白羊草转录组和差异性表达分析

[目的]获得白羊草(Bothriochloa ischaemum)转录组数据库和差异表达基因。[方法]选取对照组和干旱胁迫组作为受试材料,采用Illumina HiSeq 4000进行转录组测序,并进行系统的生物信息学分析。[结果]共获得25.23 Gb数据(118580条Unigenes)。将所得到的Unigenes与基因库数据进行比较,对Unigenes进行功能注释,共50070条Unigenes获得功能注释。白羊草转录组中的Unigene根据GO功能大致可分为细胞组分、分子功能和生物学过程三大类共54个分支。将Unigene与KOG数据库进行比对,根据其功能大致可分为25类。KEGG数据库作为参考,依据代谢途径可将Unigene定位到116个代谢途径分支。通过差异性分析发现,差异性表达基因共3987条,其中上调基因占39.45%,下调基因占60.55%,相差较大。[结论]本研究首次对白羊草转录组进行了分析,为白羊草分子生物学研究提供了宝贵的基因组数据库资源。     

早熟禾种质资源形态多样性及主成分分析

旨在利用形态学指标探讨早熟禾(Poa L.)种质资源遗传多样性,为早熟禾品种改良和选择亲本提供科学依据。研究了不同地理来源的34份早熟禾种质资源的14项形态指标,利用主成分分析和聚类方法,了解其形态多样性。结果表明:不同早熟禾种质的植物形态学特征存在广泛变异,其中以茎秆节数最大,小花数和叶长变异次之,而返青—成熟期生长天数为1.86%,变异最小;主成分分析结果显示叶长、叶宽、草层高、生殖高4个性状是造成早熟禾种质表型差异的主要因素;以14个形态性状为基础的聚类分析将所研究的34份种质材料分为3类,第一类与第三类差别明显。     

国外引进鸭茅种质形态变异研究

鸭茅(Dactylis glomerata L.)是在世界范围内广泛栽培种植的一种重要禾本科牧草,具有高产、优质、抗逆性较强等特点。以84份国外引进鸭茅种质为研究对象,对其11个形态学性状进行研究分析,旨在为筛选优良鸭茅种质提供依据。结果表明:不同种质鸭茅的植物形态学特征存在广泛变异,其中以小穗数变异最大,小花数、茎粗次之,而叶宽变异最小。变异系数与主成分分析结果显示,小穗数、小花数、株高和内稃长4个性状是造成鸭茅表型差异的主要因素。以11个形态性状为基础的聚类分析可将所研究的84份材料分为3类,每一类都由不同地域来源的鸭茅构成,表明鸭茅种质资源的多样性由品种间基因型不同所致。     

羊茅种质资源苗期抗旱生理响应及综合评价

以引进的18份羊茅属(Festuca L)为材料,在苗期持续干旱胁迫下,研究其生理指标变化,并对其抗旱性进行综合评价。结果表明:脯氨酸、可溶性糖、细胞质膜透性随着干旱胁迫的加大而显著增加,叶片相对含水量则显著递减。膜系统受损程度与叶片保水和抗旱性呈负相关。干旱胁迫限制了植株的生长发育,所试材料地上、地下生物量及高度都不同程度地受到抑制,抑制程度因不同材料基因型而有所不同。羊茅属材料抗旱性与生物量、株高呈正相关。采用隶属函数对其抗旱性进行综合评价,18份羊茅相对抗旱的材料是8,9,12,对干旱相对敏感的材料是5,6,15。     

高丹草生长动态及收割期的研究

对高丹草不同生长阶段的株高、生长速度、物质积累动态及产量组成进行了研究,并对其营养价值进行评定.结果表明,旱作条件下,高丹草株高、生长速度、产草量及茎/叶变化动态符合Logistic模型,苗期生长缓慢,拔节期生长最快,拔节期过后生长速度减缓,表明拔节期是营养体产量形成的关键时期.干/鲜及营养物质变化符合一元线性回归模型...     

柠条锦鸡儿CkCDPK基因的克隆、表达分析及载体构建

钙依赖蛋白激酶作为一个关键的信号传导器,通过调控和参与植物体内的代谢途径等方式在植物抵御逆境胁迫过程中发挥着重要作用。为了探索柠条锦鸡儿相关基因的功能,本研究利用同源克隆的方法,从柠条锦鸡儿中克隆了1个CDPK类基因的CDS,命名为CkCDPK。通过测序和生物信息学分析,结果显示,该基因包含1 710 bp的开放阅读框,编码570个氨基酸,分子质量为64.03 ku,蛋白质等电点(PI)为9.12。结构分析显示,CkCDPK含有N端可变区、蛋白激酶区、4个EF手型结构和类似钙调素等结构域。利用实时荧光定量PCR检测了CkCDPK基因在不同逆境胁迫下的表达量,结果显示,NaCl胁迫和干旱胁迫下该基因的表达量呈现出单峰趋势,其中,盐胁迫6 h、干旱胁迫4 h表达量最高,外源ABA诱导下该基因的表达量基本呈逐渐上升趋势。表明该基因可能参与了柠条锦鸡儿的抗逆性调控。构建植物超表达载体pCAMBIA3301-CkCDPK,可为进一步研究CkCDPK基因在柠条锦鸡儿抗逆性调控中的作用奠定基础。     

