自然降温对不同生长期甘蔗生理生化指标的影响

【目的】为研究甘蔗的抗寒、耐寒机理提供理论依据。【方法】以桂糖28号（GT28）和新台糖22号（ROC22）为材料,测定自然降温条件下,新植苗期、宿根苗期、新植伸长期和新植成熟期等不同生长期甘蔗叶片丙二醛（MDA）含量、过氧化物酶（POD）活性、脯氨酸（Pro）和可溶性蛋白（SP）含量等生理指标。【结果】自然降温条件下,相同的生长时期,两个品种POD活性、MDA和SP含量变化基本一致,均为新植苗期〉宿根苗期〉新植伸长期〉新植成熟期;相同生长时期,GT28叶片MDA含量低于ROC22,ROC22叶片POD活性比GT28高,GT28的Pro和SP含量均高于ROC22。【结论】通过分析甘蔗新植苗期生理指标,可以在很大程度上评价甘蔗成熟期的抗寒性。     

自然降温对不同生长期甘蔗生理生化指标的影响

【目的】为研究甘蔗的抗寒、耐寒机理提供理论依据。【方法】以桂糖28号（GT28）和新台糖22号（ROC22）为材料,测定自然降温条件下,新植苗期、宿根苗期、新植伸长期和新植成熟期等不同生长期甘蔗叶片丙二醛（MDA）含量、过氧化物酶（POD）活性、脯氨酸（Pro）和可溶性蛋白（SP）含量等生理指标。【结果】自然降温条件下,相同的生长时期,两个品种POD活性、MDA和SP含量变化基本一致,均为新植苗期>宿根苗期>新植伸长期>新植成熟期;相同生长时期,GT28叶片MDA含量低于ROC22,ROC22叶片POD活性比GT28高,GT28的Pro和SP含量均高于ROC22。【结论】通过分析甘蔗新植苗期生理指标,可以在很大程度上评价甘蔗成熟期的抗寒性。     

低温胁迫对不同耐寒型甘蔗蔗糖代谢相关酶基因表达及其酶活性的影响

[目的]研究不同耐寒型甘蔗品种叶片中蔗糖代谢关键酶基因表达及其酶活性在低温胁迫条件下的变化,为培育高产高糖、抗寒性强甘蔗新品种提供参考.[方法]以耐寒型甘蔗品种GT28和冷敏感型品种ROC22为材料,幼苗期进行6℃低温胁迫处理0（对照）、2、5、9 d及胁迫处理5和9d后恢复生长2d,分析两品种甘蔗＋1位叶叶片蔗糖代谢关键酶基因表达及相关酶活性.[结果]与对照相比,低温胁迫利于诱导GT28相关酶基因的表达,而抑制ROC22相关酶基因的表达.6℃低温胁迫2、5、9 d后,GT28叶片SAI、CIN和SPS1基因相对表达量呈先降低后升高的变化趋势,而SPS2和SS表达量呈逐渐升高的趋势,分别以低温胁迫2和9d最高,为对照的8.31、6.99、3.80、5.27和1.65倍;冷敏感型ROC22叶片SAI、CI和SPS2基因相对表达量呈不断下降的变化趋势,以胁迫2d的相对表达量最高,分别为对照的9.79、5.37和4.711倍,而SPS1和SS相对表达量分别呈上升、先上升后下降的变化趋势.低温胁迫5d后恢复生长2d的ROC22叶片SAI、CIN、SPS1和SS及GT28叶片SPS1和SPS2基因相对表达量明显高于胁迫9d后恢复生长2d的处理,而GT28叶片SAI、CI和SS的表现相反.在胁迫5、9d后恢复生长2d,ROC22叶片CIN、SPS2均有所上升,GT28叶片SAI、SPS1和SS相对表达量均有所下降.与对照相比,低温胁迫2～9 d可不同程度提高不同基因型甘蔗品种叶片AI、NI、SPS和SS酶活性,AI和NI酶活性以GT28叶片相对较高,而SPS和SS酶活性以ROC22叶片表现更高.随胁迫时间的延长（2～9d）,GT28叶片的AI、SPS和SS酶活性均呈逐渐上升的变化趋势,以胁迫处理9 d最高,分别为161.62 μmol Glc/gFW·h、7.88和14.28μmol Suc/gFW·h,而NI酶活性以胁迫处理2 d最高（472.49 μmol Glc/gFW·h）.ROC22叶片AI和NI酶活性随胁迫时间的延长而逐渐降低,均以胁迫处理2d的最高,胁迫处理9d的最低;SPS和SS酶活性则表现为先上升后下降的变化趋势,以?     

