应用特异引物对彩色棉花色苷合成关键酶基因初步研究

彩色棉纤维中色素为类黄酮物质,同植物花色苷的成分类似。从类黄酮物质的生化合成途径出发,利用棉花、拟南芥、矮牵牛等植物花色苷合成关键酶的EST(表达序列标签)和cDNA序列设计特异引物,并与pre-mRNA剪接保守区的通用引物(共4条)进行组合,在不同色泽纤维的棉花中进行了扩增,进行了关键酶基因多样性初步研究。1材料和方法1.1实验材料以中国农业科学院棉花研究所品资室自育的6个彩色棉品系和TM-1为供试材料(表1)。表1材料名称及纤维特征Table 1 The colored cotton and their fiber characteristics序号材料名称纤维特征序号材料名称纤…     

UPLC-ESI-MS分析中棉花次生代谢物标准品推定和加合物形成

【目的】建立超高效液相色谱电喷雾质谱(Ultra-performance liquid chromatography-electrospray ionization-mass spectrometry,UPLC-ESI-MS)分析中棉花代谢产物的高通量鉴定方法;探讨特定UPLC和ESI模式条件下棉花次生代谢产物的加合物种类、主导加合物及适宜的ESI模式。【方法】利用高效液相色谱电喷雾质谱对18个棉花代谢产物标准品进行分析,采用在线XCMS软件进行无靶标质谱数据提取,利用MATLAB软件编程计算程序建立标准品鉴定方法。【结果】针对电喷雾正、负离子模式,建立了基于计算准确相对分子质量的棉花次生代谢产物标准品的快速鉴定方法 POSid和NEGid;特定超高效液相色谱和电喷雾正、负离子模式下14个标准品得到正确鉴定。正离子模式下出现[M+H]~+、[M+Na]~+、[M+NH_4]~+、[2M+NH_4]~+、[2M+Na]~+和[2M+H]~+6种加合物,负离子模式下出现[M-H]~-、[2M-H]~-、[M+Cl]~-、[M+FA-H]~-、[3M-H]-、[M+Na-2H]~-、[M-H_2O-H]~-和[M+TFA-H]~-8种加合物,单个标准品的质谱可观察到1～6种加合物,每个标准品均有主导加合物并具有电喷雾离子模式的偏好性。蜜二糖适合电喷雾正离子模式检测,棉酚适合2种离子模式检测;12种化合物均是负离子模式信号强于正离子模式,适合采用负离子模式检测。【结论】建立的基于计算准确相对分子质量的代谢产物鉴定方法,能实现对18个棉花次生代谢产物标准品的无靶标质谱数据的鉴定。特定超高效液相色谱和电喷雾条件下,棉花次生代谢产物的主导加合物具有电喷雾离子模式的偏好性。这些结果为开展棉花代谢组研究提供了技术和理论数据支撑。     

不同熟期菜用大豆籽粒生化物质积累规律及适宜采摘期研究

选用36个菜用大豆品种(早熟品种8个,中熟品种14个,晚熟品种14个),在其荚果发育过程中分期取样,对不同时期鲜豆粒的蛋白质、游离氨基酸、脂肪、淀粉和可溶性糖、Vc等生化物质的含量及百荚鲜重进行了系统测定,分析其积累规律,进而确定不同熟期菜用大豆品种的适宜采收期.结果表明:早熟品种的适宜采摘期为花后35 d左右,中熟品种为40 d左右,晚熟品种为45 d左右.     

陆地棉REM基因家族全基因组鉴定及表达分析

[目的]REM(Reproductive meristem)基因家族编码一类转录因子在植物生长发育过程中发挥重要作用,但在棉花中未见报道.[方法]基于陆地棉基因组数据和公共数据库中的转录组数据,运用生物信息学方法对陆地棉REM基因家族成员进行系统鉴定,并对该基因家族的理化性质、基因结构、组织表达特异性以及胁迫条件下的表...     

土壤磷钾供应能力研究

为给冬小麦-夏玉米高产提供合理施肥和培肥土壤的科学依据,采用田间试验法,在河北省宁晋县大陆村镇试验地,研究该地土壤磷钾供应能力。结果表明,冬小麦季,土壤磷素贡献率达100%,钾素贡献率为94.5%;不施肥处理的土壤供P、K量分别为55.4和139.2 kg/hm^2,NP配施土壤供K量比对照提高15.7%;NK配施土壤供P量比对照提高6.3%。施入钾肥改善了冬小麦的株高、基本苗数、分蘖数、总茎数、成穗数、穗粒数和最终产量,提高土壤的钾素营养。增施磷肥,不能增加冬小麦产量,只能增加生产成本,造成土壤中磷的残留增多。对照区土壤中的磷钾在支持6 750 kg/hm^2的小麦产量后,还能继续满足9 810 kg/hm^2的夏玉米需求,说明供试土壤补钾能显著提高冬小麦产量,土壤中的磷钾不是限制夏玉米产量的主要因素。     

我国抗枯黄萎病棉花区试品种的纤维品质分析

本文对我国黄河、长江两流域1985—1986年(第6轮)抗病棉花区试品种的纤维品质进行了分析。结果指出,在参试品种中,“中棉12”和“冀合3016”的纤维品质综合表现较好,且在环境间的变异较小。品种纤维品质综合表现变异程度的大小与综合表现的优劣呈中度负相关(r=-0.409)。     

