甘薯响应蔓割病病原菌侵染的IbWRKY7基因克隆与表达分析

为探究IbWRKY7基因在甘薯响应蔓割病病原菌侵染过程中的表达模式,以高抗蔓割病品种‘鄂薯11’为供试材料,克隆到1个新的WRKY家族基因IbWRKY7,进行生物信息学分析;并对‘鄂薯11’和蔓割病敏感品种‘栗子香’在蔓割病病原菌侵染后IbWRKY7基因的表达模式进行分析。结果显示,IbWRKY7的CDS序列全长为945 bp,编码314个氨基酸;推测其编码不稳定的亲水性蛋白,蛋白分子质量为33.92 kU,pI 9.82,含有1个WRKY七肽保守序列和1个C₂HC型锌指结构。IbWRKY7基因上游2 000 bp的启动子区域内存在多种类型的顺式作用元件,如植物激素应答元件Myb、胁迫响应元件MYC和MYB等。多序列比对及系统进化树分析结果表明,IbWRKY7蛋白与日本牵牛花InWRKY7和三裂叶薯ItWRKY7亲缘关系最近。亚细胞定位预测显示IbWRKY7蛋白定位于细胞核。实时荧光定量PCR结果表明,与蔓割病病原菌侵染0 h相比,侵染2、4、12、24、48、72、96和120 h后,‘鄂薯11’的IbWRKY7基因表达量均显著提高(P<0.05);而‘栗子香’的IbWRKY7基因表达量除侵染24 h外的其他7个时间点均显著高于0 h。侵染2~48 h,‘鄂薯11’的IbWRKY7基因表达量显著高于‘栗子香’。双因素方差分析结果表明,不同品种和侵染时间点的IbWRKY7基因表达量均存在显著差异。综上,甘薯IbWRKY7基因上游2 000 bp的启动子区域含有12种激素应答和胁迫应答相关的顺式作用元件。IbWRKY7具有WRKY家族的典型结构特征,属于第Ⅲ类WRKY蛋白,氨基酸序列与同源物种相似度高,进化上高度保守。IbWRKY7基因受蔓割病病原菌侵染诱导表达,且在不同蔓割病抗性的甘薯品种中表达量差异显著。     

多粘类芽胞杆菌分离鉴定及其对甘薯蔓割病的防治效果

【目的】筛选对甘薯蔓割病病原菌具有拮抗作用的芽胞杆菌,为甘薯蔓割病的生物防治提供菌种资源。【方法】通过平板对峙法从玉米根际土壤中筛选对甘薯蔓割病病原菌具有拮抗作用的芽胞杆菌;通过生物学特征和16S rDNA序列分析对拮抗菌株进行分类鉴定;通过盆栽试验进行拮抗菌株对甘薯蔓割病的防效试验,并检测拮抗菌株对甘薯叶片脱落酸(ABA)和赤霉素(GA)含量,超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性及可溶性蛋白含量的影响。【结果】从玉米根际土壤中分离获得1株乳白色且具有拮抗作用的芽胞杆菌,命名为HAAS05,通过16S rDNA鉴定及系统发育进化树比对分析,将HAAS05菌株鉴定为多粘类芽胞杆菌(Paenibacillus polymyxa)。盆栽试验结果显示,HAAS05菌株对甘薯蔓割病有明显的拮抗效果;OD_{600 nm}=0.20和OD_{600 nm}=0.40的HAAS05菌悬液处理第10 d后,甘薯叶片中ABA含量较仅接种病原菌处理(201.94 ng/g)显著降低(P<0.05,下同),分别为52.29和107.10 ng/g,而GA含量较仅接种病原菌处理(7.05 ng/g)显著升高,分别为8.10和10.31 ng/g,甘薯叶片SOD活性和可溶性蛋白含量均较仅接种病原菌处理显著升高,而POD活性变化无明显规律。【结论】多粘类芽胞杆菌HAAS05菌株对甘薯蔓割病有较好的拮抗作用,具有一定的开发应用潜力。     

甘薯小象甲对不同甘薯品种的趋性反应试验

成虫取食主要取决于气味诱导和对物体性状的偏好,为了解小象甲对不同品种甘薯气味的选择性与品种抗虫的相关性;选取14个甘薯品种,利用Y型嗅觉仪测定小象甲对14个甘薯品种进行气味选择试验,并计算各品种的抗性。结果显示,小象甲对14个不同品种甘薯的反应率、诱集率以及选择系数都具有差异显著性,小象甲对14个甘薯品种的反应率在0.3~1之间,不同品种对甘薯小象甲的诱集率在0.2~0.9556之间,小象甲对不同甘薯品种之间的选择系数在-0.03~0.91之间,其中‘鄂薯15’选择系数最小为-0.03,表现为最抗小象甲;‘鄂薯6号’和‘商薯19’的选择系数最大且都为0.91,表现为最感小象甲。本研究为甘薯小象甲的防治奠定了基础,对今后完善抗甘薯小象甲品种的鉴定工作有很大帮助。     

1Dx5高分子量麦谷蛋白亚基研究进展

综述了1Dx5亚基的基因序列、高级结构、分子标记、氨基酸序列一级、二级结构的研究进展以及在小麦品质改良中的应用,以期为更高效地运用1Dx5亚基提高小麦品质提供理论依据。     

