低温对甘薯淀粉理化特性及代谢关键基因表达量的影响

【目的】淀粉是甘薯块根的主要组成成分,淀粉理化特性直接决定着甘薯的主要用途;同时,甘薯是较为典型的喜温作物,对储藏温度较为敏感。因此,研究低温对淀粉理化特性的影响,为甘薯安全储藏提供参考。【方法】本研究以‘烟薯25’和‘商薯19’为试验材料,设置适温（13℃,CK）和低温（4℃）储藏14 d,分析甘薯块根淀粉粒径大小与分布、热焓特性、糊化特性、吸湿性及膨胀力等特征指标的差异。【结果】不同甘薯品种的直链/支链淀粉含量存在显著差异,‘商薯19’的直链淀粉含量（31.47%）显著高于‘烟薯25’（25.86%）,支链淀粉则完全相反;‘烟薯25’和‘商薯19’的平均粒径、体积和表面积均分别分布于≤2.50 μm、2.50—5.00 μm和5.00—25.00 μm三个区间,低温胁迫使二者的淀粉颗粒平均粒径降低,体积和表面积减小,吸湿性和膨胀力降低;‘烟薯25’和‘商薯19’薯块淀粉在糊化过程中的起始温度（T₀）、峰值温度（Tp）和热晗值（△H）与CK相比均显著下降,其中,‘烟薯25’的△H变化幅度高于‘商薯19’,表明低温对‘烟薯25’淀粉热特性的影响程度高于‘商薯19’;低温储藏条件下,‘烟薯25’和‘商薯19’的最高黏度（PKV）、崩解值（BDV）和回复值（CSV）均显著下降,糊化温度（PT）受低温的影响不显著,但品种间差异显著;低温下,基因IbAGPa（ADP-葡萄糖焦磷酸化酶）、IbAGPb、IbSBEI（淀粉分支酶）和IbSBEII的表达量均显著下降,而Ibα-amylase（淀粉水解酶）和Ibβ-amylase则显著上升。【结论】温度是影响甘薯淀粉理化品质的重要因素,甘薯块根淀粉理化特性变化与甘薯储藏温度密切相关。     

体外法优化玉米—杂粕型饲粮的非淀粉多糖酶谱及其对育肥猪肠道微生物的影响

【目的】利用体外模拟法优化玉米—杂粕型饲粮的非淀粉多糖（NSP）酶谱,并分析优化的非淀粉多糖酶谱对饲粮养分消化率和育肥猪肠道微生物组成和结构的影响,为饲粮高效利用和精准饲养提供数据支撑和理论参考。【方法】试验一在育肥猪玉米—杂粕型饲粮中分别添加不同水平的木聚糖酶、β-葡聚糖酶、纤维素酶、α-半乳糖苷酶、β-甘露聚糖酶和果胶酶6种NSP酶,采用胃—小肠体外模拟法测定体外回肠干物质消化率（IVIDMD）;取IVIDMD达到最大值时各NSP酶的添加水平为该NSP酶0编码水平,按照六元二次回归正交旋转组合设计,进行体外消化试验,建立IVIDMD与NSP酶添加量的六元二次回归方程,筛选出玉米—杂粕型饲粮最优NSP酶谱（OEC）;利用胃—小肠—大肠体外模拟消化法分析测定添加OEC前后饲粮的体外干物质消化率（IVDMD）、体外能量消化率（IVGED）和体外消化能（IVDE）,以验证OEC的效果。试验二按照单因素完全随机设计,选用16头健康、体重相近去势公猪（117.8 ± 1.66 kg）,随机分为2个处理组,每个处理8头猪,对照组饲喂玉米—杂粕型基础饲粮,加酶组在基础饲粮中添加OEC;在试验开展第18天采用直肠擦拭法采集猪新鲜粪便,利用16S rRNA基因高通量测序对粪便微生物菌群的多样性及相对丰度进行分析,并进行功能预测。【结果】（1）在本试验条件下,玉米—杂粕型饲粮OEC为：纤维素酶1 003 U·kg^-1、木聚糖酶18 076 U·kg^-1、β-葡聚糖酶1 377 U·kg^-1、β-甘露聚糖酶14 765 U·kg^-1、α-半乳糖苷酶337 U·kg^-1和果胶酶138 U·kg^-1;（2）在玉米—杂粕型饲粮中添加OEC使IVDMD由73.44%显著提高到76.26%（P<0.01）,IVGED由74.03%显著提高到76.45%（P = 0.01）,IVDE由14.97 MJ·kg^-1显著提高到15.58 MJ·kg^-1（P<0.01）;（3）在门水平上,共筛选出了12个相对丰度大于0.1%的菌门,其中Bacteroidota（拟杆菌门）、Firmicutes（厚壁菌门）和Spirochaetota（螺旋体门）为优势菌门,三者之和在组内占比达96%以上;（4）在属水平上,饲粮中添加OEC显著增加norank_f_F082,norank_f_Bacteroidales_RF16_group,Bacteroides（拟杆菌属）和Roseburia（氏菌属）的相对丰度（P<0.05）,Eubacterium_ruminantium_group（P = 0.083）有增加的趋势,而Oscillibacter（颤杆菌克）的相对丰度显著降低（P<0.05）,Clostridium_sensu_stricto_1和norank_f__norank_o__WCHB1-41（P = 0.083）有降低的趋势（P = 0.052）。【结论】饲粮中添加体外法优化的NSP酶谱,显著提高了育肥猪玉米—杂粕型饲粮干物质和能量的体外消化率以及体外消化能,增加了纤维分解菌和产丁酸菌等有益菌在育肥猪肠道微生物中的占比,在一定程度上减少了有害菌的数量,优化了肠道微生态。     

