大豆SSR技术反应体系的优化

以大豆为材料,研究了PCR反应体系的主要成分模板DNA浓度、dNTP浓度、引物浓度、Taq酶浓度及退火温度对大豆SSR扩增结果的影响,探索影响SSR扩增结果的各因素的最佳用量及引物的退火温度。结果表明:在试验设计范围内,DNA浓度和dNTP浓度对扩增影响较大,引物浓度在0.05~0.2μmol/L范围内对扩增影响较小,Taq酶浓度对扩增有一定影响,引物要有其扩增适宜的退火温度。确立了适合大豆SSR分子标记研究的优化体系。最终确定总反应体系为20μL,模板DNA 20 ng,dNTP 200μmol/L,引物0.15μmol/L,Taq酶0.5 U,10×Taq Buffer 1.5 mmol/L,ddH2O补至20μL。     

银缕梅SSR-PCR反应体系的优化及引物筛选

为有效利用SSR-PCR技术分析国家一级重点保护植物银缕梅的遗传多样性,采用正交试验设计L16(43),即3因素4水平,对影响SSR-PCR扩增结果的因素(引物,模板DNA浓度和循环数)进行优化筛选,并在此基础上对聚丙烯酰胺凝胶上样量进行优化,建立了适合银缕梅的最佳SSR-PCR反应体系:10μL 2×PCR Mix、40 ng模板DNA、10μmol/L引物,其余用dd H_2O补齐至20μL。PCR扩增程序为:95℃预变性15 min,95℃变性30 s,57.5℃退火1.5 min,72℃延伸1 min,30个循环,循环结束后,60℃延伸30 min,扩增产物4℃保存。聚丙烯酰胺凝胶电泳上样量以1.5~2.0μL为最佳。利用优化后体系进行引物筛选,从18对引物中筛选出11对具有多态性引物,说明该反应体系具有良好的稳定性。该体系的建立可以为今后利用SSR标记对银缕梅遗传多样性分析、系统发育研究、遗传图谱构建、基因定位和分子标记辅助育种等研究提供基础。     

凤仙花属植物SSR-PCR反应体系的建立与优化

SSR-PCR反应体系的建立与优化是凤仙花属植物(Impatiens L.) SSR标记研究的基础,本研究以8种凤仙花属植物为试材,对Mg~(2+)、Taq酶、dNTPs浓度、DNA模板、引物浓度等5因素进行L_(16)(4~5)正交试验,探讨适合凤仙花属植物的SSR-PCR反应体系,并对主要因素进行优化。结果表明:Mg~(2+)、Taq酶和dNTPs浓度3个因素对凤仙花属SSR-PCR扩增结果有显著影响,影响程度为Mg2+Taq酶dNTPs浓度DNA模板引物浓度;20μL为最佳反应体系,其中,2.6 mmol/L (含10×PCR Buffer)的Mg~(2+),1.6 mmol/L的dNTPs,2μmol/L的引物,60 ng的DNA,0.1 U的Taq酶,ddH_2O补齐剩余部分。利用优化后的反应体系对同属54种材料进行PCR扩增,扩增产物在130～200 bp,具4个等位基因,目标条带清晰,多态性良好。该体系的建立可为今后利用SSR标记对凤仙花种质鉴定、遗传多样性分析、系统发育研究、遗传图谱构建、基因定位和分子标记辅助育种等研究提供了依据。     

药用菊花SSR-PCR反应体系优化及引物筛选

为进一步开发利用药用菊花种质资源和开展分子标记辅助选择育种,本研究利用L25(56)正交设计对影响药用菊花SSR-PCR反应的模板DNA、Mg2+、d NTPs、Taq酶、引物等5个因素进行优化,并对SSR引物进行筛选。结果建立了药用菊花SSR-PCR最佳反应体系(20μL):模板DNA 60 ng,正、反向引物0.25μmol/L,d NTPs 0.3 mmol/L,Mg2+3.0 mmol/L,Taq酶1.5 U。运用优化后的反应体系,从136对引物中成功筛选出了扩增条带清晰、多态性丰富的SSR引物57对,大多数条带大小集中在100~500 bp,不同引物扩增的条带数为5~15条。优化的SSR-PCR反应体系在多个药用菊花品种遗传多样性研究中得到了验证,获得了稳定性、重复性良好和多态性丰富的扩增图谱。该体系的建立可为今后利用SSR标记对药用菊花种质鉴定、遗传多样性分析、系统发育研究、遗传图谱构建、基因定位和分子标记辅助育种等研究提供了依据。     