低温胁迫对不同抗寒性甘蔗品种节间几种酶活性的影响

选用耐冷型品种桂糖28号(GT28)和冷敏感型品种新台糖22号(ROC22)为材料,利用人工气候模拟低温逆境,研究了低温胁迫对甘蔗节间可溶性蛋白质含量(SP)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和Mg2+-ATP酶活性的影响.结果显示:低温胁迫条件下,两个甘蔗品种的节间可溶性蛋白质含量先升高后下降;低温与正常条件下相比,SOD和POD活性均上升,且GT28活性要显著高于ROC22,随着胁迫时间的延长,酶活性持续下降;而Mg2+-ATP酶活性逐渐下降,GT28能保持比ROC22更高水平的ATP酶活性.低温逆境下GT28保持较高酶活性,可能是其抗寒力强的原因之一.     

甘蔗叶绿体分离及其蛋白质提取方法研究

【目的】探索甘蔗幼苗叶片完整叶绿体的分离纯化及其叶绿体蛋白质提取方法,为深入研究甘蔗叶绿体蛋白质组学奠定基础。【方法】以甘蔗品种ROC22幼苗叶片为材料,通过差速离心法制备粗叶绿体制品,分别利用蔗糖密度梯度离心和Percoll梯度离心进一步分离纯化完整叶绿体;提取叶绿体蛋白质,并进行电泳分析。【结果】两种密度梯度离心法均可获得纯度和完整率较高的叶绿体,但蔗糖密度梯度离心法具有分离时间较短、成本较低,分离的叶绿体完整率、纯度和含量高等特点,并且提取的叶绿体蛋白质电泳条带清晰,蛋白质数量多且较全。【结论】与Pecoll梯度离心法相比,蔗糖密度梯度离心法更适宜于在亚细胞水平上进行甘蔗蛋白质组学研究。     

甘蔗叶绿体分离及其蛋白质提取方法研究

【目的】探索甘蔗幼苗叶片完整叶绿体的分离纯化及其叶绿体蛋白质提取方法,为深入研究甘蔗叶绿体蛋白质组学奠定基础。【方法】以甘蔗品种ROC22幼苗叶片为材料,通过差速离心法制备粗叶绿体制品,分别利用蔗糖密度梯度离心和Percoll梯度离心进一步分离纯化完整叶绿体;提取叶绿体蛋白质,并进行电泳分析。【结果】两种密度梯度离心法均可获得纯度和完整率较高的叶绿体,但蔗糖密度梯度离心法具有分离时间较短、成本较低,分离的叶绿体完整率、纯度和含量高等特点,并且提取的叶绿体蛋白质电泳条带清晰,蛋白质数量多且较全。【结论】与Pecoll梯度离心法相比,蔗糖密度梯度离心法更适宜于在亚细胞水平上进行甘蔗蛋白质组学研究。     

甘蔗独脚金内酯生物合成基因ScCCD8的克隆与表达分析

【目的】克隆甘蔗的ScCCD8,分析其序列特征并预测其功能,研究在甘蔗不同组织部位、不同胁迫处理条件以及不同生长时间点ScCCD8的表达情况,为该基因在甘蔗基因工程育种中的应用提供理论支撑。【方法】以NCBI中检索的甘蔗CCD8同源片段EST序列为模板设计引物,扩增甘蔗CCD8的片段,采用RACE和RT-PCR技术分别从甘蔗品种新台糖22号中克隆CCD8的5′、3′目的片段和全长cDNA序列,以生物信息学方法对序列进行预测分析,利用qRT-PCR方法分析CCD8在不同组织、不同逆境胁迫条件下和不同生长时间点的表达特性。【结果】克隆获得甘蔗CCD8,命名为ScCCD8,GenBank登录号为KP742973.1。该cDNA全长2 016 bp,含有1个1 623 bp的完整开放阅读框（ORF）,编码540个氨基酸,编码的蛋白质分子量为59.534 kD。生物信息学分析表明ScCCD8编码的蛋白是定位于叶绿体上的非分泌性蛋白,不是典型的跨膜蛋白,没有信号肽位点。存在着多个糖基化位点和磷酸化位点等活性位点。序列分析表明,ScCCD8与其他植物的CCD8蛋白有很高的相似性。系统进化树分析显示,甘蔗ScCCD8与高粱的CCD8蛋白亲缘关系较近。实时荧光定量PCR（qRT-PCR）分析表明,ScCCD8的表达具有组织特异性,在根中的表达量最高,是老叶中表达量的18倍。其在模拟重度干旱胁迫（20% PEG）、盐胁迫（200 mmol·L^-1 NaCl）、磷缺乏（1/8 mmol·L^-1）和营养缺乏(纯水培养)4种胁迫处理下,茎尖中的ScCCD8均被诱导表达,且在处理24 h以后,ScCCD8的表达量增加较为明显。在不同生长时期,ScCCD8在甘蔗不同生长时期的茎尖中均有表达,且在幼苗期的表达量高于萌芽期和分蘖期。【结论】从甘蔗品种ROC22中克隆获得的甘蔗独脚金内酯生物合成关键基因ScCCD8是CCD8基因家族成员,推测ScCCD8可能与甘蔗SLs响应逆境胁迫有关。     

