发根农杆菌诱导毛状根合成次生代谢物的研究及应用

在大健康背景下植物的药用价值日益突出,但植物自身产生的具有药用价值的次生代谢物有效成分产量低,因此根据发根农杆菌(Agrobacterium rhizogenes)的遗传转化机制和毛状根遗传稳定等特点提高次生代谢物产量是有效手段。本研究从毛状根诱导的影响因素和植物毛状根合成次生代谢物研究进展两个方面展开论述,对毛状根诱导中需注意的问题,以及基于毛状根体系的植物次生代谢物合成的研究现状和存在的问题进行述评,旨在为发根农杆菌诱导毛状根可以高效合成目标次生代谢物提供参考。     

不同发根农杆菌菌株对番茄毛状根诱导率及阳性率的影响

为了提高番茄毛状根的发根效率,试验以野生型番茄品种Ailsa Craig(AC)为材料,分别使用发根农杆菌菌株Ar Qual、MSU440、C58C1、K599对其进行番茄毛状根诱导,以研究4种不同的发根农杆菌菌株对番茄转基因毛状根诱导率及阳性率的影响。结果表明：发根农杆菌菌株的不同对番茄毛状根诱导率及阳性率均有影响。其中,Ar Qual的发根诱导率最高,约为90.4%,毛状根阳性率约为60.7%;其次是MSU440,发根诱导率约为47.3%,毛状根阳性率约为52.3%;K599、C58C1的发根诱导率较低,分别约为2.5%、0.6%,毛状根阳性率分别约为65%、33.3%。通过该研究找到了更适宜番茄毛状根转化的菌株Ar Qual,这对优化番茄毛状根转化体系,快速获得番茄转基因根系植物材料以开展基因功能、南方根结线虫等方面的研究工作有重大意义。     

白木香毛状根的诱导及外源基因的导入

沉香是名贵药材之一,白木香(Aquilaria sinensis)是沉香的唯一基源植物。为明确外植体和诱导条件对白木香发根的影响,本研究利用发根农杆菌SW101侵染白木香无菌苗,并将携带gfp基因的载体转入SW101后诱导发根。结果显示,当子叶、叶片和茎段作为外植体时,最适诱导发根条件为MS+200μmol/L乙酰丁香酮的固体培养基上于25℃(12 h光照)预培养2 d后,于28℃,180 r/min条件下发根农杆菌侵染10 min。相同诱导条件下,以子叶为外植体的发根率为69.6%,以叶片和茎段为外植体的发根率为50.0%。本研究成功将外源基因gfp导入诱导产生的毛状根中,PCR可检测到外源基因的插入;荧光显微镜下可观察到绿色荧光。利用这一体系可以稳定表达外源基因,可作为白木香功能基因解析和结香机理研究的技术支持。     

发根农杆菌介导的向日葵遗传转化

本研究首次报道了发根农杆菌介导的向日葵遗传转化和毛状根形成的优化条件。由发根农杆菌诱导向日葵子叶和下胚轴形成的根在含卡那霉素（200 mg/L，kanamycin）的选择培养基(1/2 MS)上选择，12 d后存活的根转到无激素培养基上能快速生长，经分子检测证实其为毛状根。同时着重研究了不同诱导条件对向日葵毛状根形成的影响。结果发现适用于毛状根形成的最优条件为菌株R1205，菌液浓度（OD₆₀₀）1.0，15 min感染，共培养3 d，培养基pH 6.5，30 μmol/L乙酰丁香酮（acetosyingone）。在此条件下，子叶和下胚轴的毛状根形成率分别达到23.7％和81.6％。     

茶树离体植株再生与遗传转化

茶树(Camellia sinensis(L.)O.Kuntze)属山茶科(Theaceae),是重要的饮料作物。茶树为多年生木本植物,其自身的一些特性,如长生育周期、自交不亲和性、高度自交衰退等,使人工杂交或自交进行的遗传改良受到诸多限制。因此通过遗传转化进行茶树育种越来越受到研究者的重视。离体再生困难和转化效率低是限制茶树遗传转化进行的主要因素。本文在综述了茶树微繁途径、器官发生途径和体细胞胚发生途径等离体植株再生和遗传转化的主要研究进展基础上,提出发根农杆菌(Agrobacterium rhizogenes)介导法最有可能在茶树遗传转化上取得成功。     