海南油茶SCoT反应体系建立与多态性引物筛选

SCoT-PCR是一种单引物扩增分子标记。为了将SCoT分子标记应用于海南油茶的分子鉴定和遗传多样性评价中,本研究采用单因素试验和正交试验结合方法,分析模板DNA、dNTPs、Taq DNA聚合酶及引物4种因素对海南油茶SCoT-PCR扩增结果的影响,构建海南油茶SCoT-PCR体系,并筛选多态性引物。单因素试验结果表明：DNA浓度对海南油茶扩增效率影响不大,高浓度dNTPs利于扩增产物,而Taq酶和引物扩增高效率偏于中浓度。正交试验结果表明：各因素对海南油茶SCoT-PCR扩增影响大小依次为引物>Taq DNA聚合酶>dNTPs>模板DNA;总体系为20μL时,最佳反应体系中模板DNA用量为30 ng,dNTPs浓度为0.30 mmol/L,引物浓度为0.60μmol/L,Taq DNA聚合酶用量为1.00 U。利用构建的SCoT-pcr体系对80条SCoT单引物进行筛选,最终筛选出16条SCoT条带清晰的多态性引物,多态性比率平均值达到76.25%。本试验结果可为海南油茶的遗传多样性分析和种质资源鉴定等研究提供参考数据。     

红芪ISSR-PCR体系的建立及优化

通过单因素与中心复合设计相结合的方法建立优化红芪ISSR-PCR反应体系,并筛选引物,优化电泳时间及扩增循环数。建立的红芪ISSR-PCR反应体系为:25μL反应体系中10×PCR Buffer(Mg~(2+))3.5μL、模板DNA(30 ng/μL)2μL、PCR扩增引物2μL、Taq DNA聚合酶为1.25 U、d NTPs为2μL,dd H_2O 14.5μL,建立的扩增程序:94℃预变性5 min,开始34个循环;94℃变性30 s,后据不同退火温度的引物复性45 s,72℃延伸2 min,循环结束后72℃延伸7 min。本研究筛选出红芪扩增的引物17条;PCR反应产物电泳时间为120 min,最佳循环数为34,建立了稳定的体系,为进一步研究红芪的遗传多样性及遗传结构提供了帮助。     

黄枝油杉ISSR-PCR反应体系的建立与优化

先运用正交设计进行初步筛选,再用单因素设计逐一优化对ISSR-PCR扩增效果有影响的Mg2+、Taq DNA聚合酶、dNTP、引物、模板DNA、循环次数及退火温度.建立了黄枝油杉的最佳反应体系和程序,即25μL体系中含2.0mmol/L的Mg2+、1.5U Taq DNA聚合酶、0.10mmol/L的dNTP、1.0μmol/L的引物、30ng的模板DNA以及2.5μL10×PCR buffer,其余的用灭菌的ddH2O补够25μL.扩增程序:94℃预变性5min;94℃变性30s,48～56℃(不同的引物,其退火温度不同,根据具体引物而定)退火45s,72℃延伸90s,以上3个步骤循环50次;最后72℃延伸7min;扩增产物放在4℃冰箱中保存.该体系和程序稳定性良好,结果可靠,可用于黄枝油杉遗传多样性分析.     