玉米籽粒淀粉积累及相关酶活性分析

【目的】分析玉米籽粒发育过程中灌浆速率、蔗糖代谢、淀粉积累及相关酶活性的变化,了解玉米籽粒淀粉积累的控制机理。【方法】以高淀粉玉米（费玉3号）和普通玉米（豫玉22）为材料,进行大田试验,采用比色法测定蔗糖含量,采用双波长法测定淀粉及其组分含量的变化动态,参照Douglas等的方法测定蔗糖合成酶（SS）活性,参照Nakamura等的方法测定腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶（ADPGPPase）、束缚态淀粉合成酶（GBSS）、淀粉分支酶（SBE）和去分支酶（DBE）的活性。【结果】灌浆速率、蔗糖含量、淀粉积累速率及SS、GBSS、SBE活性的高低均存在明显的基因型差异,授粉后10 d后,费玉3号上述指标均高于豫玉22。相关性分析表明,灌浆中后期SS活性与淀粉积累速率和籽粒灌浆速率均呈（极）显著正相关;ADPGPPase、DBE活性与淀粉积累速率和籽粒灌浆速率的相关性未达到显著水平;GBSS活性与直链淀粉积累速率呈极显著正相关,与籽粒灌浆速率相关性不显著;SBE活性与支链淀粉积累速率和籽粒灌浆速率呈极显著正相关。【结论】ADPGPPase和DBE不是影响玉米籽粒中淀粉积累的关键酶;SS是淀粉积累的限速因子;GBSS对直链淀粉积累起重要的调节作用;SBE对支链淀粉积累起关键作用。     

马铃薯块茎淀粉合成相关基因在脱落酸和蔗糖诱导下的表达分析

【目的】在马铃薯块茎中确定能够促进淀粉合成基因表达的脱落酸(abscisic acid,ABA)和蔗糖处理体系。【方法】利用不同的溶液和条件,对马铃薯幼嫩块茎进行ABA、蔗糖和ABA+蔗糖处理;采用实时荧光定量PCR检测处理块茎中直链淀粉合成关键酶(granule-bound starch synthaseⅠ,GBSSⅠ)基因、支链淀粉合成关键酶(starch branching enzymeⅢ,SBE3)基因和淀粉合成限速酶大亚基(ADP-glucose pyrophosphorylase large subunit 3,APL3)基因的表达,确定处理体系能否诱导基因表达;确定处理体系后,进一步检测其他9个淀粉合成基因的表达。【结果】实时荧光定量PCR检测表明：当处理溶液中包含氯化钙、琥珀酸钠和氯霉素等试剂,且马铃薯块茎置于处理溶液中28℃黑暗处理36 h时,与对照相比,ABA或蔗糖处理可明显升高GBSSⅠ和APL3的表达。对其他9个淀粉合成相关基因表达的检测结果显示：大部分合成基因正向响应ABA或蔗糖处理。【结论】本研究利用马铃薯块茎确定了能够促进淀粉合成基因表达的ABA和蔗糖处理...     

三角鲂MHCⅠα基因全长cDNA克隆与生物信息学分析

主要组织相容复合体（major histocompatibility complex,MHC）是一类具有高度多态性的分子,在脊椎动物的先天免疫应答中起到重要作用。根据已报道鱼类的MHCⅠα基因序列设计特异性引物,通过RT-PCR和RACE技术克隆三角鲂MHCⅠα基因cDNA序列全长,命名为Mete-UAA,并对其进行生物信息学分析。结果显示,Mete-UAA全长为2 102 bp,包含1 044 bp的开放阅读框,编码347个氨基酸。编码的MHCⅠα蛋白质预测分子量为38 699.18,等电点5.23,含有16个氨基酸组成的信号肽,具有亲水性,定位于细胞膜上,具有1个N-糖基化、3个O-糖基化和39个磷酸化的潜在位点。氨基酸序列同源性比对发现,Mete-UAA氨基酸序列与团头鲂同源性最高为75.79%,与草鱼同源性稍低于团头鲂,为75.25%。Mete-UAA具有MHCⅠα的典型结构特征,包含1个前导肽、3个胞外结构域、1个跨膜区和1个胞质区。二级结构分析显示,Mete-UAA蛋白质中α-螺旋、β-转角、延伸链和无规则卷曲所占的比例分别为25.94%、9.22%、26.80%和38.04%。基于转录组学分析表明,感染嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)后三角鲂MHCⅠα基因表达呈总体下降趋势。本研究从三角鲂肝中成功克隆MHCⅠα基因,分析了其生物信息学特征,为后续研究MHCⅠα参与调控三角鲂先天免疫应答的机制提供理论基础。     

