甘蔗ATP柠檬酸裂解酶基因的克隆与表达分析

ATP柠檬酸裂解酶(ACL)为细胞质中乙酰辅酶A合成途径的关键调控酶,在生物体正常生长发育中扮演着重要角色。本研究通过Race和电子克隆技术获得编码甘蔗ACL蛋白2个亚基的基因SoACLA-1和SoACLB-1,其编码框长度分别为1 272 bp和1 827 bp,编码423个和608个氨基酸,推测的氨基酸序列与其他物种具有高度相似性,都优先与禾本科植物聚于同一进化分支。2个基因在ATP-grasp功能域、柠檬酸结合位点、组氨酸磷酸化位点和ATP结合、CoA结合、磷酸化区域等,序列高度保守。实时荧光定量PCR结果表明,2个基因均受外源ABA、水分胁迫、水分胁迫加ABA处理诱导表达,且叶中表达量显著高于根系,其中又以水分胁迫处理下的表达量最高,2个基因表现出协同表达模式。SoACLA-1和SoACLB-1的表达与ABA、ROS含量具有相关性,说明它们可能参与了ABA调控的植物对逆境胁迫反应的代谢过程。     

广西蔗区引进甘蔗品种（系）的比较试验

为了筛选适应广西蔗区地理环境、稳产高糖的甘蔗品种,实现品种多样化,提高应对病虫害、气候环境变化等不利因素的能力,在前期引进栽培试验的基础上,将筛选出的3个甘蔗品种（系）进行适应性和农艺性状的观测分析。通过一年新植一年宿根的比较试验,发现凉蔗02-6、凉蔗03-81的农艺性状与当前主栽品种新台糖22号（CK）综合比较具有一定的优势。其中凉蔗02-6的分蘖率、株高、茎径、有效茎、甘蔗产量等性状都优于CK,蔗糖分与CK相当,新植、宿根凉蔗02-6产糖量分别比CK高约2.08t/hm ²、2.86t/hm ²且差异显著;凉蔗03-81甘蔗产量和产糖量等性状显著优于CK,但是蔗糖分显著低于CK,制糖成本较高,影响制糖企业效益。此外,对不同甘蔗品种（系）生长的跟踪观测发现,凉蔗02-6具有较强的抗旱抗寒能力。     

水稻花后物质流转研究进展

作物物质流转是指作物光合产物或贮藏在茎、鞘等器官中的同化物向穗部等库器官的转运,其能力高低称之为作物物质流转力。作物物质流转是作物源、库理论的丰富和发展,物质再流转顺利进行既要有足够的储存库又要有丰富的供给源。水稻产量与稻米品质形成实质上是光合同化物生产及花后物质流转的过程。因此,水稻花后物质积累、再流转过程中生理差异及能力大小,是影响水稻子粒生长、产量和稻米品质的重要因素。本文从作物物质流转理论的发展、水稻花后干物质流转特性、花后碳氮物质流转特性、花后物质流转与品质形成等方面详细综述了前人的研究进展,并展望了水稻物质流转理论研究的发展。     

基于主成分与聚类分析的甘蔗新品种(系)主要农艺及产量性状的评价

为了揭示不同甘蔗品种(系)的大田性状特性,分析新植蔗及宿根蔗农艺、产量性状变化特点.以新台糖22号(ROC22)为对照(CK),对10份甘蔗品种(系)进行1年新植和1年宿根的品比试验,并对株高、茎径、有效茎数、蔗糖分等17个农艺指标进行变异系数、相关性、主成分分析及聚类分析.结果表明:新植蔗与宿根蔗变异系数变幅分别为4...     

