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.     

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.     

甘蔗茎叶的化学成分及抗氧化活性研究

为研究甘蔗(Saccharum officinarum)茎叶的化学成分及抗氧化活性,该文对甘蔗茎叶以甲醇提取,提取物采用柱色谱(SiO₂、Sephadex LH-20、Rp-18)进行分离纯化,根据质谱和核磁共振技术鉴定所得化合物的结构,并通过DPPH法测定化合物的清除自由基能力。结果表明:(1)从甘蔗茎叶部位共分离鉴定22个化合物,分别为对羟基苯甲醛(1)、对甲氧基桂皮酸(2)、4-甲氧基苯甲醛(3)、香草醛(4)、4-羟基肉桂酸甲酯(5)、对羟基苯甲酸(6)、(2-羟基苯基)(苯基)甲酮(7)、对甲基苯甲酸(8)、咖啡酸甲酯(9)、乌头酸A(10)、乌头酸E(11)、5-O-二甲氧基肉桂酰基奎尼酸(12)、槲皮素(13)、槲皮素-3-O-α-L-阿拉伯糖苷(14)、槲皮素-3-O-β-D-吡喃半乳糖苷(15)、硫代二丙酸双十八烷基酯(16)、α-conidendrin(17)、rel-(2α,3β)-7-O-methylcedrusin(18)、3-O-阿魏酰奎宁酸甲酯(19)、木犀草素(20)、(5S,6S)-5,6-dihydro-3,8,10-trihydroxy-5-(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)-6-hydroxymethyl-2, 4-dimethoxy-7H-benzo [c]xanthen-7-one)(21)和5-O-阿魏酰奎宁酸甲酯(22),其中化合物2-3、7-11、14-19、21-22为首次从该植物中分离得到。(2)通过DPPH法对含量大的15个化合物(1-9、11-16)进行自由基清除能力的筛选,其中化合物12(5-O-二甲氧基肉桂酰基奎尼酸)显示了较好的抗氧化活性(IC₅₀值为 49.58 μg·mL^-1)。该研究结果丰富了甘蔗抗氧化活性物质基础,为其进一步开发利用提供了科学依据。     

4种人参属植物基因组大小的测定

人参属（Panax）植物是重要的药用植物资源。以水稻（Oryzasativa）为内标,利用流式细胞术测定了三七（Panaxnotoginseng）、屏边三七（Panaxstipuleanatus）、越南三七（Panaxvietnamensis）及假人参（几n似pse“doginseng）4种人参属植物的基因组大小。结果表明,4种植物的基因组大小各不相同,其中。三七的最大,而屏边三七的最小。本组数据将为该属植物的基因组学研究以及种群进化研究提供基础数据参考。     

滇龙胆GrHMA基因的克隆和原核表达

HMA蛋白(heavy metal transporting ATPase)是一种在植物中广泛存在的多功能蛋白。根据滇龙胆转录组GrHMA基因序列,设计特异性引物,通过RT-PCR扩增GrHMA基因序列,并进行TA克隆、测序及序列分析;构建原核表达载体pGEX-4T-1-GrHMA,转入E.coli Rosetta(DE3)中,并在37℃、1.0 mmol/L IPTG下成功诱导表达。序列分析表明,GrHMA基因是HMA超家族的成员;GrHMA氨基酸序列系统发育分析表明,GrHMA与TcHMA处于同一进化枝。SDS-PAGE结果表明所表达蛋白与预期蛋白大小一致。这些结果为GrHMA蛋白的进一步纯化及结构和功能的研究奠定基础。     

红外光谱技术在滇龙胆栽培方式选择上的应用

该研究采用傅里叶变换红外光谱结合化学计量学,对条播、撒播、剪根后移栽、扦插和剪枝后移栽的滇龙胆进行了分析,以筛选滇龙胆的最佳栽培方式。结果表明:(1)不同栽培方式的滇龙胆原始谱图在峰形、峰位和峰强上有一定差异;用小波去噪法对光谱进行优化处理并进行偏最小二乘判别分析(Partial least squares discriminant analysis,PLS-DA),能较好地区分不同栽培方式的滇龙胆样品,PLS-DA二维得分图显示同一栽培方式的样品聚在一起,表明相同栽培方式的滇龙胆化学组成和含量差异较小;播种滇龙胆样品(条播和撒播)距离较近,移栽滇龙胆样品(剪根、扦插和剪枝)距离较近,而播种和移栽滇龙胆样品距离较远,表明栽培方式对滇龙胆化学成分的积累有影响。(2)滇龙胆四种主要成分总含量大小依次是剪枝剪根撒播条播扦插,除剪根后移栽,剪枝后移栽滇龙胆中四种主要成分总含量显著高于其他栽培方式下的滇龙胆(P0.05),剪枝后移栽滇龙胆质量最佳。(3)以液相数据为参考值,采用正交信号校正—偏最小二乘回归模型预测不同栽培模式滇龙胆中龙胆苦苷、马钱苷酸、獐牙菜苦苷和当药苷的含量。校正集和验证集的决定系数(R2)均大于0.90,校正均方根误差、交叉验证均方差和预测均方根误差均小于1.65,模型相关性和预测效果好,该方法对红外光谱分析在中药领域的推广应用提供了参考。     

