茉莉酸合成抑制剂对棉花脱分化及茎尖培养的影响

以棉花幼苗下胚轴和茎尖作为试验材料,通过添加不同浓度的外源茉莉酸合成抑制剂,观察棉花下胚轴生根及愈伤组织的形成率以及对茎尖分化的影响,探究茉莉酸合成抑制剂对棉花脱分化及茎尖培养的影响。结果表明,茉莉酸合成抑制剂可以显著地促进愈伤组织的生成,加快生根,但是会在一定程度上抑制愈伤组织POD及SOD的活性。当茉莉酸合成抑制剂浓度为0.075 mg·L~(-1)时,对生根及愈伤组织形成方面作用效果最显著。而在茎尖培养过程中,2.0 mg·L~(-1)的茉莉酸合成抑制剂在棉花茎尖培养初期对分生组织分化起显著促进作用,棉花生长量最大,植株SOD酶和POD酶活性最大。     

棉花S-腺苷蛋氨酸脱羧酶基因(GhSAMDC2/3/4)的克隆及其诱导表达分析

利用电子克隆结合RT-PCR技术克隆获得陆地棉(Gossypium hirsutum L.)S-腺苷蛋氨酸脱羧酶(S-adenosylmethionine decarboxylase,SAMDC)基因家族3个基因,分别命名为Gh SAMDC2、Gh SAMDC3和GhSAMDC4。序列分析显示,该基因c DNA包含的upstream ORF(u ORF)和main ORF(m ORF)为植物SAMDC基因特征ORF,其中m ORF长度分别为1068 bp、1110 bp和1032 bp,分别编码355、369和343个氨基酸。聚类分析表明,Gh SAMDC2/3蛋白与可可树(Theobroma cacao)SAMDC聚为一类,且Gh SAMDC2与GhSAMDC3蛋白亲缘关系最近;Gh SAMDC4与拟南芥At SAMDC4聚为一类。实时荧光定量PCR分析表明,Gh SAMDC2在茎中表达相对较高,随着纤维发育其表达量不断增加,在纤维发育后期其表达量达到最高;Gh SAMDC2/3/4在不同的胁迫条件下表现出不同的表达模式,Gh SAMDC2受低温和干旱胁迫诱导最强烈,Gh SAMDC3响应盐胁迫显著,Gh SAMDC4受ABA诱导强烈。上述结果为进一步研究棉花SAMDC基因功能奠定了一定基础。     

新疆典型生态区不同滴灌配置小麦产量构成因子调查分析

通过调查石河子、巴州和硕、伊犁新源、阿勒泰青河、塔城额敏地区滴灌小麦产量构成因子及产量特征,旨在探明不同生态区毛管配置对滴灌小麦产量及其构成因子和穗部性状的影响,为滴灌小麦高产栽培提供理论依据。研究结果表明:在半湿润半干旱地区,1管6和1管4毛管配置模式下不同行位间小麦产量无显著性差异,在干旱区(石河子地区)无论是在1管4模式还是1管6模式下均表现出行位效应,即行1产量显著大于行2和行3;半湿润半干旱地区(巴州和硕、伊犁新源、阿勒泰青河、塔城额敏地区)灌溉充足,在关键时期适量灌水可消除行位效应;干旱区(石河子地区)降水量不足,可以通过减少毛管间距和加大灌水量来减小行位效应。     

异源表达棉花S-腺苷甲硫氨酸脱羧酶(Gh SAMDC1)基因提高了拟南芥抗盐能力

以转GhSAMDC1基因拟南芥研究了过量表达GhSAMDC1基因对拟南芥幼苗抗盐能力的影响,以及内源多胺、过氧化氢(H2O2)、丙二醛(MDA)、叶绿素含量(Chl)、离子渗透率、抗氧化酶(SOD、CAT、POD)活性和表达量在盐胁迫下的变化。结果表明,过量表达GhSAMDC1基因能够减少拟南芥内源腐胺(Put)含量,增加亚精胺(Spd)和精胺(Spm)含量。盐胁迫下,转基因株系亚精胺合酶(AtSPDS1、AtSPDS2)和精胺合酶(AtSPMS)基因表达量明显高于野生型,Spd和Spm含量进一步增加,H2O2、MDA、Chl以及离子渗透率显著降低;与野生型相比,过氧化物酶(POD)活力无明显差异,但超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活力明显增加,其表达水平与活力变化趋势基本一致。因此,盐胁迫下,GhSAMDC1基因通过提高Spd和Spm合成相关基因的表达,增加了转基因株系Spd和Spm含量,Spd和Spm直接或间接提高抗氧化系统相关酶的活力,通过清除H2O2等活性氧的方式提高拟南芥的抗盐能力。     

