低温条件下转AcInv反义基因马铃薯品系的干物质、淀粉和还原糖含量变化

检测低温（4℃）贮藏条件下转AcInv反义基因与否的马铃薯品系块茎中干物质、淀粉和还原糖含量变化的结果表明：随着低温贮藏时间的延长,各转基因品系块茎中干物质含量变化不大,淀粉含量虽有下降但较为平缓;转基因品系中的还原糖含量增加幅度比受体品种的明显降低,转Aclnv反义基因的‘甘衣薯1号’和‘大西洋’块茎抗低温糖化能力明显高于未转AcInv反义基因的品系。     

马铃薯Sgt1基因启动子的结构及功能分析

糖苷生物碱(steroidal glycoalkaloids,SGAs)是一类存在于茄科和某些百合科植物的重要次生代谢物,与植物的抗逆性和产品品质有密切关系．茄啶半乳糖基转移酶（solanidine galactosyltransferases,SGT1）是SGAs合成代谢途径的末端关键酶之一,研究其编码基因的启动子序列对于SGAs生物合成代谢调控有重要的作用和意义．研究采用染色体步移技术(Genome walking),首次克隆到马铃薯Sgt1基因起始密码子上游2 183 bp的启动子序列,已注册到GenBank（注册号：KC759163）．构建该启动子驱动融合报告基因gfp::gus的植物双元表达载体p1304Sgt1p,转化野生型烟草获得Sgt1p::gfp::gus转基因植株,通过GUS组织化学染色分析Sgt1p::gfp::gus转基因植株中Sgt1p启动子的活性．结果表明,gus基因在转基因烟草的根、茎和叶中均表达,在叶中Sgt1p启动子的活性低于CaMV35S启动子,而在根和茎中二者基本相同;光诱导结果显示,光照处理明显增强了Sgt1p::gfp::gus转基因烟草叶片中Sgt1p启动子的活性,表明庄薯3号马铃薯 Sgt1p启动子是一种光诱导型启动子．     

连作马铃薯根际土壤真菌种群结构及其生物效应

连作障碍已成为马铃薯产业发展的主要限制因素,为了探明马铃薯连作障碍的机理,减轻连作障碍对产量的影响,采用大田试验与PCR-DGGE分子指纹图谱技术相结合的方法,研究马铃薯连作对根际土壤真菌种群结构的影响及其生物效应.结果表明： 随着连作年限的增加,根际土壤中真菌DGGE图谱的条带数量增加,连作1～5年处理的操作分类单元(OTU)分别比对照(轮作)增加了38.5%、38.5%、30.8%、46.2%和76.9%,说明马铃薯连作使根际土壤中真菌优势种群的个体数明显增多.随着连作年限的增加,各处理间真菌种群结构的相似性越来越低.通过真菌DGGE条带的克隆测序比对发现,随着连作年限的增加,马铃薯根际土壤土传病害病原菌尖孢镰刀菌和茄病镰刀菌的数量明显增加,而球毛壳菌作为一种生防菌,连作5年时数量明显减少.连作使根际土壤中病原真菌种群过渡成为优势种群,根际微生态环境恶化,从而作用于根系,使根系活力和吸收面积下降,最终导致块茎产量大幅度-下降.     

马铃薯gbss、ssⅡ和ss Ⅲ基因片段的融合及其RNAi载体的构建

颗粒结合淀粉合成酶（GBSS）与可溶性淀粉合成酶（SSS）是淀粉合成的关键酶,其活性大小直接影响着淀粉的直链淀粉/支链淀粉比例、淀粉链长及结构等,进而影响着其品质。利用blast及分子生物学软件DNAStar对gbss、ssⅡ和ss Ⅲ基因的cDNA序列同源性进行分析比较,选用gbss的261bp（1～261）,ssⅢ的244bp（2164～2407）,ssⅡ的281bp（161～441）的cDNA片段,并应用重叠PCR法将其拼接成一融合基因gbs3s2,构建了以CaMV 35S启动子驱动的含有"正向gbs3s2融合片段-pdk内含子-反向gbs3s2融合片段"ihRNAi的植物表达载体,为培育糊化温度低的马铃薯品系奠定基础。     

马铃薯淀粉合成酶融合基因植物表达载体构建

通过反义抑制马铃薯(Solanum tuberosum L.)块茎淀粉合成酶GBSS、SSⅡ和SSⅢ基因的表达,可降低淀粉中直链淀粉含量和改变分支链的长度,从而降低马铃薯淀粉糊化温度、改善其抗凝沉性。依据GBSS、SSⅡ和SSⅢ基因的cDNA序列分析,从各基因中筛选和克隆了一段同源性极低、约500~600bp的片段;通过PCR技术实现了3个片段的融合,得到了1671bp的融合基因GS2S3;将GS2S3反向连接在GBSS5′侧翼序列之后,构建了由GBSS5′侧翼序列驱动的GS2S3反义基因的植物表达载体pBI-GS2S3,并进行了初步转化。     

