不同木薯品种体细胞胚及芽器官发生能力的研究

通过对不同优良木薯品种体细胞胚胎及芽器官发生能力进行比较研究。结果表明,不同品种之间的体细胞胚胎和芽器官发生能力因基因型不同而差异显著。KU 50体细胞胚发生率最高,为81.33%,其次为SC 205,诱导率为61.33%。而RYG 60未成功诱导出初生体细胞胚。诱导的体细胞胚经循环继代培养可形成次生胚状体。将次生胚状体转入成熟培养基,经光培养后可形成绿色的成熟体细胞胚,进而再生成植株。以KU 50体细胞胚萌发率最高,为42.2%。以子叶为外植体比以膨大的腋芽为外植体诱导初生体细胞胚的发生率高,除SC 205和NZ 199外,其余品种的诱导率均在85%以上。其中以新选048诱导效果最好,可达91.67%。将子叶切片置于器官发生培养基上可诱导不定芽的发生,诱导频率变幅为12.3%~71.0%,其中MCol 22和新选048诱导效果较好。     

激素对木薯体细胞胚胎发生与植株再生的影响

采用3种激素,通过不同浓度对华南8号木薯品种体细胞胚胎发生和植株再生的试验,获得适宜诱导胚性愈伤组织的培养基配方(MS+0.5mg/LCuSO4+4mg/L2,4-D或12mg/L Picloram)和体细胞胚成熟培养基配方(MS+0.5mg/LCuSO4+0.5mg/LBA)各一个。采用这些培养基配方应用于3个国内推广品种,一个海南当地品种以及两个模式种,诱导体细胞胚胎发生和植株再生效果显著。     

不同菜用大豆品种的胚胎发生与再生

以8个菜用大豆品种的未成熟子叶为外植体,在MS(附加高浓度2,4-D)培养基诱导愈伤组织形成、体细胞胚胎发生与再生植株.结果表明:八个菜用大豆品种的未成熟子叶均可诱导产生愈伤组织与体细胞胚胎发生,出愈率为14.71%～100%.体细胞胚胎发生率变化在0～36.76%之间,绿子叶菜用大豆没有形成体细胞胚.体细胞胚可正常萌发产生小植株,移栽成活结实.菜用大豆的出愈率和体细胞胚胎发生率与基因型有关.     

抗氧化剂对橡胶树胚状体农杆菌侵染效果的影响

以体细胞胚为侵染受体，通过在共培养基添加抗氧化剂来研究抗氧化剂对橡胶树农杆菌侵染效率的影响。结果表明，参试的4种抗氧化剂中，GUS基因瞬时表达效率高低顺序为硝酸银＞二硫苏糖醇＞L-半胱氨酸＞硫代硫酸钠，共培养基中添加20 mg/L硝酸银的GUS瞬时表达率最高，染色总胚数最高达96.7%，显著高于对照76.7%。因此，抗氧化剂的应用有助于提高体细胞胚的农杆菌侵染效率。     

利用农杆菌介导法将PVA-CP基因导入马铃薯品种东农303的研究

以马铃薯早熟品种东农303的微型薯为受体材料,对其再生和农杆菌介导的遗传转化体系进行了研究,成功地将PVA-CP基因导入马铃薯中。结果表明:在加入5mg·L-1ZT和1mg·L-1IAA的培养基上微型薯再生频率最高达95%;农杆菌侵染薯块时,用浓度为OD600=0.5的菌液,侵染5min,共培养2d转化频率最高;在诱导芽阶段加入75mg·L-1的卡那霉素,采用延迟筛选的方法。得到的抗性芽有22株在含100mg·L-1卡那霉素的培养基上生根。经PCR和PCR-Southern杂交检测,15株为阳性植株。初步证明了PVA-CP基因已导入并整合到马铃薯品种东农303的基因组中。     