风信子ISSR-PCR体系的优化及引物筛选

以风信子基因组DNA为ISSR-PCR扩增模板,采用单因素试验方法,对影响PCR扩增体系中Mg2+浓度、dNTPs、模板DNA及引物浓度、Taq酶的用量5个因素进行研究,建立了风信子ISSR-PCR扩增最佳反应体系,即:20μL反应体系中分别加入2μL10×Buffer、1.4μL Mg2+(25mmol/L)、1.5μL dNTPs(2.5mmol/L)、1.5μL引物(10pmol/μL),0.2μLTaq酶(5U/μL),1.2μL模板(30ng/μL),ddH2O补足体积。并以此体系对110条引物进行筛选,最终获得了多态性高,重复性好的引物12条。     

珍稀植物浙江雪胆SCoT-PCR体系的建立及优化

为建立浙江雪胆SCoT-PCR的最佳反应体系,本研究采用正交实验对dNTPs、引物、模板DNA及Taq聚合酶等的浓度进行筛选,并对采自景宁畲族自治县的材料进行验证。结果表明,PCR体系中各因素用量对多态性结果的影响大小依次是引物>dNTPs=Taq酶>模板DNA,最佳反应体系(20μL)为0.7μL dNTPs(10 mmol/L),0.3μL引物(20μmol/L),0.4μL Taq酶(2 U/μL),1.2μL DNA模板(20 ng/μL),2μL 10×缓冲液(含20 mmol/L Mg²⁺),dd H₂O 15.4μL;筛选出11条稳定性好、多态性高和重复性好的引物,同时优化了它们的最佳退火温度;对10份种质资源进行验证,结果表明该体系扩增的结果稳定、扩增条带清晰。浙江雪胆SCoT-PCR体系的建立和优化,为后续开展遗传多样性研究、资源保护和分子育种提供了依据。     

催吐萝芙木SRAP反应体系的优化及引物筛选

本研究以催吐萝芙木为材料,利用正交试验设计对影响SRAP-PCR反应的不同浓度模板DNA、Taq DNA聚合酶、引物和d NTP进行优化,建立催吐萝芙木的SRAP-PCR最佳反应体系。20μL反应体系包括:10×Taq Plus Buffer(含1.5 mmol/L Mg2+)2μL,d NTP 0.2 mmo1/L,Taq DNA聚合酶0.75 U,模板DNA 40 ng、正/反引物各1.2μmo1/L。在此条件下,对能够在催吐萝芙木、四叶萝芙、蛇根木、苏门答腊萝芙木、云南萝芙木中扩增的引物进行了筛选,获得30对具有通用性扩增的引物,为后续通过SRAP探讨其遗传多样性和亲缘关系方面的研究提供参考。     

漂浮育苗藜麦的生长发育及生理特性探究

为了探讨漂浮育苗藜麦的生长发育及生理特性,以四个藜麦品种为供试材料,对比漂浮育苗各阶段藜麦植株的农艺性状、根系活力、光合色素含量、光合速率等指标。结果表明:成苗时黄藜麦植株高、根系发达、茎秆粗壮、叶片多、光合作用强,其次黑藜麦和红藜麦长势也较好,各项指标中最差为白藜麦。漂浮育苗技术适用于藜麦育苗,能培育整齐、少病虫害且不受气候限制的壮苗,有利于提高藜麦的种植经济效益,有利于秋季进行藜麦幼苗与烤烟、马铃薯等作物的套作与轮作,改善烤烟的连作障碍及推进烟农的增收,为实现烤烟年内轮作提供科学依据,对烤烟的优质稳产具有重要意义。     

水稻ARF基因家族新成员ADP-Ribosylation Factor-Like Protein 5(OsARFL5)的克隆及表达分析

小G蛋白家族中的亚家族ADP-核糖基化因子(ADP-ribosylation factor, ARF),在生物体内起众多的生理作用,参与基因表达、细胞骨架重组装、微管的形成以及囊泡和核孔运输等。本研究已成功克隆得到ARF基因家族中的一个新基因OsARFL5,系统进化分析表明该基因与SiARFC1亲缘关系较近;以该基因和其启动子序列构建了两种遗传转化表达载体(pOsARFL5::GUS, pCaMV35S::OsARFL5:EGFP),并获得了相应遗传载体的转基因植株;GUS染色结果表明,该基因在不同时期、不同组织部位表达;洋葱表皮亚细胞定位结果显示,Os ARFL5基因编码的蛋白定位在细胞核。RT-PCR结果显示,OsARFL5在水稻不同生育期的根、茎、叶、叶鞘和穗子中均有不同程度的表达。本研究初步探明了ARF基因家族新成员OsARFL5在水稻生长发育过程中的表达模式。     

