植物赤霉素生物合成关键基因GA3-oxidase的研究进展

在植物赤霉素合成途径中,GA3ox将无活性的GA12和GA53转变为有活性的GA4和GA1,进而实现了调控植物生长发育。GA生物合成及其信号传导途径相关基因的研究备受关注。本研究对高等植物体内GA3-oxidase基因的克隆、组织表达、调控表达、功能鉴定等方面的研究进行综述,并对进一步深入研究GA3ox的互作、抗逆性等方面进行了展望,揭示GA3-oxidase氧化酶信号网络系统及其作用机制。     

赤霉素诱导甘蔗GA20-Oxidase基因实时荧光定量PCR分析

本研究以喷清水甘蔗幼茎作为对照（即未处理）,经过赤霉素处理后6h、12h、24h和48h的甘蔗幼茎为处理,分别进行取样并提取RNA,反转录获得cDNA作模板,利用SYBR GreenⅠ成功构建了目的基因（GA20-oxidase）和内参基因（GAPDH）的标准品和标准曲线。结果表明：内参基因与目的基因的起始模板浓度与Ct之间呈良好线性关系,决定系数分别为r^2=0.998、r^2=0.995;溶解曲线均显单峰型,证明扩增的特异性比较好,可对基因表达进行相对定量。定量结果表明：目的基因未处理的表达量最大,赤霉素处理后表达量持续下降,在6h达到最低值,12h后逐渐上升,但到48h又明显下降,且所有处理的表达量均低于未处理,6h、12h、24h和48h比对照的表达量分别下降了24.75%、13.18%、10.23%和20.34%。本实验研究GA20-oxidase基因在赤霉素处理后的表达情况,为进一步克隆甘蔗GA20氧化酶基因全长序列、研究该基因在甘蔗节间伸长过程中的表达调控及甘蔗茎间伸长中的作用机理提供理论依据。     

矮杆和半矮杆大豆突变体植株生长对外源GA3的响应

矮杆和半矮杆突变体是研究植物基因功能和培育高产作物新品种的重要材料。本研究以矮杆和半矮杆大豆突变体与各自野生型品种为材料, 利用外源赤霉素(GA₃)处理不同发育时期植株, 研究植株生长速率和成熟期株高性状发育对外源GA₃的响应及主茎纵向细胞的形态学变化, 分析两类突变体与各自野生型之间的内源赤霉素含量差异。结果表明, 外源GA₃(40 mg L^-1)对半矮杆和矮杆突变体的作用效果明显不同, GA₃处理后半矮杆突变体植株在不同测定时段的平均生长速率达到2.76 cm d^-1, 而矮杆突变体的平均生长速率仅为0.92 cm d^-1, 而且成熟期半矮杆突变体植株的平均高度、主茎平均节间长度与节间纵向细胞长度均显著超过对照, 外源GA₃能够恢复其正常的野生型株高表型; 而矮杆突变体较对照的上述3项增幅均明显小于半矮杆型, 外源GA₃不能恢复其正常的野生型株高表型。说明半矮杆突变体的植株生长对外源GA₃有明显响应, 为GA₃敏感型突变体; 而矮杆突变体仅在生育前期对外源GA₃有一定程度响应, 为GA₃钝感型突变体。半矮杆和矮杆突变体成熟期植株的内源GA₃₊₁含量均显著低于各自野生型品种, 这可能是二者表型矮化的生理原因。     

纳米材料钼对大豆子叶节诱导的影响

为提高大豆子叶节转化效率,以豫豆22为试验材料,研究不同浓度(0,20,40,60 mol/L)纳米材料钼(Mo)对大豆子叶节的影响.结果表明,纳米材料钼对出芽、抽茎和生根都有促进作用,在0～40 mol/L范围内随着浓度的升高逐渐增加,40 mol/L时达到最大值,出芽率、抽茎率和生根率分别比对照提高了13.54％、13.18％和11.96％;在60 mol/L时,3项指标均下降,出芽率仍显著高于对照,抽茎率降至与对照无显著差异,生根受到抑制,生根率下降了4.76％,显著低于对照.因此,在0～40 mol/L浓度范围内,向培养基中添加纳米材料钼可以提高大豆子叶节的诱导效果.     