不同pH值对甘蔗幼苗生长和生理特性的影响

【目的】探讨不同pH值对甘蔗幼苗生长和生理特性的影响,为甘蔗育苗及生产提供参考。【方法】以桂糖21号（GT21）和新台糖22号（ROC22）甘蔗品种为材料,利用营养液培养法,研究不同pH值下甘蔗幼苗生长和生理特性的变化。【结果】在pH4.5~7.5范围内的培养液对甘蔗幼苗的生长和发育不会产生显著的不良影响,而在pH6.0时两个甘蔗品种幼苗株高最高,叶绿素、可溶性糖、可溶性蛋白含量最高,而相对电导率、丙二醛和脯氨酸含量最低,表明在此pH值下甘蔗蔗株各种生理代谢高度协调。【结论】甘蔗生长的pH值适应范围较广,pH6.0为甘蔗幼苗生长的最适pH值。     

不同pH值对甘蔗幼苗生长和生理特性的影响

【目的】探讨不同pH值对甘蔗幼苗生长和生理特性的影响,为甘蔗育苗及生产提供参考。【方法】以桂糖21号（GT21）和新台糖22号（ROC22）甘蔗品种为材料,利用营养液培养法,研究不同pH值下甘蔗幼苗生长和生理特性的变化。【结果】在pH 4.5~7.5范围内的培养液对甘蔗幼苗的生长和发育不会产生显著的不良影响,而在pH 6.0时两个甘蔗品种幼苗株高最高,叶绿素、可溶性糖、可溶性蛋白含量最高,而相对电导率、丙二醛和脯氨酸含量最低,表明在此pH值下甘蔗蔗株各种生理代谢高度协调。【结论】甘蔗生长的pH值适应范围较广,pH 6.0为甘蔗幼苗生长的最适pH值。     

甘蔗幼苗根系形态结构及保护系统对低温胁迫的响应

为探明低温对甘蔗根系的影响,本研究采取水培试验的方法,选用不抗寒品种ROC22和抗寒品种GT28的完整根系为供试材料,测定常温(25℃)与低温(4℃)条件下甘蔗幼苗根系的根长、根体积、根细胞排列、根系活力、丙二醛(MDA)、脯氨酸、可溶性糖与可溶性蛋白质含量以及过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性相关指标。结果表明:在低温胁迫下,GT28根长、根体积均大于ROC22,但都显著低于常温生长;低温胁迫3d后,根系细胞膨大变形,细胞结构散乱,以ROC22更为明显;随着低温时间的延长,2个品种根系活力均显著降低,而ROC22的降幅更大;在低温持续胁迫下,根系MDA、脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白含量以及POD和SOD活性等指标均高于常温生长,呈先上升后降低趋势,抗寒品种GT28的可溶性糖含量、脯氨酸含量、POD和SOD酶活性均高于不抗寒品种ROC22。结论:在低温胁迫下根系生长和生理生化代谢的差异是不同品种抗寒能力的生理基础。     

不同甘蔗品种对干旱和复水的生态生理响应

[目的]研究干旱胁迫及复水对6个甘蔗品种的生态生理效应,为甘蔗抗旱育种和栽培提供参考依据.[方法]采用温室人工控水的方法,调查并比较干旱胁迫及复水期间6个甘蔗品种的农艺性状及生理生态指标的变化,以探讨不同甘蔗品种的耐旱性及复水后恢复能力.[结果]在干旱和复水条件下,不同品种的各个指标在不同时期的变化各不相同,且均在复水后得到恢复.6个甘蔗品种抗旱性由强到弱为:GT28> ROC22 >GF98-296> GT21 >B8 >ROC 16;旱后恢复能力由强到弱排序为:GT28>ROC22 >B8 >GF98-296>GT21 >ROC16.[结论]绿叶数、细胞质膜透性以及可溶性糖、叶绿素、MDA含量可作为不同甘蔗品种抗旱性鉴定的重要指标.GT28、ROC22、GF98-296的抗旱性表现较好;新品种B8抗旱性表现一般,但是旱后丰产性能较好;ROC16抗旱能力及恢复能力最弱.     

