基因进行表达稳定性评价,并通过检测ABI5(abscisic acid-insensitive 5)的表达验证所筛选的内参基因的适用性。结果表明,对于赤霉素、脱落酸和水处理过的种子,最稳定的内参基因分别为eIF(eukaryotic initiation factor)、SAND(SAND protein family)和ACT(β-actin);对所有种子样本而言,PP2Acs(a catalytic subunit of protein phosphatase 2A)是最稳定的内参基因。研究结果将为刺萼龙葵种子休眠萌发的遗传调控研究提供重要参考。     

利用凝胶扩散法测定刺萼龙葵种子中β-甘露聚糖酶的活性

β-甘露聚糖酶是种子萌发过程中降解胚乳细胞壁的关键酶,明确其活性的动态变化可为揭示杂草种子的休眠萌发机制提供重要依据。以外来杂草刺萼龙葵Solanum rostratum Dunal种子为材料,建立了种子中β-甘露聚糖酶活性的检测方法—凝胶扩散法。利用凝胶扩散法对不同贮存时间及贮存条件下刺萼龙葵种子中β-甘露聚糖酶的活性进行了检测,发现贮存3年以上的种子中该酶的活性为0.03 nmol/(min·mg),显著低于贮存3年以下的种子中的酶活性0.15 nmol/(min·mg),而湿润冷藏的种子中β-甘露聚糖酶的活性为0.12 nmol/(min·mg),显著高于干燥冷藏的种子的酶活性0.02 nmol/(min·mg)。实际应用结果表明,凝胶扩散法综合了传统方法的优势,检测特异性强、灵敏度高、重复性好,可同时检测大量种子样品,具有良好的实用性。     

利用双标准曲线法检测刺萼龙葵 SrDOG1基因的表达

双标准曲线法是基因表达定量研究中应用较广的一种相对定量检测方法。本研究结合绝对定量的原理,对传统双标准曲线法进行了改进。以刺萼龙葵延迟萌发基因DELAY OF GERMINATION 1(DOG1)的表达检测为例,选择β-actin为内参基因,分别将目的基因和内参基因片段插入pEASY-Blunt Zero载体,制作标准质粒。提取冷藏或常温储藏种子的RNA进行荧光扩增,同时将标准质粒梯度稀释液作为模板构建标准曲线,以此计算SrDOG1的相对表达量。结果表明,双标准曲线法能够灵敏地检测SrDOG1基因的差异表达,发现冷藏种子中SrDOG1基因的表达量较常温储藏显著增高。双标准曲线法检测结果稳定,重现性好,数据处理简单,适用于多种条件下基因表达水平的比较,为进一步系统研究刺萼龙葵DOG1基因的表达特性和基因功能奠定了基础。     

反枝苋对咪唑乙烟酸抗性水平及分子机制

为初步明确大豆田反枝苋对咪唑乙烟酸的抗药性水平,并从分子角度对抗药性机制进行解释,以我国四川成都和黑龙江嫩江采集的反枝苋种子为材料,通过琼脂法检测了反枝苋对咪唑乙烟酸的抗药性水平,并分别对R(嫩江抗性种群)和S(成都敏感种群)的乙酰乳酸合成酶(ALS)部分序列进行扩增和测序。皿内生测结果表明,成都种群的GI50为11.20,嫩江种群的GI50为52.26,其抗药性指数RI为4.67。分子检测结果表明,与S种群相比,R种群反枝苋ALS位于高度保守区Domain B编码574位氨基酸的基因发生突变,TGG突变为TTG,导致色氨酸被亮氨酸取代。ALS保守区域氨基酸的替换可能是嫩江反枝苋种群对咪唑乙烟酸产生抗性的重要原因之一。     

黑龙江省超级稻干物质积累及与产量性状的关系

利用田间小区试验,对黑龙江省3个超级稻品种松粳9号、龙稻5号和龙粳14号及其相应对照品种进行干物质积累与产量关系的研究。结果表明,在各生育期超级稻品种的干物质积累量均高于普通对照品种,其中,分蘖盛期高14.2%～34.0%,拔节孕穗期高16.8%～37.9%,齐穗期高20.2%～35.6%,成熟期高15.1%～18.0%。相关分析结果表明,各生育期的总干物重与产量均呈显著或极显著正相关关系(r=0.85*～0.97**),孕穗期叶片、茎鞘干物重及总干物重与穗粒数和结实率两性状均呈显著正相关(r=0.76*～0.82*)。     