矮杆和半矮杆大豆突变体植株生长对外源GA3的响应

矮杆和半矮杆突变体是研究植物基因功能和培育高产作物新品种的重要材料。本研究以矮杆和半矮杆大豆突变体与各自野生型品种为材料, 利用外源赤霉素(GA₃)处理不同发育时期植株, 研究植株生长速率和成熟期株高性状发育对外源GA₃的响应及主茎纵向细胞的形态学变化, 分析两类突变体与各自野生型之间的内源赤霉素含量差异。结果表明, 外源GA₃(40 mg L^-1)对半矮杆和矮杆突变体的作用效果明显不同, GA₃处理后半矮杆突变体植株在不同测定时段的平均生长速率达到2.76 cm d^-1, 而矮杆突变体的平均生长速率仅为0.92 cm d^-1, 而且成熟期半矮杆突变体植株的平均高度、主茎平均节间长度与节间纵向细胞长度均显著超过对照, 外源GA₃能够恢复其正常的野生型株高表型; 而矮杆突变体较对照的上述3项增幅均明显小于半矮杆型, 外源GA₃不能恢复其正常的野生型株高表型。说明半矮杆突变体的植株生长对外源GA₃有明显响应, 为GA₃敏感型突变体; 而矮杆突变体仅在生育前期对外源GA₃有一定程度响应, 为GA₃钝感型突变体。半矮杆和矮杆突变体成熟期植株的内源GA₃₊₁含量均显著低于各自野生型品种, 这可能是二者表型矮化的生理原因。     

水稻长节间基因对GA3敏感性和不育系改良

带有长节间基因eui水稻不论在苗期和抽穗期对GA3的敏感性均高于等位的Eui基因，尤其对茎部的第1和第2节间影响较大，属1-2节间伸长型。带有Eui基因则对第2和第3节间伸长影响较大，属2-3节间伸长型。带有eui基因的珍长保持系作为供体，将eui导入野败不育系二九南1号、二九青、V20以及矮败不育系协青早，使其穗伸出长度提高了82     

赤霉素诱导甘蔗节间伸长基因的cDNA-SCoT差异表达分析

以甘蔗ROC22为材料,在伸长初期进行叶面喷施200 mg L–1浓度的赤霉素为处理,以喷施清水为对照,在不同时间取幼茎样品,用cDNA-SCoT进行基因差异表达分析。结果表明,通过46条引物筛选了约700个cDNA片段,获得差异片段30个。有18个基因片段受赤霉素上调而12个基因片段下调;其中16个TDFs序列和NCBI数据库中已录入的基因具有较高的相似性,按照其功能可分为6类,即能量与代谢相关基因(占总数的20.0%)、未知功能蛋白(占总数的20.0%)、未知基因(占总数的46.7%)、信号传导相关基因(占总数的6.7%)和转录因子相关基因(占总数的3.3%);细胞凋亡基因(3.3%)。这说明利用SCoT方法可以进行蔗茎基因差异表达研究,分离到的一些差异片段可能是与甘蔗节间伸长相关的基因。     

外源赤霉素对旱区烤烟叶片生长和品质的影响

在豫西旱区,利用田间试验,进行了不同时期喷施不同浓度赤霉素对烤烟叶片生长和品质影响的初步研究。结果表明,打顶当天喷施适当浓度的赤霉素,可增大烤烟上部和全株叶面积,尤以喷施20mg/kg的处理效果最好,烤烟产量构成因素较为优化,明显降低上部烟叶厚度与烟碱和游离烟碱含量,提高上部烟叶可用性;稳定NO2-含量,并使上部和中部烟叶主要化学成分具有较好协调性。     

硬粒小麦赤霉素氧化酶基因GA2ox-A9的克隆及表达分析

赤霉素2-氧化酶(GA2-oxidase,GA2ox)是赤霉素降解途径的关键酶,在茎的伸长中起着重要的作用.为探讨GA2ox-A9基因与小麦矮化之间的关系,本研究从硬粒小麦ANW16G(携带Reduced height gene 18,Rht18)和其株高近等基因系LD222两个材料中克隆得到GA2ox-A9基因,分...     