不旱作与节水灌溉对小麦籽粒淀粉积累及相关酶活性变化的影响

【目的】通过对灌溉与旱作条件下不同品质类型小麦籽粒淀粉积累及相关酶活性的研究,阐明不同灌溉制度下小麦淀粉积累的酶学机制。【方法】在灌溉和旱作两种栽培条件下,研究了两个小麦品种蔗糖代谢、籽粒淀粉积累及相关酶活性的变化特征。【结果】旱作栽培有利于增加小麦灌浆前中期淀粉积累速率、ADPG焦磷酸化酶（AGPase）、可溶性淀粉合成酶（SSS）、束缚态淀粉合成酶（GBSS）和淀粉分支酶（SBE）的活性,表明旱作栽培能提高小麦籽粒灌浆前期生理活性、促进籽粒淀粉的合成与积累。通过比较淀粉积累速率与蔗糖和淀粉代谢相关酶活性的变化趋势可以看出,淀粉积累速率与蔗糖合成酶（SS）、AGPase、SSS和GBSS的变化趋势一致,表明这些酶在淀粉合成中起重要作用,而源器官制造的光合产物的减少并不是抑制籽粒淀粉积累的因素。【结论】旱作栽培能提高小麦灌浆前、中期的淀粉积累速率和淀粉合成酶活性,在籽粒灌浆后期则显著降低淀粉积累速率及其酶活性,表明旱作栽培能使库活性增强,促进籽粒淀粉的合成与积累。     

番茄SlβCA3在防御丁香假单胞菌番茄致病变种中的功能

【背景】在全球气候变化的背景下,大气CO₂浓度的升高会影响植物病害的发生,进而影响农业生产。β型碳酸酐酶（β- carbonic anhydrase,βCA）是植物CO₂感应和浓缩系统中的重要组成元件,参与拟南芥和烟草的植物免疫过程,但在番茄（Solanum lycopersicum）等园艺作物中的研究较少。【目的】通过探究番茄SlβCA3在抵御植物病害中的作用及机制,为番茄生产中的抗性调控提供科学依据。【方法】以拟南芥AtβCA氨基酸系列为参考序列,在番茄Sol genomics network 数据库中鉴定到4个SlβCA。进一步以野生型（wild-type,WT）番茄‘Ailsa Craig’（AC）为材料接种丁香假单胞菌番茄致病变种（Pseudomonas syringae pv. tomato DC3000,Pst DC3000）,利用qRT-PCR技术测定叶片中SlβCA的表达量,筛选出受Pst DC3000诱导表达的基因SlβCA3。在此基础上,以AC为背景,利用农杆菌介导法进行番茄遗传转化,构建SlβCA3稳定过表达植株（OE-SlβCA3）。通过观察OE-SlβCA3植株接种Pst DC3000后的抗性表型,明确SlβCA3在番茄抵御Pst DC3000过程中的作用。为了研究SlβCA3调控植物抗病性的内在机制,比较WT和OE-SlβCA3植株接种Pst DC3000与对照条件下转录组的变化,并利用KEGG数据库对差异基因进行功能分析,推测糖代谢与SlβCA3介导的免疫反应有关。最后,通过测定WT和OE-SlβCA3植株糖代谢及其信号途径相关基因表达量以及葡萄糖、果糖和蔗糖含量,对转录组结果进行验证及分析。【结果】OE-SlβCA3植株对Pst DC3000的抗性增强,接种Pst DC3000后,叶片中的细菌生长量、病斑数以及死细胞积累量明显减少。转录组测序结果显示,正常条件下,OE-SlβCA3植株转录谱没有发生明显变化;接种Pst DC3000后,在WT和OE-SlβCA3植株中检测到2 100个Pst DC3000诱导基因,其中有63.3%的基因在OE-SlβCA3植株中表达量更高。KEGG分析结果显示,依赖于SlβCA3过表达的Pst DC3000诱导基因富集在糖代谢相关路径中,包括淀粉和蔗糖代谢,内质网中的蛋白质加工（糖基化）,氨基糖和核苷酸糖代谢,真核生物中的核糖体生物合成以及光合作用等路径。糖代谢与糖信号密不可分,qRT-PCR及糖含量测定结果显示,接种Pst DC3000后,OE-SlβCA3植株叶片中糖代谢及其信号传导途径相关基因表达量与葡萄糖、果糖和蔗糖的含量较WT更高。【结论】番茄SlβCA3的过表达增强了植株对Pst DC3000的抗性,该过程可能与糖代谢及其信号通路在植物免疫中的作用有关。     

