木薯块根膨大期韧皮部和木质部比较蛋白组学初步研究

以‘华南8号’木薯块根膨大期的韧皮部和木质部为材料,采用改进酚抽法提取总蛋白,进行一维和二维电泳,电泳图谱经Image Master分析,得到差异蛋白点进行质谱鉴定。结果表明:改进酚抽法可以从木薯块根韧皮部和木质部中提取高质量总蛋白,用于蛋白质组学研究;获得分离性好、分辨率及重复性较高的双向电泳图谱;比较木薯块根韧皮部和木质部双向电泳图谱发现265个差异表达蛋白点,其中29个在韧皮部特异表达,17个在木质部特异表达;成功鉴定出8种差异蛋白,这些蛋白主要参与翻译后修饰、无机离子和氨基酸转运代谢、分子伴侣和信号转导等代谢通路。本研究初步比较木薯块根韧皮部和木质部的蛋白表达差异性,为进一步从蛋白质组水平研究木薯块根膨大过程中淀粉转运、积累和合成调控机制奠定了技术基础。     

植物叶绿体蛋白质组学研究进展

亚细胞蛋白质组学研究是近年来蛋白质组学研究中的一个热点,蛋白质组分析已成为在亚细胞水平鉴定植物功能蛋白的有力工具.叶绿体作为重要的植物细胞器,在植物蛋白质组学中已有较多的研究.随着双向电泳技术的改进和质谱灵敏度的提高,并结合不断增多的拟南芥、水稻、玉米等植物的数据库信息相结合,许多植物叶绿体中的蛋白质已经被成功鉴定.叶...     

3个木薯品种的叶绿体基因组16S rRNA-23S rRNA基因间隔序列的特征分析

以华南6、8、10号木薯为材料,通过PCR克隆3个木薯品种的叶绿体16S-23S基因间隔序列,与其他17种植物的该序列进行亲缘关系分析。从进化树可以看出,该序列进化分析符合Webster分类系统,同科植物可以很好的聚为1类。此外,3个木薯品种的16S-23S基因间隔序列相似性高达99.94%;大戟科间的序列相似性为97.52%;其他植物科内的序列相似性不低于96%。该研究还分析了3个木薯品种16S-23S基因间隔序列的基因分布,该序列的基因分布情况一致,包含16S rRNA 5′端,trnI基因,ycf68基因,trnA基因,23SrRNA3′端,ISR-B,发现该序列的保守性较强,个别碱基差异并不影响基因分布,该研究可为后期木薯叶绿体遗传转化体系建立提供理论依据。     

不同品种木薯酒精发酵的出酒率比较

以华南124、华南8号、华南5号、华南7号、华南8013、华南205、华南6号7个品种木薯为试验材料,采用摇瓶发酵法,研究不同品种木薯在相同条件下酒精发酵的出酒率.结果表明:华南124和华南205两个品种的出酒率最高,是适合酒精生产的木薯品种;华南7号的淀粉含量最高,但出酒率不高,说明原料的淀粉含量与出酒率之间不存在正相关性.     

甜菜不同类型品种叶绿体光化学特性的研究

本文从叶绿体的光化学特性角度,研究了甜菜不同类型品种间的差异及其与根重和含糖率的关系.结果表明:①叶片中的叶绿素a、b及总含量、叶绿体对光强度的反应以及希尔反应、光合磷酸化活性.因品种类型而存在着明显的差异,且不同生育期有其变化特点;③子叶的光化学特性,可以做为选育和鉴定品种类型的重要生理指标之一;③子冲和真叶的有关生理特性.与根重和含糖率之间存有显著的正(负)相关.也可做为生理选种的参考指标;④甜菜的有关生理特性之间.有着相互制约的关系.     

巴西橡胶树木质部和树皮比较蛋白质组学研究

采用改进酚抽法提取巴西橡胶树木质部和树皮蛋白。结果显示,在双向电泳图谱上可分辨500多个蛋白点。木质部和树皮的蛋白表达谱存在明显差异。选取48个差异蛋白点或者高丰度蛋白进行MALDI-TOF MS质谱鉴定,成功鉴定出26个蛋白,其中,与氢氰酸合成相关的两个酶是树皮特有的,而半胱氨酸转甲基酶是木质部的高丰度蛋白。     