基于叶绿体DNA序列atpI-rsp2和psbC-trnS的山药种质资源遗传多样性分析

【目的】基于叶绿体DNA（cpDNA）序列atpI-rsp2和psbC-trnS分析山药种质资源的遗传多样性,为山药种质资源鉴定、创新利用及新品种选育提供理论依据。【方法】以来自14个省（区）的64份山药种质为材料,对其atpI-rsp2和psbC-trnS序列进行多态性扩增并测序,经拼接、比对后,利用MEGA 7.0计算种质间的遗传距离并构建系统发育进化树,并利用DNAsp 5.0分析核苷酸多态性,采用NET Framework 4.6.1绘制单倍型间的中介邻接网络结构。【结果】atpIrsp2和psbC-trnS序列合并序列长度为1938 bp,共有117个插入/缺失位点（I_S）和14个变异位点（V_s）,转换率（S_i） 为49.1%,总体转换/颠换偏倚率（R）为0.928,共产生30种单倍型,其中有21种为独享单倍型,9种为共享单倍型,单倍型多样性（H_d）和核苷酸多样性（π）分别为0.9206和0.00139。atpI-rsp2序列和psbC-trnS序列及合并序列的Tajima’s D、Fu and Li’s D*和F*均为负值,其差异均未达显著水平（P>0.10）,说明这2个序列在进化上符合中性进化模式。64份山药种质的遗传距离为0~0.003865,平均遗传距离均为0.001400。中介邻接网络结构分析结果显示,30种单倍型可分为3类,其中,H5为较原始单倍型。【结论】64份山药种质资源的遗传距离较近,遗传背景相似,可能是由于长期地区间引种导致,与地理距离不完全相关。atpI-rsp2和psbC-trnS序列可用于山药物种鉴定和系统进化分析等研究领域。     

基于SDS-PAGE与荧光标记检测技术的黄淮麦区小麦品种(系)HMW-GS组成分析

利用SDS-PAGE和荧光标记检测技术同时对91份黄淮麦区小麦品种(系)的高分子质量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)组成进行分析,以期为黄淮麦区小麦品质改良提供理论依据。SDS-PAGE检测结果表明,在Glu-1位点共出现14种亚基类型和28种亚基组合。Glu-A1位点有3种亚基类型,分别是1 (59.34%)、Null (37.36%)、2~*(3.30%);Glu-B1位点有5种亚基类型,分别是7+8(52.75%)、7+9(25.27%)、7(12.09%)、13+16(7.69%)、14+15(2.20%); Glu-D1位点有6种亚基类型,2+12(46.15%)、3+12(13.19%)、4+12(8.79%)、5+10(29.67%)、10(1.10%)和12(1.10%)。主要亚基组合类型为1/7+8/5+10(14.29%)、1/7+8/2+12(12.09%)、Null/7+8/2+12(12.09%)。荧光标记检测结果表明,供试材料中含有Ax2~*、Dx2、Dx5、Dy10、Dy12的材料分别为3、42、27、28、63份,与SDS-PAGE检测结果相吻合。供试材料品质评分介于5.5～11.0分,平均评分为7.78分,亚基组合Null/13+16/5+10和1/13+16/2+12评分较高,均在10.0分及以上。聚类分析结果表明,供试材料可分为4类,其中第Ⅲ类集中了大部分强筋小麦材料。     

基于广泛靶向代谢组学的武穴野生山药及其零余子代谢物差异分析

为揭示武穴野生山药及其零余子中代谢物的种类与相对含量差异,利用LC-MS/MS广泛靶向代谢组学的方法对采集自湖北省武穴市野生山药的山药肉、山药皮和零余子中代谢物成分进行检测,并结合多元统计分析和单变量统计分析筛选零余子与山药肉间、山药皮与山药肉间的差异代谢物。结果表明:武穴野生山药及其零余子中共检测到385种代谢物;在零余子与山药肉间共筛选到70种差异代谢物,其中,43种代谢物在零余子中相对含量较高,27种代谢物在山药肉中相对含量较高。在山药皮与山药肉间共筛选出81种差异代谢物,其中,46种代谢物在山药皮中相对含量较高,35种代谢物在山药肉中相对含量较高。武穴野生山药的山药肉中富含缬氨酸、甲硫氨酸、丙氨酸等多种氨基酸,零余子中富含异柚葡糖苷、C-hexosyl-chrysoeriol 5-O-hexoside、扁蓄苷等18种黄酮类代谢物,山药皮中则富含反式玉米素-O-葡糖苷核苷、乙酰左旋肉碱、维生素B₂、C-hexosyl-chrysoeriol 7-O-hexoside、槲皮素-3-甲基醚等代谢物。综上,武穴野生山药的块茎及其零余子中含有丰富的代谢物,可根据代谢物种类、功能与用途合理开发应用。     

甘薯国家地理标志的保护现状与发展对策

为了促进甘薯地理标志产业和农业经济发展，对中国甘薯地理标志数量、保护范围、品种种类、专用标志使用现状以及产业现状进行统计分析。结果表明：（1）截至2020年12月31日，共有49种甘薯产品成为国家地理标志产品，分别产于河南、四川、山东等15个省份；（2）在所有甘薯国家地理标志产品中只有铜仁红薯粉丝的保护范围是以地级市级为单位，而其他甘薯地标产品的保护范围均以县（县级市）级或乡（镇）级为单位；（3）在这些甘薯国家地理标志产品中一部分是现有育成品种，而另一部分则为当地传统品种；（4）截至2020年底，共有18家企业已被国家质检总局核准可使用甘薯“地理标志产品专用标志”；（5）甘薯地标产业在中国逐渐发展起来，但仍然存在着一些问题。根据现状所提出的发展对策：（1）强化育种利用；（2）建立国家质量标准；（3）加强原产地保护；（4）规范使用专用标志；（5）打造知名品牌。本研究将为推进中国甘薯地理标志的保护以及产业经济发展提供参考。