类胡萝卜素裂解双加氧酶基因AgCCD4调控芹菜不同组织的着色

【目的】 研究类胡萝卜素裂解双加氧酶基因AgCCD4在不同颜色芹菜中的基因型及相对表达量,结合类胡萝卜素含量测定,分析AgCCD4对芹菜组织中类胡萝卜素积累的影响,为进一步研究CCD亚家族基因在不同颜色芹菜组织着色中的作用奠定基础。【方法】 采用同源比对法检索芹菜基因组中的CCD家族基因AgCCD4。从‘津南实芹’‘黄太极’‘紫杆一号’和‘赛雪’4种不同颜色芹菜中分别克隆获得芹菜类胡萝卜素裂解双加氧酶基因AgCCD4。对芹菜AgCCD4的蛋白氨基酸序列组成、蛋白质理化性质、亲缘关系、空间结构等进行分析,预测其保守结构域和二级结构以及建立三级结构模型。采用荧光定量PCR技术检测AgCCD4在不同颜色芹菜不同组织中的表达水平。采用超高效液相色谱（UPLC）对4种颜色芹菜的叶片、叶柄和根中叶黄素和β-胡萝卜素的含量进行测定。采用农杆菌介导的瞬时表达转化法,研究AgCCD4蛋白在烟草表皮细胞中的亚细胞定位。【结果】 序列分析结果表明AgCCD4包含1个长度为1 779 bp的开放阅读框（ORF）,编码592个氨基酸。‘赛雪’中AgCCD4的核苷酸序列与其他品种相比存在18个碱基和9个氨基酸位点的差异,蛋白质相对分子质量分别为65.07 kD和65.12 kD,等电点分别为6.03和5.95。进化树分析表明,芹菜AgCCD4与菊科的向日葵和莴苣CCD4进化关系较近。AgCCD4蛋白的二级结构中包含多个α-螺旋和无规则卷曲,三级结构主要以β-折叠为主。亚细胞定位分析表明AgCCD4是一个定位在叶绿体上的蛋白。对4种颜色芹菜叶片、叶柄和根中叶黄素和β-胡萝卜素的含量进行测定,结果显示芹菜根中均未检测到叶黄素和β-胡萝卜素,叶片中叶黄素和β-胡萝卜素含量均以‘津南实芹’最高,分别为1 102.58 μg∙g^-1 DW和241.92 μg∙g^-1 DW,‘紫杆一号’最低,分别为57.12 μg∙g^-1 DW和45.65 μg∙g^-1 DW。在叶柄中,仅在‘黄太极’中检测到β-胡萝卜素,叶黄素也只在‘津南实芹’和‘黄太极’中被检测到。荧光定量PCR结果显示,AgCCD4在芹菜叶片中表达量最高,在根中最低。‘紫杆一号’和‘赛雪’叶片中AgCCD4的相对表达量相似,都显著高于‘津南实芹’和‘黄太极’。【结论】 本研究从4种颜色芹菜中分别克隆得到AgCCD4,其中‘赛雪’的基因序列和其他品种存在差异,其蛋白均含有RPE65保守结构域。AgCCD4表达量在芹菜不同组织中具有显著差异。芹菜中AgCCD4表达量与类胡萝卜素含量呈负相关。植物体中类胡萝卜素的含量和种类影响植株的颜色变化,AgCCD4可能通过降解类胡萝卜素来调控芹菜组织着色。     

旱作与节水灌溉对小麦籽粒淀粉积累及相关酶活性变化的影响

【目的】通过对灌溉与旱作条件下不同品质类型小麦籽粒淀粉积累及相关酶活性的研究,阐明不同灌溉制度下小麦淀粉积累的酶学机制。【方法】在灌溉和旱作两种栽培条件下,研究了两个小麦品种蔗糖代谢、籽粒淀粉积累及相关酶活性的变化特征。【结果】旱作栽培有利于增加小麦灌浆前中期淀粉积累速率、ADPG焦磷酸化酶（AGPase）、可溶性淀粉合成酶（SSS）、束缚态淀粉合成酶（GBSS）和淀粉分支酶（SBE）的活性,表明旱作栽培能提高小麦籽粒灌浆前期生理活性、促进籽粒淀粉的合成与积累。通过比较淀粉积累速率与蔗糖和淀粉代谢相关酶活性的变化趋势可以看出,淀粉积累速率与蔗糖合成酶（SS）、AGPase、SSS和GBSS的变化趋势一致,表明这些酶在淀粉合成中起重要作用,而源器官制造的光合产物的减少并不是抑制籽粒淀粉积累的因素。【结论】旱作栽培能提高小麦灌浆前、中期的淀粉积累速率和淀粉合成酶活性,在籽粒灌浆后期则显著降低淀粉积累速率及其酶活性,表明旱作栽培能使库活性增强,促进籽粒淀粉的合成与积累。     