新陆早33号高效遗传转化体系研究

[目的]以新疆北疆棉区主栽品种新陆早33号为材料,研究不同处理条件对转基因抗性胚性愈伤组织增殖、胚状体分化以及植株再生的影响,为新疆棉花遗传转化奠定基础.[方法]以新陆早33号下胚轴为外植体,利用农杆菌介导法转化抗草甘膦基因EPSPS,通过优化培养条件以提高抗性胚性愈伤组织获得完整再生植株的能力.[结果]在胚性愈伤组织增殖阶段,培养基中KN03浓度为3.8 g/L,继代周期为11 d有助于胚性愈伤组织快速增殖和保持良好生长状态;将凝固剂Phytagel浓度提高到4.0 g/L能明显促进胚状体分化;在子叶胚生根阶段以Phytagel为凝固剂同时加入1.0 g/L的活性炭有助于壮根、减少褐化和提高正常植株比例.[结论]通过对培养条件的优化,缩短了胚状体发生的周期,并获得了大量再生植株,建立了新陆早33号的高效遗传转化体系.     

两个新疆棉花品种体细胞胚胎发生的比较研究

以新疆棉区主栽品种新陆早33号和新彩棉7号为实验材料,比较不同激素组合对两者体细胞胚胎发生过程的影响,以建立高效再生体系。结果表明,新陆早33号和新彩棉7号在2,4-D+KT的激素组合下出愈率均为100%,降低2,4-D浓度有利于胚性愈伤组织的分化,分化率分别达到60.0%和7.5%;在IBA+KT的激素组合下出愈情况相对较差,分别为72.5%和85.0%;继代几次后,两个品种的胚性愈伤组织分化率可分别达到45%和55%,新陆早33号和新彩棉7号分别在DK和IK激素组合下更有利于体细胞胚胎发生过程。进一步观察发现,新彩棉7号分化形成胚状体的能力比新陆早33号更强,两品种均能在6个月内获得再生植株。再生体系的建立,为新疆棉花开展分子育种工作奠定了基础。     

棉花多胺HPLC的测定方法优化及其在体细胞胚胎发生过程中的变化规律

利用HPLC法测定棉花组织培养物中的多胺含量,以棉花品种新陆早33号愈伤组织为材料进行多胺含量的测定,结果表明:冰浴浸提时间及衍生反应时间优化后,可将内源腐胺(Putrescine,Put)、亚精胺(Spermidine,Spd)、精胺(Spermine,Spm)在15 min完全分离并定量测定,线性关系良好(r0.99),回收率高(96.8%~103.1%);建立了棉花多胺HPLC测定方法。利用该方法对棉花体细胞胚胎发生各时期培养物进行多胺含量测定,结果显示胚性愈伤组织形成后多胺含量显著上升,且腐胺与亚精胺和精胺的比例随着体细胞胚胎发生持续下降,表明非胚性细胞向胚性细胞转化过程中,二胺(腐胺)不断向三胺(亚精胺)和四胺(精胺)转化,特别是在胚状体形成期,亚精胺和精胺的积累显著增加,初步揭示了棉花体细胞胚胎发生过程中多胺的变化规律。     

棉花多胺氧化酶基因( GhPAO3)的克隆及表达分析

根据拟南芥AtPAO5的cDNA序列在雷蒙德氏棉数据库中Blastn比对获得同源PAO基因,设计特异性引物并利用RT-PCR技术克隆获得1个陆地棉PAO基因,命名为GhPAO3。对GhPAO3的cDNA序列进行生物信息学分析,结果显示:该基因cDNA全长为1 736bp,开放阅读框为1 530bp,编码506个氨基酸,预测蛋白大小为56.88ku,等电点为5.77,编码蛋白为亲水性蛋白。Real-time PCR结果表明,GhPAO3在不同组织中的表达情况不同,表达量依次是叶茎根花瓣子房雄蕊种子雌蕊。不同诱导处理下GhPAO3基因表达量也存在差异,其中低温处理和ABA处理后该基因在6h时表达量达到最大值,PEG处理后在24h时表达量达到最大值,NaCl则在处理后3h时表达量最高。表明GhPAO3基因受非生物胁迫诱导表达,可能以不同的角色参与棉花抗逆过程,结果为进一步研究该基因的功能奠定基础。