基因枪介导法转化苎麻获得转基因植株的研究

以苎麻品种中苎1号子叶愈伤组织为受体材料,利用基因枪法将外源双价抗虫基因(CryIA+CpTI)导入苎麻,以期建立基因枪转化苎麻的技术体系.结果表明,基因枪转化苎麻的最佳条件为轰击压力1 300psi、金粉+DNA用量500μg+1.0μg/枪、轰击距离9cm、轰击次数2次,共获得4株阳性转基因植株.苎麻子叶愈伤组织的基因枪转化法是苎麻遗传转化的新方法,为建立苎麻基因枪转化体系奠定了基础.     

苎麻自交纯合进度研究

【目的】研究苎麻自交后代群体的遗传多样性和群体结构,探究自交纯合进度,对自交后代群体的纯合趋势进行判断。【方法】以中苎1号为材料,采用筛选出的多态性高的31对SSR引物和48对SRAP引物对3个自交后代群体的基因组DNA进行扩增。通过DNA位点纯合率和遗传多样性参数分析群体的遗传多样性。用Structure、NTSYS和AMOVA软件对群体结构进行分析。并用标记指数来比较SSR和SRAP标记方法的标记效率。【结果】SSR和SRAP标记得到的多样性指标变化明显,从S₃代到S₅代,平均扩增出57条和157条多态性条带,DNA位点纯合率上升了5.2%和4.61%,多态性位点减少了13个和44个,有效等位基因数降低了0.7883个和2.1629个,基因多样性下降了0.1143和0.0684,多样性指数降低了0.0465和0.1207。用Structure软件对群体结构分析表明S₅代群体中蓝色组分最多,均在65%以上。主成分分析表明,S₃群体的分散程度最高,S₄和S₅群体比较集中,而且S₃群体包含了S₄和S₅群体的大部分。2种标记方法得到的群体结构和主成分分析表明,经过连续自交,后代群体的一致性越来越好。用AMOVA软件对群体内和群体间的分子变异情况分析表明2种标记方法都显示群体内变异（94.69%和99.02%）明显大于群体间变异（5.31%和0.98%）,均达到整体变异的94%以上。SSR标记得到的位点平均信息量（H_av=0.4689）高于SRAP的估计值（H_av=0.4197）,而平均有效复合指数（EMR=3.2781）SRAP标记大于SSR标记（EMR=1.8562）,标记效率值SRAP标记（MI=1.3758）大于SSR标记（MI=0.8704）。【结论】SSR和SRAP两种分子标记适于苎麻资源的遗传多样性和群体结构分析。随着自交代数的增多,后代群体的一致性不断提高,杂合度逐渐降低。     

苎麻胞液型谷氨酰胺合成酶基因的克隆和超量表达载体构建

谷氨酰胺合成酶是植物氮代谢途径中的关键酶,分为胞液型(GS1)和质体型(GS2)两种。本文首次从苎麻中克隆了一个胞液型谷氨酰胺合成酶基因BnGS1-1,并利用生物信息学对其序列和结构特征进行了分析。该基因序列全长1205 bp,含有一个1071 bp的ORF区,编码356个氨基酸残基的多肽,pI和Mw分别为5.64和39.19 KDa,具有beta-Grasp和catalytic两个保守功能域;蛋白序列在56、92、249和297位点分别为Asp、Cys、His和Glu。系统进化分析表明BnGS1-1与大豆(Glycine max)、四季豆(Phaseolus vulgaris)、苜蓿(Medicago sativa)、棉花(Gossypium raimondii)在同一个分支上。同时,将BnGS1-1与pBI121载体利用同源重组技术,成功构建了植物超量表达载体。因此,本研究为了解和改善苎麻饲用特性提供了物质和理论基础。     

苎麻谷氨酰胺合成酶BnGS2等位基因的克隆及其转基因烟草特性

【目的】克隆谷氨酰胺合成酶BnGS2等位基因,分别构建其超量表达载体,并探讨其在转基因烟草中对氮代谢的影响。【方法】依据苎麻转录组unigenes和RT-PCR技术克隆苎麻BnGS2等位基因,利用内切酶TaqⅠ对目的等位基因在中苎1号自交F1和亲本中进行酶切鉴定,并利用生物信息学对基因序列和结构特征进行分析;通过同源重组技术分别构建BnGS2等位基因的超量表达载体,并在农杆菌（Agrobacterium tumefaciens）LBA4404的介导下,通过叶盘法将超量表达载体转入烟草中,通过Kan筛选、转化植株基因组DNA PCR验证获得转基因T0植株;利用qRT-PCR分析BnGS2等位基因在转基因T1植株中的相对表达水平,并测定植株叶片中的GS活性、株高、鲜重、可溶蛋白及总氮含量。【结果】首次从苎麻中克隆了一对GS2等位基因,命名为BnGS2-1和BnGS2-2,等位基因序列全长1 340 bp,含有一个1 293 bp的ORF区,编码430个氨基酸残基多肽;等位基因核苷酸序列在11个位点上存在差异,导致编码的多肽在195、382位点上的氨基酸残基存在替换现象（BnGS2-1为脯氨酸和天冬酰胺,BnGS2-2为苏氨酸和丝氨酸）;NCBI BLASTP分析表明苎麻BnGS2与Pisum sativum、Vigna radiata、Glycine max、Phaseolus vulgaris、Medicago truncatula具有很近的亲缘关系;构建了能分别超量表达BnGS2-1和BnGS2-2的载体,并获得能分别超量表达BnGS2-1和BnGS2-2转基因烟草植株;与野生型烟草植株相比,超量表达BnGS2等位基因（BnGS2-1和BnGS2-2）都能显著性提高转基因植株叶片GS活性、鲜重和可溶性蛋白的含量,株高和总氮含量也有增加,但没有达到显著性水平。另外,超量表达不同BnGS2等位基因（BnGS2-1和BnGS2-2）的转基因烟草植株,在株高、鲜重、叶片可溶性蛋白及总氮含量上并没有显著性差异。【结论】在烟草中分别超量表达来源苎麻的BnGS2等位基因（BnGS2-1或BnGS2-2）均能显著提高转基因植株的生物产量和氮利用效率,并且所克隆的2个等位基因BnGS2-1和BnGS2-2在功能上并无显著差异。     

