甘蔗对干旱胁迫的响应及抗旱基因遗传转化研究进展

干旱是限制甘蔗正常生长发育及产量形成的主要非生物胁迫因子。选育抗旱性好的甘蔗新品种对促进我国甘蔗产业的可持续发展具有重要意义。本文综述了甘蔗对干旱胁迫的响应及部分抗旱相关基因的研究进展,应在进一步挖掘抗旱相关基因的基础上,加快抗旱基因遗传转化的研究,并探讨多基因共转导对植物抗旱效应的影响。     

木薯糖转运蛋白MeSWEET18的克隆与功能分析

木薯（Manihot esculenta Crantz）是热带亚热带地区重要的粮食作物。而SWEET家族基因在植物运输糖类、生殖和发育、植物逆境、与病原体互作等方面发挥着重要作用。为了明确SWEET家族基因在木薯生长发育过程中的功能，本研究以木薯华南9号（SC9）作为实验材料，克隆糖转运蛋白基因MeSWEET18并进行生物信息学分析，通过酵母实验验证其糖转运能力；采用qRT-PCR分析该基因在木薯不同器官及不同发育时期的表达情况以及在非生物胁迫下的表达趋势。结果表明：MeSWEET18基因开放阅读框为714 bp，编码237个氨基酸，蛋白分子质量为25.94 kDa，理论等电点为6.57，不稳定系数为37.50，属于稳定类蛋白。MeSWEET18蛋白N端含有保守结构域MtN3＿slv,C端含有PQ-loop super family保守结构域，且具有7个跨膜结构域，是典型的膜蛋白。ProtScale预测表明MeSWEET18蛋白属于亲水性蛋白。系统进化树分析发现MeSWEET18属于CladeⅣ亚类，与AtSWEET16、AtSWEET17亲缘关系最近；氨基酸序列同源分析显示，MeSW...     

甘蔗△1-吡咯啉-5-羧酸合成酶基因（P5CS）的克隆及其表达分析

△~1-吡咯琳-5-羧酸合成酶是植物脯氨酸合成过程的关键酶.应用同源性克隆结合RACE技术获得甘蔗PSCS基因cDNA全长序列2714bp,其中5'端非编码区为226bp,3'端非编码区340bp,poly(A)上游有1个聚腺苷酸五碱基AATAAA;开放读码框为2 148 bp编码715个氨基酸,含双功能域;其编码的蛋白分子量为77.7 ku,等电点为6.47.序列比对分析结果表明,P5CS基因的4个主要功能区(domain)中亮氨酸功能区(Leucine domain)相对不保守,其它功能区均较为保守.对17个物种的P5CS基因进行聚类分析,结果与公认的生物学分类及进化关系吻合.对甘蔗P5CS在根、茎、叶的表达进行实时PCR分析,结果表明,该基因在茎、叶表达量相近,但在根的表达量极低.     

甘蔗新品种桂糖58号的选育及种性分析

'桂糖58号'是以'粤糖85-177'为母本、'CP81-1254'为父本通过杂交育种方法选育出的甘蔗新品种.在广西甘蔗品种区域试验中,'桂糖58号'1新2宿平均甘蔗产量为108.9 t/hm2,比对照'新台糖22号'增产29.5％;平均甘蔗蔗糖分为14.94％,比对照'新台糖22号'高0.55个百分点;平均含糖量为1...     

科学家编辑水稻DNA防御病原体

正外媒称,细菌性枯萎病袭击着东南亚和西非的稻田。这是一种被研究得非常透彻的作物疾病,它常常被用作研究微生物与其寄主植物间相互作用的一个模型系统。这种病原体被称为水稻黄单胞菌水稻致病变种,简称Xoo,它通过劫持一些外排糖的水稻基因来维持生存。研究人员已研究出如何编辑水稻的基因组以阻止这种劫持行为。据美国阿尔斯科技网站10月31日报道,Xoo分泌与水稻的糖外排转运蛋白(SWEET)基因附近的DNA结合在一起、并激活它们的类转录激活因子样效应物(TALEs)。这些SWEET基因在植物中无处不在,它们     

甘蔗可溶性酸性转化酶基因的克隆及序列分析

可溶性酸性转化酶在植物糖代谢中起着关键作用,为了研究甘蔗中可溶性酸性转化酶,利用电子克隆与RT-PCR方法从甘蔗中分离出1个甘蔗可溶性酸性转化酶基因DNA及cDNA序列,DNA序列长度为3 266 bp,含有3个外显子和2个内含子,cDNA序列长度为1 890 bp,包含1 656 bp的完整开放阅读框,编码551个氨基酸。BLASTX分析显示,该蛋白与其它植物已知的酸性可溶性蔗糖转化酶具有很高的同源性,推测该蛋白为可溶性酸性转化酶。预测甘蔗SAI家族可能只有1个基因,这可能与其大量积累蔗糖的能力有重要关系。     

