香蕉枯萎病菌4号生理小种cat1基因敲除与表型分析

前期蛋白质组学研究发现尖孢镰刀菌古巴专化型4号生理小种(Foc4)中的过氧化氢酶1(cat1)基因受到巴西蕉诱导上调表达,为研究cat1基因在Foc4侵染香蕉过程中的作用,利用同源重组方法敲除Foc4的cat1基因,并对获得的敲除突变体开展表型分析和致病性测定。结果表明:cat1基因缺失对Foc4的菌丝、孢子形态、菌落生长、抗渗透压胁迫和细胞壁选择性压力等没有影响;但引起菌株抵抗外源氧胁迫、细胞壁穿透能力、纤维素利用能力减弱和对巴西蕉的致病性减弱。显示cat1基因的产物通过清除香蕉分泌的活性氧在Foc4对香蕉的致病过程中起作用,并参与病原菌对寄主纤维素成分的代谢。此结果为进一步深入研究香蕉枯萎病菌的致病机理奠定基础。     

香蕉柠檬酸合酶基因MaGCS的克隆及生物信息学分析

采用RACE-PCR的方法首次在香蕉中获得一个柠檬酸合酶基因的cDNA序列。经序列测定和Blastx比对分析表明，该cDNA全长1 885bp，编码513个氨基酸残基，具有植物柠檬酸合酶基因的特征结构域，并与其他植物来源的乙醛酸循环体的柠檬酸合酶具有很高的序列相似性，将其命名为MaGCS(Musa glyoxysomal citrate synthase)，并对其进行生物信息学分析，初步预测其理化性质及功能等。     

香蕉、大蕉、粉蕉胚性愈伤组织的诱导

本文分别以大蕉、香蕉、粉蕉的未成熟雄花为材料,取其幼嫩花序和花序轴薄片作外植体,研究了不同浓度的2,4-D、6-BA、KT、IAA、NAA对其胚性愈伤组织的诱导和增殖的影响及诱导过程的一系列反应。结果表明,前胚性性愈伤的诱导难易程度为:大蕉难于香蕉,粉蕉最难,胚性愈伤组织相似。诱导前胚性愈伤组织适宜的培养基配方,大蕉为:MS 6-BA4.0 2,4-D1.;香蕉为:MS BA6.0 2,4-D2.0;粉蕉的配方和香蕉一样。诱导胚性愈伤组织适宜的培养基配方MA IAA1.0 2,4-D4.0 NAA1.0。增殖适宜的培养基,大蕉为:MS 6-BA3.0 2,4-D0.5。香蕉为:MA IAA1.0 2,4-D4.0 NAA1.0粉蕉的配方和香蕉一样。     

香蕉果实采后抑制差减文库的构建与鉴定

抑制差减杂交技术(suppression subtracfive hybridization,SSH),是抑制PCR与差减杂交技术相结合而产生的。其优点是在差减杂交过程中使不同丰度cDNA的拷贝数差异趋于均衡,因此不同丰度的差异表达基因都能得到有效克隆,能有效分离低丰度的差异表达基因,避免了表达序列标签分析中高丰度基因重复测序的缺点。因此SSH技术被应用于植物差异表达基因的分离。香蕉果实采后成熟过程中发生一系列复杂的生理变化,这些变化涉及到许多基因的表达。为了研究香蕉果实采后与采前在基因表达上的差异,我们首次采用抑制缩减文库的方法,以分离香蕉果实在采后表达的基因。以采后0h的香蕉果实cDNA为驱动子,对香蕉果实采后48h果实cDNA为待测子,进行抑制缩减杂交,抑制缩减杂交产物与pGEM—TEasy Vecter连接,转化E．coli DH5α,构建了抑制缩减文库。该文库共包含312个克隆,采用PCR方法对文库进行了重组子的鉴定,共有302个重组子。该文库的构建成功为深入研究香蕉果实采后基因的表达奠定了基础,为研究香蕉果实采后成熟的分子生物学机理提供了一个新的思路。     

利用胚性细胞悬浮系研究香蕉枯萎病抗性离体筛选技术

以香蕉(Musa spp. AAA group)胚性细胞悬浮系(Embryogenic Cell Suspension,ECS)为试材,进行抗枯萎病离体筛选技术研究。首先测试不同的γ射线(60Co)辐射剂量对ECS植株再生能力的影响;在此基础上,以不同浓度的枯萎病病原菌毒素粗滤液(FOC)为选择压力,研究FOC对ECS植株再生能力的影响,并进行离体抗性筛选。结果表明,ECS的植株再生能力与辐射剂量之间呈负相关,半致死剂量为70～80Gy。同样地,未经辐射处理的ECS其植株再生能力也随着FOC体积分数的增加而急剧下降,但经辐射处理过的ECS其植株再生能力与CK相比成倍地增加;当FOC体积分数达到12%后,只有从经80Gy辐射后的ECS获得了再生植株。这表明ECS耐FOC的能力随着辐射剂量的增加而增强。     

天宝蕉HOS1基因启动子克隆及生物信息学分析

以天宝蕉叶片为材料,分离天宝蕉HOS1基因的启动子,并进行生物信息学分析。结果表明:天宝蕉HOS1启动子与马来西亚小果野蕉HOS1启动子序列相似性达到92.43%,并含有35种类型顺式作用元件,其中含有多种类型的激素应答作用元件和非生物胁迫有关的顺式作用元件,可能与天宝蕉的冷胁迫应答有密切关系;天宝蕉HOS1启动子预测含有2个CpG岛,暗示天宝蕉的冷胁迫应答与甲基化也有密切的关系。     

