紫花苜蓿根际效应对河套灌区土壤盐分和养分的影响

【目的】从时间和空间尺度上分析紫花苜蓿(Medicago sativa L.)不同生长期内根际土壤盐分和养分的动态变化规律,揭示紫花苜蓿生长过程中根际效应对内蒙古河套灌区盐碱地土壤盐分和养分的影响作用,为北方大型灌区盐碱化农地土壤的植物改良措施提供科学依据。【方法】以内蒙古河套灌区盐碱化土壤为研究对象,以当地土著耐盐牧草紫花苜蓿为试验植物,通过盆栽根袋模拟装置,采集分析不同生长期内(20、40和60 d)紫花苜蓿根际和非根际土壤的pH、盐分和养分含量,并分析其变化规律。【结果】随着紫花苜蓿的生长,其根际土壤的电导率、pH、Na~+、K~+、Mg~(2+)、Cl~-和CO_3~(2-)含量逐渐降低;根际和非根际土壤中Na~+/K~+和Cl~-/SO_4~(2-)均呈逐渐降低趋势,根际土壤中Cl~-/SO_4~(2-)相对于非根际土壤降低程度较明显。非根际土壤中总氮、总磷和有机质含量总体上呈下降趋势,根际土壤中总氮含量相对稳定,总磷含量降低,速效磷含量显著升高(P0.05)。【结论】紫花苜蓿根际效应可降低河套灌区盐碱化土壤的pH、电导率和主要盐分离子浓度,提高磷的有效性,有助于盐碱地土壤理化性质的改善及有效肥力的增强,且其影响作用随紫花苜蓿生长时间的延长逐渐加强。     

马铃薯Desiree遗传转化体系的优化及转基因植株的获得

为优化马铃薯品种Desiree的遗传转化体系并获得转基因马铃薯,以Desiree叶片和茎段为外植体,分别比较了不同转化条件（预培养时间、菌液浓度、侵染时间及激素配比）对遗传转化效率的影响。结果表明：以茎段为外植体,预培养2 d后以OD600=0.5的菌液侵染10 min,在加有1.0 mg?L-1反式玉米素（ZT-t）的MS20选择培养基上的遗传转化率最高,其愈伤诱导率可达80 %,芽分化率可达70 %。通过该转化体系将抗晚疫病基因R1导入马铃薯,获得了具有卡那霉素抗性的转化植株。经PCR检测和抗病接种鉴定,外源基因已经导入马铃薯基因组中,获得的转基因马铃薯具有很强的抗晚疫病能力,且转基因马铃薯植株和块茎的重要农艺性状没有发生改变。     

某尾矿库渗漏水对番茄萌发及DNA损伤的影响

为探明国内某尾矿库渗漏水对其周边植物的生长影响,选用番茄(Lycopersicum esculentum)为材料,取国内某尾矿库周边渗漏水,稀释后并用0%,20%,40%,60%,80%及100%(原液)分别处理番茄种子并测定其发芽率和半致死浓度。将存活的番茄移栽到穴盆中继续用对应浓度的渗漏水处理植株到开花期,利用单细胞电泳技术测定番茄叶片细胞DNA的损伤。结果表明:随着渗漏水浓度的升高,番茄种子的发芽率呈明显的下降趋势,60%比例的渗漏水处理,种子发芽率为63%,接近种子萌发的半致死浓度。渗漏水原液处理下,番茄种子发芽率非常低;单细胞凝胶电泳显示,随着渗漏水浓度升高,番茄叶片细胞彗星图像拖尾加长,说明对番茄遗传损伤加重。试验数据表明,某尾矿库渗漏水对番茄种子的发芽有和细胞有严重的影响。     

利用田间抗病基因近等混合系防治马铃薯晚疫病

马铃薯是世界上第四大粮食作物，是我国七大农作物之一。晚疫病是由致病疫霉菌（Phytophthora infestans）引起的毁灭性的病害，19世纪中叶曾造成举世闻名的“爱尔兰大饥荒”，至今仍然是马铃薯最严重的病害。提高抗晚疫病的水平是马铃薯育种的重要目标。马铃薯抗晚疫病育种是通过遗传操作来抵抗植物病害的最早的人类实践之一，但至今收效甚微，从野生种导入的抗病基因在田间很容易失效。马铃薯和致病疫霉菌的互作关系符合经典的“基因对基因”假说，只有马铃薯的抗病基因和致病疫霉菌的非毒力基因同时存在并表达时，抗病反应才能发生。致病疫霉菌是一种进化潜力非常高的病原，可以快速突变本身的非毒力基因，因而造成对应的马铃薯抗病基因的失效。要提高抗病基因的持久性，目前唯一的途径是同时释放多个抗病基因，人为造成田间抗病基因的多态性。马铃薯抗晚疫病基因的克隆取得了快速的发展，为通过转基因的手段创造田间抗晚疫病基因的多态性提供了基础。     

马铃薯抗晚疫病转基因材料的获得及活性氧清除酶系与抗病过程关系分析

 【目的】获得马铃薯抗晚疫病转基因材料，初步分析活性氧清除酶系与抗病过程的关系。【方法】通过农杆菌介导的方法，以茎段为外植体，将抗晚疫病基因R1、R3a 和RB分别转化马铃薯感病栽培品种Desiree，并通过特异PCR扩增目的基因、无菌苗快速抗病鉴定和离体叶片接种鉴定、RT-PCR分析来筛选阳性转化株系。并测定转基因株系和野生型接种晚疫病原菌生理小种89148-9后，体内超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）的活性变化。【结果】结果证明，3个抗晚疫病基因都已经整合进入马铃薯基因组中并稳定表达，所获得的转基因株系接种小种89148-9后其抗性有不同程度的提高，大部分表现为高抗或抗病，有明显的HR反应;转基因株系在接种小种89148-9后3种酶的活性都升高，且活性高峰比野生型早。【结论】获得了一批高抗或抗晚疫病的马铃薯转基因材料;活性氧清除酶系可能参与了R基因介导的抗病过程。     

