雷蒙德氏棉SWEET基因家族的全基因组鉴定和进化分析

为了探索SWEET基因家族在棉花中的分布和作用,基于二倍体D基因组雷蒙德氏棉基因组数据,利用生物信息学方法对SWEET基因家族完成了全基因组水平的鉴定,并进行了系统发育、基因结构、染色体定位和跨膜结构域分析。共获得31个雷蒙德氏棉SWEET基因,分散或成簇分布在11条染色体上,分为3个不同功能的亚家族;跨膜结构域预测显示大部分雷蒙德氏棉SWEET基因含7个跨膜结构域,少部分含6或7个跨膜结构域;基因结构分析显示除GrSWEET6、GrSWEET7、GrSWEET9、GrSWEET19含4个内含子外,其余27个SWEET基因均含有5个内含子。这些结果将为进一步深入研究SWEET基因在棉花生长发育中功能奠定坚实的数据基础。     

鸡冠花离体快繁及多倍体诱导

以鸡冠花顶芽为外植体,研究其离体快繁程序并在无菌体繁殖条件下探索了秋水仙素溶液不同浓度和时间处理对鸡冠花的诱变效应.快繁研究结果显示:最适初代培养基为MS 6-BA 1.0 mg/L NAA 0.2 mg/L;以芽和茎段为培养对象诱导产生不定芽的最适培养基分别是MS 6-BA 1.0 mg/L NAA 0.1 mg/L,MS 6-BA1.0 mg/L NAA 0.02 mg/L,最佳生根培养基是1/2 MS IBA 0.4 mg/L.采用浸泡法将鸡冠花营养芽在0.05%、0.1%、0.15%和0.2%不同秋水仙溶液浓度下分别处理12 h、24 h、36 h和48 h,并对诱导处理后获得的再生植株进行鉴定,得出以0.15%秋水仙素溶液浸泡36 h为诱导多倍体的最佳处理组合,诱导率达23.3%.     

秋水仙素离体诱导大花蕙兰多倍体试验

在离体培养条件下,以大花蕙兰红宝石原球茎为材料,比较了秋水仙素浸泡法和混培法在不同浓度、不同处理时间诱导加倍的效果。结果表明:无论是用秋水仙素溶液浸泡还是将秋水仙素加入培养基中混培,均可诱导大花蕙兰多倍体的产生。但以混培法效果较好,在秋水仙素3%、处理15d的条件下,诱导率最高达30%。     

甘薯PHB基因家族的全基因组鉴定和表达分析

蛋白质抑制素(prohibitin, PHB)是在原核生物到真核生物中发现的含有SPFH结构域的蛋白质。植物PHB基因家族参与多种不同生物过程的重要功能,包括生长发育以及对生物和非生物胁迫的响应。目前PHB蛋白在拟南芥、水稻、玉米、大豆、番茄和陆地棉等多种植物中被鉴定。但对甘薯中PHB家族的系统分析仍未确定。本研究鉴定出甘薯11个PHB基因,且对这些保守的蛋白质基序和基因结构的分析显示它们在系统发育亚群中具有高度的保守性。此外,启动子区域预测出与多种激素调节及胁迫相关的顺式作用元件,同时研究发现IbPHB基因在植物不同部位及受到不同的非生物胁迫时的表达模式存在差异。本研究系统分析了甘薯中IbPHB基因的一般特性,为甘薯及其他植物中PHB基因的功能特性研究提供了理论基础。     

甜瓜MADS-box基因家族的鉴定及系统进化分析

中国是甜瓜的主要生产国家，种植面积和产量都位于世界首位。本研究通过全基因组分析鉴定了甜瓜MADS-box基因家族成员，分析甜瓜MADS-box基因家族成员的染色体定位、多重序列比对、motif分布和外显子-内含子结构分布，以及对其成员进行进化及表达分析，并分析启动子区的顺式作用元件分布。结果显示，从甜瓜全基因组数据库中共鉴定了45个甜瓜MADS-box基因，其中Ⅰ型基因11个，Ⅱ型基因34个；通过系统发育分析，Ⅰ型基因主要分布于Mβ和Mγ亚家族中；Ⅱ型基因则分布于13个亚家族；Ⅰ型基因与Ⅱ型基因的motif分布和外显子个数区别明显，但同型基因区别不大；对CmMADS-box基因家族全生理期表达量进行可视化分析并进行了共线性分析；根据启动子区的顺式作用元件分布情况，推测CmMADS-box基因可能响应多种外界胁迫，即具有功能多样性。该研究结果为探究甜瓜MADS-box基因家族生物学功能提供参考。     

