高质量甘蔗基因组DNA的简便快速提取方法研究

甘蔗是世界上重要的糖料作物和能源作物。目前,甘蔗分子生物学研究已成为甘蔗研究的热点之一。基因组DNA的提取是进行甘蔗分子生物学研究的基础。本研究设计含一系列SDS浓度的提取液,同时设加液氮和不加液氮研磨的对比试验,提取甘蔗不同部位叶片的基因组DNA并进行产量和纯度检测以及分子生物学分析。结果表明,所有提取液提取的甘蔗基因组DNA纯度均很高,A260/A280在1.8-2.0之间,A260/A230大于2,但提取液I(0.75%SDS)提取的甘蔗基因组DNA产量较低;加液氮与否对甘蔗基因组DNA的提取产量和纯度没有影响;以提取的甘蔗基因组DNA为模板,分别用一对扩增SPS(蔗糖磷酸合成酶)基因部分片段的引物和一对ISSR引物进行PCR扩增,所有DNA均能扩增出预期的条带;用不同的限制性内切酶对所提取的甘蔗基因组DNA进行酶切,所有DNA样品均能完全酶切。本研究得出最佳甘蔗基因组DNA提取方法如下:磨碎甘蔗叶片后,加DNA提取液(SDS:1.5%;Tris:100 mM;EDTA:20 mM;NaCl:500 mM)于65℃裂解30 min,经酚∶氯仿和氯仿各抽提一次,可获得高产量高质量的甘蔗基因组DNA,能满足后续分子生物学研究的要求。     

甘蔗杆状病毒荧光定量PCR检测方法的建立及初步应用

为建立一种能够快速、灵敏、特异的检测甘蔗杆状病毒(sugarcane bacilliform virus, SCBV)的SYBR GreenⅠ荧光定量PCR方法,针对SCBV的基因序列,设计了特异性扩增引物,利用构建的标准品建立和优化针对SCBV的荧光定量PCR检测方法,并对该方法进行了特异性、稳定性、灵敏性等的测试,随后用于田间样品的检测。结果表明:将含有SCBV基因组序列的重组质粒进行梯度稀释制成标准品,利用标准品进行荧光定量PCR,获得标准曲线y=-3.482 1x+37.264,相关系数r~2=0.999 9,说明CT值与反应起始模板数量呈线性关系,可进行准确定量;组内和组间变异系数在0.19%～1.68%之间,表明检测方法重复性良好;建立的荧光定量PCR方法最低可检测到10个拷贝重组质粒/μL,是常规PCR检测灵敏度的100倍。使用建立的荧光定量PCR方法和常规PCR方法对采集的90份甘蔗叶片样品进行检测,常规PCR检出53份阳性样品,荧光定量PCR检出56份阳性样品,表明所建立的荧光定量PCR方法较常规PCR敏感性高,且准确性高。本研究建立的SCBV荧光定量PCR检测方法重复性好,灵敏度高,为构建甘蔗健康种苗体系提供了一种高效检测方法。     

不同无性系蔗茅抽穗开花特性的观察和花粉贮藏条件的研究

来源于较低海拔地区的3个蔗茅无性系的抽穗期较短,来源于较高海拔(大于1500m)地区的16个蔗茅无性系的抽穗期较长,且抽穗期与原产地海拔呈显著负相关(F=-0.827**).蔗茅的这一特性在集中种植后仍能相对稳定地表现出来.蔗茅花粉量较多,花粉发育良好.在自然条件下,蔗茅新鲜花粉仅能存活1 h左右;而经低温(10℃)硅胶干燥2 h后贮藏于-80℃条件下,其生活力保持可超过360d.蔗茅贮藏花粉生活力的下降比率与花粉含水量呈显著正相关(r=0.933**);含水量降至10%以下的花粉在低温中贮藏时才能保持较高生活力.     

植物抗病育种中的标记辅助选择与甘蔗

抗病基因的分子标记具有稳定、准确、高效的特点,通过对基因型而不是表型的直接选择,抗病基因分子标记应用于辅助选择可大大加快常规育种进程,提高育种效率。本文评述了植物抗病育种中标记辅助选择的发展概况,介绍了各种DNA分子标记技术及植物抗病基因连锁标记的筛选方法,重点介绍了甘蔗抗病基因分子标记研究的现状,展望了分子标记辅助选择在甘蔗抗病育种中的前景。     

甘蔗杂种的染色体和RAPD鉴定研究

采用体细胞染色体计数和RAPD (Random Amplified Polymorphism DNA) 分子标记的方法鉴定甘蔗与蔗茅属间杂交种F1的真实性.结果表明,杂种F1材料01/47、01/85、01/120的2n＝80～82,染色体遗传方式为n 2n.用110个随机引物进行RAPD扩增,63个引物可获得双亲的RAPD多态性,其中3个引物OPC-19、OPE-2、OPF-4可在杂种F1材料01/64和01/120的RAPD扩增标记中显示出双亲的特征谱带,分别为父本3500bp和母本1300bp、父本1350bp和母本900bp、父本550bp和母本900bp.     

