棉花WOX转录因子家族基因的全基因组鉴定与分析

为了挖掘可用于棉花花器官或纤维发育研究的候选基因,基于已发布的陆地棉全基因组数据,利用生物信息学的分析方法鉴定了陆地棉WOX(WUSCHEL-related homeobox,WOX)转录因子基因家族,并从染色体分布、基因及蛋白理化性质、蛋白结构、多重序列比对、系统进化树和基因表达模式等方面对该基因家族的特征进行了比较分析。结果表明,鉴定到37个陆地棉WOX转录因子家族基因,命名为GhWOX1~GhWOX37。亚基因组定位结果显示,37个陆地棉WOX转录因子家族基因分布在除了A04、A06、A09、D04、D06和D09号亚基因组以外的20个亚基因组,A亚组比D亚组多1个GhWOX转录因子家族基因。多重序列比对分析棉花WOX转录因子家族成员均具有高度保守的同源异型结构域;系统进化树分析发现棉花WOX转录因子家族可以分为3个亚家族(Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ类),各亚类分别含有23,7,7个GhWOX转录因子家族基因成员。对NCBI中陆地棉的EST数据库比对分析,有11个GhWOX转录因子家族成员没有可匹配的EST序列,其他26个GhWOX转录因子家族成员在棉花的根、茎、叶、花、胚珠、纤维和种子等组织和器官中广泛表达。为深入研究棉花和其他植物中WOX家族的鉴定和功能研究奠定了基础。     

硒胁迫对紫花苜蓿硒积累及矿质元素吸收的效应

为了探讨硒胁迫对紫花苜蓿硒积累及对其他矿质元素吸收的影响。以3种苜蓿阿尔冈金、大叶苜蓿、维多利亚为试材,采用土培试验方法,研究了硒胁迫对紫花苜蓿不同组织的生物量、转运系数、耐性指数、硒积累量、硒含量和矿质元素含量的影响及紫花苜蓿对硒的积累能力。结果表明:施以100μmol/L硒时,硒处理显著提高了3个品种苜蓿根、茎、叶片的硒含量、耐性指数、硒积累量和K、P、Ca、Mg元素的吸收,当硒浓度为900μmol/L时,则降低了阿尔冈金和维多利亚不同器官生物量及大叶苜蓿根的生物量积累,且降低了阿尔冈金和维多利亚不同器官及大叶苜蓿根和茎对Zn吸收积累量。不同品种间相比较,大叶苜蓿生物量、硒积累量和K、P、Mg元素吸收显著高于其他2个苜蓿,且差异显著。综合评价表明,大叶苜蓿对矿质元素和Se有较好的吸收和富集能力。     

不同植物生长调节剂对金荞麦种子萌发及幼苗生长的影响

以不同浓度的GA3、6-BA和IAA浸种24 h,通过比较浸种后种子萌发以及幼苗生长各项指标来研究植物生长调节剂浸种对金荞麦种子发芽和幼苗生长的影响.结果表明,在本试验处理浓度范围内,150 mg/L的GA3浸种后种子发芽率、发芽指数、活力指数、平均鲜重、平均株高、平均根长、叶绿素含量、POD活力分别提高37.7％、39.6％、68.3％、75.6％、17.7％、20.5％、18.7％、68％.而用0.1 mg/L 6-BA和25 mg/L IAA浸种后各项指标与对照相比均显著增加.3种植物生长调节剂综合比较表明,150 mg/L的GA3对金荞麦种子萌发和幼苗生长作用效果最为理想.     

不同发育时期菊芋块茎DNA提取效果比较研究

为筛选菊芋块茎DNA提取的适宜生育时期,以“青芋1号”菊芋品种为试材,用改良CTAB法对不同发育时期菊芋块茎DNA进行提取,经琼脂糖凝胶电泳及全波长分光光度计检测总DNA的纯度、浓度及质量,选用4条ISSR引物进行PCR验证.结果表明:不同发育时期提取菊芋块茎DNA效果较好,DNA浓度呈现单峰曲线变化,峰值出现在第9周,与琼脂糖凝胶电泳检测呈现的亮度结果一致,PCR验证结果显示,提取的DNA能够满足后续相关分子生物学的要求.     

