利用正交设计优化黄菠萝ISSR-PCR反应系统

利用正交设计L16（45）对黄菠萝ISSR-PCR反应体系的5因素在4个水平上进行优化试验,PCR结果用SPSS分析：1各因素的不同水平对PCR反应结果又显著影响,2筛选出各因素的最佳水平,建立了黄菠萝ISSR-PCR反应的最佳体系（20ul）为：Taq酶1.5U,Mg2＋2.0mmol/L,DNA40ng,dN TP0.15mmol/L,引物0.3μmol/L。     

杨树ISSR反应体系的建立及正交设计优化

采用正交设计的方法,对杨树ISSR-PCR反应中5个因素(Taq酶、Mg2+、模板DNA、dNTP和引物)在4个水平上进行优化试验。建立了适合杨树的既稳定又能扩出最多数量谱带的ISSR-PCR最佳反应体系,即25μl的反应体系中含有1×buffer,0.12mmol/L dNTP,0.4μmol/L引物,3.5 mmol/L Mg2+,1.5UTaqDNA聚合酶和40ng模板DNA。对杨树ISSR-PCR最佳反应体系的退火温度进行梯度试验,发现引物W95142的最适退火温度为56.1℃,且最适退火温度因引物而异。这一优化的ISSR-PCR反应体系的建立为今后利用ISSR技术进行杨树种质资源分类、遗传图谱构建和基因定位奠定了技术基础。     

药用菊花SCoT-PCR反应体系的正交优化

为进一步开发利用药用菊花种质资源,为药用菊花的遗传多样性及分子鉴定研究提供技术支持,建立并优化药用菊花的目标起始密码子多态性-聚合酶链式反应(SCoT-PCR)体系,在方差分析基础上,运用L25(56)正交设计在5个水平上对影响药用菊花SCoT-PCR反应的模板DNA、Mg2+、dNTPs、Taq酶、引物5个因素进行优化试验,并对PCR结果进行分析。建立了药用菊花SCoT-PCR最佳反应体系(20μL):模板DNA 10 ng,引物0.8μmol·L-1,dNTPs 0.2 mmol·L-1,Mg2+2.0 mmol·L-1,Taq酶1.5 U,SCoT反应的影响因素依次为:Taq酶引物dNTPsMg2+模板DNA。优化的SCoT-PCR反应体系在多个药用菊花品种遗传多样性研究中得到了验证,结果表现出良好的稳定性、重复性和多态性丰富等特点,该体系的建立为药用菊花品种遗传多样性分析、系统发育研究、遗传图谱构建、基因定位和分子标记辅助育种研究奠定了基础。     

SSR分子标记与玉米杂种优势关系的研究

选择较为均匀地分布于玉米（Zea mays)10对染色体上的71对SSR引物，在17个自交系间共检测出384个等位基因变异，每对引物检出2－12个等位基因，平均为5．4个，每个SSR位点的多态信息量（PIC）变化于0．278－0．896之间，平均为0．672。利用384个多态性SSR标记位点计算了17个自交系之间的遗传相似系数（GS），其范围在0．681－0．873之间，平均为0．740。以SSR标记遗传相似系为原始数据，按UPGMA方法对17个自交系进行聚类分析，以相似系数0．750为标准，可将17个自交系分为6类，聚类结果和已知系谱关系十分吻合。根据直线相关分析，自交系间SSR分子标记遗传距离与产量及杂种优质相关极显著，但相关系数较小，分别为0．443和0．310。分群后进行的相关分析表明，遗传距离与产量以及遗传距离与杂种优势的相关系数分别提高到0．682和0．609，均达到极显著水平。因此，合理分类，并选择合适的自交系配制组合，可避免群内自交系间杂交，减少育种的盲目性和工作量。     