农牧交错带青贮玉米生产性能和饲草品质综合评价

为调节农牧交错带种植结构,筛选出适宜当地种植的青贮玉米品种,本研究以山西朔州引进的18个青贮玉米(Zea mays)为材料,采用灰色关联度法对各品种的生产性能和饲草品质进行评价。结果表明：生产性能方面,‘新饲玉14号’生物产量最高(P<0.05),‘重垦166’株高表现较好,达318.20 cm,穗比重达50%以上的是‘吉单50’和‘屯玉556’。饲草品质方面,‘金岭青贮10’、‘先玉1321’、‘屯玉358’、‘屯玉556’、‘CP1685’、‘东科301’和‘迪卡625’的相对饲用价值(Relative feeding value, RFV)达到一级青贮标准;‘屯玉358’的饲草分级指数(Grading index, GI)值最高。加权关联度综合评价表明‘大京九4059’、‘正大1473’和‘迪卡625’适合在北方农牧交错带种植。     

紫花苜蓿MsLEA4启动子的克隆及表达分析

为了深入研究紫花苜蓿（Medicago sativa）MsLEA4基因的功能,本试验采用染色体步移技术从紫花苜蓿基因组中扩增出MsLEA4启动子序列,构建GUS植物超表达载体,并根据序列分析结果对紫花苜蓿进行相应逆境胁迫。结果表明：紫花苜蓿MsLEA4启动子含有响应脱落酸（abscisic acid,ABA）调控的顺式作用元件ABRE,响应赤霉素（gibberellin,GA）调控的顺式作用元件P-box,参与胚乳合成的顺式作用元件GCN4和Skn-1,以及涉及光调控和光周期的顺式作用元件;外源ABA、GA、持续光照以及黑暗均能诱导MsLEA4基因的表达;GUS基因只在拟南芥花和荚果中表达。因此,MsLEA4基因能参与紫花苜蓿的逆境调控,与该基因启动子序列中所含的一系列顺式作用元件相关。本研究为进一步探索MsLEA4基因在紫花苜蓿逆境胁迫、光调控以及组织特异性表达中的作用奠定了基础。     

多年生黑麦草高温半致死温度与耐热性研究

运用电导率法对多年生黑麦草Lolium perenne的6个坪用品种和6个牧用品种进行耐热性测定。叶片经梯度高温处理后,处理温度与细胞伤害率之间呈"S"型曲线,经显著性检验符合Logistic方程。通过Logistic拐点确定半致死温度,得出6个坪用品种耐热性的强弱次序是:爱神特卡特顶峰百舸首相球道;6个牧用品种耐热性的强弱次序是雅晴欧必克努依多福凤凰卓越。     

紫花苜蓿尿黑酸植基转移酶的克隆、表达分析以及遗传转化研究

维生素E是一种人体必需,却不能自主合成的脂溶性维生素。尿黑酸植基转移酶(HPT)是维生素E生物合成途径的关键限速酶,直接影响植物体内维生素E的总量。本实验利用同源克隆的方法,根据截形苜蓿的序列从紫花苜蓿中克隆得到HPT基因的完整开放阅读框(ORF)。NCBI Blast分析结果表明,该基因编码412个氨基酸,属于异戊烯转移酶UbiA超家族。多序列比对结果表明,该序列与其他物种的HPT蛋白序列相似度高达80%,将其命名为MsHPT。进化树分析结果表明,MsHPT与截型苜蓿MtHPT亲缘关系最近,蛋白序列相似度为96.84%。通过染色体步移技术得到该基因的启动子序列,分析结果显示,该基因的启动子区域含有胁迫响应元件、激素响应元件(脱落酸、赤霉素和乙烯)以及大量的光响应元件。实时荧光定量PCR检测结果表明,MsHPT基因在紫花苜蓿各组织中均有表达,叶片中的表达量最高,根次之。经低温、NaCl、PEG、GA₃和ABA诱导后该基因表达均上调,表明其可能参与了植物的抗逆性调控。扩增MsHPT基因的开放阅读框,对其进行双酶切后转入双元表达载体pBI121中,通过农杆菌介导的方式将该基因转入拟南芥。通过PCR鉴定,得到7株阳性苗。本研究为进一步探索MsHPT在紫花苜蓿维生素E的合成以及紫花苜蓿抗逆调控中的作用奠定了基础。