白菜PLD基因家族全基因组鉴定及对高温胁迫的响应

膜磷脂是产生胞内信号信使的重要来源,磷脂酶Ds(phospholipase D,PLDs)可以催化磷脂产生信号分子磷脂酸(phosphatidic acid, PA),从而响应不同胁迫信号。该研究利用生物信息学方法对白菜PLD基因家族的基因成员进行鉴定及结构域分析,并采用qRT PCR方法对不结球白菜的18个BrPLD基因的表达进行分析,以探讨不结球白菜的BrPLD基因家族对高温胁迫的响应机制。结果表明：(1)共鉴定到18个白菜PLD基因家族成员,其中有2个成员(BrPLD03和BrPLD09)的C2结构域被替换为PH/PX结构域,另有1个基因(BrPLD12)缺少了其N末端保守结构域,由信号肽代替。(2)根据编码蛋白结构域的不同,18个BrPLD基因分为3个亚类,分别为15个C2 BrPLD、2个PH/PX BrPLD和1个SP BrPLD;氨基酸理化性质分析发现,该基因家族编码蛋白多半为酸性蛋白;18个基因分布在除4号和7号之外的8条染色体,且呈现不均匀分布,并发现了BrPLDs蛋白Ca²⁺配位碱基的缺失。(3)qRT PCR检测发现,高温处理下不结球白菜的BrPLD基因的表达量发生明显变化,各基因在耐热和热敏品种中的表达具有差异。(4)对BrPLD基因家族不同功能顺式响应元件的预测发现,所有家族基因含有光应答有关的作用元件,9个基因含有与低温有关的顺式元件,10个基因含有调控干旱相关元件,18个基因均未预测到热胁迫相关顺式响应元件。     

鸭儿芹羟基肉桂酸转移酶基因的克隆及其对不同温度的响应

以贵州省野生鸭儿芹为研究对象,用RT-PCR克隆获得与木质素合成有关的羟基肉桂酸转移酶基因(CjHCT),并分析CjHCT基因对不同温度的响应,探索人工栽培鸭儿芹的适宜温度。结果表明:(1)CjHCT基因开放阅读框长度为1 290bp,编码429个氨基酸;蛋白质分子质量为47.58kD,等电点为6.67;进化树分析表明,CjHCT与茄科植物的HCT亲缘关系最近。(2)荧光定量PCR分析显示,CjHCT基因在贵州鸭儿芹根、叶柄、叶及花不同组织中的表达具有组织特异性,且在根中CjHCT基因的表达量最高,而在叶中表达量最低,花与叶中该基因表达量相近。(3)对鸭儿芹生长过程中主要面临的4种不同温度(10℃、18℃、30℃和38℃)分别处理0、0.5、1、2、4、8、12、24h,荧光定量PCR检测显示,CjHCT基因的表达量(以0h处理作为对照,表达量为1)在高温(30℃和38℃)处理下于0.5h时最高,其中30℃处理的CjHCT基因表达量高于38℃处理;在低温(10℃和18℃)下鸭儿芹CjHCT基因表达量于12h时最高,其中10℃处理0.5h时CjHCT基因较对照表现为下调;高温(30℃和38℃)下CjHCT基因表达量峰值比低温(10℃和18℃)下表达量峰值高,而且峰值出现的时间也较早。该实验意义在于初步研究发现低温栽培鸭儿芹能抑制CjHCT基因的表达,为人工栽培鸭儿芹温度调控提供了参考。     