棉花分子遗传图谱构建和纤维品质性状QTL分析

以陆地棉(Gossypium hirsutum L.)中棉所8号和海岛棉(Gossypium barbadense L.) Pima90-53组配衍生的214个单株的F₂群体为材料,构建了包含110个SSR标记和65个AFLP标记的遗传连锁图谱。该图谱共包括42个连锁群,连锁群长度为4.5~147.3 cM,包括2~22个分子标记,标记间平均距离为11.6 cM,总长为2 030 cM,约占棉花全基因组的40.6%。应用复合区间作图法分析该组合的F₂单株和F_2:3家系纤维品质性状,共得到25个纤维品质数量性状基因座(QTL),其中5个与纤维长度相关s,分布在Chr.21、Chr.15、LG2和LG12上,可解释表型变异的10.2%~35.8%;4个与整齐度相关,分布在Chr.21、LG9、LG18和LG12上,可解释表型变异的12.6%~36.6%;7个与马克隆值相关,分布在Chr.9、LG1、LG9、LG20和LG12上,可解释表型变异的11.5%~26.1%;7个与断裂比强度相关,分布在Chr.21、Chr12、Chr.8、LG1、LG4和LG10上,可解释表型变异的16.5%~52.8%;2个与伸长率相关,分布在Chr.9和Chr.21上,可解释表型变异的18.1%和27.1%。LG9、LG12和Chr.21上存在QTL聚集区。     

植酸酶基因PhyA对陆地棉产量性状的影响

在人工控制(培养基、水培、沙培)条件下,植酸酶基因PhyA具有分解利用培养基质植酸磷、提高磷素利用效率的功能,但在田间的表现目前尚未明确。在前期完成的PhyA转基因陆地棉新材料盆栽试验基础上,将其种植在田间条件下,研究PhyA基因对棉花产量性状的影响。结果表明,部分转基因棉花新材料的单株结铃数、铃重、衣分、籽棉产量、皮棉产量与野生型对照存在显著差异,PhyA在田间条件下具有改良转基因棉花部分产量性状的能力。在此基础上,遴选出2个转PhyA棉花优良新品系G3、G2,可用作今后转植酸酶基因棉花新品种培育的基础材料。     

棉花黄萎病抗性基因SSR标记研究

以高抗黄萎病的海岛棉品种" 15-3493"和高感黄萎病的陆地棉品种"石河子875"的175个F2代单株作为标记群体,采用BSA法筛选多态性引物,构建了1个包括3个SSR引物在内的连锁群。通过Mapmaker软件将与黄萎病抗性有关的1个位点定位在该连锁群,该位点与SSR标记BNL3556相距13.1cM,可解释表型变异方差的50.1%,为主效基因位点。     

棉花GbRvd的亚细胞定位及其超表达烟草抗病性分析

【目的】研究棉花NB-LRR家族基因GbRvd的亚细胞定位及超表达烟草的黄萎病抗性,为解析GbRvd介导的植物抗黄萎病机制提供依据。【方法】对真核表达载体pJCV52进行改造,在SpeⅠ酶切位点插入gfp,使其兼具亚细胞定位的功能,命名为GPJCV52。应用Gateway技术构建GbRvd的亚细胞定位和超表达载体,并分别转化农杆菌GV3101。利用生物信息学和农杆菌介导的烟草瞬时表达技术对GbRvd分别进行亚细胞定位预测与观察。采用农杆菌介导法转化烟草,并通过组织培养技术获得转基因植株。运用PCR对超表达GbRvd的烟草进行阳性植株筛选,且利用半定量RT-PCR对阳性转基因植株进行表达检测。制备棉花黄萎病菌孢子悬浮液,通过灌根法对T_3代转基因烟草株系进行接种,利用5级标准统计发病情况并计算病情指数。【结果】利用在线分析软件ProtComp预测GbRvd为一种胞外(分泌)蛋白;GbRvd的跨膜预测结果显示其包含3个跨膜域;在线分析软件Wo LF PSORT预测结果显示GbRvd在细胞膜、内质网及叶绿体的预测分值分别为7、3和1,表明GbRvd主要存在于植物细胞膜上。利用农杆菌介导的烟草瞬时表达技术进一步对GbRvd的亚细胞定位进行观察,结果显示在单独表达GFP蛋白的烟草细胞中,荧光信号在细胞核、细胞质和细胞膜均有分布;而GbRvd与GFP融合表达后的荧光信号主要分布于烟草表皮细胞质和细胞膜。综合生物信息学分析和亚细胞定位观察结果,表明细胞膜和细胞质是GbRvd的主要分布位置。利用农杆菌介导和组织培养获得了转基因烟草植株,通过对转基因烟草植株的PCR检测显示,阳性转基因烟草植株能够通过PCR扩增出与预期大小一致的目的条带,而野生型植株未出现相应条带;阳性转基因烟草植株半定量RT-PCR同样能够检测出与预期大小一致的目的条带,由此表明GbRvd成功整合于烟草基因组并能够进行正常转录。对3个T_3代超表达烟草株系的黄萎病抗性进行分析,结果显示超表达GbRvd的烟草植株病情指数显著低于野生型对照植株,表明过表达GbRvd可有效提高植株对黄萎病的抗性。【结论】GbRvd主要存在于植物细胞质和细胞膜,其超表达可显著提高烟草对黄萎病的抗性。