‘V’形架式下5个鲜食葡萄品种光合日变化和光响应曲线特征参数比较

【目的】比较5个葡萄品种光合能力,为其合理选(引)种和科学田间管理技术的制定提供理论依据。【方法】以克瑞森、新郁、火焰无核、巨玫瑰和蓝宝石为试材,测定‘V’形架栽培模式下5个葡萄品种的光合日变化趋势及光合速率(Pn)-光响应曲线特征参数。【结果】5个葡萄品种Pn日变化中,克瑞森、新郁、巨玫瑰均有单峰,均呈上午高下午低的逐渐下降趋势,火焰无核和蓝宝石均有双峰,均呈因中午的高温和强光(气孔因素)而导致的“午休现象”,5个葡萄品种Pn日平均值分别为克瑞森(8.395±3.541)μmol/(m²·s)、新郁(9.303±2.643)μmol/(m²·s)、火焰无核(8.796±3.588)μmol/(m²·s)、巨玫瑰(8.043±2.614)μmol/(m²·s)、蓝宝石(8.002±4.157)μmol/(m²·s)。5个葡萄品种Pn-光响应曲线特征参数中,光补偿点(LCP)在(51.0~78.0)μmol/(m²·s)范围内,其中新郁和蓝宝石的LCP均较高,其它3个品种的LCP均低于60.0 μmol/(m²·s)以下;蓝宝石的光饱和点(LSP)最高,为1 582.2 μmol/(m²·s),其次为新郁,克瑞森的LSP最低,为1 151.9 μmol/(m²·s)。【结论】5个葡萄品种在于田县的光合适应性均比较好,其光合水分利用效率(WUE)日平均值由大到小排序为克瑞森>火焰无核>蓝宝石>新郁>巨玫瑰。     

基于转录组分析油菜素内酯对高温胁迫下酿酒葡萄花色苷合成及果实品质的调控机制

【目的】分析高温胁迫下参与油菜素内酯调控葡萄花色苷及果实品质合成的相关基因,探讨油菜素内酯调控果实花色苷及品质合成的机制。【方法】以酿酒葡萄‘赤霞珠’为试材,转色前一周利用红外辐射器模拟高温环境,并全树喷施0.6 mg·L^-1的2,4-表油菜素内酯(2,4-Epibrassinolide,EBR),测定花色苷、总糖及相关品质指标,选择转色中期(花后70 d)的果实进行转录组测序,从分子水平阐述EBR对高温胁迫下花色苷合成的影响。【结果】从转色开始,各处理花色苷含量逐渐升高;成熟时,高温组(HT)花色苷总量显著低于对照组(CK),高温油菜素内酯组(HTE)花色苷含量高于HT组。总糖、还原糖、蔗糖变化规律与花色苷相似,HT组含量均在成熟期时低于CK组,成熟期各种糖含量为CK组>HTE组>HT组。分析3种处理下‘赤霞珠’果实基因水平的差异,通过GO和KEGG富集发现了14个与蔗糖和淀粉代谢途经相关的差异基因,其中HT和HTE处理显著上调了10个基因,显著下调了4个基因;苯丙氨酸代谢途径有11个差异基因,其中有7个参与花色苷合成的基因在HT处理中上调,有4个参...     

中国野生毛葡萄转录因子VqWRKY6与VqbZIP1互作调控抗白粉病功能分析

目的 欧洲葡萄作为世界葡萄主栽品种,具有产量高、品质佳的优点,但对病害抵抗能力差。白粉病是严重危害葡萄栽培的一种真菌性病害,中国野生葡萄资源丰富,可为抗病育种提供充足种质资源。论文旨在筛选调控抗白粉病的葡萄转录因子基因,探究转录因子基因调控抗白粉病的作用机理,为选育葡萄抗病品种提供优质的基因资源。方法 从中国野生毛葡萄‘商-24’中克隆得到转录因子基因VqWRKY6,使用DANMAN和MEGA-X软件对序列进行分析。利用PEG介导转化拟南芥原生质体进行亚细胞定位分析发挥转录调控作用的位置,利用酵母双杂交和双分子荧光互补试验证明VqWRKY6能够和转录因子VqbZIP1互作形成转录复合体。以感病葡萄‘赤霞珠’叶片为试材,通过农杆菌介导法瞬时转化到‘赤霞珠’葡萄叶片,叶片进行白粉菌（Uncinula necator）接种后,观察发病症状,用台盼蓝染色在显微镜下观察菌丝发育进程,使用DAB染色观察活性氧积累,比较共同过表达VqWRKY6和VqbZIP1的葡萄叶片、单独过表达VqWRKY6的葡萄叶片、单独过表达VqbZIP1的葡萄叶片和对照组叶片的差异。使用实时荧光定量PCR技术对抗病基因在白粉菌诱导下的表达水平进行分析。结果 VqWRKY6定位于葡萄2号染色体,编码342个氨基酸,属于WRKY家族的group Ⅲ亚家族。亚细胞定位和酵母转录激活试验证明,VqWRKY6在细胞核内发挥转录调控功能且在酵母中有转录激活活性。‘赤霞珠’叶片共同过表达VqWRKY6和VqbZIP1后,叶片表面白粉菌菌丝扩繁速率显著慢于单独过表达VqWRKY6和单独过表达VqbZIP1的叶片,共同过表达VqWRKY6和VqbZIP1的叶片组织中活性氧含量显著高于单独过表达VqWRKY6和单独过表达VqbZIP1的叶片;此外,VqWRKY6和VqbZIP1的协同调控能够激活茉莉酸（JA）途径的PR3、PR4,基因表达量显著上调。结论 VqWRKY6和VqbZIP1协同作用可能通过激活JA抗病途径,促进活性氧产生,增强抗病基因表达,抑制白粉菌的生长,从而提高葡萄对白粉病的抗性。因此,中国野生毛葡萄‘商-24’是重要的抗病种质资源,而VqWRKY6与VqbZIP1可作为重要的抗病基因资源。     

