vvi-miR160s介导VvARF18应答赤霉素调控葡萄种子的发育

【目的】研究vvi-miR160家族（vvi-miR160s）及其靶基因在‘魏可’葡萄种子发育过程中的作用,探究其应答赤霉素（GA）调控葡萄果实无核的潜在机理。【方法】采用miR-RACE、生物信息学分析、RT-qPCR、RLM-RACE等方法,鉴定vvi-miR160家族成员及其靶基因,分析vvi-miR160s及其靶基因应答GA的时空表达模式及其潜在功能。【结果】花前GA处理强烈抑制‘魏可’葡萄胚珠及种子发育,高效诱导其无核,且无核率达99.8%。克隆鉴定了VvMIR160s前体基因序列（501 bp）及成熟体序列,且它们在不同物种间具有较高的保守性;基于vvi-miR160s序列,预测到靶基因VvARF18,利用RLM-RACE技术检测到vvi-miR160s对VvARF18的裂解位点在第10和第11位之间,裂解频度9/17,证明VvARF18是vvi-miR160s的真实靶基因。该靶基因编码683个氨基酸,在398—411位存在核定位信号,且该蛋白亚细胞定位于细胞核上。VvARF18与其他物种间序列的同源保守性较高,基因结构相似,其中VvARF18蛋白与茶、烟草、梅花等物种亲缘关系较近。VvARF18启动子中包含4种作用元件,且含有较多激素相关元件。RT-qPCR结果显示,随着葡萄果实的发育,vvi-miR160c/d/e呈现‘V’形表达趋势,在硬核种子发育期表达较低,而VvARF18表现出与前者相反的表达趋势,在硬核种子发育期呈现高表达,表明vvi-miR160c/d/e对VvARF18负调控,但vvi-miR160a/b与VvARF18表达水平却不存在明显负相关。GA处理极显著地上调了vvi-miR160a/b在葡萄硬核种子发育期的表达,同时也显著抑制了VvARF18在同时期的表达,且它们的表达水平呈负相关,表明GA处理促进了vvi-miR160a/b对VvARF18的负调控作用;相反,GA减弱了vvi-miR160c/d/e对VvARF18的负调控作用。【结论】在vvi-miR160家族中,vvi-miR160c/d/e可能介导VvARF18在葡萄种子发育的特定阶段调控种子的发育形成,而vvi-miR160a/b可能主要介导VvARF18参与调控GA诱导葡萄种子败育的过程。     

茉莉酸甲酯对葡萄植株不定根发育的影响

利用不同浓度的茉莉酸甲酯（MeJA）对葡萄组培植株进行处理,进而分析其生理及基因表达变化,结果表明MeJA能抑制植株不定根的分化和伸长,诱导根、茎、叶组织中的脱落酸（ABA）含量升高,但降低赤霉素（GA）、生长素（IAA）和细胞分裂素（ZR）的含量,且影响叶片中叶绿素代谢导致褪绿黄化。MeJA能诱导植物体内茉莉酸合成代谢基因表达进而提高内源茉莉酸的含量,诱导ABA合成代谢和信号路径中的基因表达,但是会抑制生长素、赤霉素、细胞分裂素、油菜素内酯合成代谢基因的表达,抑制了与根发育和延伸相关基因VvXET、VvEXPB2、VvEXPA7和VvWUS的表达,进而抑制不定根的发生,导致植物发育缓慢。因此,MeJA通过影响其他激素的合成代谢来调控它们在植物中的含量,导致内源激素不平衡影响植株发育,并调控植株根的发育状态,在不定根发育方面起负向调控作用。     