精氨酸和精氨酸生素对断奶仔猪生长性能、器官重及生化指标的影响

试验选用相同胎次母猪的21日龄断奶杜洛克×长白×大约克健康仔猪120头,以栏为单位,依据仔猪栏平均体重(5.27 kg±0.63 kg)随机分为3组,每组5个重复,每个重复(栏)8头仔猪(公、母各半),分别饲喂对照日粮(基础日粮+2.05%丙氨酸)、精氨酸日粮(基础日粮+0.6%精氨酸)和精氨酸生素日粮(基础日粮+0.09% AAA),试验期为7 d,研究了日粮中添加精氨酸和精氨酸生素对断奶仔猪生长性能、器官相对重量和血液生化参数的影响。结果表明,日粮添加0.6%的精氨酸和0.09%的AAA,仔猪的平均日采食量、日增重有显著提高(P＜0.05);肝脏、肾脏、脾脏和心脏的重量高于对照组,但差异均不显著(P＞0.05);与对照组相比,精氨酸组和精氨酸生素组的血清尿素氮和碱性磷酸酶活性显著降低 (P＜0.05),其它血液生化参数差异都不显著(P＞0.05)。试验结果显示,日粮中添加精氨酸和精氨酸生素有利于缓解早期仔猪断奶应激,提高其生长性能,0.09%的AAA可以有效替代0.6%的精氨酸。     

香蕉果实抗性淀粉含量变化及其与其他类型淀粉相关性分析

【目的】研究香蕉果实抗性淀粉形成机理,为选育高抗性淀粉香蕉品种和调控抗性淀粉合成提供理论基础。【方法】以 ‘巴西’蕉（Musa acuminata L. AAA group cv. Brazilian）果肉为试材,对香蕉果实采前和采后抗性淀粉含量变化及其与其他类型淀粉相关关系进行分析。【结果】香蕉果实发育过程中,总淀粉、直链淀粉、支链淀粉及抗性淀粉含量整体呈上升趋势,后熟过程中各种淀粉含量逐渐下降;乙烯处理加速了总淀粉、直链淀粉和支链淀粉的降解,但抗性淀粉降解速度较自然后熟慢;1-MCP处理香蕉果实各种淀粉含量呈先增后降的单峰曲线变化。相关性分析表明：香蕉采前果实抗性淀粉合成与直链淀粉含量变化呈显著正相关,与总淀粉和支链淀粉含量变化不相关;1-MCP处理后,抗性淀粉含量变化与直链淀粉含量达到显著正相关水平,与总淀粉含量变化不相关。【结论】香蕉果实抗性淀粉形成与直链淀粉含量密切相关,在香蕉果实发育过程中可通过调控直链淀粉含量促进抗性淀粉合成。     

应用AFLP进行香牙蕉品种(系)的鉴别与分类

采用AFLP技术,对35个香牙蕉品种(系)进行了鉴别与分类。从AFLP试剂盒所提供的64对引物组合中选取两对引物组合EcoR I ACC+Msc I CAT和EcoR IACC+Msc I CAG对35份香牙蕉材料进行了AFLP分析,共得到扩增位点107个,其中多态性位点84个,多态性位点比例达到78.5%,对35个品种的区分率达到100%。各品种(系)多态性带数存在差别,多态性带数最多为海南红蕉(56条),多态性比例最高为0.666 7,可见其杂合程度较高;多态性带最少的为大丰1-1号(33条),其多态性比例为0.392 9。各品种(系)相互之间的相似系数介于0.71~1.00,表明香牙蕉品种(系)之间遗传关系相对较近。依相似系数0.88的水平,可以将供试的35个香牙蕉品种(单株)分为6个品种群。鉴别了3个引自不同国家的品种,几内亚、苹果以及阳江矮实际上为同一个香牙蕉品种。该研究结果基于AFLP分子标记,能从分子水平上反映香牙蕉地方品种之间的亲缘关系,可以作为香牙蕉品种(系)分类的依据。     

基于香蕉、粉蕉成熟过程中硬度变化建立成熟度随机森林模型

【目的】研究香蕉和粉蕉成熟过程中果实柄部、中部和端部的硬度变化,并据此建立随机森林模型预测其成熟度。【方法】通过GY-4型果实硬度计分别测量香蕉和粉蕉成熟过程中果实柄部、中部、端部3个部位的硬度,并用相关性分析研究果实硬度与其他相关成熟指标之间的关系。使用相似性分析(ANOSIM)分别对香蕉与粉蕉成熟过程中果实3个部位的硬度进行分级后,通过随机森林算法(Random Forest)构建模型预测其成熟度,再比较果实各部位硬度对模型的重要性。【结果】香蕉和粉蕉成熟过程中果实硬度变化趋势相似,果实3个部位的硬度变化不一致。利用相关性分析发现香蕉与各种酶类活性和乙烯释放量呈显著负相关关系。香蕉和粉蕉成熟度随机森林模型的错误率分别为4.94%和0%,说明此模型能准确预测香蕉与粉蕉的成熟度,且香蕉果实中部与粉蕉果实柄部的硬度对模型的影响最大。【结论】利用随机森林模型,香蕉和粉蕉成熟过程中果实硬度能准确预测其成熟度,且果实3个部位的硬度变化不一致,根据果实不同部位的成熟度差异可提高利用率,香蕉果实中部与粉蕉果实柄部的硬度更能反映自身的成熟度,为鲜食蕉成熟度量化与快速监测分级提供参考,促进食品加工工业的发展。