基因型对橡胶树胚状体遗传转化瞬时表达影响的研究

侵染后抗性胚状体诱导频率低是影响橡胶树遗传转化发展的主要原因,而橡胶树次生体胚发生体系具有体胚增殖效率及植株再生率高的优点。以3个综合性状优良的橡胶树无性系次生体细胞胚状体为受体,研究其对根癌农杆菌的耐侵染能力、GUS基因的瞬时表达情况,探讨不同无性系胚状体对农杆菌转化的反应。结果表明：3个无性系农杆菌污染情况无显著差异,长菌的外植体经无菌水和抗生素水洗涤3 d后即可恢复生长;侵染后每30个胚褐化了1.2～5个胚,占侵染总胚数的4.00%～16.67%,品种间褐化面积无显著差异;热研87-6-62的总蓝斑数显著高于其它2个无性系,平均每个胚染上14.29个蓝斑,热研7-33-97和PR107稍差,但每个胚也能分别染上8.14和8.72个蓝斑。因此3个无性系均可以胚状体作为遗传转化的受体。此结果对利用胚状体为受体改良橡胶树优良无性系奠定良好基础。     

抗生素对大豆未成熟子叶愈伤形成和体细胞胚胎发生的影响

用6个大豆品种进行了抗生素敏感性试验，结果表明：在培养基中加入50mg/L卡那毒素可显著地降低出愈率。大豆不同品种对卡那霉素的反应在出愈率上表现相似，而在体细胞胚胎发生率上存在差异，培养基中含有400mg/L头孢霉素时出愈率显著降低，而体细胞胚胎发生率因品种不同而不同，用农杆菌侵染大豆未成熟子叶后在含有头孢霉素的培养基中培养时，体细胞胚胎发生率大幅度下降，本试验初步确定了较适合于大豆未成熟子，叶抗性选择的卡那霉素浓度和头孢霉素的脱菌浓度。     

花生幼叶组织培养及有效植株再生

以花生品种白沙果成熟种胚发芽7 d的幼叶为外植体,对花生体细胞胚胎发生和植株再生进行了研究,并建立了其高效再生体系.将幼叶切成1 mm×1 mm,接种在添加1～3 mg/L 2,4-D和1～5mg/L BAP的MS培养基上进行培养,获得了高频率的胚胎发生丛(89%～96%).将带有胚胎发生丛的愈伤组织分别转移至添加10 mg/LBAP或添加3 mg/L BAP和1 mg/L ABA的MS培养基上进行培养,57%～100%的胚胎发生丛产生体细胞胚(简称体胚);当将其进一步转移至添加3 mg/L BAP和1mg/L ABA或添加BAP(4,10 mg/L)的MS培养基上进行培养时,体胚萌发,再生植株.植株再生率最高可达96%.     

农杆菌介导的大豆体细胞胚遗传转化系统的优化研究

以大豆球形期体细胞胚为外植体,以抗性体细胞胚筛选率为指标,对影响农杆菌介导的大豆体细胞胚遗传转化频率的因子进行了优化.结果表明,菌液浓度以OD600=0.5-0.7、AS浓度为50-100μmol/L、侵染时间10分钟、共培养时间2-3天,有利于提高转化率.     

新疆彩色棉体细胞胚状体的发生及植株再生

以彩色棉栽培品种“新彩 3号”、“新彩 4号”等无菌苗下胚轴为诱导材料进行了组织培养 ,研究了不同基因型及诱导培养基中添加多种激素 2 ,4-D、NAA、IAA、ZT与 KT组合时 ,对愈伤组织诱导及体细胞胚胎发生的影响。实验结果表明在培养基中 2 ,4- D0 .0 5～ 0 .1 mg·L-1,KT0 .1～ 0 .2 mg· L-1时诱导效果最佳 ,产生了颗粒状、分散性好、淡黄色的胚性愈伤 ,胚性愈伤经分化培养基继代 2～ 3次后获得萌发胚 ,萌发胚在生根培养基培养数日后 ,形成了根、子叶、真叶完整的再生植株。并且不同基因型品种愈伤组织和胚胎发生能力表现有所差异。这是国内首次报道利用体细胞胚胎发生获得彩色棉再生植株。     