不同留茬高度对川饲苎2号产量与品质的影响研究

为探究留茬高度对川饲苎2号饲用产量及品质的影响,对不同留茬高度一年内不同批次样品的经济性状、产量性状和品质性状进行研究。结果表明：随着留茬高度的增加,川饲苎2号分株数与叶茎比显著增加;留茬对整株产量和整株粗蛋白产量无显著影响,但可以显著提高年叶产量,尤其第二次和第三次刈割时,留茬对该品种的增产效果十分明显;除了第二次刈割外,留茬可以改善饲用苎麻的营养品质。该研究为饲用苎麻高产优质和持续供给提供了理论依据。     

氮素水平对不同氮效率基因型苎麻根系性状的影响

根系是苎麻(Boehmeria nivea)吸收氮素的主要器官,开展苎麻根系对不同氮素水平的响应研究对其品种改良和农艺调控具有重要意义。针对以往研究的不足,本研究设置了0、6、9、12和15 mmol·L~(-1)氮素水平处理进行盆栽试验,分析了不同氮效率苎麻根系性状对氮素水平的响应特征,及其与氮素利用效率的关系。结果表明,增施氮素可显著提高苎麻根系总吸收面积、活跃吸收面积及比表面积(P0.05),但对根长影响不显著(P0.05)。增施氮肥可显著促进苎麻根系体积与活力的增长,其中氮高效基因型苎麻H2000-03根系体积在12mmol·L~(-1)处理时达到最大,为未施处理的3.06倍,氮低效基因型苎麻册亨家麻根系体积在9mmol·L~(-1)时达到最大,为未施处理的2.38倍;而过量施氮则会导致指标下降,其中旺长期册亨家麻根系活力下降达67.5%。各性状的综合表现导致苎麻氮素回收率在9mmol·L~(-1)时达到最大值。氮高效苎麻H2000-03较氮低效苎麻册亨家麻具有显著较高的根长、根系体积、总吸收面积、活跃吸收面积,且能够随生长发育维持较高水平。但二者根系比表面积和根系活力没有显著差异,是其根系性状改良的重点。影响苎麻氮素回收率、地上部氮素累积量的关键时期为生长中后期,且关键因素为根量及根系表面特性。     

苎麻新品种“中苎2号”的选育

"中苎2号"是中国农业科学院麻类研究所从黑皮蔸S2×圆叶青S3杂交后代中选育出来的早熟苎麻新品种.该品种产量高,在全国区域试验中产量居参试品种第一位,比对照圆叶青增产11.08%,达显著水平;纤维品质优良,在全国区试中纤维支数2050支,比对照"圆叶青"高200支;"中苎2号"的抗逆性好,抗花叶病,高抗根腐线虫病,其它抗性优于对照品种.     

氮钾配施对中苎2号植株鲜重及原麻产量的影响

以苎麻品种中苎2号为材料,采用二次通用旋转组合设计,研究了氮钾配施对苎麻植株鲜重及原麻产量的影响。结果表明:苎麻植株鲜重和原麻产量大小均为头麻>三麻>二麻;苎麻植株原麻干重与植株鲜重比为二麻>三麻>头麻;植株鲜重和原麻产量之间存在极显著的回归关系。运用DPSv7.05软件分析得出"中苎2号"植株鲜重的最优氮钾配比为:N 20 kg/667m2,K20 27.071kg/667m2;原麻产量的最优氮钾配比为:N 17.92 kg/667m2,K20 27.071 kg/667m2。     

苎麻组织培养和遗传转化研究进展

苎麻是优良的精纺纤维,也是重要植物蛋白饲料资源和新型生物质产业的基础材料,本文从组织培养和遗传转化两个方面,结合本实验室工作综述了苎麻组织培养和遗传转化研究的最新进展。在苎麻组织培养的外植体中以下胚轴和子叶最适宜,而在激素使用以6-BA诱导器官分化的效率最高,并以此为基础建立了苎麻再生体系。在苎麻遗传转化方面,目前以农杆菌介导法应用最多。本文还指出了苎麻转基因研究中存在的问题,并对生物技术培育苎麻新品种和促进苎麻生产的可能性进行了讨论。     

加强多种媒体组合教学研究,提高工程图学教学质量

为满足新世纪对人才的需求,必须对工程图学进行教学内容、方法及手段等方面的改革。工程图学的教学手段、教学媒体较多,计算机多媒体辅助教学已经成为工程图学教学改革的主要发展方向。然而通过大量教学实践发现,如果全部采用计算机多媒体辅助教学,不一定能提高教学质量。因此,有必要研究怎样搞好多种媒体组合教学,研究怎样结合具体教学内容灵活选用最佳教学手段,使各教学媒体各展其长,相辅相成,提高工程图学教学质量。