环境因子对微藻油脂积累的影响

综述了营养盐、铁离子浓度、温度、CO2浓度、光强等环境因子对微藻油脂积累的影响,并对一些环境因子的作用机理作了介绍。     

贵州糯谷子干物质积累与养分需求特征

通过盆栽试验对贵州省糯谷子干物质积累和肥料营养需求特征进行了初步研究,结果表明:谷子干物质积累主要集中在生长中后期;在谷子的全生育期中,植株对N、P、K的吸收呈双峰曲线特征,植株全生育期对N、P、K的吸收比例为1.00∶0.09∶0.49,每生产100kg谷子需纯N、P、K分别为3.53kg、0.31kg和1.72kg.     

优质高产谷子新品种公谷76号选育经过及栽培技术

谷子新品种公谷76号是以830026—7为母本,以长谷2号为父本,经过有性杂交,按系谱法经多年系统选育而成。该品种于2013年1月通过吉林省农作物品种审定委员会审定。具有高产、优质、抗逆、抗倒、适应性广等特点,适宜吉林省中、西部地区种植。介绍了公谷76号的选育经过,阐述了其产量表现及特征特性,总结了栽培技术和制种技术要点,以期为品种的推广应用提供参考。     

施肥量对谷子干物质量积累及分配的影响

2018年在山西省农业科学院谷子研究所试验田对谷子品种长生13进行了施肥量栽培试验,调查施肥量对谷子干物质量积累与分配的影响。结果表明,施肥量越大,谷子的千粒质量和产量越大;施肥量对幼苗期和拔节期的谷子植株干物质量影响不大,但从抽穗期开始各处理干物质量有明显的差别,抽穗期到完熟期均是施肥量越大的处理干物质量越大;各处理叶和叶鞘干物质量占比均是随生育期进程逐渐减小,而各处理的茎干物质量占比变化趋势均呈先增加后减少。     

不同磷处理对谷子磷素积累与分配的影响

【目的】研究低磷胁迫对谷子株型及磷肥利用和分配的影响,为谷子肥料的高效利用提供理论依据。【方法】在盆栽条件下研究不同基因型谷子磷相关形态指标、干物质积累量、磷素积累量、磷素分配规律的差异,并结合大田实验进行验证。【结果】(1)低磷处理时,在盆栽条件下,晋谷21的地上干物质积累量和植株磷积累总量均低于磷正常处理,在大田条件下孕穗期及以后植株磷积累总量显著低于磷正常处理,穗部磷分配比例显著降低,晋谷21的磷吸收效率较低;(2)低磷处理时,在盆栽条件下,与磷正常处理相比,济谷13的植株磷积累总量孕穗期差异不显著,成熟期低磷条件下的植株磷积累总累量较其它品种高,大田条件下,与磷正常处理相比,孕穗期和抽穗期植株磷积累总量差异不显著,穗部磷素分配比例显著增加,济谷13的磷吸收能力较高;(3)低磷处理时,在盆栽条件下,豫谷18的地上干物质积累量和植株磷积累总量在孕穗期以前低于正常处理,但在孕穗期以后高于正常处理,大田条件下,正常磷处理谷子植株磷积累总量高于低磷处理,豫谷18的穗部磷积累量高于其它品种。【结论】低磷处理与磷正常处理条件下,谷子地上部干物质积累量、植株磷素积累总量的差异表现为在孕穗期和抽...     