木薯的薯构型及其对机械收获的影响

不同品种木薯的薯块（块根）在土壤中的空间分布特性即薯构型,直接影响机械收获的效果。为探索木薯薯块在土壤中的空间分布特性,本研究通过抽样调查,研究了典型木薯品种华南205、南植199和新选048的薯构型,探讨适宜机械化收获的木薯品种,确定木薯机械化收获的技术参数。结果表明,华南205和南植199的薯块空间分布较为适宜机械化收获,单株木薯的最优收获半幅宽为0.0~35.0 cm、收获层深为0.0~25.0 cm,在此条件下,华南205的薯数占比和薯重占比均达到100.0%,南植199达96.0%以上。综合分析,确定木薯收获机的单株木薯半幅收获宽度为35.0 cm、收获深度为25.0 cm,该研究结果可为木薯收获机械的研究设计提供参考依据。     

木薯种质资源中醇腈裂解酶基因12G132600编码区终止突变及频率的研究

木薯是重要的粮食作物,但块根中含有的氰苷及其产生的氢氰酸严重影响木薯的食用品质,增加加工成本。α-醇腈裂解酶(alpha-hydroxynitrilelyase,HNL)是植物催化醇腈裂解产生氢氰酸的关键酶。重测序数据显示,‘华南8号’木薯品种中HNL编码基因家族的一个成员12G132600在编码区内部发生了终止突变,导致基因编码区变短。本研究对国内外251份木薯种质资源的重测序结果进行分析,共发现60份材料醇腈裂解酶基因12G132600存在相同的终止突变,该60份材料全部是终止突变与非终止突变的杂合基因型,且全部为栽培类型木薯。说明该突变是木薯由野生型驯化为栽培型以后发生的。通过对木薯品种‘华南9号’该基因的克隆测序以及与已发表的木薯品种‘TME3’基因组序列的比对分析,证实了该突变在木薯品种中真实存在。     

不同木薯品种主要根系分泌物提取与鉴定

本研究通过对木薯根系分泌物进行提取、分离与鉴定,探究不同木薯品种根系分泌物的差异,为筛选抗化感耐连作木薯新种质提供参考。以木薯组培苗琼脂培养基为试验材料,采用正交试验设计,结合GC-MS技术考察不同萃取材料和洗脱剂对木薯根系分泌物的提取和分离效果,选择最优方案测定‘新选048’‘南植199’和‘华南205’的根系分泌物。结果表明：（1）木薯根系分泌物水溶性物质提取的最优方案为：用去离子水超声提取捣碎的琼脂培养基30 min,固液分离后用XAD-2萃取、无水乙醇洗脱,浓缩后用GC-MS检测,成功鉴定出包括有机酸类、醇类、酯类、酮类、醛类等26种有机化合物。（2）醇溶性物质提取的最优方案为：用50%乙醇超声提取捣碎的琼脂培养基30 min,固液分离后用XAD-4萃取、无水乙醇洗脱,浓缩后用GC-MS检测,鉴定出包括有机酸类、醚类、酯类、酮类、醛类等15种有机化合物。（3）不同品种根系分泌物的水溶性和醇溶性成分均有差异。‘南植199’根系分泌物的主要水溶性物质有羟乙酸甲酯（相对含量为3.72%）、羟基丙酮（2.40%）、甲肼（1.79%）等,主要醇溶性物质有乙醇醛（18.89%）、羟基丙酮（2.47%）、甲酸（2.25%）等;‘新选048’的主要水溶性物质有甲酸（2.68%）、1,5-戊二醇（2.39%）、丙烯酸羟乙酯（2.01%）等,主要醇溶性物质有乙醇醛（17.00%）、甲酸（2.62%）、羟基丙酮（2.46%）等;‘华南205’的主要水溶性物质有甲酸（2.23%）、羟基丙酮（1.80%）、羟乙酸甲酯（1.43%）等,主要醇溶性物质有乙醇醛（16.58%）、甲酸（3.06%）、八氟戊醇（2.98%）等。不同木薯品种的根系分泌物种类和含量均有差异,从而导致其抗化感耐连作能力的差异,为筛选耐连作品种缓解木薯连作障碍成为可能。     