玉米pTAC2影响苗期叶片叶绿素合成的转录组分析

【目的】叶绿素是参与光合途径最为重要的光合色素。叶绿体的发育及叶绿素的合成在很大程度上依赖于质体基因组与核基因组之间的双向信号传导来精确协调基因表达。通过对白化表型的CRISPR/Cas9-ZmpTAC2转基因阳性纯合突变材料进行RNA-seq研究,筛选和鉴定参与叶绿素合成的相关基因,为明确叶绿素的合成途径奠定基础。【方法】以CRISPR/Cas9-ZmpTAC2玉米转基因编辑纯合突变株系为研究材料,使用透射电镜观察叶绿体超微结构和分光光度法测定叶片叶绿素含量,确定叶绿体发育状态及叶绿素合成情况。对转基因阴性材料(CK)和CRISPR/Cas9-ZmpTAC2转基因纯合编辑材料(zmptac2)苗期叶片取样进行转录组测序。通过生物信息学分析,寻找CK与zmptac2间差异表达的基因;qRT-PCR对差异表达基因进行验证。通过酵母双杂交筛选与玉米pTAC2互作的蛋白质。【结果】共获得15株T0转基因植株,包括绿色植株(7株)和白色植株(8株)。绿色幼苗中3株为转基因阴性材料,4株为转基因阳性(2株为未编辑,2株为杂合编辑突变),白色植株(8株)均为转基因阳性纯合编辑。与CK相比,突变体(...     

外源色氨酸对低氮胁迫下高粱苗期叶片碳氮平衡和衰老特性的影响

【目的】研究外源色氨酸对低氮胁迫下高粱叶片衰老的影响,探讨低氮条件下高粱叶片碳氮平衡与衰老的关系,旨在挖掘高粱耐低氮胁迫的有效调控手段。【方法】选用耐低氮高粱自交系398B和氮敏感自交系CS3541为试验材料,采用水培试验,设置正常氮(5 mmol·L^-1)和低氮(0.5 mmol·L^-1)2个氮水平,并进行50 mg·L^-1外源色氨酸喷施处理,喷施10 d后测定叶片形态、组织结构、光合特性、叶绿素荧光参数、叶片碳氮代谢相关物质含量和酶活性、C/N及衰老相关基因表达水平,并分析低氮胁迫下高粱幼苗叶片C/N与衰老相关基因的相关性。【结果】(1)与正常氮水平相比,低氮胁迫显著降低了398B和CS3541的叶面积,而外源色氨酸处理使398B和CS3541的叶面积显著增加了36.72%和52.06%;外源色氨酸显著增加了低氮胁迫下398B和CS3541的叶干重和叶鲜重。(2)与正常氮水平相比,低氮胁迫下,398B花环结构相对完整,而外源色氨酸处理使叶片细胞排列整齐,花环结构清晰;外源色氨酸显著增加了低氮胁迫下398B叶片叶绿素含...     

水稻黄绿叶突变体ygl3的鉴定与基因功能分析

【目的】为了丰富和加深人们对植物叶色形成的分子机理认识,对水稻黄绿叶突变体ygl3(yellow green leaf 3)进行表型鉴定和基因克隆,阐明YGL3的分子功能,为解析YGL3调控水稻叶色形成的分子机理奠定基础。【方法】从水稻中花11 CRISPR-Cas9敲除突变体库中鉴定出2份稳定遗传的等位黄绿叶突变体,命名为ygl3-1与ygl3-2,对突变体的表型进行鉴定,测定野生型和突变体苗期的叶绿素含量,运用透射电镜观察野生型和突变体ygl3的叶绿体结构。利用实时荧光定量PCR分析YGL3的组织表达模式,并使用BioXM 2.6软件对YGL3及其同源蛋白序列进行比对,采用酵母双杂交方法筛选YGL3的互作蛋白。【结果】在苗期,与野生型相比,突变体ygl3叶片黄化,叶绿素、类胡萝卜素和总光合色素含量显著降低。透射电镜结果表明,突变体ygl3叶绿体形态异常,类囊体片层结构较少,而野生型叶绿体形态正常,类囊体片层结构排列有序。CRISPR-Cas9敲除位点鉴定结果表明,LOC_Os01g73450发生单碱基插入,导致蛋白翻译提前终止,该基因编码351个氨基酸的蛋白突变...     