青稞叶绿体基因RNA编辑位点的预测、鉴定与比较分析

为了阐明青稞叶绿体基因组RNA编辑位点的组成与特性,首先利用生物信息工具对青稞叶绿体基因的RNA编辑位点进行了预测,结果发现了35个分布于15个基因的编辑位点,所有编辑均为C到U的转换,其中基因ndhB包含的编辑位点数量最多,达9个,这与其他麦类作物相似;进一步利用RT-PCR结合克隆测序,对预测的35个位点进行了实验验证,发现18个编辑位点被证实发生了C到U的编辑;对编辑前后编码蛋白质的结构进行了比较分析,发现RNA编辑引起了编码蛋白的结构变化,暗示RNA编辑可以造成编码蛋白功能的改变。最后,将青稞叶绿体基因RNA编辑位点与栽培大麦、野生大麦的叶绿体RNA编辑位点进行了比较,发现青稞与栽培大麦的RNA编辑组成完全一样,而野生大麦缺失了 ndhA-563位点,初步印证了大麦的起源进化关系。     

不同木薯品种（系）块根淀粉特性研究

对79个木薯品种(系)块根淀粉的鲜薯含粉率、原淀粉水分、直链淀粉和支链淀粉含量、峰值粘度、糊化温度、透明度、恩氏粘度、淀粉粒直径和表面积等淀粉特性指标进行研究.结果表明,不同木薯品种(系)各淀粉特性指标存在很大的差异,不同指标间也有一定的相关性,利用主成分分析对各品种(系)各指标进行综合分析,认为E169、C766、E1424、E339、R72、E217、E344、E232、E316和桂热3号木薯淀粉的加工特性最好,更适合木薯淀粉的深加工.     

木薯新品种(系)在云南的适应性比较研究

以华南205(SC205)为对照品种,研究比较F44、F50、G56等22个木薯品种(系)在云南的适应性。结果表明:单株茎叶鲜重为1.8~11.4 kg,最重的是F81,与F50、哥伦比亚18R、F114等品种系差异极显著;最轻的是GR3,与F44、SC5、新选048等品种(系)差异极显著,与SC205、F50、F114、哥伦比亚18R差异显著;每株鲜薯条数为7.6~17.5条,最多是SC8,比SC205(对照)增加53.5%,而最少的是F108;小区鲜薯重为40.0~100.3 kg,最重为新选048,比SC205(对照)增加70.1%,比鲜薯重最轻的SC5显著高产,与其它品种产量差异不显著,且SC5小区鲜薯重比SC205(对照)减产36.2%。综上所述,综合性状相对适合在云南种植的为SC8、GR3、GR4、新选048、GR024-1、GR024-2、F106、哥伦比亚18R、F114、G37、F44、G30、F100、F539共14个品种(系)。     

6个木薯品种生长发育及产量性状的初步研究

以华南205(SC205)为对照品种,研究华南5号(SC5)、华南6号(SC6)、华南7号(SC7)、华南8号(SC8)和华南9号(SC9)的生长发育及产量性状。结果表明,在整个生长过程中,SC7生长最快,其次为SC6,最慢的是SC9;SC8、SC5、SC7和SC6的产量分别比SC205(CK)增产24.71%、20.63%、10.71%和6.76%;而SC9的产量比SC205(CK)减产10.14%; SC8淀粉含量最高, 其次为SC5,分别为30.05%和29.80%,分别比SC205(CK)高1.9     

木薯干旱胁迫响应基因MeGSTU7自然变异分析

在2个木薯品种中检测MeGSTU7基因在不同干旱胁迫阶段的表达量变化,并克隆测序了60个木薯品种的基因区DNA序列,分析基因核苷酸多态性及其自然变异,并将核苷酸多态性与干旱胁迫表型关联分析,挖掘优等位变异。结果表明,干旱胁迫条件下,2个品种的MeGSTU7的表达量均上调。MeGSTU7基因区核苷酸变异丰富,共有23个SNP位点,A/G突变为主;外显子区总计10个同义突变,12个非同义突变;外显子区在品种资源群体中有4种主要单倍型,所有的单倍型分为两大类,分子进化分析表明,MeGSTU7的外显子区的两端受到很强的正选择作用;Q+K+MLM混合线性模型关联分析结果表明,1个Indel和2个SNP与干旱胁迫下地上部鲜重耐旱系数显著关联,并筛选得到了优等位变异。     

华南8号木薯块根形成期叶绿体蛋白质组学分析

以‘华南8号’木薯块根形成期叶绿体为材料,采用改进酚抽法提取总蛋白,通过一维和二维电泳,经Image Master分析,获得了木薯叶绿体的蛋白质表达谱,发现(397±31)个蛋白点;挖取2-DE凝胶上相对丰度较高的蛋白点275个,利用改进的酶解方法进行胶内酶解,经MALDI-TOF MS质谱鉴定,获得208个蛋白点,对应143种蛋白质,这些蛋白主要参与光合作用、光合生物碳固定、氧化还原调节、氨基酸代谢、蛋白质代谢和转运等途径。结果为后期从蛋白质组水平深入研究木薯叶绿体高光效机制提供一定参考。     

