植物营养性状有关基因的分子标记及定位

养分逆境是世界范围内中低产田的主要限制困素之一,如酸性土壤的低有效磷、铝毒,石灰性土壤铁锌的缺乏等等。耕作制度和增加化肥投入是生产上最主要的矫正措施。对于经济落后、资源缺乏国家而言,经济有效的战略措施之一是发展低投入农业生产途径,依靠选育优良品种,使之具有适应土壤环境逆境及养分高效吸收利用的特性。大量研究表明,作物对各种元素胁迫的反应程度存在基因型差异［１］,这为筛选和培育养分高效吸收利用的作物良种提供了遗传潜力。筛选遗传资源、定向培育良种本身是一项复杂的工程,而作物营养效率多为数量性状,是受微效多基因来控制的［２,３］,给早期筛选和选育工作造成很大的困难。分子标记技术的应用以及各种作物中高密度分子标记连锁图谱的构建,不仅有助于人们深入了解植物营养性状的遗传背景,同时为加速营养性状遗传改良进程提供了强有力的工具 。     

水稻OsFAD2、OsFAD6的克隆及其家族成员对非生物胁迫的响应

植物中的不饱和脂肪酸由脂肪酸去饱和酶(Fatty acid desaturase,FAD)合成,它在植物的生长发育以及植物非生物胁迫方面起着重要的作用。文章采用RT-PCR方法,从水稻日本晴(Oryza sativa L.)中克隆了分别与FAD2、FAD6同源的脂肪酸脱氢酶序列,命名为OsFAD2和OsFAD6。OsFAD2的ORF为1 167 bp,推测其编码蛋白含有388个氨基酸,等电点为8.17,分子量为52.24 kDa,C端有内质网定位序列;OsFAD6的ORF长度为1 365 bp,推测编码454个氨基酸的蛋白质序列,分子量44.35 kDa,等电点为9.24,推测N端38个氨基酸为叶绿体导肽。两者都具有膜整合脂肪酸去饱和酶特有的3个组氨酸簇。RT-PCR分析表明,OsFAD2和OsFAD6在水稻所有器官中都表达,在叶中表达量为最高。在水稻FAD基因家族中,叶中OsFAD2、OsFAD6的mRNA对低温不响应,而OsFAD7和OsFAD8的mRNA在低温下上升。水稻叶中OsFAD2、OsFAD6、OsFAD3和OsFAD7的mRNA表达具有昼夜节律性,在光照下表达量低,而在随后的黑暗中表达量高,OsFAD6和OsFAD7 mRNA表达的昼夜节律性可能与水稻幼苗叶片中NADPH量的改变有关。     

热胁迫下月季叶片蛋白双向电泳分析

采用双向聚丙烯酰胺凝胶电泳和肽质量指纹谱,对耐热性不同的月季品种热激处理后进行蛋白质组分析与鉴定。双向电泳后,差异蛋白质点主要集中在分子量10-30kDa、等电点5～6范围内,对耐热品种在高温下特异表达的蛋白质点中选取3个进行肽质量指纹谱的分析,并检索不同的数据库进行蛋白质鉴定与功能预测,初步认为这些蛋白质点分别是eIF-SA、LEA蛋白和Hsp17．5。同时结合已报道其他植物中这3种蛋白的功能,对月季耐高温生理机制进行初步探讨。     

植物营养性状有关基因的分子标记及定位

养分逆境是世界范围内中低产田的主要限制因素之一,如酸性土壤的低有效磷、铝毒,石灰性土壤铁锌的缺乏等等。耕作制度和增加化肥投入是生产上最主要的矫正措施。对于经济落后、资源缺乏国家而言,经济有效的战略措施之一是发展低投入农业生产途径,依靠选育优良品种,使之具有适应土壤环境逆境及养分高效吸收利用的特性。大量研究表明,作物各种元素胁迫的反应程度存在基因型差异＾［１］,这为筛选和培育养分高效吸收利用的作物良     

水稻磷酸盐转运蛋白基因的克隆、表达及功能分析

以水稻叶片为材料, 设计一对特异引物, 获得了编码磷酸盐转运蛋白基因OsPT6:1. 聚类和氨基酸保守位点分析指出该基因可能为水稻高亲和力磷酸盐转运蛋白编码基因. 原位杂交与RT-PCR表达结果确定此基因在根与叶片中均表达, 尤以低磷诱导下叶片的叶肉细胞表达量最高. 同源重组表明该基因的表达可以提高毕氏酵母对磷素的吸收效率, 同时其基因的导入可以使高亲和力磷酸盐转运蛋白缺失的酵母突变体的磷素吸收功能得以恢复. 以上结果表明, OsPT6:1为水稻高亲和力磷酸盐转运蛋白的编码基因.     

月季eIF－5A基因的表达增强宿主大肠杆菌对高温和低温的耐性

真核生物翻译起始因子（eIF－5A）是在调控生物生长发育、衰老与环境响应中起重要作用的蛋白质。设计eIF－5A基因的兼并引物，对月季受高温诱导的叶片cDNA进行PCR扩增，获得特异性片段回收、克隆和测序，确定该cDNA为月季eIF-5A(命名为RceIF5A)，含有480bp的核苷酸，编码159个氨基酸。将该cDNA序列克隆到原核表达载体PET32a中,获得重组子pET32a－eIF5A。高温（50℃）和低温（4℃）胁迫下含有该基因的大肠杆菌(Escherichia coli) BL21 (pET32a-eIF5A)比E. coli BL21 (pET32a)有明显的抗性提高，据此认为含有重组子的E. coli BL21 (pET32a-eIF5A)对高低温的抗性可能与eIF-5A基因的表达相关。该基因的GeneBank登录号为 EF177192。     

水稻秸秆还田时间对土壤真菌群落结构的影响

为揭示水稻秸秆还田对土壤真菌群落结构的长期影响,采用荧光定量PCR和PCR-DGGE技术分析了秸秆还田90,180,270 d和360 d的土壤真菌基因丰度和群落结构组成演变趋势,并利用冗余分析(RDA)研究土壤真菌群落结构变化与环境因子的关系。结果表明:随着秸秆还田时间的增加,土壤真菌群体数量和多样性指数(H、R和E)显著增加,在360 d时达到最高。对DGGE图谱的特征条带进行胶回收、测序,系统进化分析表明,土壤真菌主要种群包括:接合菌(Zygomycete sp.)、盐腐霉菌(Pythium salinum)、肉盘菌(Uncultured Sarcosomataceae)、牛粪盘菌(Ascobolus stercorarius)、大链壶菌(Lagenidium giganteum)、青霉菌(Penicillium sp.)、曲霉属真菌(Aspergillus sp.)和疏绵状丝孢菌(Thermomyces lanuginosus)、灰绿曲霉菌(Aspergillus glaucus)、禾谷多粘菌(Polymyxa graminis)和枝顶孢霉菌(Acremonium sp.),其中青霉菌(Penicillium sp.)、曲霉属真菌(Aspergillus sp.)和枝顶孢霉菌(Acremonium sp.)具有纤维素降解能力,而枝顶孢霉菌(Acremonium sp.)在90 d时成为新的优势菌群。RDA分析表明,90 d和180 d秸秆还田与对照土壤的真菌群落结构较为类似,270 d和360 d的秸秆还田与对照土壤的真菌群落结构发生了明显变化。土壤有机碳、pH和速效磷是引起土壤真菌群落结构及多样性变异的主要因素。