红麻RPT4全长cDNA的克隆及其在红麻花药中的表达

[目的]克隆红麻细胞质雄性不育系与保持系花药中差异表达蛋白RPT4相应基因的cDNA全长,分析该基因在花药中的表达.[方法]采用同源克隆法和RACE技术相结合,从保持系L23B花药总RNA中克隆RPT4全长cDNA.通过半定量RT-PCR检测花粉小孢子败育前,败育期间和败育晚期该基因在不育系和保持系间花药中的表达差异.[结果]克隆得到1 596 bp的cDNA全长,最长开放阅读框(ORF)1 197 bp,编码398个氨基酸的肽序列;该蛋白与蓖麻中直系同源蛋白的相似性最高,达91.93%,内含3个模体Walker A、Walker B和arginine finger的保守域,暗示其具有复杂多样的重要功能.RPT4的mRNA在红麻不育系和保持系花药中均有表达,但在四分体前(败育前),不育系和保持系中的表达量一致;在小孢子单核期(败育期),不育系花药中的表达量比保持系中的低;而小孢子双核期(败育晚期)的表达变化则相反.[结论]RPT4参与红麻小孢子的发育过程,可能具有与红麻细胞质雄性不育相关的复杂分子功能.     

红麻6个重要产量性状的QTL定位

 【目的】研究红麻重要产量性状的QTL定位,促进红麻分子辅助育种基础科学研究。【方法】以埃及的阿联红麻与福建农林大学育成的高产抗病优质新品种福红992作为亲本进行杂交,自交衍生的162个F2﹕3家系为材料,通过一年两点的随机区组田间试验,测定了红麻株高、茎粗、节数、单株鲜皮重、单株干皮重和种子千粒重6个重要产量性状的数据,采用混合线性模型的复合区间作图法进行了QTL定位及其遗传互作效应分析。【结果】相关分析结果表明,除种子千粒重外,其它性状之间均存在明显的正相关性。在两地共定位了2个株高QTL、2个茎粗QTL、2个节数QTL、1个单株鲜皮重QTL、2个单株干皮重和2个种子千粒重QTL。【结论】在两地检测到11个QTL,主要集中分布在第6、11、14、9、13、17和4连锁群上,这些QTL在连锁群上分布不均匀,具有集中分布的特点。     

红麻线粒体基因NAD3和COB的RNA编辑与表达分析

以红麻细胞质线粒体近等基因系UG93A(不育系)、UG93B(保持系)及UG93A×福红992(恢复系)的F1代为材料,研究花药线粒体基因NAD3和COB的转录与表达。结果发现,在3种供试材料中,基因NAD3的CDS区在DNA水平和RNA编辑水平上均无差异;不育系与保持系的COB基因DNA编码序列无差异,但在RNA水平上发生了编辑,8个位点的编辑均发生于密码子的第一或第二位碱基,且导致氨基酸种类变化,主要为亲水性氨基酸转变为疏水性氨基酸;COB基因在UG93A中的RNA编辑频率低于UG93B;NAD3和COB基因在3种材料中的转录本大小基本相同,但在表达水平上表现为不育系显著低于保持系和F1代。由此推测NAD3和COB基因在红麻花药发育过程中有着重要的作用。     

红麻雄性不育细胞质相关的cSNP位点发掘

在前期已获得红麻atp9基因编码区的基础上,以红麻细胞质雄性不育系P3A、保持系和F1代为材料,随机选取不同材料的3个atp9独立gDNA克隆子进行测序和序列比对。结果显示:具有不育细胞质的不育系和F1代与具有可育细胞质的保持系在第290位点处存在碱基差异,具有不育细胞质的材料均为碱基T,而具有可育细胞质的材料在相应位点为碱基A;atp9基因第290位点处T/A碱基转换的cSNP位点经已知细胞质的红麻种质资源的进一步检测,同时结合这些资源的田间育性进行分析发现,红麻种质资源UG93-2MS-1、UG93-2MS-2、UG93-2MS-3、UG93-2-22、KN250、KN142、ZB90在第290位点处为碱基T,能扩增出319bp条带,在田间对应的育性除品种UG93-2-22为可育外,其余均为不育或半不育;而福红992在第290位点处为碱基A,未能扩增出319bp条带,在田间对应的育性为可育。因此,位于atp9基因的第290位点处的T/A碱基转换的cSNP位点与红麻不育细胞质相关或连锁,为红麻不育细胞质鉴定提供了新的检测手段。     

