甘蔗SPSB基因5′侧翼序列的克隆及生物信息学分析

蔗糖磷酸合成酶(SPS)是蔗糖合成途径的关键限速酶,对蔗糖的合成和碳水化合物的分配具有重要的调控作用。采用染色体步移法技术克隆获得了甘蔗SPSB基因5′端侧翼序列,并对其序列进行生物信息学分析。分离获得了4 399 bp的5′侧翼序列,该序列除具有启动子核心序列TATA-box和增强子元件CAAT-box等典型的真核生物启动子基本元件外,还含有多种光应答元件、激素响应元件,以及与缺氧、干旱、低温诱导有关的顺式作用元件和一些组织调控表达有关的顺式调控元件,表明ScSPSB启动子可能具有逆境应答、激素应答及组织特异表达特性,值得开展进一步的功能研究。     

甘蔗抗虫转基因研究进展

甘蔗是世界最重要的糖料作物,但日益严重的虫害给甘蔗产量及品质造成了重大损失.目前甘蔗抗虫转基因育种已成为甘蔗抗虫育种最有效的途径之一.近年来,美国、澳大利亚、巴西、南非、古巴、泰国、印度、新加坡、中国及一些国际大型公司等都相继开展了甘蔗抗虫转基因研究,主要集中于转Bt基因、GNA基因、PI基因等甘蔗材料的筛选,并获得一批抗蔗茎螟的CryIA(b)转化植株、抗Chilo infuscatellus的转Cry1Ab基因甘蔗植株、抗绵蚜的转CNA基因甘蔗植株、抗甘蔗白螟的转PI基因甘蔗植株、抑制蛴螬幼虫生长的转PiⅡ和GNA基因甘蔗无性系G87、UP87及600多份转cry1C*基因甘蔗无性系,部分学者还对转Bt基因甘蔗植株的生理、抗虫性和农艺性状进行了研究.由于抗虫转基因甘蔗研究起步晚,受抗虫基因来源及知识产权保护等方面的限制,其研究进展缓慢,目前尚未培育出优良的甘蔗抗虫品种并推广种植.今后需对外源基因在转基因甘蔗无性后代中的整合、遗传表达特性及甲基化修饰等影响表达的各种因素进行综合研究,提高外源基因在甘蔗无性繁殖中遗传和表达的稳定性;此外,还需对抗虫转基因甘蔗的抗虫机理进行系统、深入的研究,为筛选出优良的、稳定遗传的抗虫甘蔗品种并在生产中推广应用提供理论依据和育种材料.     

干旱胁迫下甘蔗苗期根系全长cDNA文库构建及EST序列分析

[目的]构建甘蔗根系全长cDNA文库,并进行测序,为分离克隆甘蔗抗旱候选基因奠定基础.[方法]在干旱胁迫条件下,以新台糖22号甘蔗根系为材料,采用SMART技术构建cDNA文库,并进行EST序列分析.[结果]文库构建质量鉴定结果显示,文库库容量为1.0×106 PFU/mL,重组率约95%,文库插入片段长度在500~2000 bp,平均长度约1102.1 bp.挑选526个阳性克隆进行单向测序后,共获得523个ESTs序列,去除载体、接头序列以及长度低于100 bp的序列后,进行聚类分析并组装,共得到468个Uni-ESTs,其中congtig 29个,singlets 439个,分别占总数的6.5%和93.5%.通过与NCBI非冗余蛋白库进行BLASTX比对,发现444个Uni-ESTs在GenBank有同源序列,占94.87%;获得24个未知蛋白功能基因,占5.13%.[结论]构建了干旱胁迫下甘蔗苗期根系全长cDNA文库,获得523个ESTs序列和468个Uni-ESTs,并获得一批新的未知蛋白功能基因.     