谷子干细胞决定基因SiWUS的克隆及功能分析

[目的]谷子离体再生效率低,遗传转化困难。为了提高谷子离体再生和遗传转化效率,本文对谷子SiWUS基因在拟南芥干细胞维持分化和体细胞胚胎发生过程中的功能进行了深入研究。[方法]利用同源克隆的方法克隆了谷子SiWUS基因;利用MEGA7.0分析了SiWUS蛋白与其它14个物种WUS蛋白之间的遗传进化关系;最后,用农杆菌介导的花絮浸法将SiWUS基因转到拟南芥中。[结果]从谷子中共鉴定了19个WUS基因,其中与拟南芥相似度最高的为SiWUS基因,全长2 161bp,编码325个氨基酸,包含一个典型的同源异型盒结构域。遗传进化分析表明,谷子SiWUS与狗尾草SvWUS基因亲缘关系最近,蛋白序列一致性为99.69%。进一步,将SiWUS基因克隆到雌激素诱导表达载体pER8,并转化拟南芥,获得了14个株系的阳性转基因植株。pER8-SiWUS转基因拟南芥在10μmol·L-1 17-β-雌二醇诱导培养基上生长发育受阻,根部偶尔会出现体细胞胚;类似地,在10μmol·L-1 17-β-雌二醇诱导培养基上离体培养的根和叶片也产生大量体细胞胚胎。[结论]过量表达SiWUS基因可以促进植物体细胞向胚性细胞的转变,从而大幅提高离体再生效率,因此该基因有望解决谷子遗传转化效率低的难题。     

文冠果脂肪积累规律及提高油脂产量的技术措施

[目的]研究提高文冠果油脂产量的技术措施。[方法]对文冠果进行不同施肥处理,通过定期测定文冠果的脂肪、蛋白质、淀粉含量研究了不同施肥处理对文冠果脂肪积累的影响及提高文冠果油脂产量的措施。[结果]在种子发育与充实期施有机肥和根外喷施氮、磷混合肥能加快文冠果种子的油脂积累速率。7月30日采摘的施有机肥和根外喷施氮、磷混合肥的文冠果种子的油脂产量均比对照高。8月20日采摘的施有机肥和根外喷施氮、磷混合肥的成熟种子的油脂产量分别比对照高55.9%和28.4%。根外喷施0.1%硫酸锌的文冠果种子油脂产量比对照高1倍;根外喷施高锰酸钾可将其油脂产量提高44.9%～75.1%,根外喷施0.1%硫酸亚铁可将其油脂产量提高48.2%。[结论]文冠果油脂产量随着千粒重的增加而提高;合理施肥及适当根外喷施微量元素能显著提高文冠果的油脂产量。     

钼肥喷施对谷子生长生理及干物质积累分配的影响

为探明微量元素钼对谷子干物质积累分配及产量构成因素的影响,采用田间试验,以晋谷21号为试验材料,于不同生育时期(拔节期、抽穗期、灌浆期)喷施不同浓度钼(0.04%、0.08%、0.10%、0.15%),分别在处理后测定谷子株高、叶面积、SPAD值、光合参数、干物质积累、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量及产量和产量指标的变化,并分析了钼肥处理下谷子光合特性参数与谷子生长、干物质积累与产量的相关性。与对照相比,喷施不同浓度钼均促进了谷子株高、叶面积、SPAD值、净光合速率和气孔导度,而胞间CO₂浓度的变化呈相反趋势。同时,不同浓度钼处理均提高了谷子可溶性糖和可溶性蛋白含量,且SPAD值与可溶性蛋白含量呈极显著正相关;而胞间CO₂浓度与可溶性糖、可溶性蛋白含量呈负相关。此外,叶面喷施0.08%钼于拔节期、抽穗期、灌浆期均可显著增加地上部、地下部生物量;钼浓度高于0.10%时,地上部、地下部生物量较对照均有所下降,其中抽穗期下降幅度与对照相比差异显著。谷子的产量与其产量指标测定结果表明,各时期在0.08%处理下,均能一定程度上提高谷子的穗质量、穗粒质量,...     