甘蔗新品种(系)在广西防城港蔗区的品比试验总结

为明确不同甘蔗新品种的特征特性,加快甘蔗新品种推广和品种审定。本研究以新台糖22号为对照,于2016—2017年在广西防城港国有昌菱农场对9个甘蔗新品种(系)进行一新一宿的区域比较试验。结果表明:9个参试品种(系)有7个品种(系)的产量和产糖量均比对照增加,蔗茎产量增幅为5.78%~41.38%,理论产糖量增幅为10.07%~47.54%;桂糖42号在蔗糖分、田间锤度、株高等方面表现优异,但其蔗茎产量和理论产糖量均低于对照;桂热2号、桂柳05-136和桂糖46号的蔗茎产量和产糖量优于对照,蔗糖分优于或与对照相当,综合性状优良;凉蔗03-83、凉蔗03-81、凉蔗03-23虽然在蔗茎产量方面表现优异,但其蔗糖分过低,综合性状表现一般。综合考虑各品种(系)产量和经济性状表现,初步认为桂热2号、桂柳05-136和桂糖46号在防城港蔗区表现良好,可以进一步推荐审定及推广种植。     

干旱胁迫对甘蔗新品种桂热2号生理指标的影响

为探讨甘蔗桂热2号（GR2）对干旱胁迫及外源脱落酸（ABA）的响应机制,以ROC22（抗旱性强）为对照（CK）,采用自然干旱的方式,分析GR2在干旱胁迫不同天数时生理指标的变化特点。结果表明,GR2在干旱胁迫下叶片内源激素含量、抗氧化酶活性及渗透调节物质含量显著提高。与CK相比,GR2在胁迫前期（0~5d）可溶性蛋白和可溶性糖含量增幅相对较大,丙二醛含量相对稳定,胁迫中期（7~9d）ABA、超氧化物歧化酶（SOD）和抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性增幅相对较大。外源ABA处理能增强GR2内源激素含量的积累能力,提高其抗氧化酶SOD、APX及过氧化物酶活性,有效缓解渗透物质的积累,使其含量处于较低水平。综合表明,GR2是一个抗旱性较强的品种,外源ABA能提高其抗旱能力。     

甘蔗ABA信号转导关键酶SoSnRK2.1基因的克隆与表达分析

蔗糖非酵解型蛋白激酶(SnRK)是植物体内ABA信号转导途径的关键调控酶, 在植物的抗逆境生长过程中发挥着重要的作用。本研究通过RT-PCR和RACE-PCR技术克隆出编码甘蔗SnRK2蛋白的基因SoSnRK2.1。该基因cDNA序列全长为1385 bp, 包含一个1002 bp的开放阅读框(ORF)。根据氨基酸序列预测SoSnRK2.1基因编码333个氨基酸残基, 与其他高等植物中相关蛋白的氨基酸具有高度的相似性, 尤其是与禾本科的玉米和水稻。构建该基因的原核表达载体pET-SoSnRK2.1, 在IPTG诱导下可得到38 kD 左右的蛋白, 与理论值一致。实时荧光定量PCR分析表明, SoSnRK2.1基因在ABA、干旱(PEG)+ABA、干旱(PEG)、NaCl、低温(4℃)和H₂O₂外源胁迫下均呈诱导表达的趋势。推测该基因参与调控干旱、高盐和低温等胁迫过程, 在甘蔗抗逆境胁迫中起重要作用。     