土壤自然干旱胁迫对甘蔗幼苗根系保护酶系统的影响

[目的]研究干旱胁迫对甘蔗苗期根系保护酶系统及相关指标的影响,探讨甘蔗苗期根系对干旱胁迫的应答机制.[方法]以新台糖22号为材料,在甘蔗苗期进行土壤自然干旱胁迫,测定甘蔗根系保护酶系统及质膜过氧化产物相关指标的变化,并进行相关性分析.[结果]随着干旱胁迫程度的加强,根系中可溶性蛋白质、丙二醛(MDA)、过氧化氢(H2O2)含量逐渐增加,细胞膜脂过氧化保护酶系统的酶活性均呈先升后降的趋势,干旱胁迫处理15 d后SOD和POD活性达到峰值然后降低,CAT活性于11d到达峰值后下降.甘蔗苗期根系保护酶活性与膜脂过氧化作用呈显著或极显著正相关.[结论]甘蔗根系保护酶系统的干旱胁迫响应机制为:轻度干旱与中度干旱时表现为积极应对,重度干旱时则为被动忍耐.根系保护酶系统与甘蔗抗旱性的关系密切.     

不同种源铁皮石斛生物学性状和糖类成分比较

为筛选出适宜在广西南宁地区种植的优良铁皮石斛种源,并为下一步筛选优良品系和遗传育种提供参考依据。以5种不同种源铁皮石斛为试验材料,在南宁地区引种栽培2 a后,观察其生物学性状,测定叶绿素和糖类含量。结果发现：不同种源地的铁皮石斛生物学性状、叶绿素和糖类含量均呈现出差异;云南河口铁皮石斛生物学性状表现良好,叶绿素含量中等,但多糖和甘露糖含量较低。浙江乐清种源株高最矮,叶面积最小,叶绿素含量最低,但多糖含量较高,甘露糖含量中等。广西桂平铁皮石斛茎较粗,叶片宽大,叶绿素含量、多糖含量中等,甘露糖含量最高。广西玉林和桂平铁皮石斛生物学性状相近,多糖含量最高,甘露糖含量较低;广西乐业铁皮石斛茎细,叶片狭长,叶绿素含量最高,多糖和甘露糖较高。说明广西桂平和广西乐业2个种源在南宁地区的适应性较好,品质较高,适宜推广种植。     

甘蔗ATP结合蛋白基因克隆及其干旱胁迫下的表达特性分析

[目的]克隆甘蔗ATP结合蛋白基因,分析其基本生物学信息及在干旱胁迫下的表达特性,为ATP结合蛋白的功能研究提供理论依据.[方法]从乙烯诱导甘蔗差异表达转录组和水分胁迫下甘蔗cDNA文库中获取ATP结合蛋白基因序列,设计其引物进行RT-PCR扩增,利用生物信息学软件进行序列分析及其蛋白结构和功能预测,并采用实时荧光定量PCR(qPCR)检测干旱胁迫处理下的甘蔗ATP结合蛋白基因的表达情况.[结果]克隆获得的甘蔗ATP结合蛋白基因全长2145bp,编码714个氨基酸,其蛋白分子质量为79.430kD,理论等电点(pI)为9.33,不稳定系数为44.38;甘蔗ATP结合蛋白与玉米ATP结合蛋白的核苷酸序列及其推导氨基酸系列同源性最高,均达93%.甘蔗ATP结合蛋白主要由无规则卷曲(42.02%)、α螺旋(25.63%)和延伸链(22.27%)结构组成,具有蛋白激酶催化结构域、ATP结合位点、核苷酸结合位点(NBS)、糖基化位点、激酶磷酸化结合位点及核定位信号等;甘蔗ATP结合蛋白可能主要定位在细胞核、叶绿体、线粒体和过氧化物酶体中,起中间代谢调控作用,或参与转录调控、免疫应答、胁迫应答及信号转导等生物反应.qPCR检测结果显示,在干旱胁迫7d后,甘蔗ATP结合蛋白基因的表达量明显下调,约为对照的30%,恢复正常供水(复水)后,表达量回升.[结论]甘蔗ATP结合蛋白基因表达受干旱胁迫诱导,可能参与甘蔗对干旱逆境胁迫响应的代谢调控.     

