春播谷子成熟期抗倒伏性研究

试验以长谷4号、长生13和晋谷21为材料,在成熟期（乳熟期、蜡熟期和完熟期）测定7个性状指标,分析其与倒伏性的关系。结果表明,3个品种的倒伏指数均以黄熟期最大,乳熟期最小;从基部第2节间~第6节间,倒伏指数依次增加,抗倒伏性依次降低。相关性分析表明,基部第2节间倒伏指数与重心高度和单株穗鲜重呈显著正相关,与株高、单株鲜重和基部第2节间长度呈正相关,与基部第2节间直径和基部第2节间机械强度呈负相关,但都未达到显著水平。通径分析结果表明,各性状对倒伏指数的直接影响从大到小排序为：基部第2节间机械强度、单株鲜重、重心高度、株高、基部第2节间直径、基部第2节间长度和单株穗鲜重。由研究结果可见,基部第2节间机械强度和重心高度可作为评价谷子成熟期抗倒伏性的通用指标,对选育抗倒伏谷子新品种具有重要指导意义。     

谷子MDH基因非生物逆境响应特性研究

为揭示谷子MDH基因对逆境胁迫的响应,本研究通过序列比对得到2个谷子苹果酸脱氢酶(malate dehydrogenase, MDH)基因SiMDH1、SiMDH2,并对SiMDH1和SiMDH2的编码蛋白特征、基因结构、功能、进化等性状进行了系统的分析和预测,用荧光实时定量PCR(qPCR)检测了SiMDH1和SiMDH2在苗期不同逆境及关键生育期干旱胁迫和不同光照强度下的表达。蛋白特征参数和序列分析表明,SiMDH1和SiMDH2蛋白特征参数相似度很高,序列非常保守,都含有MDH基因的特征功能域苹果酸酶NAD结合域和苹果酸酶C端功能域。亚细胞定位预测显示,SiMDH1和SiMDH2主要定位于叶绿体、细胞质和线粒体。启动子区域顺式元件分析发现,在SiMDH1和SiMDH2启动子区域含有大量光应答、激素类和其他类应答元件。苗期逆境qPCR表达谱分析发现,SiMDH1和SiMDH2受脱落酸(ABA)、聚乙二醇(PEG)、高盐和低温不同程度诱导,揭示SiMDH1和SiMDH2参与了谷子苗期非生物逆境胁迫应答。进一步分析发现,SiMDH1和SiMDH2参与了谷子在拔节、抽穗、灌浆期的干旱应答,而光照强度会显著影响SiMDH1和SiMDH2基因在不同生育期的表达。本研究为进一步分析MDH逆境应答机制以及利用基因工程方法改善作物抗逆性提供了试验和理论支持。     

谷子人工杂交技术规程

从范围、规范性引用文件、术语和定义、杂交袋的选用、亲本种植规范、杂交前准备、人工去雄、取粉、授粉、挂牌标记、田间检查及收获脱粒等方面规范了谷子人工杂交技术。     

长生13不同生育期茎秆性状研究

为明确春谷子长生13的茎秆特性,为抗倒谷子品种选育提供理论依据,研究了长生13分别在乳熟期、蜡熟期和成熟期倒2节至倒6节的节间长度、直径、茎秆机械强度、单株鲜质量、单株穗质量和植株重心的差异。结果表明,从倒2节至倒6节,节间长度依次增加,节间直径和茎秆强度依次降低;随生育期进度,节间长度依次增加,除倒3节外,各节间长度差异未达显著水平(P0.05);直径先增加后降低,各节间直径差异未达显著水平;倒2节至倒5节茎秆强度先增加后降低,倒6节的各节间茎秆强度依次降低,其中,倒2节在蜡熟期的茎秆强度最大(9.87 kg),倒6节在成熟期的茎秆强度最小(5.02 kg),但各生育期的茎秆强度差异未达显著水平;单株鲜质量和单株穗质量逐渐升高,植株重心增加明显,重心在成熟期达最大,为0.57。     