海南红麻曲叶病的病原检测与鉴定

 红麻曲叶病是2012年在海南省海口市发现的一种新病害,病株表现为叶片向上卷曲、叶脉肿大、叶脉变深绿色等症状。PCR检测结果显示,该病样中均存在菜豆金色花叶病毒属病毒。基因克隆及序列分析结果表明,该病毒分离物(HN08)基因组仅含A组分(DNA-A),其全长为2 738 nt,与木尔坦棉花曲叶病毒(CLCuMuV)各分离物的相似性均大于89.0 %,其中与中国各分离物的相似性均大于99.0 %。该病毒分离物也伴随有β卫星分子,其全长为1 346 nt,与CLCuMuV各分离物伴随的β卫星分子(CLCuMuB)序列相似性大于83.0 %,其中与分离物Fz1的序列相似性最高,为99.7 %。构建了HN08 DNA-A及其β卫星分子侵染性克隆,通过农杆菌注射接种红麻,接种后30 d,HN08 DNA-A及其β卫星分子混合接种的红麻植株新出叶片开始产生曲叶症状;接种后60 d,二者混合接种的植株大部分叶片表现为严重的曲叶症状,且与田间自然病株症状相同,而二者各自单独接种的红麻植株没有产生明显的症状。PCR及Southern blot检测进一步证实这些症状是由HN08 DNA-A及其β卫星分子的共同侵染引起的。因此,海南红麻曲叶病是由CLCuMuV及其伴随的β卫星分子(CLCuMuB)共同侵染引起的。本文首次报道了红麻是CLCuMuV自然新寄主。     

多粘芽孢杆菌T1163在红麻发酵过程中分泌脱胶酶种类的初步研究

采用离心、层析和电泳等方法研究了多粘芽胞杆菌 T1 1 6 3在红麻干皮、鲜皮和鲜茎三种材料和振荡、静置两种发酵体系中分泌的脱胶酶种类 ,结果表明 :红麻专用脱胶菌株 T1 1 6 3在脱胶过程中至少产生 9种脱胶酶 (和亚基 ) ,其中分子量为 70 80 0 D、6 1 6 0 0 D、6 0 0 0 0 D、5 1 2 0 0 D、430 0 0 D、41 70 0 D和 335 0 0 D的七种酶在两种体系中共同存在 ,分子量为5 6 30 0 D和 2 880 0 D的两种酶分别只存在于振荡、静置系。不同酶在脱胶过程中产生的时间、速度和数量随红麻材料和发酵方式的不同存在不同程度的差别。     

红麻胚胎发育过程中叶绿素的消长动态

对红麻胚胎发育过程中叶绿素消长的动态进行了观察，发现红麻早期胚胎已开始形成叶绿素，随着胚的发育，叶绿素逐渐增多，至鱼雷胚时期（授粉后２０天左右），叶绿素含量达到高峰。此后，随着子叶的迅速生长，叶绿素逐渐减退，到胚分化成熟时，叶绿素全部消失。不论红麻青皮３号，还是金钱吊芙蓉，叶绿素均呈有规律的消长。     

红麻产量与品质性状的相关及其主成分分析

选用74份不同来源的红麻种质资源,对10个产量与品质性状进行相关分析表明,株高、皮厚、单株生皮重3个性状对单株干皮重和纤维支数有重要影响;进行主成分分析表明,前4个主成分分别为韧皮纤维产量构成因子(52.68%)、茎秆皮骨构成因子(12.96%)、纤维品质构成因子(10.77%)及晒干率构成因子(9.18%),其累计贡献率达85.61%.因此,在品种选育时,应注意选择植株较高、中等茎粗、韧皮较厚、晒干率较高和品质优良的材料,以确保高产优质.     

红麻皮籽兼收优化栽培技术研究

为解决红麻皮籽兼收的新技术,提高农民的经济效益,进行了红麻不同种植时期、不同种植密度、不同收获时期、不同红麻品种等处理的研究。试验表明,红麻的种植时间为5~7月、红麻的种植密度为10.5~13.5万株/hm2、红麻籽收获时间为12月中下旬、红麻果柄最下一粒朔果下10~15cm位置收割,可皮籽兼收,麻籽产量达1 755~2 940 kg,麻皮产量达4 350~5 670 kg。     

红麻皮籽兼收优化栽培技术研究

为解决红麻皮籽兼收的新技术，提高农民的经济效益，进行了红麻不同种植时期、不同种植密度、不同收获时期、不同红麻品种等处理的研究。试验表明，红麻的种植时间为5～7月、红麻的种植密度为10.5～13.5万株/hm2、红麻籽收获时间为12月中下旬、红麻果柄最下一粒朔果下10～15cm位置收割，可皮籽兼收，麻籽产量达1 755～2 940 kg，麻皮产量达4 350～5 670 kg。