陆地棉Pht1家族成员的全基因组鉴定及表达分析

【目的】磷是植物三大必需矿质元素之一,对植物的生长发育至关重要。Pht1家族的磷酸盐转运蛋白在植物磷吸收和转运方面具有重要作用,然而关于该基因的系统研究工作尚很少开展。本研究旨在进行Pht1家族成员全基因组鉴定和表达模式分析。【方法】通过生物信息学的方法对陆地棉Pht1家族成员的基因结构、编码蛋白质的结构、染色体定位、基因复制和表达情况等进行全面分析。【结果】(1)在陆地棉的基因组中共鉴定到17个磷酸盐转运蛋白基因(GhPT),其中A亚组包含8个GhPT,D亚组包含9个GhPT;(2)棉花GhPT蛋白之间序列相似性很高,并均具有12个疏水的跨膜区域;(3)进化分析表明这些GhPT蛋白主要聚为2大组(GroupⅠ和GroupⅡ),位于同一组的GhPT的编码基因大部分具有相似的内含子/外显子分布模式;(4)17个GhPT基因不均匀分布在A亚组和D亚组中的5条染色体上,串联复制和片段复制可能导致GhPT基因在陆地棉中的扩增;(5)表达模式分析表明,GhPT6和GhPT14在根中表达量最高,且同时响应低磷和低钾胁迫诱导并上调表达。【结论】这些结果将有助于深入了解Pht1家族基因的功能及离子信号途径相互作用的分子机制。     

胡椒CPK基因家族鉴定与表达分析

钙依赖蛋白激酶(CPK)可作为Ca²⁺的感受器和效应器,在结合Ca²⁺后通过解除自抑制而激活自身激酶活性,并通过磷酸化靶蛋白实现信号转导。为了筛选鉴定胡椒CPK基因家族,探讨其基因进化及表达模式,本研究依据已公布胡椒基因组信息,利用生物信息学方法对胡椒CPK基因家族进行鉴定,共鉴定获得30个CPK基因,命名为PnCPK1～PnCPK30,并对该家族基因进行染色体定位、系统进化、基因结构、保守基序、基因复制事件和表达分析。结果显示,大多数PnCPK基因含有6～8个内含子,30个PnCPK基因不均等地分布在18条染色体上,共有21对复制基因对,串联重复仅2对,Ka/Ks结果说明,胡椒CPK基因家族在进化选择中主要受纯化选择影响;为进一步分析胡椒和其他植物的同源进化关系,构建了胡椒与拟南芥、水稻的CPK进化树,胡椒CPK家族可分为4个亚族,GroupⅡ和GroupⅢ较保守;基于转录组数据结果显示,PnCPK家族各成员表达差异较明显,多数PnCPK成员在各组织中表达量差异不大,荧光定量PCR结果推测PnCPK4、PnCPK10和PnCPK16可能参与...     

红皮柳扩展蛋白基因家族的全基因组鉴定与分析

扩展蛋白作为一种细胞壁松弛蛋白,参与了植物的生长发育和抗性过程,在植物基因组中具有不可或缺的作用.本研究依据已经测序的红皮柳基因组数据,鉴定了34个扩展蛋白基因,隶属于4个不同的亚家族,分布在14条染色体上.蛋白理化特征分析发现,多数扩展蛋白表现偏碱性,脂溶指数较高,蛋白结构稳定性较好.亚家族内的成员序列保守性更强,氨...     

陆地棉油菜素内酯信号基因GhBES1家族的鉴定及表达分析

BES1基因是植物激素油菜素内酯信号转导过程中的重要转录因子,为了解陆地棉油菜素内酯信号基因Gh BESI家族,通过对陆地棉异源四倍体标准系TM-1基因组数据库的全面分析和鉴定,获得21个GhBES1基因,这些基因分布在不同的亚基因组,有9对基因在A亚组和D亚组上存在对应关系,AD亚组对应基因序列一致性高于95%。根据进化分析,21个GhBES1基因分为4个亚家族,除了亚家族Ⅲ,其他3个亚家族在拟南芥中均有对应基因;除了亚家族Ⅳ基因和亚家族Ⅱ中GhBES1-1基因外,其他GhBES1基因均有2个外显子。亚细胞定位结果表明,21个GhBES1蛋白主要定位到细胞核、细胞质等部位,其中7对基因的蛋白亚细胞定位完全一致。GhBES1基因在根、茎、叶、顶端分生组织中均有表达,但不同亚家族基因在不同组织中的表达水平存在差异。研究结果为棉花GhBES1基因家族功能的深入研究奠定了基础。     