谷子NADP-ME的鉴定及其对逆境胁迫的响应

【目的】鉴定谷子NADP-ME家族成员,研究不同成员对非生物逆境胁迫的响应,为揭示SiNADP-ME在谷子逆境应答信号途径中的作用奠定基础。【方法】 利用生物信息学方法鉴定谷子基因组中的NADP-ME家族成员。采用GSDS2.0、plantCARE、Clustalx、MEGA6.0等软件及网站ExPASy对鉴定成员蛋白和基因序列进行生物信息学分析。采用qRT-PCR方法检测SiNADP-ME在苗期不同逆境、不同生育期干旱胁迫及不同光照强度下的表达情况。【结果】 谷子NADP-ME家族由7个成员组成,它们在谷子的第2、3、5、7染色体上呈不均匀分布。保守功能域分析显示7个基因都含有NADP-ME特征保守功能域。序列比对发现谷子NADP-ME成员之间序列非常保守,相似性较高,7个谷子成员序列一致性为77.30%,而不同物种NADP-ME序列之间相似性为56.52%。序列分析显示SiNADP-ME1、SiNADP-ME4、SiNADP-ME5、SiNADP-ME6序列较长,分别编码576、639、652和636个氨基酸,而SiNADP-ME2、SiNADP-ME3、SiNADP-ME7序列较短,分别编码213、265和149个氨基酸。基因结构分析显示SiNADP-ME1有2个可变剪切,SiNADP-ME5有3个可变剪切,其他基因无可变剪切。SiNADP-ME1、SiNADP-ME2、SiNADP-ME3、SiNADP-ME7含内含子较少,而SiNADP-ME4、SiNADP-ME5、SiNADP-ME6含内含子较多。蛋白参数预测显示谷子NADP-ME成员间分子量跨度较大,在161.94—725.43 kD,等电点为5.32—8.05,不稳定指数为23.01—45.01,脂肪系数介于89.19—107.77,平均疏水指数介于-0.218—0.004。亚细胞定位预测显示SiNADP-ME成员主要被定位在叶绿体、线粒体和细胞质中。顺式元件分析显示SiNADP-ME成员启动子区域主要包括激素类应答、逆境应答、光应答以及其他类生长调控相关的顺式元件。聚类分析发现谷子SiNADP-ME基因在单、双子叶植物分离之前就已存在。不同物种同源基因对在进化树中广泛存在揭示它们在进化上可能存在共同祖先,也暗示它们在某些信号通路中可能具有相似的功能。苗期逆境表达分析表明所有谷子SiNADP-ME家族基因表达量在本文应用的4种逆境胁迫下都被明显诱导。SiNADP-ME1在ABA、低温、NaCl处理后被诱导的最高相对表达量分别为对照的460.53、411.50和15.24倍;SiNADP-ME6在ABA、低温、PEG、NaCl处理后被诱导的最高相对表达量分别为对照的211.13、15.21、772.41和643.99倍。进一步分析表明SiNADP-ME1和SiNADP-ME6在拔节期、抽穗期和灌浆期干旱胁迫下表达量上调。【结论】 从谷子基因组中鉴定了7个NADP-ME基因家族成员;7个成员间序列非常保守并且都含有NADP-ME基因典型特征结构域;7个谷子NADP-ME家族基因参与了植物非生物逆境应答,特别是SiNADP-ME1和SiNADP-ME6可能在ABA、盐、干旱、低温等逆境应答信号途径中起重要作用。     

密度与行距配置对春谷子农艺性状及产量的影响

为了探索春谷子的高产、高效种植方式,以长农35为材料,采用二因素完全随机试验的方法,对宽窄行与等行距栽培条件下春谷子不同栽培密度与产量的关系进行研究。结果表明,同一密度条件下,不同行距配置下春谷子株高、茎粗、穗长、穗粗、出谷率、千粒质量和穗数差异不显著,各处理间的单穗质量、单穗粒质量、倒伏率与产量存在显著差异;春谷子在4种密度条件下,宽窄行种植方式(20 cm+40 cm)较等行距种植(30 cm+30 cm)的产量分别提高0.59%,2.74%,4.01%和1.80%,在密度为3万株/hm2条件下产量达最高,为4 903.50 kg/hm2。     