三白草APETALA1基因的克隆和在苞叶中的表达

三白草属于三白草科,其花没有花萼和花瓣,开花时顶端三片苞片变白。A-class MADS-box基因在花发育过程中起着重要作用。APETALA1(AP1)基因属于花分生组织识别基因,调控花分生组织向花器官的转变;同时AP1基因又是花器官形态特征基因,在花发育的ABCDE模型中,AP1基因属于A类基因,是萼片和花瓣正常发育所必需的。本研究通过RACE方法克隆三白草的MADS-box AP1基因的cDNA全长并与其他物种的AP1同源基因C-末端的结构域进行比较,同时对AP1 MADS-box基因在苞叶变化过程中表达进行分析,无被花三白草的研究对正确了解花被起源和演化过程具有重要的意义。     

云南小粒咖啡果皮粉发酵酸奶的研制

以鲜牛奶为主要原料,添加云南小粒咖啡果皮粉、蔗糖、琼脂,直投式发酵菌种为发酵剂,以酸奶感官品质评分为考察指标,在单因素试验的基础上,应用Box-Behnken试验设计优化确定最佳的云南小粒咖啡果皮粉发酵酸奶的工艺与配方。结果表明:咖啡果皮粉添加量为鲜奶量的0.63%,蔗糖为鲜奶量的7.50%,琼脂为鲜奶量的0.55%,发酵时间6.6h时,获得的发酵酸奶的感官品质评分为91分,产品组织状态均匀,口感细腻,略带有咖啡香味,感官评价最佳。     

微卫星分子标记揭示的杂草稻遗传多样性及群体分化

为了明确不同地理位置杂草稻群体的遗传多样性现状、遗传分化水平以及杂草稻群体之间的基因流。本研究利用24对SSR引物对来自黑龙江、吉林、辽宁、江苏和广东共17个杂草稻群体的469份杂草稻样本进行的遗传多样性及遗传分化分析。结果表明杂草稻群体的总体遗传多样性较为丰富(I=0.36, He=0.23),不同杂草稻群体间的遗传多样性指数差异较大,He在0.07～0.35之间。AMOVA分析结果表明,杂草稻群体70%的变异来源于群体间,30%的变异来源于群体内。聚类分析显示,相邻地区的种群间相似性较高,江苏省杂草稻的不同种群间存在较高遗传分化;遗传分化与基因流结果表明,17个杂草稻种群间总的Nm值为0.117,总Fst值为0.694。地理位置较近的种群间Nm普遍较高,Fst较低;而地理位置较远的种群间Nm普遍较低,Fst较高。总之,本实验中的杂草稻群体总体的遗传多样性水平较高,群体之间的遗传多样性指数差异较大;杂草稻群体间的遗传分化显著大于群体内的分化,符合遗传距离的空间隔离模型;杂草稻群体间和地区间有一定水平的基因流,本研究对理解杂草稻在农田生态系统中的适应性进化及制定杂草稻控制策略具有重要意义。     

马铃薯晚疫病菌应答WRKY基因的结构功能预测与植物表达载体构建

WRKY是一类广泛参与高等植物各种抗逆调控活动的转录因子,可以通过激活下游相关信号转导途径调节自身的应激反应,进而增强植物抗逆性。本研究通过RNA-Seq从马铃薯(Solanum tuberosum)中筛选出一个晚疫病菌诱导WRKY转录因子基因StWRKY。采用RT-PCR技术获得该基因CDS全长,并对其进行序列分析及结构功能预测。根据StWRKY蛋白序列进行同源性搜索,得到与其蛋白序列相似度较高的其他物种的蛋白序列,使用MEGA7软件对St WRKY蛋白序列及其同源序列进行多序列比对分析并构建了系统进化树。利用在线工具ProtParam对StWRKY进行氨基酸理化性质分析;利用SMART在线工具进行蛋白序列分析;利用SWISS-MODEL在线工具和PredictProtein在线平台分别对StWRKY蛋白二级结构和三级结构进行分析。结果表明,StWRKY核苷酸序列CDS全长为957 bp,编码含318个氨基酸的蛋白质,预测蛋白分子量为36.17 k D,等电点为6.49。既不是分泌蛋白也不是膜蛋白,未发现跨膜区、信号肽和复合螺旋区。StWRKY三维空间结构主要由无规卷曲以及β-折叠组成。通过XcmⅠ酶切、连接将StWRKY装载到pCXSN载体上,构建了该基因的超表达载体pCXSN-StWRKY。StWRKY基因的克隆,为进一步从分子水平上验证其抗晚疫病的生物学功能以及揭示马铃薯生物胁迫抗逆机制奠定基础,并为马铃薯抗病育种提供新的基因资源。     