柑橘黄龙病菌侵染对甜橙叶片糖代谢的影响

【目的】研究甜橙（Citrus sinensis）在柑橘黄龙病菌（Candidatus Liberibacter asiaticus）侵染下不同时期糖代谢的变化,以探讨其与柑橘叶片中淀粉积累间的关系,为进一步阐明柑橘黄龙病的发病机理提供理论依据。【方法】以甜橙为供试材料,采用腹接接种病原的方法,试验组植株用感染黄龙病菌的芽条进行嫁接,对照组植株用健康芽条进行接种,每个植株均嫁接3个芽条。在检测到感病的植株中选取生长状况良好且接近的3株作为后续试验材料,每月采集1次成熟叶片,至10月份结束。采集的叶片立即抽提DNA和RNA,并进行可溶性糖及淀粉含量的测定,其余叶片用液氮速冻后保存于-80℃用于测定糖代谢过程中关键酶活性的变化,同时利用实时荧光定量PCR技术比较二者关键酶基因表达量的差异。【结果】随着病原菌胁迫时间的延长,可溶性糖和淀粉含量总体呈升高趋势,均在6月达到峰值,分别为对照的1.59和3.73倍,在感病后期开始有所下降;通过对二者的比值分析发现,感病植株的比值随时间的延长不断下降。在黄龙病菌侵染的不同阶段,各种酶的作用程度有所不同。感病植株的蔗糖磷酸合成酶（SPS）活性在感病初期迅速上升至顶峰,高达58.44 μg·g^-1·min^-1,至后期已略微低于对照;酸性转化酶（AI）总体显示出较高活性,各个时期均有显著性差异（P＜0.05）,感病中期活性最高为对照的2.91倍;中性转化酶（NI）活性在感病和对照中均维持较低水平,且变化趋势基本一致;可溶性淀粉合成酶（SSs）与束缚性淀粉合成酶（GBSS）协调作用,共同参与淀粉合成的调控;淀粉酶活性在感病不同时期均有所下降,在感病中期低至0.38 U·g^-1。定量PCR分析表明,蔗糖磷酸合成酶基因SPS1表达量显著升高,与其酶活性具有显著相关性（P＜0.05）。蔗糖分解相关基因中,蔗糖合成酶基因SuSy在感病不同时期的表达差异不大,变化幅度小;细胞壁酸性转化酶基因CSCWI在不同时期均上调表达,最高上调约7.4倍,且表达量一直维持在较高水平;与CSCWI相比,液泡酸性转化酶基因CUAI1的表达水平较低。淀粉合成相关酶ADP-葡萄糖焦磷酸化酶基因最高上调3倍左右;淀粉分解相关基因BAM3、MEX1和DPE2在不同时期有所下调,达到显著性差异水平（P＜0.05）。【结论】柑橘黄龙病感染甜橙后,对植株叶片中光合产物的形成与运转产生影响,扰乱宿主糖代谢平衡,与宿主淀粉积累及后期症状的产生有密切关系。     

生理性黄化对吐鲁番地区葡萄枝、叶形态学变化的影响

【目的】研究黄化病对葡萄枝叶形态、解剖结构及叶片矿质元素的影响,为葡萄发生叶片黄化的原因提供理论参考。【方法】对吐鲁番地区主栽品种无核白和无核白鸡心葡萄叶片叶绿素含量、枝叶组织结构及叶片矿质元素进行研究,分析葡萄叶片黄化存在的问题。【结果】随着黄化程度的不断加深,无核白正常株新梢节间长、叶重、单叶厚及叶绿素含量分别是重度黄化的1.30、1.38、1.35及5.70倍;无核白鸡心黄化叶栅海比仅仅是正常叶的61.84%,且叶片组织内栅栏组织细胞和海绵组织细胞之间模糊不清;无核白正常株叶片P、K含量比黄化株叶片分别减少36.51%和51.50%。【结论】葡萄生理性黄化导致从枝叶表型特征到微观解剖结构均与正常株有明显差异,叶片质量、叶绿素含量、茎木质部厚度、叶栅海比、叶灰分中P、K含量等指标的变化对于判断葡萄生理性黄化程度具有重要的参考价值。     

高温胁迫对葡萄幼树生理指标和超显微结构的影响

【目的】研究高温胁迫对葡萄生理指标和超显微结构的影响,探讨葡萄在高温胁迫下的生理响应机制。【方法】以一年生欧亚种‘赤霞珠’和刺葡萄‘君子1号’扦插苗为试验材料,在35℃、40℃和45℃植物培养箱中连续处理48 h,以25℃培养的植株作为对照,检测葡萄叶片的相对电导率、相对含水量、叶绿素总量、抗氧化酶活性、丙二醛(MDA)/超氧阴离子/过氧化氢含量、叶绿素荧光参数和光合参数,并通过扫描电镜和透射电镜对气孔形态和叶绿体结构进行观察。【结果】在35℃和40℃高温处理后,‘赤霞珠’和‘君子1号’的植株形态、相对电导率、相对含水量、叶绿素总量、叶绿素荧光参数均无显著变化,但净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)显著降低;在45℃高温处理后,‘赤霞珠’和‘君子1号’号均出现胁迫症状,相对电导率显著增加,相对含水量、叶绿素总量、Fv/Fm、ΦPSⅡ、Pn、Tr和Gs显著降低,且‘君子1号’各参数的变化幅度大于‘赤霞珠’。随着处理温度的升高,葡萄叶片中丙二醛/超氧阴离子/过氧化氢含量、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性不断增加,而过氧化氢酶(CAT)在中度高温胁迫下活性...     