小麦 TaGRF4基因分析与功能鉴定

旨在研究小麦 TaGRF4基因的生物学功能,利用生物信息学技术分析小麦 TaGRF4基因结构及其与其他作物的进化关系,利用实时定量检测 TaGRF4在不同发育时期叶片和不同区段叶片中的表达丰度,同时检测外源GA处理条件下 TaGRF4的表达情况,最后利用BSMV-VIGS体系使 TaGRF4的3个同源基因同时沉默,研究 TaGRF4沉默对叶片生长发育的影响。结果表明, TaGRF4是玉米 ZmGRF10的同源基因,在幼嫩叶片和叶尖部位的表达量最高,而且对外源GA处理响应迅速; TaGRF4沉默后新生叶片明显伸长,说明 TaGRF4与 ZmGRF10有类似的生物功能,能够抑制叶片的伸长生长。     

苹果树腐烂病菌分隔蛋白基因VmImp2的功能研究

旨在研究苹果树腐烂病菌(Valsamali) VmImp2基因的功能,以期揭示腐烂病菌的生长发育及致病机理。利用生物信息学软件对 VmImp2进行蛋白序列及进化分析;利用Double-joint PCR和PEG介导原生质转化的方法,获得腐烂病菌 VmImp2的缺失突变体和回补菌株;利用十字交叉法以及伤口接种法,研究 VmImp2对病菌营养生长,繁殖体产生以及致病力的影响。生物信息学分析显示, VmImp2编码1 487个氨基酸,编码蛋白属于PCH(Pombe Cdc15 homology)家族,含有典型的FCH(Fes/CIP homology, F-BAR)和SH3(Src Homology 3)结构域,与梨树腐烂病菌(V.pyri)的Imp2蛋白亲缘最近。对基因进行敲除后,共获得5个缺失突变体菌株。表型分析显示,缺失突变体的营养生长受到明显影响,表现为菌丝更加稀疏,生长速率明显减缓。同时,突变体的繁殖体产生能力以及对枝条的侵染能力基本丧失。5个突变体的表型一致。将基因回补之后,共获得3个回补菌株,突变体表型缺陷基本恢复到野生型水平。说明 VmImp2基因参与苹果树腐烂病菌的营养生长、繁殖体形成以及致病过程。     

辣椒 CaTPS8 基因克隆与表达分析

海藻糖-6-磷酸合酶（Trehalose-6-phosphate synthase, TPS）在植物非生物胁迫响应中起着重要的调控作用。以辣椒品种‘强丰101’为材料,对 CaTPS8 基因进行克隆和表达分析。结果表明,该基因CDS的完整开放阅读框为2 553 bp,编码850个氨基酸。生物信息学分析发现,CaTPS8蛋白的分子质量为96 ku,理论等电点为5.65,不稳定系数为48.09,推测为不稳定蛋白。蛋白结构预测显示CaTPS8蛋白包含Glyco_transf_20和 GT20_TPS两个保守结构域,属于亲水性蛋白,没有跨膜结构和信号肽序列。二级、三级结构预测表明该蛋白的结构主要为α-螺旋和无规则卷曲。系统进化关系分析表明, CaTPS8蛋白与马铃薯和番茄的同源性最高,其相似度分别为87.78%和86.92%,与高粱的同源序列相似度最低,为64.76%。实时荧光定量PCR分析表明, CaTPS8 基因在辣椒花中表达量最高。同时, CaTPS8 基因的表达受到低温的诱导,在处理 3 h时相对表达量最高,约为对照的25倍。此外,IAA、ABA、SA、GA₃和MeJA处理能够抑制 CaTPS8 基因的表达。研究结果为进一步阐明 CaTPS8 基因响应辣椒非生物胁迫的分子机理奠定基础。     

ZmDREB2.7正调控玉米耐旱性的功能分析

为评价 ZmDREB2.7优异等位基因型对玉米耐旱性的作用,选择携带优异等位基因型的玉米自交系CIMBL70、CIMBL92做父本及敏感基因型的玉米自交系SHEN5003做母本,用于构建近等基因系群体。结果表明,NIL- ZmDREB2.7CIMBL70和NIL- ZmDREB2.7CIMBL92恢复率分别为 94.96%和95.11%;苗期存活率分别是81.34%和83.33%,显著高于轮回亲本（SHEN5003,37.3%）。为更加明确 ZmDREB2.7的耐旱效应,构建了 ZmDREB2.7pro: ZmDREB2.7转基因玉米植株。转基因玉米材料 ZmDREB2.7pro: ZmDREB2.7-1和 ZmDREB2.7pro: ZmDREB2.7-10相对表达量更高,苗期存活率分别是68.05%和 70.83%,显著高于野生型（A188,58.33%）。在新疆大田干旱条件下, ZmDREB2.7pro: ZmDREB2.7-1和 ZmDREB2.7pro: ZmDREB2.7-10两个株系均比野生型小区少减产20%以上。因此,研究结果可能为玉米耐旱新品种的培育提供有价值基因资源和可行的实践方案。     