红景天果皮水提液对5种植物种子的化感作用

以狭叶红景天种子、榆荞种子、樱桃番茄种子、意大利耐抽薹生菜种子和新牛角椒种子为受试材料,研究了狭叶红景天果皮水提液对5种植物的化感作用.结果表明,不同浓度的狭叶红景天果皮水提液对5种植物种子的萌发、胚根及幼苗生长均表现出不同的化感作用影响.其中,对狭叶红景天种子萌发和胚根生长都表现为明显的抑制作用,并且随着处理浓度增高,抑制作用表现越强,但对幼苗的生长却表现出明显的促进生长作用,其中以0.02 g/mL的水浸液处理的狭叶红景天幼苗生长速度最快;对榆荞种子萌发和幼苗生长表现为低浓度促进生长和高浓度抑制生长的作用,而对胚根生长却表现抑制作用,并随着处理浓度的增高,抑制作用也越强;对樱桃番茄和意大利耐抽薹生菜种子的萌发和胚根生长也都表现为明显的抑制作用,对樱桃番茄幼苗的生长影响与榆荞的一致,对意大利耐抽薹生菜幼苗的生长影响与狭叶红景天植物一致;对新牛角椒种子萌发的影响与榆荞种子相同,对其胚根和幼苗生长影响都表现为促进作用,但也存在随着处理浓度增高,其产生的促进生长作用逐渐减弱的现象.     

P0 protein of cotton leafroll dwarf virus-atypical isolate is a weak RNA silencing suppressor and the avirulence determinant that breaks the cotton Cbd gene-based resistance

Cotton blue disease (CBD) is the most important disease present in cotton crops in South America and cotton leafroll dwarf virus (CLRDV) is the causal agent. The disease has been controlled by sowing cotton varieties resistant to CLRDV. However, in the 2009/10 growing season, an outbreak due to an atypical CLRDV isolate (CLRDV-at) occurred in northwest Argentina. Although CLRDV and CLRDV-at genomes are very closely related, the symptoms they produce in cotton plants are quite different. P0 is the most divergent protein between the isolates and in CLRDV is a silencing suppressor protein. This work characterized the silencing suppressor activity of the P0 protein encoded by CLRDV-at (P0^CL-at) and evaluated its role in Cbd-resistance break in cotton plants. It was demonstrated that P0^CL-at, despite having a mutation in the consensus of the F-box-like motif, was able to suppress local RNA silencing, but displayed lower activity than P0^CL. P0^CL and P0^CL-at showed no differences in the interaction with Gossypium hirsutum SKP1 orthologue (GSK1) and Nicotiana benthamiana SKP1 and both P0 proteins triggered destabilization of ARGONAUTE1. However, when the ability to enhance PVX symptoms was evaluated, P0^CL-at was shown to be a weaker pathogenicity factor than P0^CL in N. benthamiana. Interestingly, trans-expressed P0^CL-at enabled CLRDV to systemically infect CBD-resistant plants, and a chimeric CLRDV-P0^CL-at infectious clone succeeded in establishing infection in CBD-resistant cotton varieties with symptoms resembling those produced by CLRDV-at. These results strongly suggest that P0^CL-at is the avirulence (Avr) determinant involved in breaking cotton Cbd gene-based resistance.     

马铃薯卷叶病毒PLRV RT-LAMP检测方法优化

马铃薯卷叶病毒Potato leafroll virus(PLRV)是目前严重影响马铃薯产量与品质的主要病毒之一,给马铃薯产业造成巨大损失。本研究采用环介导等温核酸扩增(loop-mediated isothermal amplification, LAMP)技术建立PLRV的RT-LAMP检测方法。采取单因素变化试验,对RT-LAMP反应体系中多个因素包括引物组合、温度条件及Mg~(2+)、betaine、Bst 3.0 DNA聚合酶、dNTPs、UNG、SYBR GreenⅠ和引物组合的浓度进行一系列试验和优化。采用RT-PCR检测方法进行平行比对试验,对优化后的RT-LAMP反应体系进行了验证。结果表明,最佳引物组合为P3,最适反应温度62℃,25μL反应体系中,Mg~(2+)、betaine、Bst 3.0 DNA聚合酶和UNG的最佳终浓度分别为4 mmol/L、0 mmol/L、0.64 U/μL和0.08 U/μL,dNTPs的最佳用量为1μL(dATP、dGTP、dCTP各0.4 mmol/L,dUTP 1.2 mmol/L),SYBR GreenⅠ(20×)的最佳用量1μL,primer mix的最佳用量2.5μL(PLRV-FIP/BIP、PLRV-F3/B3和PLRV-LF/LB的浓度分别为0.8、0.2μmol/L和0.6μmol/L),RNA模板1μL(2 ng/μL),加DEPC-H_2O至25μL,反应时间50 min。优化后的RT-LAMP检测结果与RT-PCR一致,且可视化判读结果。因此,建立的PLRV RT-LAMP检测方法为进一步开发RT-LAMP检测试剂盒及其实际应用奠定了基础。     