芒果赤霉素氧化酶基因GA3ox的克隆、表达及亚细胞定位分析

赤霉素3-氧化酶(gibberellin 3-oxidases, GA3ox)是赤霉素(gibberellic acid, GA)生物合成途径中的关键限速酶之一。芒果中GA3ox基因的功能及其表达模式未见报道。本研究利用RACE技术克隆了一个芒果GA3-氧化酶基因(GA3ox),该基因全长cDNA序列为1 680 bp,编码氨基酸381个,开放阅读框(open reading frame, ORF)为1 146 bp,蛋白分子量为42.6 kD,等电点为5.13,不含信号肽,不含跨膜结构域。系统发育树分析发现,该基因编码的蛋白主要与开心果亲缘关系较近,其次为克莱门柚、甜橙、麻疯树等植物。通过拟南芥原生质体亚细胞定位分析发现,该基因主要定位在细胞质中。通过对乔化、矮化芒果品种不同发育时期的叶片的实时荧光定量PCR分析发现,该基因主要在矮化品种中表达量较高,在乔化品种各个时期表达量较低,且差异不大。矮化品种中主要在开花期表达量最高,坐果期7～8周含量最低,但都高于乔化品种的任何取样时期。该基因的克隆和表达分析为下一步功能的研究及其在芒果株形调控分子机制提供理论依据。     

基因型对大豆子叶节系统再生和转化的影响

以大豆子叶节为材料，分别以丛生芽分化率和子叶节区GUS阳性率为指标确定不同大豆基因型对外植体丛生芽诱导的影响及对农杆菌的易感性，探讨基因型对大豆子叶节系统再生和转化的影响。试验结果表明，大豆基因型对子叶节丛生芽诱导及对农杆菌的易感性均有较大影响。筛选出11个丛生芽分化率在70％以上的大豆基因型，筛选出最易感的大豆品种为黑农35，其次为绥农14和合丰35。     

接种俄罗斯大豆根瘤菌对大豆生长和产量的影响

生物固氮是一种低能耗、无污染的植物生长氮素供应形式。应用这一技术,可减少化肥施用量,提高大豆产量和品质,收到节能增效、绿色环保的效果[1~3]。黑龙江省与俄罗斯远东地区阿穆尔州邻近,生态条件相似。2005年黑河农科所从全俄大豆所引进大豆根瘤菌OM.37和CB.51,进行田间试验,本文就引进的两个大豆根瘤菌对黑河92-1326大豆品种的增产作用进行分析。1试验设计与方法田间试验在黑龙江省农科院黑河农科所试验地进行,试验地为草甸暗棕壤。共设3个处理:①CK;②OM.37;③CB.51。施肥方法为:在播种前取菌剂2g(含菌量约为3亿/g),加水5mL,稀释后拌入250g种子,充分搅拌后,摊开晾干备用……     

夏大豆植株冠层主要生长指标对氮素的响应

为定量分析夏大豆植株冠层主要生长指标对氮素的响应,以‘齐黄34’为材料,于2021年夏大豆生长季开展施氮和氮钾肥运筹田间试验,通过系统分析不同施氮水平、氮钾肥运筹对夏大豆关键生育期植株冠层含氮量的影响,以及植株冠层氮积累量、叶面积指数、SPAD值、RVI值、NDVI值与植株冠层含氮量之间的内在联系,明确夏大豆植株冠层主要生长指标对氮素的响应。结果表明,一定范围内,施氮可以有效提高夏大豆开花期和鼓粒初期植株冠层含氮量,鼓粒初期钾肥的及时供应,可有促进大豆植株对氮素的吸收;鼓粒初期植株冠层含氮量、冠层氮积累量、叶面积指数、SPAD值、RVI值和NDVI值均高于开花期;植株冠层氮积累量、叶面积指数和RVI值随冠层含氮量呈指数函数增长,开花期SPAD值和NDVI值随冠层含氮量呈线性函数增加,而鼓粒初期SPAD值随冠层含氮量呈线性函数减小。冠层生长指标是反映夏大豆植株生长状况的重要参数,明确夏大豆植株冠层主要生长指标对氮素的响应,对于指导夏大豆高效生产和肥料运筹调控具有重要意义。     

外源松柏醛和芥子醛影响棉纤维苯丙烷代谢途径基因表达及生长

利用棉花胚珠离体培养和半定量RT-PCR及数字化图像处理技术,通过体外饲喂不同浓度苯丙烷代谢途径中间代谢物松柏醛(CA)和芥子醛(SA)来研究在棉花纤维发育过程中苯丙烷代谢关键中间产物对棉花纤维发育的影响.结果表明,在离体培养棉纤维中,不同浓度(100μmol· L-1、200 μmol· L-1)外源松柏醛(CA)和芥子醛(SA)不但诱导了以CA和SA为底物的基因产物表达量增加,也诱导了苯丙烷代谢途径上游基因产物的表达量增加,且高浓度(200 μmol·L-1)诱导的表达量高于低浓度(100 mol· L-1),芥子醛高于松柏醛;对GhExpansin1的表达和纤维生长均有抑制作用,且高浓度(200 μmol· L-1)抑制作用更加明显,芥子醛抑制作用大于松柏醛.     