栝楼ISSR－PCR反应体系的建立和优化

用改良SDS法提取栝楼（Trichosanthes kirilowii Maxim）叶片DNA为模板,通过单因素试验研究模板、引物、Tat／DNA聚合酶和dNTPs等4因素各7个水平对栝楼ISSR-PCR扩增结果的影响,并通过正交试验对各因子的浓度进行优化,首次建立了栝楼ISSR-PCR分析的最适反应体系：20μL的反应体系中,1×buffer,模板含量为50ng,引物的浓度为0．5μmol／L,TaqDNA聚合酶的用量为0．8U,dNTPs的浓度为200μmol／L。随机选取10条引物验证体系稳定性,并对190条ISSR引物初筛,得到条带清晰、多态性好的引物126条。经验证,本实验所建立的栝楼ISSR-PCR反应体系具有稳定可靠、可重复性好、多态性较强等特点,能够较好的应用于栝楼的ISSR分子生物学分析。     

普通玉米和特用玉米的SSR标记聚类

利用SSR标记研究了64份玉米自交系（包括普通玉米和特用玉米自交系）的亲缘关系。用30对扩增带型稳定的SSR引物,从供试材料中检测出116个等位基因变异,每对引物检测出等位基因2~10个,平均3.87个。SSR引物的PIC介于0.306~0.893之间,平均多态性信息量为0.717。按UPGMA方法对供试自交系进行聚类,以遗传距离0.586为基准,可将材料划分为11类。64份自交系的SSR标记聚类分析表明,普通玉米与特用玉米糯玉米、甜玉米、爆裂玉米等并不能严格地各自划为一类,只有亲缘关系较近的特用玉米自交系聚在一起,有些特用玉米与普通玉米聚在一起,部分特用玉米具有丰富的普通玉米种质资源遗传背景。特用玉米自交系间的遗传距离与普通玉米自交系间的遗传距离差异达到0.01的极显著水平。此外,不同类型特用玉米间、特用玉米与普通玉米间的遗传差异较大,特用玉米在进化和选育过程中积累并保存了丰富的遗传变异。     

均匀设计优化毛竹EST-SSR PCR反应体系

本研究以毛竹叶片DNA为模板,利用均匀设计U10（54）表,对毛竹EST-SSRPCR反应体系的TaqDNA聚合酶、Mg2＋、dNTPs及引物浓度4因素5个水平进行优化筛选。优化实验结果表明,毛竹EST-SSRPCR的25μL优化反应体系为：10×PCRBuffer（含Mg2＋）2.5μL、TaqDNA聚合酶1.5U,Mg2＋、dNTPs及引物的最适浓度分别是1.0mmol/L、0.1mmol/L、0.48μmol/L;通过梯度PCR试验筛选得到相应引物的最佳退火温度为52.4℃。对优化出的EST-SSRPCR反应体系进行稳定性检测,结果均能获得丰富、稳定、清晰可辨的DNA谱带。该优化体系为利用EST-SSR分子标记对毛竹进行遗传多样性等相关研究工作提供了基础条件。     

玉米诱变系的SSR遗传变异分析

从97对SSR引物中筛选出52对扩增产物具有稳定多态性的引物,对基础材料玉米自交系"082"及其48个诱变系进行检测,共检测到170个等位基因变异,每对引物检测出2~6个等位基因,平均为3.27个;每个位点的多态性信息量(PIC)变化于0.039~0.715之间,平均为0.327;49个材料之间的遗传相似系数变化范围在0.377~1.000,平均为0.823。UPGMA聚类分析将49个材料分成6类,表明材料间存在着广泛的遗传差异。这些遗传变异与材料的品质性状、农艺性状相关。     