韭菜迟眼蕈蚊紫外敏感视蛋白基因的克隆及光强度对其表达量影响

为明确韭菜迟眼蕈蚊Bradysia odoriphaga紫外敏感视蛋白基因Bo-uv的作用及其与趋光性的关系,利用常规PCR方法克隆获得Bo-uv基因的全长cDNA序列,分析了其敏感视蛋白的氨基酸序列与其它12种昆虫同源蛋白氨基酸序列之间的系统进化关系,运用qPCR技术检测了不同发育阶段、不同组织及不同光强度下Bo-uv基因的相对表达量。结果表明,Bo-uv基因cDNA全长2 757 bp,开放阅读框1 542 bp,编码514个氨基酸。韭菜迟眼蕈蚊紫外敏感视蛋白的氨基酸序列与其它12种昆虫同源蛋白的氨基酸序列一致性为21.93%～43.00%,与橘小实蝇Bactrocera dorsalis的氨基酸序列同源性最高。Bo-uv基因在韭菜迟眼蕈蚊蛹末期、成虫期表达,在成虫头部的相对表达量较高。在0～10 000 lx光强范围内雌、雄成虫体内该基因的相对表达量均呈先增高后降低趋势。与对照相比,1 000 lx光强度下其相对表达量显著升高,10 000 lx时相对表达量显著降低。表明光强度能够有效地调控Bo-uv基因的表达,该基因在韭菜迟眼蕈蚊感知外界光刺激过程中具有重要作用。     

331份四川小麦品种(系)在甘肃陇南抗条锈性表现及利用价值

2014年-2017年度先后对331份四川省小麦生产品种(系)在温室进行苗期人工接种条锈菌混合菌鉴定和甘谷试验站大田成株期分别接种CYR32、CYR33、CYR34、G22-14、中4-1和混合菌鉴定,同时在甘谷试验站和汪川良种场两地进行自然诱发鉴定。结果发现:在人工接种条件下,苗期、成株期表现抗病的分别有‘XK201465’等36份和‘XK20132’等72份材料,分别占10.88%和21.75%;有‘XK62483’等11份材料全生育期表现抗病,占3.32%;两地三年自然诱发鉴定发现,仅有‘XK20132’等5份材料在两地均表现抗病,有‘川农17’等30份材料具有慢条锈性。对供鉴材料在甘肃陇南的利用前景进行了分析。     

基于EPG技术分析杭菊两主栽品种对三种菊蚜抗性及其相关抗性物质

为比较杭白菊主栽品种早、晚小洋菊对菊小长管蚜Macrosiphoniella sanborni、棉蚜Aphis gossypii、桃蚜Myzus persicae的抗性,通过刺吸电位技术(electrical penetration graph,EPG)研究菊蚜在菊顶叶上刺吸行为,并检测了菊顶叶主要化合物。结果表明:在晚小洋菊上,菊小长管蚜的E1、E2波平均持续时间4.31、3.47 min,分别短于在早小洋菊上的4.63、3.75 min;棉蚜、桃蚜的E1、E2波平均持续时间分别为4.32、4.72 min和4.92、4.64 min;3种蚜虫的平均刺探次数均大于在早小洋菊上的平均刺探次数。聚类分析结果显示,2个主栽品种之间抗性存在差异。早小洋菊顶叶平均可溶性糖和可溶性蛋白含量分别为2.71 mg/g和25.36 mg/g,均高于晚小洋菊;早小洋菊顶叶总酚含量为0.24 mg/g,显著低于晚小洋菊;早、晚小洋菊总黄酮含量分别为3.46 mg/g和3.37 mg/g。早小洋菊顶叶可溶性糖、可溶性蛋白含量基本上与每种菊蚜的E1、E2波持续时间显著正相关,总酚含量、总黄酮含量与每种菊蚜的E1或E2波持续时间显著负相关。推测早小洋菊对于菊长管蚜的抗性稍弱于晚小洋菊,2种杭白菊对棉蚜或桃蚜的抗性相当,且菊叶中的这4种物质含量与抗蚜性相关。