黄瓜EPSPS基因的克隆及其组织特异性表达分析

黄瓜是世界上重要的蔬菜植物之一,对其抗性基因的研究十分必要。5-烯醇式丙酮酰莽草酸-3-磷酸合成酶(EPSPS)是莽草酸合成通路中关键的合成酶,也是除草剂草甘膦的靶向酶。为了研究黄瓜EPSPS基因的结构及功能,基于黄瓜基因组数据库信息,利用RT-PCR的方法克隆得到黄瓜的EPSPS基因,命名为CumEPSPS。克隆得到CumEPSPS基因的ORF全长1 581 bp,编码526个氨基酸,分子质量为56.28 kD,等电点为6.23。CumEPSPS蛋白属于Ⅰ型的EPSPS,与葫芦科的甜瓜和冬瓜的EPSPS蛋白序列高度同源。CumEPSPS基因在黄瓜的不同组织中均有表达,其中叶片中的表达量最高。黄瓜CumEPSPS基因的克隆及其生物信息学分析将为黄瓜抗草甘膦的研究提供理论依据。     

水杨酸诱导黄瓜幼苗抗冷性的基因表达

摘要 ：【研究目的】水杨酸 (Salicylic acid,SA) 能诱导植物提高抗生物胁迫和非生物胁迫(冷胁迫等)的能力。为研究SA对非生物胁迫下植物基因表达的影响,【方法】以黄瓜 (“新优30”) 幼苗为试材,用SA (3mmol/L,pH6.0) 溶液和蒸馏水处理后,经7℃冷胁迫48h,提取叶片总RNA并反转录cDNA,【结果】利用mRNA差异显示技术分离出12个差异表达cDNA片段,经反向斑点杂交验证其中2个（SICCL_1 和SICCL_2）为高差异表达片段。序列测定和Blast分析表明,SICCL_1与甜瓜中黄瓜花叶病毒 (Cucumber Mosaic Virus, CMV) 相关基因AM734282有88%同源性;SICCL_2与毛柽柳中NaHCO3胁迫相关基因THL24h-106有86% 同源性。【结论】由此推测,SA诱导植物抵抗生物胁迫和非生物胁迫的能力可能是通过诱导植物某些相同基因的表达来实现的。     

中国渔业科研机构的国际竞争力比较与分析

通过构建渔业科技竞争力评价指标体系,运用层次分析法将中国具有代表性的渔业科研机构与14个重要渔业国家的16所渔业科研机构进行科技竞争力分析与比较。结果显示,中国渔业科研机构的资源投入竞争力位于世界渔业科研机构前列,主要体现在研究人员数量得分以及研究总经费得分较高;科研成果竞争力居中等偏下,主要体现在高水平学术论文量得分过低,篇均被引频次得分过低等方面;渔业机构科研综合竞争力位居中上水平。结果提示,语言问题是影响中国渔业科技竞争力的因素之一,但不是主要因素,而整体原始创新能力与水平的不足才是主要影响因素。     

黄瓜CsamiR156a及其靶基因CsSPLs的生物信息学分析

miR156是植物中广泛存在的一类miRNA,在逆境胁迫和植物生长发育过程中发挥了重要作用.为了深入研究CsamiR156a在黄瓜果实膨大中的功能,本研究采用生物信息学方法对CsamiR156a及其靶基因CsSPLs(SQUAMOSA promoter-binding protein-like)进行分析.结果表明,Cs...     