甘蔗ABA生物合成关键酶SoNCED基因克隆及表达分析

[目的]克隆甘蔗体内9-顺式环氧类胡萝卜素双加氧酶(9-cis-epoxycarotenoid dioxygenase,NCED)基因,分析其基本生物学信息及在逆境胁迫下的表达分析,为进一步探讨SoNCED基因在甘蔗脱落酸(ABA)生物合成途径中的作用提供理论依据.[方法]以甘蔗品种桂糖21号为材料,待蔗苗长至5~6片叶时分别进行干旱、低温、高盐和氧化胁迫处理,利用反转录PCR(RT-PCR)和cDNA未端快速扩增(RACE-PCR)克隆SoNCED基因,应用生物信息学方法对获得的氨基酸序列进行分析,构建原核表达载体并进行目的蛋白的诱导表达,通过实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析SoNCED基因在受到不同逆境胁迫时的表达情况.[结果]克隆获得的SoNCED基因(GenBank登录号JQ314108),cDNA全长为2521 bp,包含1个1827 bp的开放阅读框(ORF),编码608个氨基酸.多重序列比对及系统发育进化树分析结果表明,SoNCED基因编码的氨基酸序列与其他植物有一定的相似性,尤其与禾本科C4植物高粱和玉米的同源性最高,均达96%.成功构建SoNCED基因的原核表达载体pET-SoNCED,且通过IPTG诱导时可得到约66.0 kD的蛋白,确定该蛋白为SoNCE基因的表达蛋白.qRT-PCR结果分析表明,SoNCED基因在干旱、低温、高盐和氧化胁迫下均能诱导表达,其中氧化胁迫下其表达量在6h时达峰值,其他胁迫方式下其表达量在12h时达峰值.[结论]成功克隆获得甘蔗SoNCED基因,并从不同逆境下的表达情况推测该基因在甘蔗体内参与了干旱、低温、高盐和氧化等非生物胁迫的调控过程.     

不同宿根年限甘蔗品种内源激素及酶活性分析

不同甘蔗品种的宿根性强弱存在很大差异,为探究不同宿根年限甘蔗品种间的表现,以桂热2号（GR2）和对照新台糖22号（ROC22）为研究对象,测定宿根萌发期根、茎、叶中可溶性糖、可溶性蛋白、内源激素含量及相关酶活性指标。结果显示,可溶性糖和可溶性蛋白主要集中部位是茎和叶,GR2的5年宿根蔗的茎部可溶性糖含量最高;GR2中脱落酸（ABA）含量降幅最大,与宿根性强弱关系紧密,赤霉素（GA₃）与宿根性的强弱成负相关,与ABA和生长素（IAA）的变化趋势相反;植物过氧化氢酶（CAT）、苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性与宿根性强弱成正相关,蔗糖合成酶（SS）活性与宿根性强弱成负相关,植物蛋白酶（Protease）在GR2的5年宿根蔗中活性最高;通过极点排序法计算得到ABA、IAA、GA₃、CAT、PAL、Protease、SOD和SS的权重系数,分别为0.186、0.136、0.107、0.074、0.115、0.165、0.056和0.159。其中ABA含量、Protease和SS活性的权重系数较大,说明这3个指标对甘蔗宿根性的影响较大;宿根萌发期各品系宿根性强弱排序为GF>GT>RT>RF,说明GR2的宿根性强于ROC22,桂热2号是值得推广的强宿根性品种。     

不同蔗区甘蔗品种（系）分蘖性状比较及其对产量和产量构成因子的影响

为明确不同蔗区甘蔗品种（系）间的分蘖性状差异及其对产量及产量构成因子的影响,在3个蔗区的5个试验点对4个不同甘蔗品种（系）的分蘖农艺性状、产量构成因子进行显著性、相关性、变异系数和通径分析。结果表明,不同蔗区甘蔗品种（系）间的分蘖性状差异显著,分蘖率和分蘖苗数对有效茎的产生具有重要作用;根据分蘖农艺性状的差异将甘蔗分为低分蘖甘蔗品种（系）（新台糖22号、桂糖42号）和高分蘖甘蔗品种（系）（桂热2号、凉蔗03-81）,与高分蘖甘蔗品种（系）产量相关性最高的产量构成因子是有效茎数（0.76^**）,低分蘖甘蔗品种（系）则是单茎重（0.83^**）,高分蘖（0.64^*）和低分蘖品种（系）的分蘖率（0.68^*）与有效茎数呈显著正相关关系;有效茎数对2种类型甘蔗产量的直接通径系数最大,是影响甘蔗产量的主要因子;分蘖苗数和分蘖率的变异系数最大,具有较高的改良潜力。综上所述,分蘖可以显著提高有效茎数,从而影响甘蔗产量,且影响甘蔗产量和产量构成因子之间的关系。