灭蝇胺在菜用大豆上的残留消解动态及安全性评价

为了研究灭蝇胺在菜用大豆上的残留消解动态并对其进行安全评价,本研究采用液相色谱法及田间试验方法,研究了菜用大豆上灭蝇胺的残留量。试验表明：菜用大豆上灭蝇胺的原始残留量因不同施药方案有所差异,施用375 g a.i./hm2的原始残留量＞施用187.5 g a.i./hm2的原始残留量;间隔7 天连续施用2 次的原始残留量＞施用1 次;残留消解动态符合一级动力学方程,半衰期(T1/2)为5.6~6.1 天,T0.99为37.3~40.6 天;在最终残留试验区,灭蝇胺按常规施药量(187.5 g a.i./hm2)及施药方法,施药1 次与间隔7天连续施药2 次,在末次施药后15 天,最终残留量分别为0.132~0.194 mg/kg 和0.156~0.202 mg/kg,产品符合GB 2763—2014规定的豆类的MRL(0.5 mg/kg)要求。     

罗汉果遗传转化受体再生体系的建立及发根农杆菌转化初探

以罗汉果品种“青皮果”试管苗的茎段和叶片为外植体,研究适合于遗传转化的受体再生系统,并进行了发根农杆菌转化的初步研究。试验结果表明茎段的再生能力强于叶片,且对农杆菌敏感,是进行遗传转化合适的受体材料。在MS基本培养基附加BA 1mg/L、KT 1mg./L、NAA 0.2mg./L、蔗糖30 mg/L培养基中,20d龄的茎段不定芽诱导率为100%,平均每个外植体诱导的不定芽数达到9.7个,移苗成活率90%以上;外植体培养前的割伤处理有利于提高出芽数;发根农杆菌转化茎段诱导出毛状根。罗汉果毛状根的诱导和培养将为罗汉果药用成分的研究和开发提供新的途径。     

谷子毛状根诱导方法的建立与优化

为建立一种快速鉴定谷子基因功能的技术体系,本研究通过比较谷子外植体、品种、乙酰丁香酮、菌液浓度和共培养时间对发根农杆菌K599介导的毛状根诱导效率的影响,发现发根农杆菌浓度在OD600为0.5、以谷子芽尖为外植体、在含有100μmol L–1乙酰丁香酮的毛状根诱导培养基上共培养3 d时,可使毛状根诱导率高达80.24%。将GFP基因进行毛状根遗传转化,通过GFP基因的PCR扩增和GFP荧光观察结果分析,发现谷子毛状根的转基因效率大于70%。利用该体系对谷子SiDVL1和SiDVL3的亚细胞定位和SiNHX2、SiCBL4和SiCBL7基因功能进行了分析和鉴定。结果表明SiDVL1和SiDVL3在谷子毛状根中的亚细胞定位与在烟草叶片中的一致;SiNHX2、SiCBL4和SiCBL7转基因谷子的存活率显著高于空载体转化谷子。说明本研究建立了一种高效快速鉴定谷子基因定位和功能的方法。     

中国沙棘在中国亚热带低海拔地区引种驯化试验的初步观察

中国沙棘是中国干旱荒漠区退化生态系统恢复与重建的重要树种。为了给沙棘北种南引提供参考,笔者首次将中国沙棘引入中国亚热带低海拔地区,通过引种栽培,设置2个试验地,采用2种埋深处理,对试验地和埋深处理之间的成活率指标进行双因素固定效应模型检验,并结合气象因子变化情况分析处理对沙棘成活率的影响。结果表明,地形因素及埋深因素主要通过对不同环境因子的重新配置,以对沙棘的成活率发生影响,浅埋较之深埋种植具有更高的成活率。成活率从生长季之初的高于60%显著下降到14%~25%,但仍然有沙棘的植株个体在试验区内成活。     