冬麦新品种(系)抗蚜性的初步研究

1984—1987年对我国黄淮北片冬麦区近年新选育的946份品种(系)进行抗蚜性鉴定,结果表明临近207为高度抗蚜品种;卫东八号、烟7578-128和77(4)—10为抗蚜品种(系)。抗、感各类品种的蚜虫量因各年麦蚜发生程度不同,会有一定的变化,但也有其相对稳定性。     

低氮条件下黄瓜寡肽转运蛋白（OPT）基因的克隆及表达分析

根据黄瓜基因组数据库中Csa020719基因编码区全序列设计引物,通过RT-PCR扩增的方法从黄瓜品种津研四号的叶片中克隆得到寡肽转运蛋白基因(oligopeptide transporter gene, OPT)。基因编码区全长为2013 bp。该基因编码的蛋白由20种氨基酸组成,含有670个氨基酸残基,分子量和理论等电点分别为73 kD和8.65。预测由该基因转录的寡肽转运蛋白为疏水蛋白,有14个连续的疏水片断。预测该蛋白不存在信号肽,为非分泌蛋白,存在OPT家族保守结构域,亚细胞定位在细胞膜上,主要功能为参与转运和底物结合。同源性和进化树的预测分析显示,OPT蛋白与毛果杨和蓖麻寡肽转运蛋白同源性分别达到了81%和79%,所转运的底物除有寡肽外,还包含有金属离子-烟草胺的螯合物等。 qRT-PCR分析同一氮浓度处理OPT基因在不同部位表达结果显示,在无氮及低氮条件下,OPT基因在茎中表达量最高,其次为叶和茎尖。在高氮条件下,OPT主要在茎尖和叶中表达量较高,其次为茎,说明OPT基因在氮胁迫下存在于植物各个部位,并主要集中在生长旺盛的部位,为黄瓜的生长提供所需的能量。不同氮浓度下OPT在茎中表达分析结果显示,OPT基因在无氮及低氮下表达量增加,明显高于正常水平,并且随着氮浓度的降低,OPT的表达量增加,说明黄瓜OPT基因参与低氮胁迫应答反应,增强黄瓜耐低氮能力。     

无毛黄瓜抗蚜性与挥发性物质的关系

蚜虫是黄瓜主要害虫之一,严重危害黄瓜生产。叶片挥发性物质种类和数量影响害虫的侵染,是抗虫性的一个重要方面。以普通有毛黄瓜及其突变体无毛黄瓜、少毛黄瓜为试材,研究黄瓜叶片挥发性物质与抗蚜虫特性的关系。结果表明,无毛黄瓜抗性最强,少毛黄瓜次之,普通的有毛黄瓜不抗蚜虫;无毛黄瓜受蚜虫侵染或外部刺激后,挥发性物质种类及数量发生变化,产生了对害虫具驱避作用的罗勒烯,而对害虫有吸引作用的1-己醇及3-己烯醛则消失;外部喷施罗勒烯能增强3种试材抗蚜虫能力,验证了罗勒烯对蚜虫具驱避作用。     

不同氮素水平对不同氮效率黄瓜生长及其根际土壤酶活性的影响

在棚室盆栽条件下,以黄瓜氮高效品种津优2号、津优31号和氮低效品种津绿30号、美好为试材,以尿素为氮肥,设不施氮肥和正常施氮肥两个处理,结合地上部生长状况,研究其根际土壤硝酸还原酶、蛋白酶、过氧化氢酶及中性磷酸酶活性的变化。结果表明：与氮低效黄瓜品种相比,氮高效黄瓜品种的株高、茎粗和叶面积的变化幅度均较低;同时,在不施氮肥条件下,氮高效黄瓜品种根际土壤有着较高的蛋白酶活性、过氧化氢酶活性、中性磷酸酶活性以及较低的硝酸还原酶活性。由此可知：不施氮肥处理对氮高效黄瓜品种地上部生长的影响较小,且其根际土壤中不同土壤酶活性的高低也利于其良好的生长。     

辣椒抗黄瓜花叶病毒(CMV)基因的ISSR标记

辣椒(Copicum annuum L.)抗黄瓜花叶病毒(CMV)一直是辣椒育种的主攻目标之一.本研究以辣椒抗CMV品种VC16a和感CMV品种SS69杂交的F2群体60个单株材料,通过人工接种鉴定,采用高抗单株和高感单株分别构建抗、感基因池,利用BSA法筛选了40条ISSR引物,其中引物I-34在抗感病池中扩增出450 bp多态性片段,通过F2单株验证后证明I-34450与抗CMV基因紧密连锁,其遗传距离为27.3 cM,为辣椒抗CMV分子标记辅助育种奠定了基础.     