WinSEEDLE系统在测定刺萼龙葵种子维度中扫描分辨率的优化

WinSEEDLE系统是专门用于研究种子或病斑形态的专业图像分析系统。以外来杂草刺萼龙葵（Solanum rostratum Dunal）种子为材料,探讨了应用该系统进行种子维度测定的最佳方案,以期为相关研究提供借鉴。结果表明,扫描分辨率显著影响WinSEEDLE系统测量种子的准确度和精确度,当分辨率达到300 dpi时可准确计数所有刺萼龙葵种子。测定刺萼龙葵种子维度的推荐分辨率为600 dpi,此条件下单次扫描用时较短（27 s）,测量的准确度和精确度较其他分辨率高,测得种子平均长度2.61 mm、宽度2.11 mm,与人工实测值基本一致。     

吉林狗尾草种群对烟嘧磺隆抗性水平和靶标抗性机理初探

为明确吉林省玉米田狗尾草Setaria viridis (L.) Beauv.对烟嘧磺隆的抗药性水平和抗性分子机理,测定了两个抗药性狗尾草种群R1、R2和一个敏感种群S对烟嘧磺隆的抗药水平,并检测了不同种群间乙酰乳酸合成酶(acetolactate synthase,ALS)基因序列差异。结果显示:R1、R2种群抗药性指数分别为21.8和23.9。扩增狗尾草ALS基因序列发现,相较于敏感种群,R1种群在376位点由GAT突变为GAA,R2种群在376位点由GAT突变为GAG,两种突变均导致天冬氨酸替换为谷氨酸(Asp-376-Glu)。表明狗尾草R1和R2种群对烟嘧磺隆产生抗性是由于靶标ALS基因突变导致,研究结果为科学防控抗药性狗尾草种群提供了理论基础。     

小麦秸秆对杂草种子萌发和土壤微生物代谢的影响

通过室内模拟小麦秸秆还田, 研究小麦秸秆对农田杂草种子萌发和土壤微生物代谢功能的影响。结果表明, 小麦秸秆对杂草种子的萌发抑制活性随秸秆还田的时间呈动态变化, 0~10 d抑草活性逐渐增强, 10 d后抑草活性逐渐降低。对狗尾草种子的萌发抑制效果最好, 在10 d时对狗尾草种子萌发抑制率高达83%。采用Biolog方法研究土壤微生物代谢功能, 10 d处理土壤微生物结构多样性及代谢活性显著高于其他处理。研究明确了小麦秸秆还田能够抑制杂草种子萌发, 并改变土壤微生物环境。     

田旋花EPSPS基因表达特征及草甘膦对其表达的影响

采用实时荧光定量RT-PCR测定了田旋花不同组织、不同叶龄的EPSPS基因mRNA的相对表达量以及草甘膦对EPSPS基因相对表达量的影响。结果表明:田旋花EPSPS基因在不同组织表达量差异显著,在叶的表达量高于茎和根;该基因在9叶期的表达量最高,是3叶期的1.5倍;在草甘膦处理后,田旋花EPSPS基因的表达量先升高后降低,在处理后24 h达最大值。随草甘膦剂量增加,该基因的表达量升高。研究结果可为深入解析田旋花对草甘膦耐药性机理提供参考。     

田旋花 EPSPS 基因启动子的克隆、序列分析及转化

根据已克隆的田旋花（ Convolvulus arvensis L．） EPSPS基因mRNA序列设计引物,通过染色体步移技术获得了1142 bp的EPSPS-P启动子片段（ GenBank 登录号：KC107822）。对启动子序列分析显示,该片段富含A/T碱基、TATA-box、CAAT-box及其他作用元件如GATA-motif、TC-rich repeats、sp1等。将该启动子与GUS报告基因连接以构建植物表达载体,利用农杆菌介导法获得转基因拟南芥;PCR和GUS组织化学染色分析证明, EPSPS-P已转化到拟南芥中。