脯氨酸对缺钾植株的保护作用

在缺钾培养条件下,高粱苗地上部单位鲜重含钾量由于地上部鲜重的增加而下降。从高梁苗钾缺乏症出现的时间、频率和程度来看,Pro培养似乎有利于缓和或减轻缺钾对植物造成的伤害。在同样含钾量情况下,以Ca(NO_3)_2为氮源的苗受到缺钾伤害要重于以Pro为氮源的苗受到的伤害,其钾缺乏症植株的百分数增加值与含钾量降低值之比为0.26,以Pro为氮源的缺钾营养液培养的苗为0.09,即下降同样量的钾前者苗的钾缺乏症的增加要大大地超过后者。Pro并不减轻在缺钾情况下叶绿素含量的下降。     

高粱的光合特性和杂种优势

从杂交高粱及其亲本的PEP羧化酶、丙酮酸磷酸二激酶、NADP-苹果酸酶和NAD-苹果酸脱氢酶活性比较了它们的光合碳代谢特性,也比较了它们在光合强度、CO_2补偿点和产量指标上的差异,分析了不同组合的杂种的叶面积和产量构成因素在各生育期的变化。高产的杂交种比其亲本有较高的关键酶活性、高光合强度和低的CO_2补偿点,其光合特性具有超亲优势,并在这些优势和增加体内物质向穗内分配的基础上增加了穗粒数。     

高粱三系及其杂交F_1 G－显带核型的比较研究

本文首次报道了高粱（ＳｏｒｇｈｕｍｖｕｌｇａｒｅＬ．）雄性不育系及其保持系和恢复系以及不育系×恢复系杂交Ｆ１的Ｃ－显带结果,并进行了核型和带型的比较分析。保持系与不育系的核型和带型基本一致,相同的细胞核处于不同的细胞质中,其核型与带型没有明显的变化。三系第２染色体的臂长和臂比差异明显,第２、６和８染色体的带型也不同。父、母本的不同核型和带型特点在Ｆ１中为并显性。讨论了染色体多态及其应用的问题。     

应用体外系统分析水稻高粱psbA 3’UTR调控效应

通过对水稻、高粱psbA基因3’UTR结构与基因表达活性之间的关系及其3’IR-RNA特异转录本稳定性的分析,首次报道了这两种3’UTR对基因表达的调控效应.结果表明:(1)在启动区相同情况下,具有水稻3’UTR的嵌合基因蛋白表达量高,而具高粱3’UTR的蛋白表达量低.(2)无论是水稻还是高粱psbA基因,其3’UTR去除后都会扰乱蛋白量的稳定表达.(3)在水稻、高粱叶绿体蛋白粗提物或大肠杆菌细胞总蛋白粗提物中,水稻psbA 3’UTR对其特异3’IR-RNA的稳定效应都比高粱的强烈.(4)水稻及高粱psbA3’UTR的特异转录本3’IR-RNA在叶绿体蛋白粗提物中比在大肠杆菌细胞总蛋白粗提物中稳定.     

渗透胁迫对高粱根K~＋吸收的影响

以ＣａＳＯ４０．５ｍｍｏｌＬ－１溶液培养高粱得到低钾植株,在渗透胁迫下当ＰＥＧ－１０００使外界渗透势下降时,刺激了高粱根高Ｋ＋亲和系统的净Ｋ＋积累,其表观Ｋｍ值和Ｔｍａｘ值分别为１８μｍｏｌＬ－１和４９．６μｍｏｌｇ－１ＤＷｈ－１。此高亲和系统不受可渗物质乙二醇和外界ｐＨ变化的影响,为蛋白质合成抑制剂环己酰亚胺抑制。     