作物抗性淀粉研究进展

抗性淀粉(resistant starch,RS)是一种健康的膳食纤维,能够降低血糖和血脂,对预防和改善肥胖症、糖尿病、心血管疾病和慢性肾病等非传染性疾病具有重要作用。抗性淀粉在面包、饺子等高品质食品的开发中具有潜在的应用价值,是近年来功能食品领域研究的热点。总结归纳了RS的功能和类型,着重对合成RS相关的酶进行了阐述,并对高RS作物分子育种研究进展进行归纳,以期为作物RS研究和分子育种提供参考。     

两个谷子CIPK基因在非生物逆境胁迫下的表达分析

CIPK是一类丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,该蛋白在植物响应逆境胁迫过程中发挥重要作用。本文利用生物信息学方法从谷子基因组中鉴定出2个CIPK基因, 命名为SiCIPK6和SiCIPK16。序列分析表明SiCIPK6基因组序列长1994 bp,编码451个氨基酸;SiCIPK16基因组序列长1885 bp,编码473个氨基酸,2个基因均无内含子和可变剪切。生物信息学分析显示这2个基因在蛋白质序列和结构上与其他物种CIPK基因一样非常保守。实时定量PCR分析表明SiCIPK6和SiCIPK16在ABA、低温、高温、干旱、高盐诱导下表达量均有所上调, SiCIPK6基因在ABA、干旱和盐处理时表达量上调幅度较大,而SiCIPK16基因在低温、干旱和高温处理时表达量上调幅度较大。半定量PCR检测结果表明SiCIPK6和SiCIPK16两个基因在拔节、孕穗、灌浆期时均有表达,在相应生育时期受到干旱胁迫时它们表达量均有所提高。推测SiCIPK6和SiCIPK16基因在谷子的干旱或其他逆境胁迫中起一定作用。     

玉米SAMS家族基因鉴定及其在逆境胁迫下的表达分析

S-腺苷甲硫氨酸合成酶是植物代谢中的一个关键酶,它催化ATP与甲硫氨酸合成S-腺苷甲硫氨酸。利用生物信息学方法系统分析了玉米基因组中的4个S-腺苷甲硫氨酸合成酶(ZmSAMS)成员的参数特征,结果表明4个ZmSAMS成员参数非常接近。不同物种SAMS序列比对及进化分析显示植物SAMS基因在进化过程中具有非常保守的序列和结构。启动子顺势元件预测和蛋白功能分析显示ZmSAMS基因成员可能参与逆境应答、调控转录调控、信号转导、免疫应答等生理生化过程。随后的Real-time PCR验证了ZmSAMS家族基因成员参与了干旱、高温、低温、盐和ABA等逆境胁迫应答。因此推测玉米ZmSAMS基因可能在玉米的逆境胁迫应答中起一定作用。本研究为进一步阐明玉米ZmSAMS家族基因在逆境应答中的功能、机制提供了有益线索。     

玉米S-腺苷甲硫氨酸合成酶基因(SAMS)逆境胁迫下的表达分析

玉米是对干旱、低温、高温等逆境较为敏感的重要禾谷类作物,发掘玉米逆境相关基因及对逆境信号途径研究具有重要学术意义与应用价值。S-腺苷甲硫氨酸合成酶(S-adenosyl-L-metnionine synthetase,SAMS)是植物代谢中一个关键酶,催化合成腺苷甲硫氨酸(SAM)。试验在前期克隆玉米SAMS基因基础上,顺式元件分析发现SAMS启动子区域存在ABA(ABRE)、干旱(MBS)、逆境应答(TC-rich repeats)等顺式作用元件;荧光实时定量PCR表达分析发现干旱、高盐、ABA处理下基因表达量上调,在低温、高温处理下基因表达量变化不大。结果表明:玉米S-腺苷甲硫氨酸合成酶基因响应植物逆境应答,为SAMS基因参与植物逆境信号通路及其功能研究提供理论依据。