雷蒙德氏棉扩展蛋白基因家族的鉴定和特征分析

扩展蛋白具有松驰细胞壁和增加细胞壁柔韧性的功能。为了弄清该基因家族在雷蒙德氏棉中的特征,利用隐马尔科夫模型(HMM)在雷蒙德氏棉基因组中进行扩展蛋白家族基因成员的鉴定,获得了39个扩展蛋白基因家族成员,分布在12条染色体上。系统发育分析将其归入EXPA、EXPB、EXLA和EXLB共4个亚家族,分别含有26,4,3,6个基因。各亚家族中扩展蛋白基因具有相对多样化的基因结构;扩展蛋白基因家族在进化中经历了3次扩张;染色体片段重复是该基因家族扩张的主要方式;扩张后纯化选择占主导地位。比较棉纤维发育不同时期及叶片、花瓣的深度测序和基因芯片表达谱,发现大部分扩展蛋白基因参与了雷蒙德氏棉纤维、叶片和花瓣的生长发育,在不同的时空范围均表现出表达多样性。Gr EXLA1、Gr EXLA2和Gr EXPA16在花瓣中优势表达,Gr EXPA23和Gr EXPA24在叶片中表达水平较高,推测这些基因的表达分别参与了花瓣和叶片的发育进程;其余的基因,在纤维的不同发育阶段,表现出不同的表达丰度。研究结果有助于了解棉属扩展蛋白基因家族的特征及功能,为深入剖析棉纤维发育过程中的分子调控机理提供了基础。     

大花蕙兰与墨兰种间杂交种子无菌播种繁殖技术研究

建立杂交兰无菌播种和再生体系,获得一定数量的杂交后代群体,为新品种的选育提供基础材料。以大花蕙兰‘肯尼’为母本和墨兰‘太平洋’进行种间远缘杂交,取其成熟种子进行无菌播种,探讨不同基本培养基、植物生长调节剂和添加物对其种子萌发、根状茎增殖与分化及壮苗生根等的影响。结果表明:种子萌发最适配方为:1/2MS+6-BA 1.5 mg/L+NAA 0.5 mg/L+活性炭1.0 g/L;根状茎增殖与分化培养基最适配方为1/2MS+6-BA 2.0 mg/L+NAA 0.5 mg/L,培养70天分化成苗率达88.6%。适宜的壮苗生根培养基为MS+6-BA 1.0 mg/L+NAA 2.0 mg/L+香蕉泥90 g/L+活性炭2.0 g/L。室外闭瓶炼苗30~40天,再开盖炼苗3~5天后,以发酵的树皮加碎石子为基质,60天左右种苗成活率达98.62%。     

栽培墨兰根腐病病原鉴定与生防菌筛选

为明确墨兰根腐病的病原,提出绿色生防措施,以发生根腐病的墨兰为材料,采用组织分离法分离病原菌,并对其进行形态学鉴定及分子生物学鉴定,通过柯赫氏法则验证致病性。同时,采集野外健康墨兰根部和土壤,采用稀释涂布法分离获得20株细菌,通过平板对峙培养,筛选出1株细菌MJ5-1能同时拮抗2株病原真菌。通过16S rRNA基因序列分析,该拮抗菌为短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus)。结果表明,导致云南墨江栽培墨兰根腐病的病原是腐皮镰刀菌(Fusarium solani),短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus)MJ5-1能抑制腐皮镰刀菌菌丝及孢子的生长。研究结果可为产业化栽培墨兰的根腐病诊断及无公害防治提供理论依据。     

海南原生墨兰花粉萌发试验初报

为探讨海南原生兰花花粉萌发所需的培养基成分，测定其生活力提供技术和方法,以海南原生墨兰为材料，采用不同的液体培养基进行花粉萌发试验。试验结果表明：海南原生墨兰花粉在所设计的液体培养基上都易萌发且萌发花粉管长。除对照外，7个处理萌发率高达78%以上。在含10%蔗糖, 20mg/L硼酸和5 mg/L CaCl2的液体培养基上培养的萌发率为83.99%，效果较好，本着简便原则，可应用于海南原生墨兰花粉生活力的鉴定。     

野生碧玉兰多倍体诱导及鉴定

以云南野生碧玉兰种子无菌萌发的试管苗为材料,采用浸泡法,在无菌条件下用不同浓度的秋水仙素溶液对碧玉兰丛生芽进行多倍体诱导,结果表明：以0.04%的秋水仙素处理72h效果最好,诱导变异率达60%,死亡率为30%,变异试管苗形态上表现为叶片变宽、叶色较深、叶面粗糙、部分叶尖开叉并有双脉、植株矮壮,且生长缓慢;经细胞学检测,二倍体碧玉兰染色体数目为40（2n=2x=40）,变异苗染色体数目大部分为80（2n=4x=80）;四倍体叶表皮气孔变大,单位面积内气孔数明显减少;通过RAPD分析,结果显示二倍体和四倍体在带型上存在差异。     