高级氧化技术在微污染水源水处理中的应用

[目的]为了提高高级氧化技术对微污染水源水的处理效果。[方法]采用臭氧、紫外和臭氧/紫外3种高级氧化技术,处理微污染水源水。[结果]每种处理方法都对江水中氨氮和高锰酸盐指数有一定的去除效果,其中臭氧紫外混合投加使用效果最好。在臭氧投加量为3.9 mg/L、紫外灯开启35盏(光照强度为124μW/cm~2)、pH为7.6的条件下,水中氨氮和高锰酸盐指数的去除率分别为62.96%和62.85%。[结论]UV/O_3技术的氧化能力和污染物去除率均好于单独UV或O_3高级氧化技术。     

干旱胁迫下割手密基因cDNA-SCoT差异表达分析（英文）

【目的】通过分析割手密叶片在干旱胁迫下的基因表达谱,筛选获得抗旱相关基因,为开展甘蔗抗旱性遗传改良研究提供候选基因。【方法】以割手密GX83-10为材料,构建正常浇灌(对照)及两个干旱处理叶片总RNA混合池,使用cDNA-SCoT构建割手密GX83-10伸长期应答干旱胁迫的基因表达谱,筛选、分离转录衍生片段(TDFs)并进行测序,根据NCBI数据库BLAST同源性检索结果推测基因功能,并使用qRT-PCR对抗旱相关TDFs进行表达验证分析。【结果】成功获得120个上调表达TDFs序列,其中53个TDFs序列与NCBI数据库中已录入的基因具有较高相似性,根据同源基因功能可分为10个类群:结合功能蛋白相关基因(20.75%)、新陈代谢相关基因(13.21%)、通信及信号转导相关基因(13.21%)、转录调控因子相关基因(13.21%)、运输途径相关基因(11.32%)、环境互作相关基因(9.43%)、能量代谢相关基因(7.55%)、蛋白质合成相关基因(3.77%)、防御相关基因(3.77%)及细胞成分生物合成相关基因(3.77%)。通过对运输因子家族蛋白、RING/U-box超家族蛋白、22 kD干旱诱导蛋白、微管蛋白alpha-3链和质膜H+-ATPase进行qRT-PCR分析,结果表明,这些基因在干旱胁迫下均呈不同程度的上调表达。【结论】干旱胁迫下,应用cDNA-SCoT构建割手密叶片基因表达谱筛选抗旱相关基因具有可行性。从割手密叶片中挖掘获得的抗旱及水分有效利用相关基因,可为利用野生种质资源开展甘蔗育种研究提供候选基因,改良甘蔗抗旱性,拓宽甘蔗育种基因库。     

不同浓度钾元素对西番莲组培苗根系生长和内源激素含量的影响北大核心

以黄果西番莲为试验材料,测定不同钾浓度下的西番莲根系生长形态指标和内源激素动态变化规律,以期为合理添加钾元素、促进西番莲组培苗生长提供理论依据。结果表明,随着基质中钾浓度的升高,西番莲组培苗根系形态指标发生改变,0.200 mol/L钾浓度处理西番莲组培苗总根长、根表面积、根总体积和根尖数均最高,而0.020 mol/L钾浓度处理根直径最大。随着钾浓度的提高,西番莲根系和叶片中的吲哚乙酸(IAA)、赤霉素(GA)、细胞分裂素(CTK)和油菜素内酯(BR)的含量增加,脱落酸(ABA)含量降低。当钾浓度升高到0.500 mol/L,根系的直径变粗,根系长度缩短,内源激素IAA、GA、CTK和BR含量开始下降,ABA含量升高。表明在不同钾浓度的影响下,西番莲组培苗内源激素含量和根系的生长发生改变。综合来看,0.200 mol/L钾浓度处理西番莲组培苗的根系发育最好,更适合在大田移栽。