古尔班通古特沙漠荒漠肉苁蓉遗传多样性分析

为了全面了解古尔班通古特沙漠荒漠肉苁蓉居群分布的遗传多样性特点,本研究通过ISSR分子标记技术,利用Nei和Shannon等多样性指数对古尔班通古特沙漠中5个居群166个个体的荒漠肉苁蓉遗传多样性、荒漠肉苁蓉种群和种内的遗传多样性进行分析。在供试材料中,8个引物共扩增出144个多态位点,多态位点百分率达100%,5个居群的多态位点百分率差异在46.53%～77.78%之间。在物种水平上,Nei基因多样度(h)为0.260 4,Shannon多样性指数(I)是0.411 0。遗传变异分析表明,物种水平的居群间遗传分化系数Gst为0.222 2,居群间的基因流Nm为1.750 7。研究显示古尔班通古特沙漠中荒漠肉苁蓉多态位点比例高,各居群基因交流较多,不同居群间遗传变异并不明显,这些对肉从蓉资源有效地保护和利用具有重要意义。     

铜绿假单胞菌cntRLMN操纵子介导锌离子摄取的功能鉴定

【目的】本研究以铜绿假单胞菌PAO1 (Pseudomonas aeruginosa PAO1,菌种编号ATCC15692)为对象,研究cntRLMN在锌离子摄取中的功能。【方法】在ΔznuBC的基础上,以同源重组的方法构建了cntRLMN的各种突变菌株,通过质粒接合转移的方法构建其互补菌株及lacZ转录融合报告菌株,运用β-半乳糖苷酶酶活检测研究了Zur蛋白对cntRLMN的转录调控,凝胶阻滞实验(EMSA)检验Zur蛋白与cnt启动子及cnt启动子的突变片段的体外结合,并进一步通过生长曲线分析对cntRLMN中cntR、cntL、cntN等基因的锌离子摄取功能进行了分析和鉴定。最终,通过构建大蜡螟幼虫的侵染模型来研究cntRLMN对铜绿假单胞菌毒力发挥的影响。【结果】lacZ转录融合的酶活分析显示cntRLMN受Zur蛋白的负调控,其表达以Zur蛋白依赖的方式受锌离子饥饿的诱导;EMSA实验的结果显示cntRLMN的启动子可以与His-Zur结合形成DNA-蛋白质复合体,结合位点为GCGTTATAGTATATCAT;生长曲线和大蜡螟幼虫侵染实验的分析结果显示ZnuBC和CntRLMN的功能存在互补性,仅znuBC和cntRLMN双缺失突变时菌株在限锌培养条件下的生长和对大蜡螟幼虫的毒性才受到显著抑制,说明CntRLMN代表另一种独立的锌离子摄取系统。【结论】cntRLMN是受Zur直接负调控的另一种独立的铜绿假单胞菌锌离子摄取系统,对铜绿假单胞菌毒力的发挥起重要作用。     

利用RNAi技术改良淀粉品质的研究进展

RNA干涉(RNAi)是由dsRNA引起的序列特异性基因沉默现象,在动、植物和真菌中广泛存在并被证实.具有的特异性、稳定性、高效、快速以及不改变基因组的遗传组成等特性,为RNAi这一新技术在植物的遗传改良等方面提供了一个强有力的手段.重点从RNAi的发现与淀粉品质相关的淀粉合成酶及其利用RNAi在提高直链淀粉含量、降低直链淀粉含量等品质改良研究方面进行了回顾并对其存在的问题作了初步探讨.     

20个品种枣树叶面积回归方程的建立

以延川县20个枣树品种的成熟叶片为材料,采用扫描叶片并结合Image-Pro Plus 6.0程序的数字图像处理技术测定枣叶的长、宽及面积。运用SPSS17.0统计软件对测量数据进行回归分析,建立了枣树估算叶面积的一元回归方程、二元回归方程、三元回归方程和总的三元回归方程。结果表明,建立的各品种枣树叶面积估算的三元回归方程,是估算其叶面积的最佳回归方程,估算的平均误差率仅为2.06%(1.79%～2.5%);建立的总的枣树叶面积估算的三元回归方程(y6=-0.023x1-0.335x2+0.674 x3+1.145),可以作为估算所有枣树叶面积的优化回归方程,对20个品种枣树叶面积估测的平均误差率只有3.03%(2.5%～3.53%)。该研究结果为枣树叶面积的快速测定提供了一个科学有效的方法,在枣树科学研究和生产实践中有较好的应用价值。     