不同黄瓜材料抗蚜性与部分次生代谢物及其相关酶活力的关系

为筛选具有高抗蚜性的黄瓜新品种,并为黄瓜抗蚜性鉴定提供理论依据。根据蚜量比值法,以有毛黄瓜为不抗蚜对照,无毛黄瓜为抗蚜对照,对国内外370份黄瓜种质资源进行抗蚜性筛选分级,并对筛选出的不同抗蚜等级的黄瓜材料接种蚜虫处理,研究接种蚜虫前后叶片中黄酮、单宁、总酚含量及苯丙氨酸解氨酶(PAL)、多酚氧化酶(PPO)活力变化。筛选出抗性材料118号、中抗材料311号和227号、低抗材料321号。其中,高抗材料无毛黄瓜的黄酮含量及PAL、PPO的活力最高;抗性材料118号的单宁、总酚含量最高,PPO活力仅次于无毛黄瓜;中抗材料227号的单宁、总酚含量及PPO活力仅次于118号;中抗材料311号的黄酮、总酚含量及PAL活力较高;低抗材料321号的PAL活力仅次于无毛黄瓜;各抗蚜材料的黄酮含量及PAL和PPO的活力均高于不抗蚜对照有毛黄瓜。由此得出结论：不同黄瓜材料抗蚜性与黄酮、单宁、总酚含量及PAL、PPO活力中的一种或几种物质综合作用有密切关系。     

不同施氮水平下沿黄常规粳稻根系生理与强、弱势粒灌浆的关系

为研究不同施氮水平下沿黄常规粳稻根系生理与强、弱势粒灌浆的关系,以2 个沿黄常规粳稻品种‘郑稻19’和‘郑稻20’为材料,大田种植。设置全生育期不施氮肥、全生育期施氮90、180、270、360 kg/hm2 5 种氮肥水平,观察2 个水稻品种根系生理与强、弱势粒灌浆特性。结果表明,随施氮量增加,2 个水稻品种的产量先显著增加后降低,强弱势粒质量、灌浆速率、最大和平均灌浆速率减小或显著减小,到达最大灌浆速率的时间和活跃灌浆期增加或显著增加。与强势粒相比,弱势粒质量较轻,最大和平均灌浆速率较小,到达最大灌浆速率时间较迟,活跃灌浆期较长。2 个水稻品种的根系氧化力、玉米素+玉米素核苷含量和活跃吸收表面积在花后逐渐降低,下降幅度逐渐增大,随施氮量增加先增加后降低。相关分析表明,强、弱势粒灌浆速率在灌浆前期与以上根系生理性状呈显著或极显著负相关,强势粒的最大和平均灌浆速率与根系生理性状呈显著或极显著负相关,而弱势粒则与之呈显著或极显著正相关。     

施氮对高温胁迫下黄瓜果期荧光特性的影响

为了揭示果期高温胁迫下氮素施用水平对黄瓜叶绿素荧光特性的影响过程与机制,以津优101号黄瓜为试验材料,以28℃/18℃为对照,设置了35℃/25℃、38℃/28℃、41℃/31℃3个高温处理,施氮量设置0（N0）,160（N1）,240（N2）,320（N3）kg/hm² 4个水平,共16个处理,每个处理3次重复。果期高温胁迫9 d后测定了黄瓜功能叶片的荧光诱导动力学参数,并探讨了各处理间变化差异的原因。结果表明,果期高温胁迫后黄瓜叶片光系统Ⅱ（PSⅡ）反应中心显著受损,叶片的最大荧光（Fm）、最大光化学量子产量（Fv/Fm）、光合性能指数（PIabs）、Fm与荧光曲线围成的面积（Area）均显著降低。35℃胁迫下各施氮处理黄瓜叶片的ΔW_O-J和ΔW_O-K均为负值,放氧复合体（OEC）未失活且PSⅡ中心类囊体之间的能量传递顺畅;而38℃胁迫下N2处理和41℃胁迫下N1处理黄瓜叶片的ΔW_O-J均为正值,OEC失活,且N1～N3处理的叶片ΔW_O-K均为正值,PSⅡ中心类囊体之间的能...     