春兰名品杂交后代快繁与分化研究

为了解决采用传统方法繁殖春兰速度慢的问题,对春兰名品‘集圆’与‘如意素’杂交获得的根状茎进行增殖与分化研究。设置不同的基本培养基、6-BA、NAA、IBA,探讨其对根状茎增殖与分化的影响。结果表明,1/2MS为春兰杂交根状茎的最适培养基;最佳增殖培养基为1/2MS+NAA 5.0 mg/L+6-BA 0.5 mg/L,1/2MS+NAA 0.5 mg/L +6-BA 2.0 mg/L对根状茎的分化效果最好。组培快繁与分化是加快新品种培育的重要方法与手段。     

蕙兰杂交种子的无菌萌发和快速繁殖研究

本实验采用蕙兰传统品种‘崔梅’与普通蕙兰进行杂交,对不同发育阶段的种子进行无菌萌发实验,并作不同培养基的对照。对萌发原球茎的增殖及分化进行研究。探讨不同培养基、6-BA和NAA对根状茎增殖和分化的影响。结果表明: 110天的种子接种在KC培养基上萌发效果最佳,蕙兰原球茎增殖的最佳培养基为W+NAA0.5mg/L+6-BA1.0mg/L,根状茎分化和生根的最佳培养基为MS+NAA 1.0 mg/L +6-BA 0.5 mg/L。     

涪陵胭脂萝卜多倍体诱导研究

以不同浓度秋水仙素溶液处理胭脂萝卜幼苗茎尖生长点,通过苗期和成株期对诱变植株和正常二倍体植株进行形态学和细胞学鉴定,探讨四倍体胭脂萝卜的诱导方法与途径.结果表明,5种浓度秋水仙素都能诱变出四倍体胭脂萝卜,其中2 g/L秋水仙素诱变率最大,为33.3％.四倍体胭脂萝卜平均叶片厚度、叶长、株高、叶宽和开展度较二倍体分别增加32.4％、39.6％、39.8％、24％和31.7％,四倍体胭脂萝卜叶片单位视野内的气孔数目少于二倍体72.2％,但气孔的横径和纵径分别较二倍体大40.8％和30.7％.说明叶片厚度、叶长、株高、叶宽、开展度、气孔数目、气孔的横径和纵径等性状可以作为四倍体鉴定的重要特征,特别是气孔数目、气孔的横径和纵径可以作为快速鉴定四倍体与二倍体胭脂萝卜的重要指标.利用秋水仙素诱导是获得四倍体胭脂萝卜的有效途径之一.     

中草药对刺参腐皮综合症病原菌的抑菌试验

为探讨中草药对刺参“腐皮综合症”的治疗效果,用抑菌圈法和改良2倍稀释法测定了42种单方中草药和9种复方中草药对刺参“腐皮综合症”病原菌——黄海希瓦氏菌的体外抑菌活性。结果显示：诃子、五倍子、牡丹皮、石榴皮、金樱子、地榆、丹参和丁香8种草药的效果较好。将诃子、石榴皮、丹参、丁香4种单方中草药组成9种复方,复方最低抑菌浓度显著好于单方,最低最低抑菌浓度为0.547 mg/mL。试验结果显示：复方最佳配比为诃子:石榴皮:丹参:丁香=2:1:1:1。     

马尾松根际土壤溶磷菌分离筛选、鉴定及其溶磷效果研究

为了筛选出优良的溶磷菌株,为进一步研制生物复合肥提供基础资料和理论、实践依据,采用NBRIP培养基从马尾松不同林龄根际土壤中分离出具有溶磷能力的菌株431株,不同林龄溶磷菌数量分布有差异,其数量为15年＞20年＞25年＞10年＞2年。用溶磷圈法初筛出11株D/d比值较大的菌株,经钼锑抗比色法测定其溶磷量,最后复筛出1株解有机磷能力较强的菌株yL14。结合形态特征、生理生化特性及16S rDNA序列分析表明,yL14菌株属于黄褐假单胞菌(Pseudomonas fulva),该菌溶磷能力达65.14 mg/L。试验表明,相对于对照试验培养液的pH值,溶磷菌培养液pH值均略有下降,但是pH值与溶磷量之间无线性关系。该试验获得了溶磷能力较强的菌株,可作为下一步研制生物复合肥的优良菌种。