害虫取食和机械损伤对菜豆不同部位叶片防御酶活性的影响

【目的】本研究旨在探究菜豆Phaseolus vulgaris植株对不同害虫危害的系统防御机制。【方法】分别以斜纹夜蛾Spodoptera litura、二斑叶螨Tetranychus urticae、西花蓟马Frankliniella occidentalis取食或昆虫针穿刺处理菜豆中部叶片6,24,48,72和96 h后,测定菜豆植株中部处理叶片以及上部和下部未处理叶片的过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)活性的变化。【结果】不同害虫取食后,POD,CAT和SOD活性在受害的菜豆中部叶片发生了明显变化,但不同害虫造成酶活性的变化趋势不同。与未处理的对照植株中部叶片相比,POD活性均是先升高后恢复至对照水平。POD活性在二斑叶螨取食后,于24 h达到最大值,是对照的4.6倍;POD活性在机械损伤和西花蓟马取食后在48 h达到峰值,而斜纹夜蛾取食诱导下POD活性升高最缓慢,直到72 h才达到最大值。中部叶片的CAT活性在机械损伤和3种害虫取食后变化不同,机械损伤24 h后CAT活性明显升高,而3种害虫取食后CAT活性变化较早,在6 h就明显升高,但随时间的延长,CAT活性的变化趋势不同。中部叶片SOD活性在不同处理下变化较大,在机械损伤诱导下仅在96 h明显升高,而二斑叶螨取食24 h以后均明显升高;但斜纹夜蛾及西花蓟马取食后,SOD活性在72 h时受到明显的抑制。在菜豆植株的上部和下部未受害叶片中,3种害虫取食和机械损伤处理后,以上3种酶的活性也发生了明显变化,POD活性在上部未受害叶片不同处理96 h时被抑制,而在下部叶片不同处理下均被激发,但诱导程度不同。机械损伤、斜纹夜蛾、二斑叶螨和西花蓟马处理后,菜豆植株上部和下部未受害叶片CAT活性都分别在24,6,6和24 h被明显诱导。上部和下部未受害叶片SOD活性在机械损伤96 h,斜纹夜蛾和二斑叶螨取食72 h后,均被明显激发;但西花蓟马取食后,SOD活性在48 h和72 h明显被抑制。【结论】斜纹夜蛾、二斑叶螨和西花蓟马取食均能显著诱导菜豆植株受害叶和未受害叶防御酶活性的变化,即引起菜豆植株的系统防御反应,但3种害虫诱导的防御酶活性变化程度不同,表明植物防御反应的时空效应与害虫种类有关。     

光周期对青饲玉米耐高氮的调控效应

以光周期敏感型‘华农1号’青饲玉米为材料,在大田条件下,设置N1(75kg/hm2)、N2(225kg/hm2)、N3(375kg/hm2)3个氮素水平和3个光周期处理(16h、13h和10h),分析了其在不同光照长度条件下耐高氮胁迫的能力,探讨光周期对玉米氮高效相关的农艺性状和光合特性指标的影响。结果表明,(1)16h光照处理下,玉米植株的根长、根表面积、根体积分别比10h处理增加了113.19%、45.73%和97.71%,叶片叶绿素含量与净光合速率比10h处理分别提高97.90%和60.24%,且根长、根体积、叶绿素含量和净光合速率在16h和10h处理下差异极显著;16h处理与10h处理叶片数的平均相差值(12)显著,根系直径随光周期延长逐渐减小,但光周期对植株分蘖数无显著影响。(2)‘华农1号’青饲玉米地下部和地上部部分农艺性状指标,在16h长光照处理下随氮素水平的提高而增加,表现出耐高氮胁迫的生物学特征;在10h短光照处理下氮素水平过高相关性状指标反而下降。(3)随着光照时间逐渐延长,地上部生物量逐渐显著增加。研究发现,光周期敏感型‘华农1号’青饲玉米具有较强的耐高氮能力,长光周期促进了其植株营养生长阶段的生长发育,增强了其对高氮的适应能力。     

施氮和隔根对玉米植株生长、产量和根际微生物的影响

采用根系分隔试验,研究不同施氮水平(0.1、0.3、0.5和0.7 g· kg-1)下,玉米-大豆间作系统中根系互作对玉米植株生长、产量和根际微生物的影响.结果表明:根系互作和增施氮肥可以增加玉米株高、叶片长和叶片宽,提高玉米叶绿素含量.未隔根处理玉米成熟期的根干质量与隔根处理相比差异不显著.在0.1、0.3、0.5和0.7 g· kg-1施氮水平下,未隔根处理的单株生物量分别增加8.8％、6.3％、3.6％和0.7％,单株经济产量分别增加17.7％、10.0％、8.2％和0.9％.未隔根处理真菌和固氮菌数量与隔根相比显著增高;随着施氮水平的提高,根际细菌、真菌和放线菌的数量均呈逐渐增加趋势,而固氮菌的数量呈先增加后下降的趋势.玉米成熟期的根冠比与细菌、真菌和放线菌数量呈显著负相关,与固氮菌数量相关性不显著.根系互作有利于改善玉米植株生长,增加玉米产量和根际微生物数量,但其效果会随供氨水平的提高而减弱.     