SSR分子标记鉴定玉米杂交种纯度的研究及应用综述

从玉米基因组DNA提取、引物的筛选、PCR反应体系优化、部分推广玉米品种纯度鉴定引物信息等方面综述了SSR分子标记在玉米杂交种纯度鉴定方面的研究及应用。     

利用SSR对60个玉米自交系进行杂种优势群划分初探

用SSR对60个玉米自交系的DNA进行分子标记和杂种优势群划分研究。利用14对SSR引物在供试材料中检测出57个等位基因变异,每对引物检测等位基因2～7个,平均为4．07个,多态信息量变化范围为0．389～0．832,平均为0．692。自交系间遗传相似系数变幅为0．058～0．756,UPGMA聚类分析表明,供试自交系可分为五个类群。利用这14对具有较高多态性信息量的引物,可以对供试材料进行初步鉴定。     

玉米Lc基因植物表达载体构建及菊花转化

Lc基因是从玉米中分离得到的与花青素合成相关的调节基因，它在多种植物中的异源表达可以增加花青素的含量。本研究对pBI121载体Gus基因后的终止子进行2次PCR扩增，在原Sac I酶切位点后添加了新的Sac I酶切位点，利用组织化学染色法检测，结果表明改造后的载体上的Gus基因能正常表达，终止子功能正常，载体改造成功。用改造的pBI121N构建了含有Lc基因的植物表达载体pBI121N-Lc，利用农杆菌介导法转化菊花叶盘，获得了19株生根抗性苗。通过提取抗性苗基因组总DNA，PCR扩增Lc基因和CaMv35S启动子获得了11个阳性株系，PCR结果表明Lc基因已经转入菊花中。同时，在己获得的转基因植株中发现7个株系的根系有变红的现象。     

农杆菌介导的玉米遗传转化研究进展

农杆菌介导的转基因法是目前玉米遗传转化的主流方法之一。目前,模式玉米种质幼胚的转化体系已程式化,且开发了新筛选基因和获得不含筛选基因转基因玉米的方法,但是大多数育种骨干自交系转化频率低和转化受体基本上是幼胚。从农杆菌、受体及培养条件多方面各种因素对问题进行分析,多数研究认为针对特定基因型和受体材料建立好的受体再生系统,结合高效率农杆菌转化体系,获得多目的基因聚合（无其它外源片段）的转基因玉米将是农杆菌介导玉米转化体系研究的最终目标。本文主要从农杆菌介导（转基因）法应用于玉米遗传转化的历史、现状、问题等方面进行综述,为同领域的研究者提供一定的参考。     

农杆菌介导的玉米茎尖遗传转化研究及转TPS1基因和VlmybA2基因玉米鉴定

本研究以优良玉米自交系交51为材料,通过农杆菌介导的茎尖转化将海藻糖-6-磷酸合成酶基因TPS1和葡萄花青素调控基因VlmybA2转入玉米中。确立了最佳的除草剂Basta筛选浓度,研究了不同真空渗透压、农杆菌液浓度、侵染时间等因素在转化过程中对玉米植株存活率的影响。结果表明80 mg/L除草剂Basta为最佳筛选浓度,真空渗透压为60 kPa、农杆菌液浓度OD600为0.8、侵染时间为8 min时是最佳转化条件,经过GUS组织化学染色和PCR检测,证明TPS1基因和VlmybA2基因已经整合到玉米基因组中。     

N、P、K肥对玉米幼苗吸收和积累重金属的影响

采用室内盆栽试验,研究复合污染土壤中施加氮肥（NH4Cl）、磷肥（Na2HPO4）和钾肥（KCl）对高生物量经济作物玉米（Zeamays L.）幼苗生长以及吸收和积累重金属的影响。结果表明,不同施肥方式和浓度处理对玉米生物量变化以及吸收重金属有不同影响,NH4Cl能显著提高玉米地上部生物量、土壤Pb、Cd有效态含量,增加玉米对重金属Pb、Cd、As的提取量,最大分别可提高1.7、2.0倍和1.2倍。不同施肥方式和处理浓度均显著影响土壤有效态Pb含量,Na2HPO4在中浓度处理时显著降低土壤Pb的有效性,高浓度时则显著增加土壤有效态As含量,使玉米地上部对As的积累量有明显提高。在不同的浓度水平下,钾肥处理使玉米提取Pb含量显著高于氮肥和磷肥,其中低浓度KCl处理使玉米提取Pb量比对照增加2.4倍。对Pb-Cd-As复合污染农田土壤来说,施用氮肥（NH4Cl）处理对强化玉米的修复效果最好。     