大豆子叶节植株再生体系的优化及转EPSPS基因的研究

为提高农杆菌介导转化大豆子叶节再生体系的遗传转化效率,优化了激素水平、基因型、抗生素及筛选压力等影响植株再生的多个因素,并用EPSPS基因转化大豆子叶节。结果表明,不定芽诱导培养基中6-苄氨基嘌呤(6-BA)浓度为1.6mg/L时,不定芽诱导率最高,黑农37和合丰35的不定芽诱导率较吉育91高,吲哚丁酸(IBA)诱导生根的适宜浓度为0.5~1.0mg/L。头孢霉素的最适抑菌浓度为500mg/L,草甘膦有效筛选压力为8mg/L,并获得转EPSPS基因的抗性植株。     

大气CO2浓度升高对大豆生长和产量的影响

通过开顶式气室控制大气CO2浓度,对大豆生长和产量指标进行实验测定,研究了大气CO2浓度升高对大豆株高、茎粗、叶片性状和产量构成因素的影响,分析了未来高CO2条件下大豆生长和产量的变化趋势。结果表明,与背景大气CO2浓度350μmol/mol相比,大气CO2浓度为550和750μmol/mol时,大豆株高分别提高15.74%和21.57%,茎粗则增加8.62%和13.79%。大豆比叶重在不同生育期平均提高3.50%和7.25%,大豆鼓粒期叶面积增加7.27%和14.08%,叶绿素含量提高7.10%和11.42%。高CO2浓度对大豆产量各构成因子的贡献存在差异,对单株荚数提高幅度较大,分别为6.87%和11.61%,促使产量增加15.19%和29.10%。     

大豆和棉花生长对土壤呼吸的影响

设置大豆和棉花的盆栽试验,利用静态箱法采样和气相色谱技术测定作物生长期的土壤呼吸。结果表明,大豆与棉花生长下土壤呼吸速率变化与作物生长相一致,与生长时间呈极显著的二次曲线相关关系。裸土土壤呼吸速率的季节变化不明显,与时间的相关性弱。大豆土壤呼吸速率的峰值是棉花的2.4倍,出现时间也比棉花早。大豆土壤呼吸呈苗期分枝期成熟期开花结荚期鼓粒期,鼓粒期和开花结荚期的土壤呼吸占全生育期总量的82%,而生长时间只占全生育期的38.7%,大豆土壤呼吸总量是相应裸土的11.5倍。棉花土壤呼吸呈苗期吐絮期蕾期花铃期,蕾期和花铃期土壤呼吸占全生育期的77.8%,生长时间只占全生育期的44.7%,棉花土壤呼吸总量是相应裸土的4.9倍。大豆全生育期的土壤呼吸总量和平均土壤呼吸速率分别是棉花的1.77倍和2.34倍。大豆和棉花生长时期根际呼吸对土壤呼吸的贡献分别为3.2%～95.8%和21.8%～88.0%,平均全生育期根际呼吸对土壤呼吸的贡献分别为91.3%和79.6%。大豆全生育期根际呼吸数量和平均根际呼吸速率分别是棉花的2.03倍和2.68倍。在种植作物的土壤中,土壤呼吸速率与气温呈显著的指数相关,而在裸土中,相关性不显著。氮肥对裸土的土壤呼吸无显著影响。总之,作物-土壤系统中,土壤呼吸受作物类型和生长时期控制,根际呼吸是土壤呼吸的主要部分,大豆由于共生固氮过程使得其土壤呼吸和根际呼吸的贡献显著高于棉花。     

浅谈大豆的增产潜力和增产途径

1大豆的增产潜力分析 1.1制约大豆增产的因素 1.1.1形态特征 在形态方面上,大豆分枝多,分枝和主茎之间夹角大,叶片大,数量多,郁闭度大,互相遮掩,不利于充分进行光合作用,容易徒长,造成营养浪费,产量降低。     

盐胁迫对盐生野大豆生长和离子分布的影响

以一年生栽培大豆品种(Lee68,耐盐性较强)和野生大豆品系(N23232,耐盐性较弱)为参照,以水培结合盐土种植的方法,从生长速率、电解质渗漏率和离子分布等方面,研究了盐生野大豆品系(BB52)的耐盐机理.结果表明,盐胁迫下,该品系幼苗生长受抑程度最轻,电解质渗漏率升幅最小.根系吸收的Na+、Cl-向地上部(尤其是叶片)的运输较少,而对