外源2,4-表油菜素内酯对碱性盐胁迫下马铃薯根系生长、生理特性及土壤酶活性的影响

为探究外源2,4-表油菜素内酯(EBR)对碱性盐胁迫下马铃薯根系形态、生理特性及土壤酶活性的影响,本研究以马铃薯大西洋为试验材料进行盆栽试验,设置不添加NaHCO₃(CK)和添加300 mmol/L NaHCO₃(T0),以及添加300 mmol/L NaHCO₃后喷施0.25μmol/L(T1)、0.50μmol/L(T2)、1.00μmol/L(T3)、2.00μmol/L(T4)外源EBR,共6个处理。结果表明,300 mmol/L NaHCO₃(T0)胁迫抑制马铃薯根系的生长发育、生理特性及土壤酶活性。喷施不同浓度外源EBR均能缓解NaHCO₃对马铃薯的胁迫,相比于T0处理,T1处理～T4处理的根粗、根表面积、根体积、根尖数、根系活力以及根系干质量均得到提高;整个生育期根系相对电导率、丙二醛(MDA)含量、过氧化氢含量及超氧阴离子含量明显下降;脯氨酸(Pro)含量以及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、脲酶、蔗糖酶、碱性磷酸酶、脱氢酶活...     

膜下滴灌条件下不同田间持水量对马铃薯根系分布及其产量的影响

为了探究不同田间持水量对马铃薯根系生长的影响,提高西北地区马铃薯产量。于2018在大田遮雨棚内进行,以马铃薯品种海斯薯为试验材料,采用膜下滴灌的灌溉方式。根据不同田间持水量梯度设置6个处理(分别为T1:85%～95%、T2:75%～85%、T3:65%～75%、T4:55%～65%、T5:45%～55%和T6:不灌水处理),研究不同田间持水量对马铃薯根系特性、产量及其相关性的影响。结果表明,随着田间持水量的下降根系分布逐渐加深,在田间持水量大于45%,根系主要分布在垄面0～10 cm处;当田间持水量小于45%时,根系主要分布在垄侧20～40 cm处。持水量高于65%处理下的块茎产量和大薯率高于其他处理,补偿效应显著(P<0.05);其中,持水量75%～85%处理下产量最高,平均产量为884.06 g/株,较T6处理增产257.61%。相关性分析发现,田间持水量与垄面根长、根表面积、大薯率和块茎产量呈显著(P<0.05)正相关,垄面根系长度和表面积与马铃薯块茎产量显著正相关(P<0.05)。综上所述,田间持水量大于65%时,能显著提高垄面的根长、根表面积和产量,其中,持...     

马铃薯StIgt基因家族的鉴定及其对干旱胁迫的响应分析

干旱胁迫是影响马铃薯产量和品质的主要非生物胁迫因素之一。马铃薯在抵御干旱胁迫的过程中,根系的生长发育和构型分布发挥着重要作用。Igt基因家族是普遍存在于植物中的一类功能基因,在调控植物根系构型和提高植株抗逆性等方面效果显著。本研究以马铃薯双单倍体‘DM-v4.03’高质量基因组为参考,在全基因组范围内分析鉴定了StIgt基因家族的成员,并采用多种生物信息学软件对其进行了系统进化树构建、染色体定位、保守蛋白结构域、基因结构和顺式元件预测。同时,利用本课题组前期对马铃薯四倍体品系在不同干旱条件下的转录组测序结果,分析了StIgts响应干旱胁迫的表达谱。结果表明,在马铃薯中共鉴定获得10个StIgt家族成员,其中StIgt1由本课题组前期克隆获得。除StIgt1位置信息不明外,其余基因不均匀地分布在1、2、5、7、10和11号染色体上。StIgt家族蛋白长度为110~283个氨基酸,分子量介于13.136~32.542 kD之间,预测等电点为3.82~9.86。系统进化树分析发现,该基因家族可分为3个亚族,亚族间的基因结构、蛋白保守域和顺式作用元件差别明显。干旱胁迫下的表达谱分析表明,StIgt6、StIgt7、StIgt9和StIgt10响应早期干旱胁迫,在干旱2 h时即迅速上调表达。这些结果为阐明StIgt基因家族的进化关系和进一步研究其成员的功能特性提供了理论基础。     

植物淀粉分支酶基因的研究进展

淀粉分支酶(Starch branching enzyme,SBE)是直接参与淀粉生物合成的关键酶,它催化α-1,6糖苷键分支点形成支链淀粉.本文综述了SBE基因的分类、结构、同种型的功能、各同种型在不同组织和不同生育时期的表达特异性以及它们不同的功能、基因表达与淀粉合成的关系、SBE的应用等方面的研究进展,旨在为利用基因工程技术调控植物淀粉的含量与特性提供相关信息.     