便携式X射线荧光光谱仪实验室异位检测法的实用性研究

采用分步取样法验证便携式X射线荧光光谱仪的实验室异位检测法的实用性,以ICP-AES法为基准,对土壤重金属Cr、Cu、As、Pb的含量进行测定,试验中选用70%土壤样品建立一元线性校准模型,30%土壤样品进行校准模型的验证。结果表明,便携式X射线荧光光谱仪实验室异位检测法的检出限分别为Cr 17.7 mg/kg,Cu 10.4 mg/kg,As 5.4 mg/kg,Pb 6.2 mg/kg,均低于国家土壤环境质量一级标准。对国内外标准物质进行多次重复测定,RPD在–8.9%~7.9%,说明仪器在异位测定重金属含量时具有较好的精密度与准确度。分析PXRF法与传统方法测定建立的拟合方程,其决定系数分别为0.817 3、0.787 0、0.673 3和0.722 1,表明PXRF室内异位法可用于土壤重金属Cr、Cu、As、Pb的快速测定;二次采样建立的验证模型R2分别为0.912 4、0.897 9、0.772 3、0.872 9,逐渐靠近理想模型,充分验证PXRF异位法的实用性和校准曲线的准确性,可适用于农田土壤Cr、Cu、As、Pb的快速测定、污染筛查,为土壤重金属速效测定提供有力依据;但仪器在异位测定As元素时准确性降低,建议异位测定时需进行数据校准。     

生物碳及其改性对新疆灰漠土壤磷素和棉花磷素吸收的影响

[目的]以棉花秸秆为原料制备生物碳,分别采用HCl和Fe2(SO4)3对生物碳进行改性处理,通过盆栽试验研究生物碳及其改性,对石灰性土壤磷素含量以及棉花生长和磷素吸收的影响.[方法]设置对照、未改性生物碳、HCl改性生物碳和Fe2(SO4)3改性生物碳四个处理.每个处理设不施磷和施磷(P2O5)0.2 g/kg两个水平.[结果]HCl和Fe2(SO4)3改性的生物碳pH值由10.4降至7,表面孔洞和表面积增加,但养分含量明显降低.未改性、HCl改性和Fe2(SO4)3改性生物碳均能提高土壤全磷和水溶性磷含量.在两个磷肥水平下,HCl改性生物碳均可显著提高棉花干物质重和磷素吸收量,而未改性生物碳仅在施磷肥条件下提高棉花干物质重和磷素吸收量.未改性和HCl改性生物碳可显著提高磷肥利用率.Fe2(SO4)3改性生物碳对棉花干物质和磷肥利用率影响不大.[结论]HCl改性相比未改性生物碳可降低土壤pH.未改性和HCl改性生物碳均有助于提高土壤磷素和磷肥利用率.     

不同滴灌施肥模式对棉花产量及养分吸收的影响

通过等养分和等成本施肥田间试验,研究不同滴灌施肥模式对棉花产量及养分吸收的影响。试验设4种滴灌施肥模式,分别为常规基施(CK)、常规追施(DCK)、普通滴灌专用肥(F1)和高磷钾滴灌专用肥(F2)。结果表明,在等养分施用条件下,高磷钾滴灌专用肥和普通滴灌专用肥处理的棉花干物质重、养分吸收量和产量均显著高于常规基施处理,但普通滴灌专用肥和常规追施处理差异不大;常规基施处理的氮肥和磷肥的利用率最低,普通滴灌专用肥和常规追施处理的氮肥和磷肥利用率差异不显著,高磷钾滴灌专用肥可显著提高磷肥利用率。在等成本施用条件下,常规追施处理的棉花干物质重、养分吸收量和产量最高,而高磷钾滴灌专用肥、普通滴灌专用肥和常规基施处理无显著差异。因此,滴灌专用肥尤其是高磷钾滴灌专用肥具有较好的应用效果,但是如何降低肥料成本是滴灌专用肥技术面临的重要问题。     

葡萄重要性状基因定位及其应用

葡萄是具有重要经济价值的果树之一,其遗传育种学广受研究者关注.由于葡萄童期长、遗传杂合度高,传统杂交育种选育新品种通常耗时长、效率低.因此,通过构建葡萄遗传连锁图谱、对数量性状位点(quantitative traits locus,QTL)进行定位能够解析葡萄杂交群体中分子标记与表型之间的关系,更有针对性地选择育种亲...     