不同月份播种对红壤甘蔗干物质与养分积累的影响

甘蔗是广西重要的经济作物.为促进甘蔗高效生产,以甘蔗品种'桂糖42号'为材料,在田间条件下,依据广西甘蔗主要播种月份,设置2月15日、3月15日、4月15日及5月15日4个播种期,分析新植蔗和宿根蔗干物质积累、养分积累及养分经济效率.结果表明,随播期推迟,新植蔗各器官干物质积累量减少;宿根蔗根、叶干物质积累量增加,茎干...     

基因枪法将Glu基因导入甘蔗愈伤组织

将含有Glu基因(β-1，3-葡聚糖酶基因)的植物表达载体pBIuG通过基因枪法将Glu基因导入甘蔗叶片愈伤组织，在Km抗性培养基上诱导再生植株，获得的再生植株经PCR检测，证明外源Glu基因已整合到甘蔗基因组中。     

DREB转录因子研究进展及其在甘蔗抗逆育种中的应用

DREB家族基因是植物特有的转录因子,具有耐寒、耐旱和耐盐胁迫等优异的功能。DREB基因家族庞大且具有相似的保守AP2结构域。不同植物,不同亚组的DREB基因具有不同的功能。本文综述了DREB基因家族的结构、分类,在低温、干旱、高盐、重金属和病害的逆境胁迫下参与的信号通路和功能,以及目前在甘蔗及其近缘野生种中的研究现状。同时,也为在蔗茅野生种中开展DREB家族基因的研究及最终运用到抗逆转基因甘蔗的培育上做出了相应的思考和展望。     

甘蔗镰孢菌碳水化合物结合模块效应基因Fs11724的分离鉴定及功能分析

甘蔗镰孢菌(Fusarium sacchari)是引起毁灭性病害甘蔗梢腐病(sugarcane pokkah boeng disease,PBD)的主要病原菌之一.病原菌分泌的效应蛋白在病原与植物互作中发挥至关重要的作用.本研究基于课题组前期甘蔗镰孢菌全基因测序数据,设计基因特异性引物,通过RT-PCR扩增得到一个新的...     

甘蔗姊妹系对低钾胁迫响应的差异分析

以来源于同一甘蔗杂交组合的姊妹系'粤糖55号'和'粤糖00-236'为材料,通过对长期低钾胁迫下甘蔗生长、钾含量、钾利用效率和钾吸收效率以及短期低钾胁迫下钾含量、抗氧化酶活性变化的研究,探讨甘蔗姊妹系耐低钾能力的差异.研究结果显示:在长期低钾胁迫下,2个品种的株高、茎径和生物量存在显著差异,'粤糖55号'表现出显著的下...     

2010—2020年我国育成甘蔗新品种的亲本分析

以我国2010—2020年通过的省级以上审(鉴、认)定或农业农村部登记的97个甘蔗杂交选育出的新品种为调查对象,研究分析了不同甘蔗作杂交亲本选育效果.结果表明:在调查育成的97个甘蔗新品种中,'粤糖'系列、'新台糖'系列和国外引进材料作亲本选育品种分别为62个、58个和40个,分别占比31.63％、29.59％和20....     

甘蔗GA20氧化酶基因片段克隆及序列分析

以甘蔗茎尖为材料,根据其它植物的GA20氧化酶基因(GA20-oxidase)氨基酸保守区,设计一对简并引物.通过RT-PCR扩增得出1条约740 bp大小的DNA片段.将其克隆至pMD18-T载体上,而后对重组克隆进行测序,结果表明所获得的甘蔗GA20氧化酶基因片段由740碱基组成,编码246个氨基酸.该基因片段具有其它植物GA20氧化酶基因中存在的保守区:同时,与多种单子叶植物的GA20氧化酶基因的核苷酸和氨基酸序列的同源性在80%和75%以上.聚类分析显示,甘蔗和玉米最先聚类,推测在进化上具有较近的亲缘关系,其次与高梁、结缕草聚类,然后再与水稻聚类,其中进化关系最远的是簇毛麦和小麦.     

