甘蔗启动子研究进展

综述了与甘蔗糖分、抗逆性和分蘖性状相关基因的启动子的研究进展,并对研究中存在的问题进行了展望。     

甘蔗花芽分化及花序发育过程的石蜡切片显微观察与分析

常规杂交是甘蔗遗传改良的主要手段,开花诱导是亲本杂交的关键。花芽分化和花序发育对甘蔗开花至关重要,但目前笔者们对这一过程还缺少必要的了解。本研究以当前甘蔗主栽品种粤糖93-159为材料,对其茎尖分生区花芽分化及花序发育过程进行石蜡切片显微观察。结果显示,甘蔗开花过程可明显划分为6个阶段:营养生长阶段——甘蔗分生区维持营养生长;花芽分化阶段——生长锥分生区膨大,产生花序分生组织;枝梗分化阶段——分生区周围的褶皱分化产生一次、二次枝梗分生组织;小穗/小花原基分化阶段——沿枝梗产生的小穗分生组织分化出2朵小花分生组织;花器官分化阶段——小花分生组织分化形成典型花器官;成熟阶段——抽穗开花,可以授粉。此结果揭示了甘蔗花发育分化过程中的组织形态变化,可为甘蔗开花机理的深入研究提供参考。      

甘蔗胚性愈伤高效诱导系列研究Ⅰ.幼叶离体培养直接诱导胚性愈伤发生

以ROC22心叶为外植体,研究了取材部位、培养基蔗糖含量等因素对甘蔗胚性愈伤发生的影响,重点探讨了不同植物激素和生长调节剂组合的作用,建立了无需继代、直接诱导高质量甘蔗胚性愈伤发生的体系。结果表明:顶端生长点以上5~6 cm区段最内层3片心叶为最适外植体;MS+2,4-D 3.0 mg/L+Dicamba 1.0 mg/L+6-BA 0.1 mg/L+DA-6 6.0 mg/L+CSN 4.0 mg/L+蔗糖40 g/L为最佳培养基;经28 d暗培养,心叶无需继代即可分化成为胚性愈伤,诱导率可达42.67%。所得胚性愈伤质量高、分化强,可用于甘蔗遗传转化研究。     

云南省第12套甘蔗品种区试开远试点评价

对2012-2014年云南省第12套甘蔗品种区试开远试点进行分析评价,结果表明：综合性状较优的有云蔗06-160、云蔗06-362、云蔗05-211和德蔗06-24,可以考虑给予进一步繁殖、示范、推广。     

云南香格里拉特有易危植物中甸刺玫的表型多样性

 利用形态学指标对云南香格里拉县现存的中甸刺玫（Rosa praelucens Byhouwer）3 个天然居 群、1 个由引种植株构成的“引种”群体和1 个由零星散生在农家的植株所构成“农家”群体进行了表型 多样性研究。结果表明：（1）和平村天然居群的植株最高,花最大,果实最大,种子数量最多且百粒质 量最大。乃司村天然居群的叶片小叶数最多,叶片连叶柄最长,果梗最长,但果实最小,种子百粒质量 最轻。联合村天然居群的花色最红且变异最丰富。“农家”群体的植株冠幅最大,花瓣数最多且变异最丰 富。“引种”群体的株高、冠幅、小叶片和花径等的均值最小但变异系数较大,花色最淡,种子数最少。 （2）中甸刺玫种内存在着丰富的表型变异,23 个表型性状的变异系数均值为22.88%,平均表型分化系 数为69.56%,群体间的变异是其表型变异的主要来源。（3）目前引种的植株和自然散生在农家庭院的植 株主要分别从乃司村和联合村人为地直接或间接采集并单独保存下来。基于中甸刺玫的表型多样性及变 异特征,应尽可能地保护较多的居群;从资源利用的角度则应尽量保护群体的完整性以保存其群体内所 蕴藏的观赏性状。     

云南甘蔗国外引进骨干亲本糖分性状分析

高糖亲本筛选是甘蔗高糖育种的基础,对蔗糖产业健康持续发展至关重要。云南是我国甘蔗第二大产区,本研究以16份云南甘蔗品种杂交选育常用国外引进亲本为材料,对其纤维分、蔗汁锤度、蔗汁糖度、甘蔗糖度、简纯度5项糖分性状进行了分析。研究结果显示,所有性状在不同材料间均存在显著差异,且该差异主要由遗传背景差异导致。5个糖分性状中,纤维分与其他性状均存在显著负相关关系,而其他4个性状间均呈显著正相关关系。聚类分析将16份材料分为3组,组I、组II均有较好表现,而组III所含的CP28-11、POJ213、Co1001三份材料表现较差。I、II两组材料主要差异体现在纤维分方面,据此对其杂交利用给出了建议。     

云南早熟高糖甘蔗品种的选育及应用

分析了早熟高糖甘蔗品种对蔗糖产业发展的作用,从亲本评价、品种的引进和选育等方面总结了云南甘蔗选育早熟高糖品种取得的成就,讨论了云南开展选育早熟高糖品种的优势和潜力。     