马铃薯GAUT基因家族的全基因组鉴定及表达分析

半乳糖醛酸转移酶(GAUT)是一种参与催化糖基化反应的酶类,在植物生长发育过程中发挥着重要作用。本研究鉴定了马铃薯GAUT家族成员,并对其理化性质、染色体定位、基因结构、保守蛋白结构域、基因重复事件和表达模式进行了分析。结果表明,鉴定到的41个GAUT家族成员(StGAUT),不均匀的分布在10条染色体上。根据基因的结构和系统发育蛋白特征,将41个StGAUT分为4个亚组。共线性分析表明,StGAUT基因家族存在12对片段重复基因,均在纯化选择下进化。通过对马铃薯双单倍体(DM)的不同组织部位和非生物胁迫下的RNA-seq数据进行分析,筛选出了组织特异性表达及响应非生物胁迫的StGAUT基因。此外,进一步对不同四倍体栽培种彩色马铃薯的薯皮和薯肉进行RNA-seq测序和分析,获得了可能参与花色素苷生物合成的StGAUT基因。本研究结果为进一步阐明StGAUT基因在马铃薯中的功能提供了有价值的信息。     

不同品种马铃薯试管薯诱导体系的优化

利用5种培养基和3种培养方法对马铃薯的大西洋、陇薯3号和甘农2号品种进行了试管薯的诱导。结果表明:8%的蔗糖浓度是大西洋和陇薯3号试管薯诱导的最佳糖浓度;5mg/L6-BA的添加可有效提高结薯率和增加块茎直径;在含8%蔗糖的培养基上,琼脂的添加与否对试管薯的诱导率没有影响;在不含蔗糖的MS培养基中,300μmol/L山梨醇 20mmol/LNH4NO3 20mmol/LKNO3的添加对试管薯的形成和发育不利;3种培养方法中,液体培养法的试管薯诱导效率最好。     

马铃薯适应低磷胁迫的生理生化效应

以马铃薯两个栽培种大西洋和新大坪为材料,采用基本Hoagland营养液和60%磷浓度(0.05996 μmol/L)的Hoagland营养液处理,研究了低磷胁迫效应对马铃薯植株生长、保护酶活性和叶绿素含量影响.结果表明,60%磷胁迫对马铃薯地上部分生长具有抑制作用,能促进新大坪侧根生长和根冠比增加,而大西洋在根系生长和...     

低磷胁迫下马铃薯试管苗生长及生理指标变化研究

马铃薯试管苗在全价、60%磷素和30%磷素的MS培养基上培养,第20 d、40 d时测定生理指标.结果表明,低磷胁迫对马铃薯试管苗新叶和侧根发生以及根生长具有促进作用,且地上部和地下部鲜重小幅增加.30%低磷培养环境下,试管苗的细胞膜透性值、可溶性蛋白质和可溶性糖含量均较对照明显增加,而叶绿素含量则明显降低,差异达到极显著或显著水平.60%低磷处理下,这些指标的变化与对照基本相同,差异不显著,表明含60%P元素的MS培养基适宜马铃薯试管苗生长.     

应用ihpRNA干扰技术创制高支链淀粉马铃薯材料

【目的】创造块茎高支链淀粉或纯支链淀粉含量的转基因马铃薯材料。【方法】以构建的由Patatin启动子驱动的pBI121g-PgABI为干扰表达载体,采用农杆菌介导法转化马铃薯优良品种甘农薯2号。用PCR、Southern blotting、半定量RT-PCR和实时荧光定量PCR技术检测转基因植株,并对转基因植株的微型薯进行淀粉含量的测定。【结果】通过农杆菌介导法获得10个转基因株系。PCR和Southern杂交结果证明,目的基因已被整合到基因组中,通过半定量RT-PCR分析表明,转基因株系中GBSSI的表达均受到明显抑制,且在6个转基因株系中检测不到mRNA的表达。进一步通过real-time PCR分析表明,转基因株系中GBSSI的mRNA沉默效率为66.27%—93.53%;转基因株系微型薯的淀粉含量也发生明显变化,其支链淀粉含量高达90.16%—98.84%,比对照高出10.31%—20.92%。转基因株系GBSSI的mRNA沉默效率与支链淀粉含量呈显著正相关（r=0.937,P<0.01）。【结论】采用ihpRNAi技术可有效抑制马铃薯块茎中内源GBSSI表达,获得高支链或纯支链淀粉含量的马铃薯材料。     

苜蓿与连作马铃薯土壤浸提液配比对马铃薯光合、生理特性和产量的影响

【目的】研究苜蓿(Medicago Sativa)与连作马铃薯土壤浸提液对基质栽培马铃薯植株的光合、生理特性及产量的影响,以期为克服马铃薯连作障碍提供理论依据.【方法】以马铃薯品种‘新大坪'为试验材料,研究了马铃薯第4年连作田土壤浸提液与4年龄清水苜蓿土壤浸提液配比液(记为1∶1,1∶2,1∶3,1∶4,1∶5,CK-连作马铃薯土壤浸提液)对基质栽培马铃薯叶片光合参数、酶活性、叶绿素含量及产量的影响.【结果】在马铃薯盛花期,1∶2处理的SOD活性、CAT活性,比对照(CK)增加5.2%、77.8%;1∶4处理的POD活性较对照(CK)提高19%;盛花期600μmol/(m~2·s)光照下,1∶3处理的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)蒸腾速率(Tr)的值最大,分别比对照(CK)增加64.7%、73.3%、132.2%;盛花期1 000μmol/(m~2·s)光照下,Pn、Gs、Tr先上升再降低,到达T3处理时为最大值,比对照(CK)分别增加63.6%、272.7%、162.8%.在马铃薯块茎膨大期,1∶4处理叶绿素相对含量最高,比CK提高29.9%;块茎膨大期600μmol/(m~2·s)下的1∶3处理下的Pn、Gs、Tr均处于最大值,分别比对照(CK)增加64.2%、164.7%、117.1%;块茎膨大期1 000μmol/(m~2·s)光照下,1∶3处理的Tr比CK显著提高69.6%.1∶3处理马铃薯产量最高,较CK提高19.3%.【结论】不同浓度比例的连作马铃薯土壤浸提液与清水苜蓿土壤浸提液可有效改善马铃薯光合生理特性,并能提高马铃薯产量,尤以1∶3处理最佳.