甘蓝OguCMS育性相关转录因子BoMYB1的转录激活功能分析

OguCMS是甘蓝中应用最为广泛的雄性不育类型,前期表达谱分析表明转录因子BoMYB1在OguCMS花药中表达下调达10.3倍。通过构建酵母双杂交转录因子BD区诱饵载体pGBKT7-BoMYB1,将其转入酵母菌AH109中进行转录因子BoMYB1转录激活功能的分析。结果显示,AH109[pGBKT7-BoMYB1]在SD/-Trp/x-a-gal、SD/-Ade/-Trp/x-a-gal、SD/-His/-Trp/x-a-gal平板上均长出蓝色菌落,表明BoMYB1可以自主激活报告基因ADE2、HIS3和MEL1,说明转录因子BoMYB1具有转录自激活功能。研究结果对于深入探索该基因的功能及阐明OguCMS花药败育的机理具有重要意义。     

红花CtMYB-TF1基因的克隆与表达分析

为了探索R2R3-MYB转录因子与植物类黄酮的次生代谢调控之关系,及对植物花青素合成代谢的作用,以红花花瓣为试验材料,采用RT-PCR结合RACE技术,从红花(Carthamus tinctorius)中克隆获得1个全长1 260 bp的调控花青素代谢的 CtMYB-TF1基因。结果表明,该基因序列可编码249个氨基酸,其蛋白质分子质量为28.08 ku;红花CtMYB-TF1蛋白分子式为C_(1220)H_(1930)N_(358)O_(378)S_(13),是一种不稳定的碱性亲水蛋白;由系统进化树分析可知,红花 CtMYB-TF1与葡萄 VvMYBPA1亲缘关系较近;通过RT-qPCR技术对表达体系进行基因表达量的检测分析,红花 CtMYB-TF1基因在花期的各个时期相对表达量均高于红花CtANS基因,并且随着花期的延长红花 CtMYB-TF1基因和CtANS基因的相对表达量也有增高,其中在花期的第5天红花 CtMYB-TF1基因的相对表达量出现峰值,说明 CtMYB-TF1基因对CtANS基因具明显的上调作用,可为构建高产、稳定的红花基因工程改良细胞株提供参考。     

茶树己糖激酶基因CsHXK1的克隆与表达分析

己糖激酶(HXK)是植物呼吸和代谢过程中的关键酶之一,不仅催化己糖磷酸化,而且参与植物糖感应和糖信号转导过程,在植物生长发育和逆境响应中发挥重要作用。试验以茶树‘龙井长叶’为材料,克隆获得了茶树己糖激酶基因 CsHXK1的cDNA序列,其包含一个1 488 bp的开放阅读框,编码495个氨基酸,预测蛋白分子质量为53.63 ku,理论等电点为5.96。蛋白序列分析结果显示,CsHXK1含有2个保守的磷酸化激酶域、1个底物结合域和1个ATP结合域,与拟南芥、苹果等HXK1亲缘关系较近。另外, CsHXK1基因启动子区域包含多种与逆境响应和糖信号转导相关的顺式作用元件,如ABA响应元件(ABRE)、脱水响应元件(MYBCORE)及糖信号转导相关元件(SREATMSD)等。qRT-PCR分析结果显示, CsHXK1基因表达受高温、干旱、低温及盐胁迫的诱导,其可能在茶树响应多种非生物胁迫过程中发挥重要作用。     