低温胁迫对木薯幼苗叶片转化酶及可溶性糖含量的影响

以华南124(SC124)、华南8号(SC8)和阿根廷7号(ARG7)3个木薯品种为材料,研究在持续低温胁迫下木薯幼苗叶片转化酶活性(SAI,NI)及可溶性糖含量的变化。结果表明:可溶性酸性转化酶(SAI)在木薯耐寒品种中(ARG7)活性较高;低温胁迫均能提高3个品种木薯中SAI酶的活性,但是在耐寒品种ARG7中表现为稳定提高。中性转化酶(NI)在木薯耐寒品种中(ARG7)活性较高,低温胁迫也能提高3个木薯品种中的NI酶活性,而NI酶活性均表现为短期提高。初步推断,SAI活性与木薯的抗寒存在一定的正相关。低温胁迫后3个木薯品种叶片蔗糖、还原糖和可溶性总糖的含量均升高,且抗寒品种ARG7叶片的还原糖、蔗糖和可溶性总糖含量极显著高于SC124和SC8。     

3个不同木薯品种的代谢产物解析

本研究以3种木薯品种（‘KU50’‘SC205’和‘SC9’）块根为实验材料,采用色谱-质谱联用非靶向代谢组学技术,对8月龄木薯块茎的代谢物进行差异性分析。通过鉴定共获得77个差异代谢物,主要涉及糖及其衍生物、氨基酸、有机酸等,‘KU50’和‘SC205’两个品种的优势代谢产物（相对含量>15%）均为蔗糖,且二者含量基本相当,‘SC9’的优势代谢产物为蔗糖与果糖;‘SC9’中蔗糖、柠檬酸相对含量显著低于‘KU50’和‘SC205’,但果糖、半乳糖、葡萄糖高于二者。利用主成分分析（PCA）发现,3个木薯品种块根代谢物组成结构差异性显著,获得差异显著的33种代谢物中主要涉及糖类及其衍生物、有机酸及其衍生物、生物碱、核苷酸及其衍生物、氨基酸及其衍生物等5个类别。通过GO、KEGG、通路富集分析共注释到14个差异显著性代谢途径,其中,共有16个代谢物富集于氨酰tRNA生物合成途径,9个富集于精氨酸和脯氨酸代谢途径,3个富集于氰基氨基酸代谢途径。本研究通过对3个木薯品种块根代谢物的种类、相对含量、主要代谢物和显著差异代谢物进行分析,阐明了不同木薯品种淀粉品质形成的物质基础。可为后期更好地进行木薯品种改良、品种选育及木薯食品加工提供参考。     

木薯采后生理性变质与淀粉特性研究

以华南系列的SC205、SC5、SC6、SC8和SC10五个木薯品种为材料,于采收后不同时间分析其块根生理变质程度、干物质含量、淀粉含量、支链淀粉比例和淀粉透明度等指标,探讨木薯生理变质与块根淀粉特性的关系。研究结果表明：采后生理变质对块根淀粉特性有明显影响,所有品种淀粉特性指标在采后均呈下降趋势,其中下降最快的是SC205。对各指标的相关分析表明,支链淀粉分别与淀粉含量和淀粉透明度呈显著正相关和极显著正相关。可见,生理变质可导致淀粉透明度的下降,影响淀粉的商品品质。     

北移江西种植的木薯品种鲜薯产量及淀粉品质差异研究

2008年和2009年,以华南系列木薯品种SC5、SC6、SC7、SC8、SC9、SC10和SC205为材料,研究北移江西种植的鲜薯产量及其淀粉品质的差异。结果表明:7个木薯品种中鲜薯产量最高的是SC8,居中的依次是SC205、SC7、SC10、SC6、SC9,最低的是SC5;淀粉含量最高的是SC6,居中的依次是SC9、SC8、SC205、SC10、SC7,最低的是SC5。SC8的鲜薯产量和淀粉含量显著高于对照品种SC205,而SC5显著低于对照品种SC205及其余5个品种。与对照品种SC205相比,SC8和SC5的直链淀粉含量、冷冻稳定性、凝沉稳定性和恩氏粘度较高,淀粉颗粒粒径略大,糊化温度略低。SC205的透明度和粘度高于SC5,但低于SC8。综上所述,7个供试木薯品种中以SC8和SC205北移江西种植的适应性相对较强,而SC5的适应性相对较弱。     