外源硝酸还原酶(NR)抑制剂对油菜植株内NR活性的影响及其与硝酸盐含量的关系

为进一步揭示硝酸还原酶(nitrate reductase, NR)活性的调控机制及其与植株体内硝酸盐含量的关系。本试验在正常供氮(15 mmol L^–1 NO₃^–)和缺氮(7.5 mmol L^–1 NO₃^–)条件下, 以氮高效(H1:742和H2: Xiangyou15)和氮低效(L1: 814和L2: H8)油菜基因型为研究材料, 通过NR活性的专性抑制剂处理, 研究NR活性和硝酸盐含量的基因型和氮水平差异。结果表明, NR专性抑制剂处理可以显著降低叶片NR活性, 正常供氮和缺氮条件下分别降低53.0%和57.6%, 但对叶片硝酸盐的含量没有显著影响。正常供氮条件下的NR活性和硝酸盐含量比缺氮条件下分别高46.9%和16.4%。氮高效油菜基因型的硝酸盐含量显著低于氮低效基因型。H2的NR活性(NRA_act)显著高于氮低效基因型的本质原因是其主效基因(nia2)的相对表达量高于氮低效基因型。本研究充分表明NR活性和硝酸盐含量存在明显的基因型和氮水平差异, 一定程度的NR活性变化对植株体内硝酸盐的含量并没有显著的影响。     

水氮互作下水稻氮代谢关键酶活性与氮素利用的关系

以杂交稻冈优527为材料,设“淹水灌溉”(W₁)、“前期湿润灌溉+孕穗期浅水灌溉+抽穗至成熟期干湿交替灌溉”(W₂)和“旱种”(W₃)3种灌水及不同的施氮量处理,研究对水稻氮代谢酶活性及氮素吸收利用的影响,并探讨各生育期水稻氮代谢酶活性与氮素吸收利用及产量间的关系。结果表明,水与氮对水稻各生育期氮代谢酶活性及氮素吸收利用有显著互作作用,W₂相对于其他灌水处理有助于拔节至抽穗期水稻吸氮量的增加,提高氮素干物质生产效率及稻谷生产效率,而且与施氮量为180 kg hm^-2 耦合能达到提高氮代谢酶活性、增产、提高氮肥利用效率的目的,为本试验最佳的水氮耦合运筹模式;施氮量达270 kg hm^-2 时水氮互作优势减弱,不利于3种灌水方式下硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸合酶(GOGAT)活性的提高,还会导致产量及氮效率的下降。相关分析表明,水氮互作下各氮代谢酶活性与氮素利用特征及产量间存在显著或极显著的相关性,据此可将各生育期功能叶GS活性作为准确判断水稻各生育期氮素积累量的指标;并可将抽穗期剑叶中NR、GS、GOGAT及内肽酶(EP)活性作为综合评价水稻产量及氮效率的指标。     

炸条型马铃薯Innovator在磷钾一定水平下施氮范围的确定

以炸条型马铃薯品种Innovato:为供试材料,在施磷钾一定水平下设计6个施氮水平,通过田间小区试验,研究不同施氮水平对炸条型马铃薯产量和块茎品质的影响,结果表明,马铃薯产量随施氮量的增加呈先增加后下降的变化趋势,施氮量与Innovator产量的关系用二次函数拟合效果良好(y=-0.0004x2+0.1855x+28.139),当施氮量达到231.88kg/hm²时产量达到了最大值49.65t/hm²。综合干物质含量、炸条颜色指数、还原糖含量和蔗糖含量在不同品质等级的施氮范围,Innovator获得优质产品的施氮范围为130.5~159.8kg/hm²,获得一级产品的施氮范围为0~213.5kg/hm²,获得合格产品的施氮范围为0~258.6kg/hm²。     