天山雪莲SiICE2基因克隆及抗寒性分析

该研究以天山雪莲(Saussurea involucrata)的转录组数据为基础,利用Premier 5.0设计1对特异性引物SiICE2-Up和SiICE2-Down,以天山雪莲cDNA为模板克隆得到天山雪莲SiICE2基因的开放阅读框(ORF),对其进行生物信息学分析;构建植物表达载体pCAMBIA2300-35S-SiICE2-Nos,利用农杆菌介导法导入番茄(Lycopersicon esculentum),通过PCR和RT-PCR对转化植株进行验证,qRT-PCR分析转SiICE2基因番茄株系SiICE2基因的相对表达量;将转SiICE2基因型和野生型番茄在0℃处理后,进行抗寒性分析。结果表明:(1)成功克隆得到天山雪莲SiICE2基因,其大小为462bp,共编码153个氨基酸,系统进化分析发现SiICE2蛋白与菜蓟(Cynara scolymus L)亲缘关系最近。(2)成功构建了植物表达载体pCAMBIA2300-35S-SiICE2-Nos,经农杆菌介导法侵染番茄,PCR鉴定表明共有9株为转SiICE2基因番茄植株。(3)膜生理指标测定结果显示,随着低温处理时间的增加,转SiICE2基因型番茄的相对电导率、丙二醛含量均显著低于野生型,在处理时间为24h时,转SiICE2基因型番茄相对电导率比野生型低31.7%,丙二醛含量比野生型低4.2μmol/g。(4)抗氧化酶活性测定结果显示,随着低温处理时间的增加,转SiICE2基因番茄植株的POD、CAT和SOD活性均呈现持续递增趋势,野生型呈先逐渐升高后降低的趋势,且各处理时间内转SiICE2基因番茄的POD、CAT和SOD活性均显著高于野生型。研究发现,天山雪莲SiICE2基因可以显著增强非低温驯化番茄的抗寒性。     

天山雪莲SiSAD基因与拟南芥AtFAB2基因转化烟草的抗寒性分析

通过转基因烟草(Nicotiana tabacum)验证天山雪莲(Saussurea involucrata)?9硬脂酰-ACP脱饱和酶基因Si SAD与拟南芥(Arabidopsis thaliana)中同源基因At FAB2的抗寒性功能。利用农杆菌介导法将植物表达载体PSi SAD:At FAB2和PSi SAD:Si SAD导入烟草,然后将2种转基因和野生型烟草分别置于20°C、10°C、5°C、0°C及-2°C下处理2小时,检测其相对电导率、丙二醛(MDA)含量、叶绿素荧光参数(Fv/Fm)及脂肪酸含量。将-2°C处理2小时后的植株置于25°C培养1周进行生长恢复实验。结果表明,生长恢复实验中转Si SAD基因烟草的恢复效果显著优于转At FAB2基因和野生型烟草。在0°C和-2°C处理2小时后,转Si SAD、At FAB2基因型和野生型烟草的相对电导率和丙二醛含量呈现显著递增趋势;转Si SAD、At FAB2基因型烟草的Fv/Fm显著高于野生型烟草,其中,转Si SAD基因烟草的Fv/Fm显著高于转At FAB2基因烟草。转At FAB2基因型和野生型烟草的油酸(C18:1)含量随着温度的降低逐渐升高后降低并在0°C时达到最高值;而转Si SAD基因型烟草C18:1含量持续升高,并在-2°C时达到最高值,其含量分别是转At FAB2基因型和野生型烟草的1.58倍和1.7倍。以上结果表明,天山雪莲?9硬脂酰-ACP脱饱和酶基因Si SAD与拟南芥中同源基因At FAB2均可以显著增强非低温驯化烟草的抗寒性,但是Si SAD基因效果显著优于At FAB2。     

狗头枣果皮GH9基因家族鉴定及不同发育期的表达与纤维素含量分析

为了明确糖苷水解酶9 (glycoside hydrolase 9,GH9)基因家族在枣果皮发育过程中的作用,该研究以狗头枣果实为材料,对其幼果期(StageⅠ)、青果期(StageⅡ)、膨大期(StageⅢ)、白熟期(StageⅣ)、半红期(StageⅤ)、全红期(StageⅥ)6个不同发育阶段的果皮纤维素含量、细胞组织结构、GH9基因家族的生物信息学以及基因表达进行分析。结果表明：(1)在枣果实发育过程中,果皮纤维素含量在StageⅠ～StageⅢ略有增加,于StageⅢ达到最高(217.33 mg/g),随后快速显著下降并于StageⅥ降至最低(98.51 mg/g),较StageⅢ下降了54.7%。(2)在枣果皮发育过程中果皮细胞在未着色时期紧密排列,在着色后明显皱缩且排列松散;番红-固绿染色后,从StageⅠ到StageⅣ枣果皮角质层细胞和表皮细胞的细胞壁颜色由蓝绿色逐渐变为浅蓝进而转为粉色,胞内几乎没有颜色,说明狗头枣果皮细胞壁的纤维素含量从StageⅠ到StageⅣ逐渐减少。(3)枣果实转录组测序发现,与StageⅠ相比,StageⅡ～StageⅥ分别检测到1 090、2...