2010/2011榨季广西甘蔗生产冻害调查及防御对策

【目的】了解2010年12月16日至2011年元月上中旬严重霜冻和长期低温对甘蔗生产的影响情况。【方法】采用面上调查、数据收集和实地调查相结合的方法,对地处广西桂中的来宾、柳州和桂西北的河池3个市的蔗区甘蔗受冻害、寒害情况进行系统调查。【结果】被调查的11个县甘蔗总受灾面积为203.25 kha,占总植蔗面积（289.65 kha）的70.2%,其中重灾区面积达97.43 kha,占总种植面积的33.6%,主要集中在柳城、融安、融水、罗城、兴宾区、武宣和象州等地。甘蔗品种新台糖22号及台优受害最为严重,蔗叶明显干枯、卷曲、生长点及蔗芽坏死、蔗茎水煮状并带有酸酒味、蔗糖分下降;而在同一蔗区,桂糖21号、桂糖28号、桂糖29号、桂糖30号、桂辐98-296、桂糖97-69、桂糖02-208、桂糖02-901、桂糖02-467等甘蔗品种受害程度远低于新台糖22号,表现出较强的抗寒能力。【结论】应因地制宜加快耐寒高产高糖甘蔗品种的推广应用,尽快在桂中和桂西北蔗区种植耐寒甘蔗品种,取代抗寒性最差的新台糖22号;采用地膜、蔗叶覆盖、增施暖性有机肥和糖蜜酒精发酵液等措施防寒保温;及时集中抢收压榨受冻害甘蔗,尽量减少损失。     

甘蔗蔗糖磷酸合成酶SPSⅢ基因表达的初步研究

[目的]了解蔗糖磷酸合成酶基因在甘蔗中表达特性及其对甘蔗糖分积累影响的作用机理.[方法]以甘蔗品种桂糖28号(GT28)、拔地拉、新台糖20号(ROC20)、新台糖22号(ROC22)为供试材料,选取0叶、+1叶、幼嫩叶鞘、幼茎,通过半定量RT-PCR法对甘蔗SPSⅢ基因的表达进行分析.[结果]SPSⅢ在4个甘蔗基因型中的0叶、+1叶、幼嫩叶鞘和幼茎中均有表达,在GT28 4个不同部位的表达量较低,在拔地拉4个不同部位表达较均匀,在ROC20 4个部位中以嫩叶鞘的表达较高,在ROC22中以幼茎的表达较高.[结论]SPSⅢ在4个甘蔗基因型中的0叶和+1叶、幼嫩叶鞘和幼茎中均有表达,但SPSⅢ表达因甘蔗基因型不同而有所差异.     

甘蔗黑穗病菌胁迫对甘蔗内源激素含量的影响

[目的]研究接种黑穗病菌后甘蔗内源激素含量的变化,为揭示甘蔗对黑穗病的抗性机制及抗性育种提供理论依据.[方法]以甘蔗品种GT28和ROC22为材料,设接种黑穗病菌处理,以接种无菌水为对照,研究不同抗性甘蔗品种幼苗叶片内源激素含量的变化.[结果]受黑穗病菌侵染后,甘蔗幼苗叶片内源激素IAA和GA含量降低,ABA、SA和JA含量提高,IAA/ABA值下降且低于对照.与感病品种ROC22相比,抗病品种GT28有较低的IAA、ABA含量和较高的GA、SA含量,IAA/ABA值变化幅度较小,而抗感品种间内源JA含量无明显差异.[结论]受黑穗病菌侵染后,甘蔗幼苗叶片IAA、GA、ABA、SA含量及IAA/ABA值变化与不同甘蔗品种的抗性密切相关,可作为甘蔗对黑穗病抗性的生理指标.     

甘蔗种质资源抗宿根矮化病特性鉴定

[目的]筛选抗甘蔗宿根矮化病(RSD)种质资源材料,为选育抗RSD甘蔗品种提供优良抗原.[方法]采用浸蔗种的方法对6个系列100份甘蔗品种进行侵染,用建立的RSD-PCR检测方法进行检测,计算各甘蔗品种RSD发病率,并对甘蔗种质资源进行抗性评价.[结果]100份甘蔗品种材料中,GT02/351、CP89/2134、ROC26、粤94/28、福农89/209、崖96/45等品种RSD发病率为0,表现为A级抗性;GT99/181、GT97/228、GT90/95等品种RSD发病率等于10%,表现为B级抗性;GT02/208、GT96/156、ROC22等品种表现为C级抗性;GT21、GT02/237、CP88/1762等品种表现为D级抗性.6个不同系列中,CP系列RSD平均发病率最低,为12.00%,抗性最强;粤糖系列RSD平均发病率最高,为28.57%,抗性较弱.[结论]GT02/351、CP89/2134、ROC26、粤94/28、福农89/209、崖96/45等甘蔗品种具有良好的抗性,具有推广应用价值;CP系列的抗性较强,可作为抗RSD的育种材料.     