秸秆浸提液漂浮栽培对不结球白菜产量及相关品质特性的影响

以1/4园试营养液为对照,以腐熟发酵的农业秸秆(苋菜和番茄植株残体)浸提液模拟富含N、P的水体进行不结球白菜(Brassica campestris ssp.chinensis Makino)的漂浮栽培,对茎叶的单株鲜质量和干质量及叶片的VC、可溶性蛋白质、蔗糖、果糖、葡萄糖含量及可溶性糖总含量进行了比较分析。结果表明:在24 d的栽培周期内,随生长时间的延长,处理组和对照组茎叶的单株鲜质量和干质量均呈增加趋势,但从第10天开始,处理组茎叶的单株鲜质量和干质量均显著低于对照组。栽培初期叶片VC含量均最高且处理组叶片VC含量显著低于对照组;从第10天开始,叶片VC含量降低,但处理组叶片VC含量与对照组无显著差异。处理组与对照组叶片可溶性蛋白质含量均呈波动的变化趋势,但总体差异不显著。处理组叶片蔗糖含量总体上与对照组差异不显著,仅在第24天显著低于对照组。处理组叶片的果糖含量均高于对照组,特别是在第24天为对照组的1.81倍,差异显著。叶片葡萄糖含量均呈先升高后降低的趋势,可溶性糖总含量则呈波动的变化趋势,对照组叶片葡萄糖含量和可溶性糖总含量总体上高于处理组,但差异不显著。研究结果显示:用秸秆浸提液漂浮栽培,虽然不结球白菜的生长量(即产量)有所减少,但相关的品质指标变化不大,对果糖合成和积累还有一定的促进作用,因而,此种秸秆浸提液可用于栽培商品不结球白菜。     

太湖流域粳稻幼苗耐缺氧能力等位变异的发掘

摘要：发掘粳稻幼苗耐缺氧能力优异等位变异及其优异种质可为培育直播的耐缺氧粳稻品种提供遗传信息和育种材料。用91对SSR标记对太湖流域94份粳稻品种进行基因组扫描,分析基因组中等位变异偏分布;调查了水稻幼苗的缺氧反应指数,采用TASSEL软件的GLM方法对标记与幼苗耐缺氧能力进行关联分析;并以携带无效等位基因材料表型均值为对照,鉴别出携带有利等位变异的种质。检测到 4 个与幼苗耐缺氧能力关联的 SSR 位点。6 个 SSR 优异等位变异为 RM311-176bp, RM317-164bp,RM112-127bp,RM20-205bp,RM317-157bp 和 RM311-170bp,携带上述优异等位变异的品种为镇稻88、白芒糯、开青、有芒早稻、粗杆黄稻和C堡。     

黄萎病菌胁迫下野生茄子托鲁巴姆防卫反应的生理生化分析

以野生茄子托鲁巴姆(Solanum torvum Swartz)和苏崎茄(Solanum melongena L.)为主要材料,通过比较两种茄子在大丽轮枝菌(Verticillium dahliae Kleb)侵染过程中体内的生理生化指标变化,分析托鲁巴姆对黄萎病的抗性响应机制。结果表明:(1)与苏崎茄植株相比,托鲁巴姆植株表现出很强的自我防御和自我修复能力。(2)托鲁巴姆体内存在的活性氧清除系统(如SOD、POD、CAT等酶的活性)高于苏崎茄;在侵染后,托鲁巴姆体内各种酶的活性快速增加,其幅度高于苏崎茄;MDA的变化则恰恰相反。这个结果提示,黄萎病菌胁迫可能激活了托鲁巴姆体内活性氧清除系统,从而加快了某些防御物质(如木质素和抗菌物质绿原酸等)的形成,同时减缓或降低MDA等有害物质在植株体内的积累。(3)黄萎病菌侵染后各生理指标的响应时间表现出差异。托鲁巴姆中POD、PAL的活性和可溶性蛋白含量在侵染后的12h内就迅速作出响应(POD增加、PAL和可溶性蛋白减少);而SOD、PPO、CAT的活性和MDA的含量则在处理后初始阶段(至少12h)进行了一些调整,随后才进入持续性的增加或减少阶段。由此可见,托鲁巴姆对黄萎病病菌侵染的响应具有时序性,其体内POD酶、PAL酶和可溶性蛋白首先参与植物的防卫反应以应对黄萎病的胁迫,其它酶随后参与响应,它们的共同作用形成对黄萎病菌的有效防卫。     

小麦-簇毛麦属间染色体易位系的高效诱导

利用60Coγ射线以不同剂量照射硬粒小麦-簇毛麦双二倍体即将成熟的花粉,将其授于母本中国春,创造出一批包含小麦-簇毛麦易住染色体的材料,对这些材料用中国春进行连续回交或自交,可有效保留簇毛麦染色体片段,实现外源基因的转移.研究结果表明,60Coγ射线照射花粉后产生易位染色体的频率因剂量不同而有显著差异,12 Gy和8 Gy剂量照射后杂交的M1群体中,产生小麦-簇毛麦易位染色体的单株分别占调查总数的76.7%和50.0%,均显著高于用其他方法创造易住的频率,并且12 Gy较8 Gy产生了更优的易住类型;创制的易位染色体有67.6%可以从M1传递到BC1,BC1的易位染色体有96.4%可传递到BC,;在回交后代中,加以人为选择,整条簇毛麦染色体很快丢失,至BC2F2即有纯合易位株出现.     