华南5号和华南6号木薯体胚发生过程中酯酶和淀粉酶同工酶分析

以木薯华南5号(SC5)和华南6号(SC6)两个品种的成熟体胚子叶为外植体进行体胚诱导培养。对诱导培养0、5、10、20、30 d的材料,采用聚丙烯酰胺垂直板凝胶电泳比较其酯酶(EST)和淀粉酶同工酶酶谱的差异。结果表明,酯酶同工酶的表达在品种间存在差异。SC5中E2和E3条带与SC6中E’2和E’3条带迁移率不一致,可能是品种差异的原因。表达最强的酶带在SC5中是E3,SC6是E’4。两个品种淀粉酶同工酶的区别在于,SC5诱导过程中最多时有3条酶带出现,而SC6自始至终只有1条酶带出现。SC5酶带最亮时出现在体胚诱导培养5 d时,且此时也是酶带最多的时候。SC6酶带出现的最亮时是在外植体诱导前和诱导培养20 d时。     

木薯分子标记遗传连锁图谱的构建及相关性状QTL定位

用木薯推广品种KU50为母本,SC124为父本通过杂交得到包含235个单株的F1分离群体,构建了一张包含150个标记的分子遗传连锁图谱,其中EST-SSR有72个位点,SSR有58个位点,SRAP有20个位点,这些位点分布了21个连锁群,总长度为1434.48cM,标记间距为9.56cM.遗传图谱的连锁群的长度在16.89～139.63 cM,标记的间距是0.2～47.0cM,标记位点比较多的是LG1、LG2、LG4、LG9、LG10,分别是17、18、13、14、15个,而标记数最少的是LG20,只有2个标记.用IciQTLMaping3.2软件在LOD=2.5进行QTL分析,检测了块根产量(WCY)、耐寒性分析(CR11、CR12)、干物质含量(DMC11、DMC12)3个木薯数量性状,总共得到34个QTL位点,分布在12个连锁群上.其中关于WCY的QTL位点总共有17个,贡献率为21.70％～55.23％,平均贡献率为40.74％;CR11相关的QTL位点有4个,贡献率为2.97％～33.29％,平均贡献率为18.20％.与CR12相关的QTL定位有3个,贡献率为5.23％～29.85％,平均贡献率为18.28％;与DMC12性状相关的QTL位点有4个,贡献率为15.87％～38.52％,平均贡献率为26.24％;与DMC11性状相关的位点有6个,贡献率为13.84％～22.15％,平均贡献率为17.56％.     

小麦属植物叶绿体基因组结构的比较分析

为了从叶绿体角度解析小麦属植物的起源进化关系,以14个小麦属植物叶绿体基因组为对象,利用比较基因组分析方法,比较了小麦属植物的叶绿体基因组基因含量、序列变异、结构特性、进化关系和RNA编辑的异同。结果发现,14个小麦属植物叶绿体基因组大小相近,结构特征比较保守,但基因数量存在一定的差异,主要是由于tRNA的数目不一致引起的;IR区的伸缩分析发现硬粒小麦和乌拉尔图小麦在IRb-SSC边界基因存在明显的差异,其他麦类作物间差异很小;基于叶绿体全基因组的系统进化分析发现,有AABB基因型的物种聚在一起,而AAGG型的单独为一支,基本反映了其系统进化关系;对这14个叶绿体基因组的RNA编辑位点进行了预测和比较分析,发现有35个编辑位点在所有小麦属物种中均发生,同时还鉴定到多个物种特异的编辑位点,为从RNA编辑角度解析小麦属植物的系统进化关系提供了重要数据。     

24份木薯(Manihot esculenta)种质的遗传多样性研究

采用产量性状和12个表型性状聚类分析以及SSR标记技术,对不同产地来源的24份木薯(Manihot esculenta)种质遗传多样性进行了研究。结果表明,依据12个表型性状在欧氏距离系数为39.353处可将供试的24个木薯种质分为3类,一些品种的表型性状与地理来源之间存在相关性;利用18对SSR引物对24份木薯种质进行多态性分析,共检测到154条带,其中多态性带145条,每一个位点上检测到5～12条,平均8.6条。材料间相似系数在0.510～0.967之间,平均相似系数为0.695。以相似系数0.78为结合点,可以将材料分为三大类。不同国家和地区来源的材料不能明显聚类,不同淀粉含量、干物质量分数的品种却聚在一起,且没有发现与淀粉含量、干物质量分数相关的特异性条带。农艺性状的聚类结果与SSR聚类的结果有很大的差异,说明木薯在长期的演化和自然选择过程中发生了显著的表型变化。     