镉、锌胁迫下红花GSH含量的变化

[目的]探讨重金属锌、镉对红花组织中谷胱甘肽含量的影响.[方法]以河南新乡卫辉红花为试验材料,配制不同锌、镉浓度的水溶液和土壤,把红花进行水培和盆栽试验,用DTNB法测定红花植株不同时期不同部位谷胱甘肽（GSH）的含量.[结果]水培时,GSH含量随着镉、锌处理浓度的升高呈升高的趋势;盆栽时,在任何处理下根中的GSH含量高于叶片,随着镉处理浓度的升高,GSH含量呈先升后降的趋势,锌处理时GSH的含量变化不明显.[结论]在一定浓度下,锌、镉均能促进和调节GSH的形成.     

苜蓿夜蛾hsp90基因cDNA序列的克隆与表达研究

热休克蛋白(heat shock proteins,HSPs)是生物体适应外界不良环境条件的关键蛋白。热休克蛋白90(HSP90)是HSP家族的重要成员。本试验以苜蓿夜蛾为材料提取虫体总RNA,利用RT-PCR和RACE技术,扩增得到hsp90基因全长cDNA序列,命名为Hvhsp90(GenBank登录号KF636495)。该序列含有2 472个碱基,包括一个2 154个碱基的开放阅读框,编码一个含717个氨基酸的蛋白,分子量约为82.5ku,等电点为4.97,且含有5个标签序列及胞质特征序列MEEVD,推导的氨基酸序列与鳞翅目其他昆虫HSP90相似性85%~99%之间。RTPCR结果表明,该基因在苜蓿夜蛾不同发育时期和不同组织均有mRNA水平的特异性表达。该基因在大肠杆菌表达系统中进行了诱导表达,经SDS-PAGE和Western blot检测结果表明,HvHSP90能够高效表达,并与预测的融合蛋白分子量相符。     

玛纳斯河流域长期连作棉田土壤重金属剖面分布特征分析

以新疆玛纳斯河流域长期连作棉田土壤为材料,对长期连作棉花土壤As、Cd、Cr、Ni、Cu和Pb的含量和剖面分布特征进行研究,旨在为该地区合理施肥和棉田土壤环境质量保护提供理论依据。选取研究区荒地和连作棉花5、10、20、30 a的土壤,分5层采集1 m土壤样品(每层20 cm),分析土壤重金属As、Cd、Cr、Ni、Cu和Pb的含量和垂直分布特征,并对土壤重金属的来源进行了解析。结果表明:研究区棉田和荒地土壤重金属As、Cd、Cr、Ni、Cu和Pb含量均未超过国家土壤环境质量二级标准,Cr、Ni、Cu、Cd和As的含量明显高于新疆土壤背景值,除Pb元素外,棉田其他5种重金属含量均显著高于荒地;变异系数棉田大于荒地,Cd的变异系数最大为0.46。棉田和荒地土壤剖面重金属含量都表现出表层略高于底层,随着连作年限的增加,土壤重金属含量显著增加且表现出更为明显的表层富集趋势,对比荒地和连作30 a的各层土壤,Cr、Cu、Ni、Pb、As和Cd含量增加幅度分别在36.68%~102.81%、43.31%~74.33%、21.85%~64.95%、2.12%~18.94%、23.03%~45.68%和167.50%~269.19%之间,总体来看,棉田土壤重金属在1 m土体中均表现出不同程度的累积。棉田土壤重金属含量相关性分析表明,土壤P素含量与棉田土壤中As、Cd、Cr、Cu和Ni呈极显著和显著相关,其相关系数分别为0.622、0.689、0.611、0.513和0.560,棉田因子载荷矩阵第一主成分As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和P具有较大的载荷,分别为-0.875、-0.952、-0.868、-0.907、-0.964、-0.635和-0.864,累积贡献率达到了85.46%,说明化学磷肥的长期大量施入,是棉田土壤重金属含量累积的主要原因。