桃分子连锁图的构建与分析

 以‘大久保’与‘兴津油桃’杂交的F2代109 株群体为试材, 采用AFLP、RAPD、SSR 分子标记进行遗传分析。筛选扩增稳定、多态性丰富的36 对AFL P 引物、3 对SSR 引物、2 对RAPD 引物进行群体分离分析, 获得分离标记136 个, 卡方检验27 个标记偏离孟德尔分离比例。应用Mapmaker 分析软件将符合孟德尔遗传分离比例的标记构建了包含11 个连锁群的连锁图谱, 每个连锁群包含3～21 个标记, 平均为8.73 个标记。该图谱覆盖基因组1061.8 cM , 11 个连锁群的平均长度为96.5 cM , 标记间平均图距为11.0 cM , 与果实毛/ 油桃( G/ g) 、白/ 黄肉( Y/ y) 连锁的RAPD 标记、非酸/ 酸(D/ d) 性状连锁的AFLP标记分别定位在第3 、7 、9 连锁群上。     

马铃薯双精氨酸转运系统基因TatA和TatB克隆及功能分析

双精氨酸蛋白转运系统(twin-arginine translocation system,Tat)在伴侣蛋白的校正监控下将已正确折叠的蛋白通过细菌细胞质膜和植物叶绿体类囊体膜。Tat分泌产物的信号序列具典型的双精氨酸基序,包含多拷贝的膜蛋白Tat A、Tat B和Tat C。其中Tat A和Tat B基因在细菌中已进行了大量研究,但是植物中的作用机理尚不清楚。本实验以茄科植物马铃薯为研究对象,克隆基因并采用生物信息学手段进行序列比对,通过烟草脆裂病毒介导的基因沉默技术,结合半定量RT-PCR来解析St Tat A和St Tat B的功能。结果表明:马铃薯St Tat A和St Tat B与大肠杆菌、衣藻、番茄具有高度同源性,且在叶绿体发育过程中起重要作用。     

不同浓度Cd2+胁迫下烟草实时荧光定量PCR内参基因的筛选

【目的】筛选出镉(Cd)胁迫下烟草的最佳内参基因,为后续研究与Cd~(2+)相关的功能性基因提供理论依据。【方法】分别以0、250和500 mg/L氯化镉(CdCl_2)溶液对本生烟草进行胁迫处理,利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测不同浓度Cd~(2+)胁迫处理下肌动蛋白基因(ACT)、微管蛋白基因(TUB)、蛋白磷酸酶2基因(PP2A)、18S rRNA、甘油醛-3-磷酸脱氢酶基因(GAPDH)及转录延伸因子基因(EF1a)6个候选内参基因的表达情况,并利用geNorm和NormFinder综合评价Ct各内参基因表达的稳定性。【结果】以不同浓度Cd~(2+)胁迫处理的本生烟草c DNA为模板均可PCR扩增出ACT、TUB、18S rRNA、PP2A、GAPDH和EF1a等6个内参基因。6个内参基因的qRT-PCR扩增曲线走势正常,平行性好,无引物二聚体和非特异性条带产生,且绘制的标准曲线上各点基本分布在一条直线上,扩增效率在要求范围(90.00%～105.00%)之内,符合下一步评价要求,且斜率的回归系数(R~2)0.9800,说明线性关系较好。GAPDH和EF1a基因的表达丰度较高,18S rRNA处于中等水平,ACT、TUB和PP2A基因的表达丰度较低。geNorm分析结果显示,6个内参基因的表达稳定性排序为EF1a基因GAPDH基因ACT基因TUB基因PP2A基因18S rRNA;NormFinder分析结果显示,6个内参基因的表达稳定性排序为EF1a基因TUB基因GAPDH基因=PP2A基因ACT基因18S rRNA。【结论】EF1a基因在不同浓度Cd~(2+)胁迫处理下表达水平较高,稳定性最好,可作为Cd胁迫下本生烟草的最佳内参基因。     

DNA甲基化在植物响应重金属胁迫中的作用

重金属是一类主要的环境污染物,可通过食物链进入人体危害人类健康.DNA甲基化是表观遗传修饰的主要形式之一,参与调控细胞内基因的表达.本文分析了重金属镉(Cd)和铅(Pb)胁迫对植物基因组DNA甲基化的影响,总结了DNA甲基化调控植物响应重金属胁迫的生物学机制,探讨了研究植物基因组DNA甲基化与重金属胁迫之间关系的策略.     

植物耐受低温胁迫研究进展

低温胁迫是世界范围内影响植物产量和品质的主要非生物胁迫.本文综述了低温胁迫对植物保护性酶系统、渗透调节物质、根系、叶绿素含量、基因表达的影响及植物响应机理,同时,初步阐述了表观遗传修饰与低温胁迫的关系,探讨了今后结合分子生物学、代谢组学和栽培措施改善植物耐受低温性等方面的研究,为植物耐低温种质资源的筛选和新品种的选育提供重要的理论基础.