渗透胁迫对高粱根中K^＋累积的刺激作用

本工作中发现,２,４－二硝基酚可有效地洗去高粱根中的Ｋ＾＋,从而提高了测定和比较Ｋ＾＋累积量的显示度和准确性,渗透胁迫下,高粱根中Ｋ＾＋的累积量比对照增加高达６．７倍;同时,组织的Ｈ＾＋分泌明显受到促进,动力学研究表明,经ＰＥＧ胁迫的高粱根对Ｋ＾＋的亲和力显著增强。对照：Ｋｍ＝９．２５ｍｍｏｌ／Ｌ,Ｖｍ＝２３．６μｍｏｌ ｇ＾－１ＤＷ ｍｉｎ＾－１;ＰＥＧ处理者：Ｋｍ＝２７．２５μｍｏｌ／Ｌ,Ｖｍ     

渗透胁迫对高粱根中K~+累积的刺激作用

本工作中发现,2,4—二硝基酚(DNP)可有效地洗去高粱根中的K~+,从而提高了测定和比较K~+累积量的显示度和准确性,渗透胁迫下,高粱根中K~+的累积量比对照增加高达6.7倍;同时,组织的H~+分泌明显受到促进,动力学研究表明,经PEG胁迫的高粱根对K~+的亲和力显著增强。对照:K_m=9.25mmol/L,V_m=23.6μmolg~(-1)DW min~(-1);PEG处理者:K_m=27.25μmol/L,V_m=14.71μmolg~(-1)DW min~(-1).地上部的存在有利于 K~+的吸收。渗透胁迫所促进的K~+吸收可被亚胺环己酮(CHM)完全抑制,这一结果暗示渗透胁迫诱导的K~+吸收的增加依赖于蛋白质的诱导合成,本文讨论了K~+吸收增强的可能机理。     

高粱可溶性酸性转化酶基因(SAI-1)PCR克隆方法

可溶性酸性转化酶(SAI)是蔗糖代谢途径中的关键酶,对植物生长发育起着至关重要的调节作用,研究简捷快速克隆可溶性酸性转化酶基因方法,对于育种材料和品种资源的基因分型具有重要意义。本研究通过已知的高粱可溶性酸性转化酶基因序列及高粱基因组中该基因序列片段,设计引物,比较了分段克隆、基因全长克隆、巢式PCR克隆等方法克隆高粱SAI-1基因的效果,结果表明,直接扩增全长,扩增产物极其不稳定且扩增产物纯化、连接,转化后得不到阳性克隆;采用均等分段克隆,前半段扩增产物纯化、连接转化后得不到阳性克隆,但后半段克隆成功;针对高粱基因组信息中SAI-1基因上游的未知序列部分设计引物,进行单独克隆(635 bp),再单独克隆其其余序列,两段序列拼接后得到SAI-1基因全长。序列分析发现,SAI-1前段635 bp的扩增片段GC含量高达69.6%,而其后GC含量急剧下降至30%以下,所以推测全长克隆、均等片段克隆以及巢式PCR克隆失败的原因可能是SAI-1基因中GC分布不均匀,克隆高粱SAI-1基因较为适宜的方法为利用2对引物进行不均等分段扩增克隆,前段PCR退火温度较后段高1℃。该方法将为其他研究人员提供有益参考。     

高粱SPL基因家族的鉴定及表达分析

Squamosa启动子结合类蛋白(SPL)基因家族编码一类植物特有的转录因子,其功能涉及作物遗传改良的许多方面,如产量、株型、抗逆性等,具有重要的实际应用价值。虽然SPL基因在很多作物中有广泛研究,但是在高粱中仍有待进一步探索。本研究通过生物信息学方法,利用同源序列法在高粱基因组水平对SPL基因家族进行分离和分析,共获得19个高粱SPL基因,并命名为SbSPL。高粱SbSPL家族基因不均匀地分布于高粱9条染色体上。通过系统进化树、保守结构域和基因结构等分析,将SbSPL基因家族成员分为5组,不同组的SbSPL基因在功能结构上具有保守性。此外,分析了SbSPL基因家族成员的启动子,发现SbSPL基因家族具有响应非生物胁迫相关信号转导的顺式作用元件。利用qRT-PCR技术,发现部分高粱SbSPL基因的表达受干旱胁迫诱导。这些结果揭示了SbSPL基因可能在高粱响应环境非生物胁迫过程中起到重要作用。