苎麻Δ1-吡咯啉-5-羧酸合成酶(P5CS)基因的克隆和表达分析

以耐旱性较强的湘苎3号为材料,从苎麻转录组测序结果中获得了1个与P5CS基因高度相似的Unigene,该片段长1 448 bp,根据该序列设计5′RACE和3′RACE槽式PCR引物,利用RACE结合RT-PCR技术分别克隆得到590 bp的5′端和293 bp的3′端,拼接获得该基因全长cDNA序列。对该序列进行生物信息学分析表明,该基因全长为2 318 bp,其中开放读码框为2 154 bp,编码717个氨基酸,其编码蛋白质的等电点和分子量分别为6.57 kD和77.56 kD,与亚洲棉、麻风树、拟南芥和水稻的P5CS基因的核苷酸序列相似性分别为81%、81%、75%和72%,蛋白质序列的相似性分别为86%、85%、78%和77%,说明该基因与P5CS为同源,被命名为BnP5CS1。半定量RT-PCR分析表明,该基因在苎麻的茎尖中表达量最高,在根中其次, 且受干旱胁迫的诱导。P5CS基因是植物体内合成脯氨酸的关键酶基因,BnP5CS1基因的克隆将为苎麻的抗逆分子育种和进一步的功能分析鉴定基础。     

桑树对矿区土壤中重金属的原位去除效应研究

为了研究矿区栽培种桑树对4种金属的富集特征和能力,在湖南浏阳七宝山矿区污染土壤上,以‘湖桑一号’为研究材料,分别测定植物各部分和土壤中Cu、Pb、Cd、Zn 4种重金属含量。结果表明：桑树各部位单位重量中Cu的含量的趋势为根(33.13 mg/kg)>叶(13.38 mg/kg)>皮(7.51 mg/kg)>骨(4.93 mg/kg),Pb的含量的趋势为根(33.13mg/kg)>叶(10.32 mg/kg)>皮(3.35 mg/kg)>骨(1.73 mg/kg),Cd的含量的趋势为根(4.53 mg/kg)>叶(1.90 mg/kg)>皮(1.57 mg/kg)>骨(1.03 mg/kg),Zn的含量的趋势为根(317.72 mg/kg)>叶(186.53 mg/kg)>皮(105.07 mg/kg)>骨(89.16 mg/kg)。每平方米耕作层土壤上桑树对Cu的迁移总量为12116.1 mg,修复年限为2.01年,对Pb的迁移总量为7409.83 mg,修复年限为15.45年,对Cd的迁移总量为2056.4 mg,修复年限为1.26年,对Zn的迁移总量为254532.8 mg,修复年限为0.39年。     

苎麻对重金属Cd污染的耐受和富集能力研究

为了探究野生型和栽培型苎麻对Cd耐受和富集积累方面的差异,在前人研究的基础上,以野生型和栽培型苎麻为研究对象,采取盆栽试验,以富顺青麻‘、湘苎3号’、冷水江野麻以及浏阳野麻4个品种作为试验材料,对苎麻的耐Cd能力以及Cd富集积累特性进行研究,以期为苎麻耐Cd种质筛选奠定基础。结果表明：各器官对Cd的富集系数顺序与Cd含量相同,在2种高浓度处理下,地上部富集系数均小于1,且随浓度升高而降低;富顺青麻、冷水江野麻和‘湘苎3号’对Cd的转运系数均大于1,表明苎麻植株向上运输Cd的能力较强,说明苎麻除了对Cd有一定的耐性,还具备一定的富集能力,作为经济作物有修复重金属污染的潜力。     

苎麻α-amylase基因的克隆与表达

α-amylase基因不仅参与植物糖代谢与生物能量的调动,而且与植物抗逆功能相关。为了克隆Bn-α-amylase基因,分析其序列及表达特征,本研究以湘苎3号苎麻(Boehmeria nivea)转录组文库中Unigene4746序列为基础,采用RT-PCR技术克隆该基因的全长编码序列,并进行生物信息学分析;利用Real-time PCR分析该基因在不同组织和不同胁迫条件下的表达特征。研究结果表明,苎麻Bn-α-amylase的编码区序列长2 295 bp,编码765个氨基酸(GenBank登录号:KF860891),推导该蛋白质的等电点和分子量分别为5.685和86.11 kD,该蛋白在羧基端含有两个保守的结构域,亚细胞定位预测显示该蛋白位于细胞质中,不存在信号肽和跨膜结构域。与苹果(Malus×domestic)、拟南芥(Arabidopsis thaliana)、猕猴桃(Actinidia chinensis)、蓖麻(Ricinus communis)、大豆(Glycine max)的α-amylase基因的核苷酸序列相似性分别为80%、76%、76%、73%和67%,与之编码的氨基酸序列相似性分别为68%、65%、65%、69%和51%。进化树分析表明Bn-α-amylase与大豆、葡萄、猕猴桃、蓖麻的α-amylase基因亲缘关系较近,与拟南芥、水稻、高粱的α-amylase基因亲缘关系次之,与卷柏的α-amylase基因亲缘关系较远。实时荧光定量PCR分析表明,Bn-α-amylase在苎麻根、茎皮、茎木质部、茎尖、叶片中均有表达,其中,在叶中表达量最高,在根中表达量最低,且受干旱、高盐胁迫表达增强,受ABA胁迫表达降低。本研究获得了Bn-α-amylase基因的编码区序列,其编码的蛋白具有植物α-amylase典型的结构域,且该基因响应ABA、干旱和高盐逆境胁迫,提示该基因可能与苎麻抗逆境机制密切相关。     

种植密度对小麦籽粒淀粉品质与茎秆抗倒性能的调控效应

为探究种植密度对小麦籽粒淀粉品质及茎秆抗倒性能的调控效应,以小麦品种荃麦725为材料,设置D1(180万株/hm²)、D2(240万株/hm²)、D3(300万株/hm²)、D4(360万株/hm²)4个密度水平,研究种植密度对小麦籽粒淀粉品质与茎秆抗倒性能的影响。结果表明：随着密度水平的增加,小麦籽粒B型淀粉粒体积、表面积百分比呈上升趋势,A型淀粉粒体积、表面积百分比呈下降趋势。在B型淀粉粒中,密度对粒径0.1～2.8μm淀粉粒组影响较大,在A型淀粉粒中,密度对粒径10～22μm淀粉粒组影响较大。密度对淀粉粒数量分布无显著影响。适宜密度水平下,显著提高了小麦籽粒蛋白质、湿面筋、淀粉含量及产量;植株形态指标中的株高、重心高和节间长呈先增加后降低的趋势,D3密度水平下小麦茎秆机械强度最强,抗倒伏指数最高;小麦抗倒伏指数与重心高呈显著负相关,与株高、基部节间长呈极显著负相关,表明小麦倒伏受株高、重心高及节间长影响,小麦株高和重心高越低,则基部节间长越短,抗倒伏指数就越高,茎秆抗倒性能越强;由相关分析可知...     

苎麻BnNramp2基因的克隆与生物信息学分析

<正>重金属是主要的环境污染物之一,所有重金属对生物都有潜在的危害作用~[1-6]。天然抗性相关巨噬细胞蛋白家族 (Natural resistance-associated macrophage protein, NRAMP) 是一类广泛存在于微生物、植物、动物中的古老且高度保守的膜整合蛋白家族,参与大多数有机体的金属离子