可溶性淀粉合成酶SSⅢ基因对马铃薯的遗传转化

马铃薯是淀粉生产中重要的农作物之一,而可溶性淀粉合成酶SSⅢ是可溶性淀粉合成酶的主要活性成分,通过基因工程的手段来研究SSⅢ基因在淀粉合成中的功能可以用于改良马铃薯淀粉的品质.本研究采用根癌农杆菌介导法将强组成型表达启动子CaMV 35S驱动的可溶性淀粉合成酶SSⅢ基因的RNA干扰表达载体导入马铃薯栽培品种克新1号和克新4号中,获得了65株卡那霉素抗性植株.对抗性植株PCR检测结果表明,SSⅢ基因的干扰片段已整合到马铃薯基因组中,RT-PCR检测表明SSⅢ基因在转录水平上受到了明显抑制.该研究为马铃薯淀粉品质的改良奠定了基础.     

雌雄同株黄瓜单性结实性主基因+多基因混合遗传分析

以雌雄同株黄瓜强单性结实自交系'6457'和非单性结实自交系'6426'为亲本,建立了5世代联合群体(P1、P2、F1、F2、F2∶3),采用植物数量性状主基因+多基因混合遗传模型对群体的单性结实性进行多世代联合分析.结果表明:雌雄同株黄瓜单性结实性表现为不完全显性遗传,符合D-2遗传模型,受1对加性主基因+加性-显性多基因控制.主基因加性效应值为14.7,多基因加性效应值为20.9,多基因显性效应值为25.8.F2的遗传率为56.6%,F2∶3的遗传率为48.7%.因此,对雌雄同株黄瓜单性结实性的遗传改良,可选择强单性结实性材料,通过杂交、回交转移主基因,达到选育强单性结实性材料目的.     

不结球白菜BcDF1.2基因克隆与诱导表达

利用RACE技术,获得了不结球白菜防卫素基因全长序列,命名为BcDF1.2(DDBJ登录号AB302891).序列分析发现,BcDF1.2全长532 bp包含1个长度为96 bp的内含子区域,该基因编码79个氨基酸残基组成的蛋白质,与其他植物的防卫素基因和抗真菌蛋白基因有较高的同源性.系统进化树分析表明,该基因在不同植物间具有高度保守性.基因组DNA杂交表明BcDF1.2属于较小的多基因家族.水杨酸和霜霉病原菌诱导后,该mRNA不仅在诱导的叶片中转录表达增加,而且在未诱导的系统叶片中表达增加.BcDF1.2在不结球白菜叶片中的转录表达特点表明可能参与对霜霉病的抗性反应.     

不结球白菜Ty1-copia类逆转座子序列的克隆及表达

参照Ty1-copia类逆转座子逆转录酶的保守区设计简并引物,分别从10个不结球白菜(Brassica campestris ssp.chinensis)品种的全基因组中均扩增出260 bp左右的目标条带. 将目的条带回收、克隆和测序后进行分析,DNAstar分析发现,这些序列存在高度的异质性,28个核苷酸序列变化范围为224～278 bp,同源性范围为16.7%～83.0%.28条序列通过核苷酸聚类分为8个家族.推导氨基酸序列有移框突变、终止子突变或二者兼有;与已登录的不同物种同一类型逆转录酶氨基酸系统进化树分析表明,不结球白菜Ty1-copia类逆转座子与芥菜型油菜、拟南芥、芜菁、甜菜可能有共同的起源.半定量和实时定量PCR检测表明,水杨酸(salicylic acid)和Peronospora parasitica均能激活不结球白菜Ty1-copia类逆转座子,逆转座子在不结球白菜叶片中的表达特征说明它可能参与寄主对病原菌的抗性.