微波杀青时间对4种食用菌酶活性的影响

以榆黄菇、鸡腿菇、鸡枞和青头菌为试材,采用微波杀青的方法,探讨杀青时间对4种食用菌酶活性的影响。结果表明,随着微波杀青时间的延长,SOD,CAT,POD,PPO 4种酶活性都迅速下降,且酶活性的钝化时间存在差异;4种食用菌在杀青2 min时PPO,SOD,CAT,POD酶活性均基本被钝化。因此,以微波杀青2 min进行杀青有利于进一步加工。     

菠萝蜜锈病分级标准及田间病害调查

海南省是菠萝蜜的重要产区之一。自2016年起对海南省11个菠萝蜜规模化种植地区的果园进行了菠萝蜜锈病普查,对发病较严重的5个市县进行了连续两年的固定点监测。结果表明:万宁、定安、澄迈、琼海等地的菠萝蜜锈病发病率极显著高于其他地区;除琼海外,其它市县菠萝蜜果锈病发病率4～6月的均高于9～11月;发病率最高的是2017年五指山,达20.00%,最低的是2018年澄迈,为9.33%;病情指数方面五个监测点2017年均大于2018年。单苞和单果锈病严重度均为5级。综上,4～6月是菠萝蜜锈病发病的高峰期;综合两年比较,各地区的平均发病率与平均病情指数均有所下降,病果数量也在下降。通过提出锈病分级标准,为明确锈病害发生规律,提高防治水平提供参考依据。     

黄金茶CsDAM2基因克隆及其功能分析

休眠是通过植物体内相应基因的表达调控机制,使植物芽停止生长,以适应外界低温、短日照等不良环境条件的结果。茶芽打破休眠的早晚,密切关系到茶树经济生产的效益。为进一步掌握茶树芽休眠与解除的分子机理>本研究克隆了可能与黄金茶发芽早相关的转录因子(dormancy associated MADS-box CsDAM2),并在烟草中过表达CsDAM2,对CsDAM2转基因烟草和野生型烟草进行低温处理。结果表明,在相同处理条件下,随着温度的降低,同野生型烟草比较,转基因烟草电导率增加幅度小,并且叶绿素荧光值降低率低,说明在抗寒性能上,转基因烟草具有显著优势,进而一定程度上证实了 CsDAM2具有提髙茶树抗寒性的作用。本研究结果为进一步揭示茶树芽休眠与解除的分子机理提供了科学依据。     

温度对小果博落回种子萌发的影响与血根碱合成基因表达分析

博落回属植物属于罂粟科,包括两个种:博落回Macleaya cordata (Willd.) R. Br.与小果博落回Macleaya microcarpa (Maxim.) Fedde.。博落回属植物中含有一些重要的药用活性成分。一些包含博落回提取物的产品广泛用于饲料添加剂和其他领域。当前对于博落回属植物资源的研究主要集中于博落回,而对小果博落回资源的研究较少。主要是由于小果博落回无菌苗较难获取,使得遗传转化等方面的研究很难进行。本研究在5个不同温度下筛选出小果博落回最优的萌发温度,并且分析了3个不同时期的小果博落回无菌苗中血根碱合成相关基因的表达情况。除此以外,还比较了同一时期的小果博落回与博落回的根、茎、叶组织中的血根碱合成相关基因的表达情况,为下一步小果博落回的资源开发提供了前期研究基础。