东兴金花茶SSR-PCR反应体系的优化及引物筛选

采用L16（45）正交设计试验对东兴金花茶SSR-PCR反应的五因素（Mg^2＋,dNTPs,引物,Taq酶和模板DNA浓度）四水平进行了优化试验,然后利用优化后的反应体系,将31对同属植物SSR引物（4对茶树,7对山茶和20对金花茶引物）运用于东兴金花茶材料上,筛选适宜东兴金花茶遗传分析的SSR引物。结果表明,东兴金花茶最佳反应体系（15μL）及扩增条件为：Mg^2＋1.50 mmol/L、dNTP 0.30 mmol/L、引物0.40μmol/L、Taq酶0.75 U、模板DNA 40.00 ng;最佳扩增程序为：94℃预变性5 min;94℃变性30 s,58℃退火30 s（因引物而异,该温度为引物CN10的退火温度）,72℃延伸40 s,共36个循环;72℃最后延伸10 min。山茶属的不同植物之间可以共享部分SSR引物信息,东兴金花茶获得了9对能扩增出条带清晰且具有多态性的引物,引物最适退货温度为54-60℃,观测杂合度（HO）和期望杂合度（HE）分别为0.433-1.000和0.391-0.932。本试验为下一步进行的东兴金花茶遗传多样性分析、遗传图谱的构建等研究奠定了基础。     

镧浸种处理对玉米光合特性的影响

为了探索镧对玉米光合特性的影响,采用露天盆栽方法,以氯化镧（LaCl3）溶液浸种处理玉米种子,测定大喇叭口期玉米叶片光合日变化、光响应曲线和CO2响应曲线及PEP羧化酶（PEPCase）活性。结果表明,高（120 mg.L-1）低（60 mg.L-1）两个La3＋溶液浓度条件下,玉米叶片光合午休现象得到缓解,气孔因素是主要原因;La3＋溶液浸种处理后,表观量子效率（AQY）和光饱和点（LSP）显著提高,羧化效率（CE）降低,La3＋对PEPCase有明显的抑制作用。说明La3＋溶液浸种预处理主要是通过提高植株对光能的利用来提高玉米叶片的光合效率。     

农田黑土中不同浓度乙草胺对玉米苗期生长的影响

通过黑土盆栽试验研究了施用化肥条件下不同浓度乙草胺对玉米苗期生长的影响。结果表明,虽然在整个取样期间,植株体内无乙草胺残留检出,但是乙草胺施用对玉米苗期的形态和生理指标均具有一定影响。植株中超氧化物歧化酶活性、地下部分过氧化物酶活性和株高、根长等形态指标在玉米生长前期发生明显变化,其变化趋势受到乙草胺施用量的显著影响。在施有等量化肥的条件下,低浓度和高浓度乙草胺的施用抑制了玉米的生长,但中等浓度乙草胺对苗期玉米的生长表现出一定的促进作用。随着种植时间的延长,乙草胺活性降低,植物体的各项抗性指标和生理指标趋于一致。     

Effect of Nitrogen Nutrition on Solute Accumulation and Ion Contents of Maize under Sodium Chloride Stress