二倍体马铃薯基因编辑载体快速验证体系的建立

基于马铃薯熟性基因StCDF1的序列,构建了含有绿色荧光蛋白CRISPR/Cas9-StCDF1载体,并建立了农杆菌介导二倍体马铃薯遗传转化快速验证基因编辑载体的实验体系。结果表明,在发根农杆菌介导的遗传转化过程中,在生根培养基中添加2mg·L^-1的抗生素特美汀,能有效抑制发根农杆菌且不影响发状根的生长。利用荧光检测可实现对转化再生的阳性发状根进行快速筛选。结合对阳性根中拟编辑靶标序列的测序分析,发现所筛选出的阳性发状根中出现多种缺失类型,证明所构建的基因编辑载体和荧光筛选方法的可靠性。进一步利用根癌农杆菌介导转化马铃薯茎段,通过稳定的遗传转化最终获得1株StCDF1缺失5bp的杂合突变体。本研究在二倍体马铃薯中建立了快速验证基因编辑载体的方法,并获得了1株基因编辑植株,为后续研究StCDF1基因的调控网络提供了材料。     

菠萝果实生长发育过程中营养品质的变化

以‘巴厘（Ananas comosusr cv. Yellow Mauritius）’、‘卡因（Ananas comosusr cv. Cayenne）’和‘台农11号（Ananas comosusr cv. Tainung 11）’3个菠萝品种的果实为试材, 进行果实发育过程中糖、酸以及维生素C含量的分析。结果表明：蔗糖、葡萄糖和果糖是菠萝果实的主要糖类;在果实发育早期,各糖分含量较低,随着果实生长速度减慢,糖含量迅速增加,在果实成熟期达到最大值;在成熟果实中,不同品种间糖份的比例有较大差异,其中,‘巴厘’为3.71:1.11:1,‘卡因’为2.67:0.74:1。菠萝果实中所含有机酸有柠檬酸、苹果酸、酒石酸、乙酸、草酸和马来酸;随着果实的发育,不同品种间有机酸的含量、比例以及变化规律有一定的差异;在成熟果实中有机酸含量由高到低依次,‘巴厘’为柠檬酸（约占65.7%）、苹果酸（约占24.9%）、乙酸、草酸和马来酸,酒石酸没有检测到,‘卡因’为柠檬酸（约占62.2%）、苹果酸（约占14.4%）、酒石酸、乙酸、草酸和马来酸。菠萝果实中也有较丰富的维生素C,不同品种维生素C含量差异较大,‘巴厘’最高（0.49mg/g）,‘卡因’次之（0.19mg/g）,‘台农11号’最低（0.11mg/g）。     

我国有机茶发展现状分析

有机农业是遵循自然发展规律和适应生态发展的新型农业生产方式。有机农业是我国遵循可持续发展战略、适应当前资源供需严峻形势的重要措施。有机茶更是有机农业的典型代表,因此研究有机茶的发展将对我国有机农业的发展具有重要的指导意义。而通过对有机茶的相关研究综述,可以充分了解我国有机茶将面对的问题、机遇和有关措施,这将对我国有机茶的发展研究方向提供较有价值的参考。     

有机猪肉生产应具备的条件

随着大量有机猪肉进入一些大型超市,消费者可以购买到无兽药残留、无激素、无抗生素的有机猪肉,由于有机猪肉具有安全、优质、环保的优势,在国内外高端消费市场上发展迅速,越来越受到重视。发展有机猪肉生产或将常规养猪转化为有机养殖,可以构筑新的经济增长点,实现经济发展与食品安全的“双赢”。     

中国有机液肥的应用现状及发展趋势

有机液肥含有丰富的营养物质和有益微生物,集“肥效、药效”于一体,对作物生长、果实品质形成等具有积极作用,是一种重要的有机肥料,在中国农业生产中被广泛应用。有机液肥具有流动性和生物活性等特点,其运输和储存等方面存在一定局限,使有机液肥的应用受到影响。本文对有机液肥的功效、种类和制备、使用方法及效果等方面进行详述,针对在农业生产中的应用优势与不足提出相关建议。旨在为推进有机液肥在现代农业生产中应用提供思路。     