薇甘菊光能利用及叶绿素合成在不同光照强度下的响应

【目的】 光是植物进行光合作用的重要生态因素之一,光合色素对光的捕获和利用影响植物的生长发育进程,进而影响其在自然生态系统中的生存和适合度。明确薇甘菊（Mikania micrantha）光合生理特征与叶绿素生物合成途径的基因表达对不同光照强度的响应,以及薇甘菊光合能量与叶绿素转化的相互关系,为解析薇甘菊“快速生长”提供生理生态学证据。【方法】 以薇甘菊为研究对象,采用乙醇浸提法测定不同光照强度（0、20%、40%、100%）下各光合色素含量,分析其叶绿素a和b比值（Chl a/b）的变化规律,比较不同光合途径代表植物（C3、C4和CAM）光合特性;利用微量法和蒽酮比色法分别测定上述光照强度下薇甘菊叶片组织中ATP和淀粉含量;构建不同光照强度下薇甘菊cDNA文库并开展转录组测序;利用OrthoFinder、Blastp、HISAT2、StringTie和R包等生物信息学软件分析不同光照强度变化下薇甘菊叶绿素合成和捕光复合体（LHC）基因表达模式,阐述叶绿素合成途径相关基因表达变化规律。【结果】 在100%的光照强度下,薇甘菊叶绿素b和类胡萝卜素含量以及Chl a/b与C4植物玉米相近,并且薇甘菊和玉米叶片中Chl a/b显著高于C3（水稻和番茄）和CAM（芦荟）植物。不同光照强度下的薇甘菊叶片中叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量变化不显著,但Chl a/b呈现出随光照强度增加而显著增加的趋势;40%和100%光照强度下,薇甘菊叶片中ATP含量变化幅度较小,而淀粉含量随光照强度上升显著升高;当光照强度为0时淀粉含量急剧下降,此时ATP含量呈现升高趋势;薇甘菊叶绿素生物合成中HEMA、CHLH、CRD1和CAO基因家族的基因表达量受光诱导调控,高光照强度下捕光复合体（LHC）基因的表达量较高。【结论】 不同光照强度下薇甘菊叶片可能通过调节叶绿素a和b的合成,调控淀粉和ATP的相互转化,奠定了薇甘菊较高光合速率和较强光适应能力的基础。     

土霉素处理对柑橘黄龙病的防治效果及PP2基因表达的影响

【目的】评价土霉素(oxytetracycline,OTC)药剂对不同发病程度柑橘黄龙病（Huanglongbing,HLB）的防治效果,并检测OTC处理后韧皮部关键基因——韧皮部蛋白2（PP2）的表达量变化,为HLB的有效防控提供科学依据,也为OTC作用机理研究提供参考。【方法】应用可有效抑制、杀死病原菌的OTC,树干定量注射0.1 g/树于不同发病程度HLB（初感染、轻度发病和重度发病3组）的4年生Valencia夏橙,注射后7、30、60、90 d定期采集Valencia叶片样品监测HLB致病菌Cadidatus Liberibacter asiaticus(Las)含量、淀粉含量及PP2基因表达量变化。树干注射OTC后90 d采集不同处理Valencia的嫩叶、成熟叶片及茎,进行淀粉染色光学显微观察（LM）,直观反映植株累积淀粉的变化。树干注射OTC后80 d调查柑橘嫩叶抽发的情况,综合一系列指标评价OTC对HLB的防治效果。【结果】注射OTC 0.1 g/树对初感染HLB的4年生Valencia植株治疗作用最明显,7 d后检测即为阴性,并可保持90 d,其成熟叶片的淀粉含量明显减少,但茎内仍有淀粉粒富集;轻度发病夏橙注射90 d后叶片内的Las含量从（1.68×10 ⁶±858884）cells/g叶片减至（7.21×10 ⁴±30981）cells/g叶片,下降幅度极为明显,其成熟叶片内的淀粉含量在90 d内一直呈下降趋势;重度发病植株注射后叶片内的Las含量从（4.10×10 ⁸±3.04×10 ⁸）cells/g叶片减至（2.80×10 ⁷±2.70×10 ⁷）cells/g叶片,但从数量而言仍然有较多分布,除了新长出的秋梢,其成熟叶及茎内的淀粉粒含量仍旧很大,说明0.1 g/株OTC不足以治愈4年生重度发病Valencia夏橙。对PP2基因表达分析结果显示,注射OTC后30 d,Valencia夏橙体内的PP2基因表达量大幅度下降,随后90 d内表达量稳定,与注射后30 d的表达量较为一致。 【结论】OTC可以用于HLB的防控,对初感染（Las含量为<9.00×10 ⁵cells/g叶片）及轻度发病（Las含量为9.00×10 ⁵—9.00×10 ⁷ cells/g叶片）的柑橘植株治疗作用较好,不适用于重度发病植株（Las含量为>9.00×10 ⁷ cells/g叶片）的治疗。注射OTC后,PP2基因表达量下降明显,说明OTC可有效减少韧皮部病菌等的胁迫压力。