Salinity is a major abiotic stress that limits the productivity of crops, particularly cereal crops, while decreasing nutrient availability, especially of nitrogen. An experiment was conducted to study the effects of salt stress [i.e., S₀, S₁, and S₂ (control, 1.09; 5; and 10 dS m^?1)] and four different nitrogen (N) levels [i.e., N₀, N₁, N₂, and N₃ (control, 175, 225, and 275 kg N ha^?1)] on two maize hybrids, Pioneer 32B33 (salt tolerant) and Dekalb 979 (salt sensitive). The experiment was conducted in a wire house. The experiment was laid out with three factors in a completely randomized design. The plant tissue was analyzed for solute and ion contents. With the increase in salt stress and N rate, solute (i.e., glycinebetaine), protein, total soluble sugar, and total free amino acids accumulated in both hybrids. Nitrate (NO₃) and nitrite (NO₂) reductase activity decreased sharply at 10 dS m^?1 compared to lower levels of salinity but it increased significantly with the addition of N. The uptake of potassium (K⁺), calcium (Ca²⁺), magnesium (Mg²⁺), N, and phosphorus (P) reduced significantly in shoots with increased salinity while the sodium (Na⁺) and chloride (Cl) contents were increased. It is concluded from the present study that at greater salinity level, hybrid Pioneer32B33 maintained statistically greater solute and ion contents excluding Na⁺ and Cl ions and significantly decreased enzyme activity. However, these parameters were increased by N rate.     

Sources,Rates and Time of Nitrogen Application on Maize Crops under No-Tillage System

Quantitatively, nitrogen (N) is the foremost nutrient for maize crops (Zea mays L.), but the N source to increase the grain productivity still needs more investigation. Thus, the aim of this experiment was to study sources, rates and time of N application on the crop yield and agronomic characteristics of the maize under no-tillage system. The experiment was carried out during two growing seasons on an Oxisol under the factorial 5 × 3 × 3 scheme with five N rates (0, 50, 100, 150, and 200 kg ha^?1) and three sources (ammonium-sulfate-nitrate as inhibitor of the nitrification (ASN+I), ammonium sulfate (AS) and urea); we applied them two times with four replicates: first time at the sowing or later under side dressing when the plants had the six leaves stage. In the first year, the sources of N had no influence on the number of grain line /ear (NGLE), grain number/line (GNL), total number of grain/ear (TNFE), biomass of 100 grain, plant height (PH), height of the first ear insertion (AFEI) and stalk diameter, in contrast with the foliar N content and the crop yield. Early fertilization with N at the sowing time can afford applications as well as the total side dressing. The increase of the rates had positive influence on the N foliar content, plant height and 100 grains biomass. The highest productivities were found with rates above the threshold of 150 kg ha^?1, no matter the sources and the fertilization time.     

Does the Sulfur Assimilation Pathway Play a Role in the Response to Fe Deficiency in Maize (Zea mays L.) Plants?

Abstract

The finding that the methionine is the sole precursor of the mugineic acid family phytosiderophores induced us to evaluate whether sulfur assimilation pathway has a role in plant response to Fe deficiency. Maize plants were grown for 10 days in nutrient solution (NS) containing 80 µM Fe in the presence (+S) or absence (?S) of sulfate. After removing the root extraplasmatic iron pool, half of the plants of each treatment (+S and ?S) were transferred to a new Fe deficient NS (0.1 µM final Fe concentration) (?Fe). The remaining plants of each pre‐culture condition (+S and ?S) were transferred to a new NS containing 80 µM Fe (+Fe). Leaves were collected 4 and 24 hours from the beginning of Fe deprivation period and used for chemical analysis and enzyme assays. Results showed that iron content in the leaves was lower in plants grown in S‐deficiency than in those grown in the presence of the macro‐nutrient. Iron deprivation produced an increase in the level of SH compounds in both nutritive conditions (+S and ?S). These observations are suggestive of some relationship between S nutrition and Fe uptake. For this reason, we next investigated the influence of Fe availability on S metabolism through the evaluation of changes in ATPs and OASs activity, the first and the last enzyme of S assimilation pathway respectively. Results showed that S‐starvation increased the activity of both enzymes, but this effect disappeared in plants upon Fe deficiency suggesting that S metabolism is sensitive to Fe availability. Taken together these evidences suggest that S metabolism is sensitive to soil Fe‐availability for plant nutrition and support the hypothesis of S involvement in plant response to Fe deprivation.