野生二粒小麦叶绿体基因RNA编辑位点的预测、鉴定与分析

RNA编辑是高等植物叶绿体基因转录后表达调控的一种重要方式。为了解野生二粒小麦叶绿体基因RNA编辑的组成及其与其他麦类作物的异同,通过生物信息学预测结合RT-PCR的方法,对野生二粒小麦叶绿体基因的RNA编辑位点进行了预测和鉴定。生物信息学预测共发现了分布于15个基因上的35个编辑位点,均为C到U的转换,其中ndhB基因包含的编辑位点数量最多,达9个;在此基础上,随机选取5个基因对其编辑位点进行了测序验证,结果共鉴定了18个C→U的编辑位点;进一步对编辑后编码蛋白的二级结构和跨膜结构域进行了预测,发现编辑后所有基因均发生了二级结构的改变,但只有ndhB基因的跨膜结构域发生了改变;最后,将确定的野生二粒小麦叶绿体基因RNA编辑位点与7个禾本科物种的RNA编辑位点进行比较,共发现17个编辑位点在这些种间具有保守性,相比于其他物种,野生二粒小麦与普通小麦和粗山羊草具有更相似的编辑位点组成。     

木薯小孢子母细胞减数分裂观察及花粉加倍技术研究

利用2n配子途径实现有性多倍化是植物遗传改良的一种有效途径,人工诱导植物2n配子是克服天然2n配子比率低及难于利用的有效方法。本研究对木薯花序发育过程的小孢子母细胞减数分裂进行观察,以掌握木薯小孢子母细胞分裂过程中加倍的有效时期与花序发育及花蕾的外部形态特征的相关性,采用秋水仙素溶液棉浸法对木薯花序进行诱导,获得了加倍2n花粉。结果表明：当幼嫩花序长度约1.5~2.5 cm时,侧生小花梗开始出现,雄花蕾直径约1.0~1.5 mm时,木薯小孢子母细胞进入减数分裂前期Ⅰ至中期Ⅰ;该期采用0.3％秋水仙素+1％二甲基亚砜（DMSO）处理花序4~5 d,可获得2n雄配子,最高诱导率可达12.56％。     

华南7号木薯茎叶营养价值评价

研究华南7号木薯生长期间6~11月份茎、叶营养成分动态变化及营养价值评价。结果表明,华南7号木薯叶粗蛋白含量为21.16%~31.80%,粗脂肪含量为4.17%~8.28%;茎秆中性洗涤纤维含量为24.67%~39.67%,酸性洗涤纤维含量为23.47%~29.74%。木薯叶片、茎秆鲜样、烘干样6月份生长初期氢氰酸含量最高,随着生长月份的增加,呈现下降的趋势。木薯茎叶的体外干物质消化率为77.74%。结果说明,华南7号木薯茎叶含有较高营养成分,具有较高的体外产气量和干物质消化率。     

木薯分支酶活性测定及同工酶电泳技术应用初探

淀粉分支酶(Starch branching enzyme,SBE)是唯一引入α-1,6糖苷键分支点,催化支链淀粉形成的酶,影响淀粉分支程度及淀粉粒的精细结构。本文以3个亲缘关系较远的高产木薯品种(SC124、SC8、Arg7)为材料,利用SBE同工酶电泳及酶活性检测观察木薯块根支链淀粉增长较快时期SBE活性变化动态,结合支链淀粉含量检测分析木薯淀粉同工酶表达特点与支链淀粉积累的关系。结果表明:种植后140d至180d为木薯单株支链淀粉含量快速增加时期;SC124和SC8支链淀粉积累量早于Arg7达到高峰;Arg7各个时期的支链淀粉含量及SBE活性均表现最高。同工酶分析表明,木薯分支酶有SBE-I和SBE-II两个基因位点:SBE-Ι至少有3个等位基因位点(SBE-Ιa、SBE-Ιb、SBE-Ιc),品种间具有多态性;SBE-II为单一条带,但活性大小在品种间和发育不同阶段有差异。初步判定等位基因位点SBE-Ιc和SBE-II可能对SBE酶活性和支链淀粉含量贡献较大。