甘蔗蔗汁品质性状的回归分析及模型

本文对47份不同甘蔗基因型的蔗汁品质性状进行简单回归和逐步回归分析.结果表明,蔗汁蔗糖分(Suc)与锤度(BX)、温度校正后锤度(BX′)、蔗汁旋光读数(0Z)以及转光度(pol)之间均呈线性回归,简单回归模型均达极显著水平(P＜0.01),决定系数(R2)分别为0.9393、0.9199、0.9861及0.9839.通过逐步回归分析和残差分析建立多重线性回归方程为Suc=0.05706 0.21488BX 0.181030Z,方差分析表明多重线性回归模型达极显著水平(P＜0.01),决定系数为0.9931.t测验表明,蔗汁蔗糖分的模型预测值与实测值间的差异不显著,相对误差平均为0.49%.     

基因枪法介导GNA基因遗传转化甘蔗的研究

目的:将含有雪花莲外源凝集素(GNA)基因的植物表达载体用基因枪法分别导入一个果蔗和一个糖蔗品种中,以期获得转基因植株。方法:将GNA基因插入到植物表达载体上,构建出不同选择标记、不同启动子的表达载体,并用基因枪法将之导入甘蔗胚性愈伤组织,分别在G418、PPT和Hyg的选择压力下,筛选抗性植株,并进行分子杂交鉴定。结果:通过斑点杂交和PCR-Southern杂交证明GNA基因已整合到甘蔗基因组中。结论:用基因枪法成功获得了含有GNA基因的甘蔗转化株,为培育抗甘蔗绵蚜(Ceratovacuna lanigeraZehnther)的新品种提供了基础。     

广西两种能源植物种植对土壤动物多样性的影响

在广西武鸣地区以木薯(Manihot esculenta)平地为参照,于2012年7月从能源植物种类筛选(甘蔗(Saccharum officinarum)与木薯)、种植模式(套作与单作)和地形选择(坡地与平地)等方面,对主要能源植物甘蔗和木薯种植地进行了土壤动物和土壤环境质量的调查.结果表明:在甘蔗种植地,土壤动物的数量、多样性、生物学质量均出现了显著下降,特别是生物学质量下降幅度达53％(P=0.032);在木薯平地上套种花生(Arachis hypogaea)对土壤动物的数量、群落组成及生物学质量无明显影响,但生物多样性显著上升;地形选择对土壤动物的效果明显,坡地的土壤动物数量、生物多样性及生物学质量均出现普遍下降.这些结果表明,木薯比甘蔗更适合长期种植,且通过优化种植模式,选择适当地形还可以缓冲木薯种植过程对土壤生物多样性和土壤质量的负面影响,因此可初步断定在广西可以优先选择木薯作为一种长期发展的能源植物.     

12个HoCP系列甘蔗种质资源初步鉴定和评价

为了解甘蔗(Saccharum spp.)亲本特性,以ROC22为对照,对12个重要Ho CP系列亲本种质进行了初步鉴定与评价。结果表明,Ho CP系列品系具有出苗率高、分蘖性好、有效茎数多、早熟高糖等特性。Ho CP01-564含糖量最高,Ho CP00-1142产量最高,Ho CP02-610发芽率和有效茎数最高,Ho CP07-613蔗糖分最高。聚类分析表明,12个Ho CP系列品系(种)可分为4类。因此,根据这些品系(种)特性可以合理配制杂交组合。     

生物表面活性剂鼠李糖脂对甘蔗黑穗病菌的体外抗菌活性

【背景】甘蔗黑穗病是一种主要的甘蔗病害,易造成甘蔗严重减产;鼠李糖脂是一种生物表面活性剂,可作为多种植物真菌病害的抑菌剂。【目的】研究生物表面活性剂鼠李糖脂对甘蔗黑穗病菌的体外抗菌活性及初步的抗菌机理。【方法】采用甘蔗黑穗病冬孢子萌发试验研究鼠李糖脂对甘蔗黑穗病冬孢子的抗菌作用。采用菌丝生长速率法和菌丝干重法对鼠李糖脂的体外抑菌试验进行检测;通过菌丝电导率的变化研究鼠李糖脂对甘蔗黑穗病菌细胞膜通透性的影响。【结果】鼠李糖脂能显著抑制甘蔗黑穗病菌孢子萌发,其中2.0 g/L鼠李糖脂对甘蔗黑穗病冬孢子萌发的抑制效果最好,抑制率达45.03%。鼠李糖脂能显著抑制甘蔗黑穗病菌双核菌丝体、单胞菌a和单胞菌b的生长。鼠李糖脂能使甘蔗黑穗病单胞菌细胞膜透性增加,与对照相比,2.0 g/L鼠李糖脂处理甘蔗黑穗病双核菌丝体0.5min后电导率升高了约9倍,处理单胞菌a30min后电导率提高了94.23%;0.1g/L鼠李糖脂处理甘蔗黑穗病单胞菌b30min后电导率升高了54.49%,随着浓度的增加,各处理电导率升高显著。【结论】鼠李糖脂对甘蔗黑穗病菌有良好的抗菌作用,有望为甘蔗黑穗病的防治提供新方法。