不同施氮水平下水稻株高与抽穗期的QTL比较分析

利用超级杂交稻协优9308 (协青早B×中恢9308)衍生的重组自交系(recombinant inbred line, RIL)群体及其分子连锁图谱, 应用Windows QTL Cartographer 2.5对施氮和不施氮条件下水稻株高(PH)和抽穗期(HD)进行了QTL分析。在2种氮水平下检测到9个株高QTL和8个抽穗期QTL, 检测到4个影响2种环境下株高和抽穗期差值的QTL, 单个QTL可解释的表型变异介于5.68%~18.40%之间;在第7染色体上RM5436附近和第8染色上RM5556~RM310区间检测到同时控制2种氮水平下株高和抽穗期的QTL, 各位点的遗传效应贡献率较大, 增效等位基因均来源于R9308, 适用于分子标记辅助育种和聚合育种。在第2染色体上RM5916~RM166区间和第8染色体上RM2366~RM5767区间分别检测到1个影响2种氮水平下抽穗期差值和1个株高差值的QTL可能对水稻的氮素高效利用有直接贡献。     

水稻生理生化特性对氮肥的反应及与氮利用效率的关系

选用水稻氮高效基因型IR72和9311及氮低效基因型Lemont和PECOS,采用土培方法,在5个施氮量（0、0.51、1.02、1.53、2.04 g N 钵^-1,分别相当于0、75、150、225、300 kg N hm^-2）处理下,研究了生理生化特性对氮肥的反应及与氮效率的关系。结果表明,在幼穗分化期,氮高效基因型水稻的可溶性蛋白含量相对低,而谷氨酰胺合成酶（GS）活性高;不同氮效率基因型间1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶(Rubisco)含量的差异不大;两种氮效率基因型间的净光合速率（P_n）在幼穗分化期差异不明显。而在齐穗期,氮低效基因型的P_n比高效基因型的低28.66%左右;氮低效基因型在两个时期的单位叶绿素光合速率（P_n/Chl）比氮高效基因型分别低18.51%和29.67%左右。在成熟期,氮高效基因型干物质积累能力强,籽粒产量高。这些结果说明氮效率不同的基因型对氮肥的生理反应差异大。相关性分析表明,低氮水平时(0~1.53 g N 钵^-1), GS酶活性与收获时生物量呈显著或极显著正相关;氮肥偏生产力（PFP）、氮肥农学利用率（AE）及氮素生理利用率（NUEb）分别与GS活性、P_n/Chl和齐穗期的Pn呈显著正相关,而与可溶性蛋白含量、Rubisco含量显著负相关;氮肥吸收效率（RE）与这些生理指标没有显著相关。结果表明水稻光合特征及氮代谢与水稻氮效率间存在紧密的关系,GS活性和可溶性蛋白含量对评价水稻氮肥利用率具有重要的参考价值。     

黄瓜枯萎病抗性与防御系统几种酶活性关系的研究

以黄瓜6个不同抗性品系为材料,研究苗期感染枯萎病菌后,叶片组织内超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)和苯丙氨酸转氨酶(PAL)的活性变化。结果表明,POD,SOD,PPO活性变化曲线中存在2个酶峰,PAL活性变化曲线中存在一个单峰。抗病品系的4种酶的峰I值明显高于感病品系,表现出一致性,而且SOD和PPO酶活性的提高与抗性呈极显著正相关,POD和PAL酶活性的提高与抗性呈显著正相关。     

抗稻瘟病基因Pi-2(t)紧密连锁的SSR标记的筛选与应用

根据已报道的双侧连锁标记并利用已公布的水稻基因组序列信息,在广谱抗稻瘟病基因Pi-2（t)的附近找到了一个新的SSR标记,记为SRM24,估计它与Pi-2（t)间的距离大约只有0．5cM或43kb。利用该标记,成功地将Pi-2（t)从供体材料5173导入到迄今广泛使用的雄性不育保持系珍汕97B中,获得了一批携有Pi-2（t)的珍汕97B近等基因系。