甘蔗液泡膜二羧酸转运蛋白基因ScTDT克隆与表达分析

【目的】克隆甘蔗液泡膜二羧酸转运蛋白基因（ScTDT）,并分析其在甘蔗不同组织及在铝胁迫下的表达模式,为深入研究该基因功能及抵抗铝胁迫的分子机制提供理论依据。【方法】利用同源克隆技术从甘蔗品种ROC22中克隆ScTDT基因,利用生物信息学软件进行序列分析,采用实时荧光定量PCR技术检测该基因在甘蔗不同组织（根、茎和叶）及在铝胁迫（0、10和20μmol/L Al3+）下的表达水平。【结果】克隆获得的ScTDT基因,开放阅读框（ORF）全长1623 bp,编码540个氨基酸残基,蛋白相对分子量57.34 kD,理论等电点（pI）5.77,为不稳定的疏水蛋白,可能定位于质膜、液泡和/或高尔基体,其氨基酸序列与高粱（XP_002460443.1）、水稻（XP_015612609.1）和玉米（PWZ04635.1）的TDT氨基酸序列具有高度相似性,其中与高粱的TDT氨基酸序列相似性最高,达96.30%,说明ScTDT与高粱TDT的亲缘关系最近。ScTDT基因在甘蔗根、茎和叶中均有表达,但根中表达量显著高于茎和叶（P< 0.05,下同）。在铝胁迫处理下,3个甘蔗品种（ROC22、柳城05-136和中糖1202）的根中ScTDT基因表达量较对照组（0μmol/L Al3+）均显著升高,尤其是柳城05-136和中糖1202随着营养液中Al3+浓度增加,ScTDT基因的表达量呈显著升高趋势,说明高浓度Al3+胁迫更能诱导ScTDT基因高效表达。3个甘蔗品种中,以中糖1202的ScTDT基因表达量变化最大,柳城05-136次之,以ROC22的变化最小。【结论】克隆获得的ScTDT基因表达具有组织特异性,在根中高效表达可能与甘蔗抵抗铝胁迫相关,即植株通过上调根中ScTDT基因表达,从而加快液泡中苹果酸的释放,促使苹果酸从根中分泌到土壤与Al3+反应,从而减少铝毒害,表明ScTDT基因可能参与甘蔗抵抗铝胁迫,且不同甘蔗品种的抗铝胁迫能力有所不同。     

甘蔗苯丙氨酸解氨酶基因（PAL）的克隆和表达分析

【目的】克隆甘蔗的苯丙氨酸解氨酶基因（PAL）,分析其序列特征及其在不同组织和5种胁迫条件下的表达情况,为此基因在甘蔗抗逆育种中的应用提供理论支撑。【方法】利用串联飞行时间质谱仪对差异表达蛋白质进行质谱鉴定分析,通过RT-PCR和RACE技术从甘蔗品种新台糖22号（ROC22）中克隆PAL,以生物信息学方法对其序列进行预测分析,利用real-time PCR分析PAL在不同组织和不同胁迫条件下的表达特性。【结果】克隆获得甘蔗PAL,命名为ScPAL,GenBank登录号为KC172559。该cDNA全长2 590 bp,含有1个2 115 bp的完整开放阅读框（ORF）,编码704个氨基酸。序列分析表明,其包含典型的PAL酶活性中心序列（GTITASGDLVPLSYIA）,与其它植物的PAL蛋白有很高的相似性。系统进化树分析显示,甘蔗ScPAL与高粱的PAL蛋白亲缘关系较近。real-time PCR分析表明PAL为组成型表达,在根中的表达量最高,是叶中表达量的66倍。其在低温（4℃）、聚乙二醇（PEG）、NaCl和H2O2四种外源胁迫下均诱导表达,但表达模式不同。【结论】从甘蔗品种ROC22中克隆获得苯丙氨酸解氨酶基因（ScPAL）,是典型的PAL家族成员,推测其参与了甘蔗抗黑穗病过程,且在甘蔗抗寒、抗旱和抗盐胁迫过程也起到某种作用。