中国洋葱产业的回顾与展望

本文阐述了洋葱的起源、传播、育种技术与国内外的育种历史,总结了我国洋葱生产的发展状况与存在问题,并提出了未来我国洋葱产业的发展方向。     

有机作物生产中对种子的认证要求、发展现状及风险分析

种子是重要的农业生产资料,有机农业生产中对种子来源、转基因状况以及在种子处理方面都有明确要求。为了确定种子在有机生产认证中的要求、发展现状以及评价种子是否满足有机产品认证标准要求时所存在的风险,本研究通过资料收集及整理的方法确定了有机作物生产中对种子的认证要求、发展现状及风险分析,分析得出目前种子来源不是引起有机作物认证风险的主要因素,引入转基因种子和种子处理是该环节的主要认证风险来源。评价转基因风险的主要依据是其商业化种植的程度及其研究状况,这一标准决定在有机生产过程中使用转基因种子的风险高低;在使用常规种子过程中,种子是否受到化学药剂的处理也是在该环节中的一个重要风险。通过对有机种子风险进行分析可以为生产者及检查认证人员提供在种子环节应该注意的问题,以提高有机生产的符合性。     

华北地区有机及常规草莓生产对环境影响的生命周期评价

有机农业与农产品质量安全和生态环境安全密切相关,其环境影响效应也越来越受到人们的广泛关注,系统全面评价有机农产品生产过程对环境的影响,对促进有机农业健康发展具有重要应用价值。本研究采用生命周期评价方法(Life Cycle Assessment, LCA),分析和比较了山东省淄博市博山区有机草莓和北京市昌平区常规草莓生产过程及其对环境的影响。研究结果表明,在各项环境影响指标中,常规草莓生产带来的全球变暖、环境酸化、富营养化和土壤毒性的潜在环境影响分别是全球人均基准值的 3.45%、 2.11%、 27.09%和 280.16%,而有机草莓生产带来的全球变暖、环境酸化、富营养化和土壤毒性的潜在环境影响分别是全球人均基准值的 1.22%、 0.44%、 15.17%和 202.76%,均低于常规草莓。常规草莓生产中生命周期环境影响较大的是富营养化、水体毒性和土壤毒性,造成常规草莓水体毒性危害严重的原因是种植阶段农药残留迁移至水体所致,而土壤毒性是由于化肥和有机肥所携带的重金属残留所致。有机草莓生产中生命周期环境影响较大的是富营养化和土壤毒性,主要是由于有机草莓农作阶段施肥过程中的磷流失和重金属残留所引起的。总体上看,有机草莓生命周期环境影响综合指数为 0.22,而常规草莓为 0.43,说明常规草莓对环境的负面影响明显高于有机草莓。因此,施用生物源农药与优质有机肥是控制草莓生命周期负面环境影响的关键措施。     

巴州区有机水果开发前景

对有机水果品牌优势、区位优势、市场优势等前景剖析,提出了发展有机水果思路、措施和方法,以指导巴州区有机水果发展。     

苹果果实几何造型及可视化研究

提出了一种苹果果实几何造型的方法。采用Bézier曲线拟合苹果果实的轮廓,通过加入表征品种特征的扰动函数来控制果实表面的果棱。模型可控参数少且具有明确的生物学意义,易于与农业知识结合。针对苹果果实品种繁多、表面颜色丰富的特点,除了采用纹理映射方法绘制苹果表面外,还提出了基于颜色表的表面颜色随机填充法。实验结果表明该方法能够模拟多种苹果品种果实的外观特征,具有较好的真实感效果。     

果树循环经济生态栽培体系构建的研究分析

发展生态农业,实现可持续发展,是我国农业未来的主要方向。本文针对果树生产现状中存在的主要问题,提出了果树循环经济生态栽培体系的构建思路和可行性,结合我国实情开展了果树生态栽培与循环体系的建立与链接的研究与分析,提出了以果树产业为龙头,以牧草（市场）为纽带,通过延伸产业链条,将加工工程技术、废弃物资源利用纳入果树产业的循环系统的模式构建,分析了应用果树循环经济生态栽培体系循环模式产生的经济效益、生态效益和社会效益。