甘蔗近缘种蔗茅(Erianthus fulvus)光合气体交换特性的差异分析

【目的】研究蔗茅无性系气体交换特性,筛选高光效种质资源,为开展高光效品种培育等相关研究奠定基础。【方法】在自然条件下,利用Li-6400便携式光合仪测定36份蔗茅种质资源的光合气体交换参数,如叶片净光合速率、气孔导度、胞间CO_2浓度、蒸腾速率、叶片饱和水汽压亏缺、蒸腾效率、叶片瞬时水分利用效率。【结果】36份蔗茅种质资源平均净光合速率为17.61μmol·m~(-2)·s~(-1),倍数变化为2.28;平均气孔导度为0.15 mol·m~(-2)·s~(-1),倍数变化为2.88;平均胞间CO_2浓度为163.49μmol·mol~(-1),倍数变化为2.29;平均蒸腾速率为2.17 mmol·m~(-2)·s~(-1),倍数变化为1.96;平均叶片饱和水汽压亏缺为1.38 MPa,倍数变化为1.60;平均蒸腾效率为124.43μmol CO_2·mol~(-1)H_2O,倍数变化为1.93;平均叶片瞬时水分利用效率为8.12μmol CO_2·mmol~(-1)H_2O,倍数变化为1.75。36份蔗茅无性系光合气体交换参数变异系数范围为11.79%—26.79%,其中,气孔导度变异系数最高(26.79%),净光合速率次之(21.48%),叶片瞬时利用效率最低(11.79%),36份蔗茅无性系光合气体交换参数间存在较大差异。净光合速率与蒸腾速率、气孔导度、叶片瞬时水分利用效率呈显著正相关,与叶片饱和水汽压亏缺呈显著负相关;气孔导度与胞间CO_2浓度、蒸腾速率呈显著正相关,与叶片饱和水汽压亏缺、蒸腾效率呈显著负相关。环境因子相关分析表明,叶片饱和水汽压亏缺与经度呈正相关,与海拔、纬度呈负相关,依据海拔划分为高海拔和低海拔,高海拔拥有相对较高的光合速率。进一步利用主成分分析选出2个主成分,方差累计贡献率达到89.79%,净光合速率、气孔导度、蒸腾速率即光合效率作为第一主成分的主导因子;胞间CO_2浓度、叶片瞬时水分利用效率、蒸腾效率即水分利用效率因子作为第二主成分的主要因子。36份蔗茅无性系材料可划分为五类,分别划分为光合效率高、较高、中、低、较低和水分利用效率高、较高、中、低、较低类5个类群。在聚类基础上进行逐步判别分析,7个光合气体交换参数有5个进入判别函数,建立了5个判别能力较高的判别模型,回判的准确率达97.22%。【结论】第Ⅳ大类群具有较高光合效率和较高水分利用效率,材料丰富,拥有较好的育种应用前景。     

甘蔗TB1基因的克隆与生物信息学分析

以负调控禾本科植物分蘖的关键基因TB1为研究对象,根据水稻、玉米、高粱TB1同源基因保守序列设计引物,使用RT-PCR方法和RACE技术从甘蔗茎尖处克隆到该基因的同源基因ScTB1。ScTB1 cDNA全长1 668 bp,包含274 bp的5′ UTR,1 149 bp的CDS和245 bp的3′ UTR。生物信息学分析表明该基因可编码382个氨基酸残基,编码产物含有保守的SP区、TCP区和R区,属于TCP家族转录因子。其分子量为40.7 ku,理论等电点为8.55,蛋白亚细胞定位预测其主要定位于细胞质。系统进化分析表明ScTB1属于CYC/TB1亚族蛋白,与高粱TB1和玉米TB1聚为一个亚类。根据序列的保守性和预测结果可推测ScTB1很可能也参与了甘蔗分蘖性状的调控。     

甘蔗HD-Zip Ⅰ亚家族转录因子基因ScGT1的克隆和生物信息学分析

Grassy Tiller1(GT1)属于植物HD-Zip Ⅰ亚家族转录因子,通过抑制侧芽萌动和侧枝伸长调控植物分蘖性状。本研究使用RT-PCR和RACE技术从甘蔗品种ROC22中克隆出甘蔗GT1同源基因ScGT1 (MK318528)。生物信息学分析发现该基因cDNA序列包含一个长度为723 bp的开放阅读框,可编码一个含240个氨基酸的蛋白。该蛋白具有一个Homeodomain保守结构域,分子量为26.44kD,理化等电点pI为6.04,属于亲水蛋白,无跨膜结构,不存在信号肽,可能定位于细胞核,参与氨基酸生物合成的可能性较高。蛋白结构及同源性分析表明该蛋白空间结构与高粱和玉米较为相似,Homeodomain结构域高度保守,变异较少。系统发育树分析表明该蛋白属于HD-Zip I亚家族中的gt1 Clade类群,与高粱和玉米GT1亲缘关系较近,初步推测ScGT1可能通过腋芽分生组织发育的调控来影响分蘖表现。该研究可为后续该基因更深入的功能鉴定和分子辅助育种奠定重要的前期基础。