根癌农杆菌介导马铃薯试管薯转化体系的优化及AtNHX1基因的导入

以马铃薯栽培品种甘农薯2号的试管薯薄片为转化受体材料,通过根癌农杆菌LBA4404介导拟南芥液泡膜Na /H 逆向转运蛋白基因(AtNHX1)进行转化,获得了抗卡那霉素的再生植株,并对转化植株进行了PCR-Southern检测.结果表明,薯片分化和根再生的卡那霉素选择压为50mg/L;乙酰丁香酮对薯片转化率无影响;优化的试管薯片转化方法是:不经预培养的薯片用OD600值为0.5的菌液侵染8～10min,然后经过2d共培养,在抗性芽分化培养基上生长40d,可获得30%卡那抗性绿苗.对抗性植株的PCR和PCR-Southern检测证明,外源At-NHX1基因已整合到马铃薯基因组中.     

不同贮藏条件对马铃薯微型种薯活力及生理特性的影响

以‘大西洋’、‘夏波蒂’2个品种的脱毒微型种薯为试验材料,分别在冷藏(4~6℃)、窖藏(8~12℃)和常温(18~22℃)条件下贮藏110 d,研究不同贮藏条件和温度对马铃薯微型种薯活力及生理特性的影响。结果表明:(1)低温冷藏能显著提高微型种薯的活力,2个品种的活力指数分别比窖藏和常温贮藏高20.44%、20.28%和33.51%、35.46%。(2)冷藏与窖藏和常温贮藏相比,CAT活性高35.37%~48.25%、91.68%~125.23%,SOD活性高5.79%~6.60%、10.53%~12.81%,而MDA含量却降低30.47%~47.79%、85.54%~87.09%。(3)随着微型种薯的重量增加其活力指数显著提高,CAT和SOD活性也增加,而MDA含量逐渐降低。(4)经不同条件贮藏后,微型种薯的含水量呈下降趋势,以冷藏条件的含水量降低最少;可溶性蛋白含量显著增加,冷藏比窖藏和常温贮藏分别高14.63%~24.67%和25.5%~35.04%;淀粉含量表现为不同程度降低,以窖藏降低最少;可溶性糖含量虽有明显降低,但其含量变化无显著差异。说明低温贮藏可以使马铃薯微型种薯保持较高的活力,适合贮藏条件的顺序依次为:冷藏>窖藏>常温贮藏。     

烯效唑诱导小麦植株形态变化及其与内源激素的关系

小麦种子用1mg·L-1的烯效唑浸种,其幼苗茎秆矮化粗壮,叶色浓绿,根系发达。处理植株的内源GA含量剧烈下降,根系中尤为明显。地上部分的IAA含量有较大增高。ZRs含量在幼苗生长前期的地上部分也有增加,但在根系中却稍低于对照。整个植株ABA含量与对照无显著差异。结果表明：烯效唑可能通过改变内源激素水平间的平稳关系而调控植株的形态变化,其中内源IAA／GA比增高是烯效唑诱导小麦矮化和促进根系生长的主要原因。IAA、ZRs的变化对植物横向生长、叶绿素合成也有促进作用。     

利用ihpRNA介导的基因沉默培育抗冷糖化马铃薯

为培育抗冷糖化的转基因马铃薯材料,克隆了368 bp的马铃薯酸性转化酶(AcInv)基因3′端非翻译区(3′UTR)和281 bp的马铃薯VP1-ABI3-like protein基因的第一内含子,构建了内含子连接的马铃薯AcInv基因3′UTR的发夹型RNA(ihpRNA)载体pBIV;采用微束激光穿刺技术转化马铃薯品种,得到了149个转基因株系,其中139个转基因株系在低温贮藏35 d时块茎还原糖含量低于亲本材料。RT-PCR分析表明还原糖含量降低的转基因植株中检测不到AcInv基因mRNA的积累。本研究结果表明以3′UTR作为RNAi载体的干涉片段可以有效地抑制靶标基因mRNA的积累,通过对AcInv沉默可获得抗低温糖化的马铃薯育种材料。     

加工型马铃薯品种多酚氧化酶活性的变化规律

为探寻加工型马铃薯多酚氧化跨活性的变化规律,本研究对5个加工型马铃薯品种多酚氧化酶(PPO)活性进行了测定。结果表明：植株生长期间,各组织器官PPO活性发生看规律性变化。叶片PP0活性表现出低—高—低的波动,并于现蕾至决茎膨大期达到高峰[31．12(0．01△OD/／min];块茎PP0活性呈现高—低—高—低的趋势;花药PPO活性交化趋势与叶片相同,并在墨花期达到高峰[129．80(0．01△OD／min]。此外,在同一发育阶段,不同组织器官PPO活性也不同,花药＞匍匐茎＞花蕾、花瓣＞叶片和块茎。进一步检剩结果表明,即使是同一块茎不同部位的PPO活性也呈现较大差分,其中决茎外皮PP0活性最高,髓最低。贮藏待播的决茎芽PPO活性明显高于块茎本身。本项结果对今后利用生物工程技术抑制PPO活性,有效改良加工型马铃薯品种县有重要意义。