Comparative Analysis of Hina Gene Sequences in Wild （Hordeum spontaneum） and Cultivated （H. vulgare） Barleys

The Hina gene is one of the two known Hin genes for hardness, and its RNA expression is correlated with grain hardness and dry matter digestibility variation. In this study, only one clone of Hina gene was obtained from one barley accession. A total of 121 Hina gene sequences were isolated from 121 wild barley {Hordeum spontaneum) accessions in Israel, Iran, and Turkey, and then their molecular characteristics were compared with 97 Hina gene sequences from 74 cultivated barley (H. vulgäre) lines in Europe and 23 landrace (H. vulgäre) with global distribution and other 26 Hina gene sequences from cultivated barleys (H. vulgäre) with unknown global distribution. C/s-acting regulatory element (CARE) searching revealed that there were different types of regulatory element for the Hina gene in wild and landrace/cultivated barleys. There were six consistent cw-acting binding sites in wild and landrace/cultivated barleys, whereas 8 to 16 inconsistent TATA-boxes were observed. In addition, three special elements (E2Fb, Spl, and boxS) were only observed in wild barley, while one (AT 1 -motif) was only found in landrace/cultivated barley. Forty-four deduced amino acid sequences of HINA from wild and landrace/cultivated barleys were obtained by deleting repetitive amino acid sequences, and they were clustered into two groups on the basis of Neighbor-Joining analysis. However, there was no obvious difference in the amino acid sequences of HINA between wild and landrace/cultivated barleys. Comparing to protein secondary structure of wheat PINA, it was indicated that HINA also existed a signal peptide. In addition, HINA was a hydrophilic protein on the basis of the protein properties and composition.     

牦牛TLR4基因的克隆测序及序列分析

旨在了解牦牛天然免疫受体TLR4基因特点。根据GenBank已公布的牛TLR4基因序列,分3段设计引物,测序、拼接克隆序列,并对所得序列进行生物信息学分析和预测。基因序列分析表明,克隆得到牦牛TLR4基因编码区全长2 807bp,开放阅读框2 526bp,编码氨基酸841个,N端含有27个氨基酸组成的信号肽,分子质量96.009 8ku,理论等电点为6.35。蛋白预测结果表明,TLR4编码蛋白整体表现为亲水性。同源性分析表明,10条序列当中牦牛与野牦牛、普通牛、绵羊等物种具有较高的同源性,在系统发育树中距离最近。说明TLR4基因序列具有较高的保守性。     

番茄红素合成调控基因 SISGR1的分子特征及sgRNA分析

旨在明确番茄 SlSGR1基因的分子特征及其sgRNA的分布,为利用CRISPR/Cas9 技术对 SlSGR1及其上游启动子序列进行定点突变或片段删除、调控 SlSGR1的表达为提高番茄果实的番茄红素含量提供技术支持。利用Blast分析番茄红素合成调控基因 SlSGR1的分子特征,结果表明 SlSGR1基因位于番茄第8号染色体,含4个外显子和3个内含子,编码区长度为819 nt,编码272 aa,其中48～200 aa为典型的staygreen superfamily保守结构域。基于对RNA-seq建立的 SlSGR1数字表达谱分析表明, SlSGR1呈果实特异性表达,在植株的根、茎、叶等部位不表达。利用在线工具CRISPRdirect 分析表明, SlSGR1外显子区域含有PAM为NGG的sgRNA有64条,其中1条为番茄全基因组上唯一邻近PAM 12 nt 特异性最高的种子序列,预示该sgRNA可用于番茄不同品种 SlSGR1基因的靶向编辑并可有效避免脱靶效应。对 SlSGR1上游1 500 bp启动子序列分析表明,该序列含有2条番茄全基因组上特异性较好的唯一sgRNA序列,7条分别含有不同顺式元件的sgRNA,意味着选用这些sgRNA进行基因编辑,可使所含的启动子元件序列发生突变致使功能变化,以提高番茄红素含量。