云南干热河谷能源木薯育苗移栽试验研究

对华南124、华南7号、华南205和南植199等4个木薯品种种条在苗床育苗和田间直接扦插繁殖时的生根效果、芽萌发情况进行了比较试验,同时对木薯在育苗移栽后与田间直接扦插种植时植株的成活率也做了比较。结果显示,在采用苗床育苗时,木薯种条的生根与萌芽情况皆优于田间直接扦插,苗床育苗后移栽田间的木薯苗木成活率显著高于田间直接扦插的木薯种条。     

基于生氰糖苷降解途径基因表达特性的木薯品种对二斑叶螨的抗性机制初探

为初步探究生氰糖苷降解途径2个基因α-HNL和β-glu在木薯品种对二斑叶螨抗性中的作用,本研究以抗螨木薯品种‘C1115’‘缅甸’‘SC9’和感螨木薯品种‘SC205’‘面包’‘BRA900’为材料,分析木薯生氰糖苷降解途径基因及其编码的生化酶在二斑叶螨取食木薯品种不同部位叶片（上部、中部和下部）不同时间后（1、4 d）的表达量及酶活性的变化情况。结果表明,α-HNL在感螨木薯品种上部和中部叶片中的表达量随螨害时间的延长而显著降低;在抗螨木薯品种的不同部位叶片中,α-HNL的表达量均随螨害时间的延长而显著升高,并且以中部和下部叶片的升高趋势更为显著。β-glu在抗、感螨木薯品种不同部位叶片中的表达量均很低,难以比较该基因的表达量在不同木薯品种、不同部位叶片受螨害后的变化情况,但在能检测到的少量样品当中,抗螨木薯品种的占比也多于感螨木薯品种。进一步进行酶活性分析结果表明,抗螨木薯品种受螨害后,随着时间的延长,降解途径基因α-HNL编码的α-HNL酶活性呈逐渐升高或维持不变的趋势,并且以中部和下部叶片的升高趋势更为显著,而在感螨木薯品种中,随着螨害时间的延长,α-HNL酶活性则呈逐渐降低或先升高后降低的趋势;β-glu基因编码的β-GLU酶活性在不同木薯品种中均呈较低的水平,这可能与其对应编码的基因表达量低有关,但总体而言,降解途径2个基因编码的降解酶α-HNL和β-GLU在抗螨木薯不同叶片组织中的活性总体上也显著高于感螨木薯。本研究初步揭示了不同木薯品种受螨害不同时间后,生氰糖苷降解基因和酶可能与木薯对二斑叶螨的抗性有关。     

木薯种质基因型与环境互作分析

为加强木薯现有选育材料和引进种质的研究利用,准确评价各种质产量相关性状的稳定性和适应性,以木薯主栽品种华南8号(SC8)和华南205号(SC205)为对照,选用138份选育材料和8份瑞士引进新种质,应用AMMI模型对连续3年的干物质率、收获指数的遗传方差、环境方差和遗传与环境(G×E)互作进行探讨。结果表明:(1)比对照SC8的干物质率和收获指数更高且更加稳定的种质分别有4份和6份,比对照SC205的干物质率和收获指数更高且更加稳定的种质分别有61份和12份;(2)对干物质率的分析中有67份种质比SC8和有132份种质比SC205对不同年度环境的适应性更好,对收获指数的分析中有48份种质比SC8和有28份种质比SC205对不同年度环境适应性更好。AMMI模型很好地解释了木薯干物质率和收获指数的基因型G效应、环境E效应和G×E互作效应。该结果对木薯种质的环境敏感度和种植范围评估提供了依据。