植物赤霉素信号转导途径中GAMYB基因及其在大豆中的研究

赤霉素(gibberellins或gibberellic acid,GA)作为植物生长的必需激素之一,在植物生长发育的整个过程中发挥着至关重要的作用.近年来随着植物功能基因组学的发展和突变体的应用,对赤霉素信号转导途径领域的研究取得了较大的进展,并鉴定出了介入赤霉素信号转导过程的重要基因.其中,GAMYB基因是赤霉素信号转导途径中一个重要的转录因子.该文综述了赤霉素信号转导途径及其中间组分,以及转录因子GAMYB基因的研究进展.主要包括GAMYB基因的结构,基因在生长发育中的作用和大豆中GAMYB基因的研究及展望.     

高等植物WRKY转录因子家族的演化及功能研究进展

WRKY转录因子是植物转录调节因子的最大家族之一,并且是调节植物许多生物过程的信号网络的组成部分。WRKY转录因子通过其保守结构域与靶基因启动子区域的W-box特异性结合,调节靶基因的表达,进而调控植物的叶片衰老、种子萌发与休眠、开花等生长发育过程外,还参与调控植物生物和非生物胁迫的响应过程。本文用代表性植物基因组数据,对WRKY的基因演化作了归纳,综述了近二十年来国内外WRKY转录因子的相要研究进展,并介绍了该转录因子在植物生物胁迫和非生物胁迫应答及生长发育过程中的调控作用。      

甘蔗花青素转录因子基因ScRS克隆与基因枪转化研究

花青素不仅是天然色素,而且具有保健功能。花青素转录因子基因对于调控花青素的合成具有关键作用。本研究根据玉米花青素转录因子基因RS序列设计引物,利用同源克隆技术,得到甘蔗花青素转录因子基因ScRS的全长序列;在ScRS序列两端分别添加KpnⅠ、SalⅠ酶切位点,构建植物表达载体pCAMBIA1301-35SN-ScRS,包被微粒载体通过基因枪对甘蔗愈伤组织进行轰击,转化的愈伤组织明显呈紫红色;将紫红色愈伤组织分化培养获得再生甘蔗植株,经PCR检测,获得转ScRS基因阳性植株,初步证实利用克隆的基因转化甘蔗可以使愈伤组织显色。研究结果对于建立新型的遗传转化可视化示踪体系和培育高花青素甘蔗品种具有重要意义。     

甘蔗分蘖性状研究进展

阐述了甘蔗分蘖发生和生长发育对甘蔗产量的重要性及其在研究中存在的问题。重点介绍了甘蔗分蘖表型及相关调控机制的研究进展。展望了甘蔗分蘖性状研究在甘蔗高产优良品种选育方面的应用前景。     

植物乳汁管生长发育调控的研究进展

植物的乳汁具有重要的药用价值和经济价值。乳汁产生于植物中的一种分泌结构,即乳汁管,故研究乳汁管生长发育的调控具有重要的理论和实践价值。本文主要综述近年来与植物乳汁管生长发育调控方面相关的研究进展,包括蛋白质、基因、生态因子、割胶、生长调节物质以及物种基因型和植株发育阶段对植物乳汁管生长发育的影响,以期为更深入了解乳汁管的生长发育规律及乳汁的开发利用提供基础资料。     

β-伴大豆球蛋白α'亚基和β亚基基因双价RNAi表达载体抑制大豆抗原蛋白的表达

为幼龄动物提供优质的大豆饲料,同时有效抑制α'亚基和β亚基基因表达量,根据dsRNAi原理,以α'亚基基因RNAi重组植物表达载体p CAMBIA3301-PFNZ-BADH为基础,构建以BADH安全标记为筛选标记的α'亚基和β亚基基因双价RNAi植物表达载体。用根癌农杆菌介导法转化大豆子叶节,并对再生植株进行分子生物学检测。结果表明:成功构建β-伴大豆球蛋白α'亚基和β亚基基因双价RNAi表达载体,并获得大豆转基因植株。T1转基因大豆植株经PCR检测得到11株阳性转化株,经Southern杂交检测证明构建的双价植物表达载体已经以1~2个拷贝整合到大豆基因组中,实时荧光定量PCR检测表明β-伴大豆球蛋白α'亚基和β亚基基因的表达被明显抑制。     

GNA基因表达载体的构建及遗传转化甘蔗

利用经人工改造的gna基因分别与Ubi、Rbcs启动子组合,构建抗虫植物表达载体pUNG和pRNG,通过农杆菌介导法导入甘蔗愈伤组织,经PPT筛选和PCR检测,获得Ubi-gna转基因植株124株,Rbcs-gna转基因植株35株。对部分转基因植株进行RT-PCR检测,初步证明外源基因已经整合到甘蔗基因组中,并得到有效表达;对RT-PCR阳性植株进行GNA(植物外源凝集素)活性测验,结果表明,甘蔗叶片表达的凝集素可以使健康公鸡的红细胞凝集,初步证明表达的GNA具有正常的生物学活性。