蔗茅EfMYB1基因的克隆与表达分析

为了充分利用蔗茅(Erianthus fulvus)野生资源,挖掘其优良的抗性基因,丰富转基因甘蔗育种候选基因库,该研究结合蔗茅转录组数据,以蔗茅99 1无性系为试验材料,利用RT PCR技术克隆蔗茅MYB基因,并对其进行生物信息学分析及胁迫表达分析,以解析蔗茅的耐寒机理,为转基因甘蔗育种奠定理论基础。结果表明：(1)成功克隆得到一个蔗茅MYB基因,命名为EfMYB1基因(登录号ON586646)。(2)生物信息学分析表明,EfMYB1基因全长1 000 bp,ORF为759 bp,编码251个氨基酸;编码蛋白具有一个保守的SANT结构域,无跨膜结构和信号肽,有多个磷酸化位点;二级结构与三级结构主要以α螺旋和无规则卷曲为主;与南荻相似性最高,遗传距离最近。(3)qRT PCR分析结果发现,EfMYB1基因在蔗茅根和叶组织中的相对表达量随低温胁迫时间的持续而逐渐显著上调,并于胁迫72 h时达到最大值,而在茎中的表达则几乎没有变化;茉莉酸甲酯胁迫下,EfMYB1基因的相对表达量呈先升高后降低的趋势,且在处理6 h时达到最高值;脱落酸胁迫下EfMYB1基因的表达水平较0 h时极显著降低。研究认为,EfMYB1基因属于低温胁迫响应基因,可能参与蔗茅低温胁迫下的应答反应。     

蔗茅野生种ErDREB1A基因的克隆与表达分析

为了充分利用蔗茅野生资源,培育耐寒转基因甘蔗提供可靠的候选基因,本研究以电子克隆结合RT-PCR的方法,在蔗茅(Erianthus fulvus)野生种(昆明蔗茅99-1)中克隆到1个干旱应答元件结合蛋白(dehy-dration responsive element binding protein,DREB)基因.生物信息学分析表明:该基因的ORF长度为720 bp,编码239个氨基酸,具有1个保守的AP2结构域,编码蛋白以α-螺旋和β-折叠为主,无跨膜结构,没有信号肽,具有多个磷酸化位点,命名为ErDREB1A基因(GenBank ID:MK726363).荧光定量PCR分析表明:在蔗茅野生种中,随着低温胁迫的延时,ErDREB1A基因的表达量逐渐增加,表明该基因表达受低温胁迫诱导.本研究为进一步研究蔗茅低温胁迫下的分子调控网络和培育耐寒转基因甘蔗提供一定科学依据.     

滇龙胆GrWRKY5基因的克隆和植物表达载体构建

WRKY蛋白是目前被广泛研究的一类DNA特异结合转录因子,在植物次生代谢物生物合成、植物生长和发育及衰老等生理过程以及生物、非生物防御反应中起重要的调控作用。该研究从滇龙胆幼叶中克隆萜类合成的关键转录因子基因Gr WRKY5,并利用生物信息学方法对基因功能进行预测,构建植物过表达载体。结果表明:根据三年生滇龙胆转录组Gr WRKY5基因序列,设计特异性引物,通过RT-PCR扩增Gr WRKY5 ORF序列,并进行TA克隆、测序和序列分析;构建入门载体p ENTRTM2B-Gr WRKY5,经LR反应后构建植物过表达载体。Gr WRKY5 ORF全长591 bp,编码196个氨基酸,Gen Bank登录号为KF922375,其中第167与170之间的色氨酸(W)、精氨酸(R)、赖氨酸(K)、酪氨酸(Y)组成WRKY蛋白所特有的"WRKY"结构。序列分析表明Gr WRKY5是WRKY超家族的成员。经生物信息学在线软件分析发现,Gr WRKY5的等电点为6.29,脂肪族指数为61.37,不稳定指数为57.80。总平均疏水性为-0.708,为亲水蛋白;含有20种氨基酸,其中天冬氨酸(Asp)和脯氨酸(Pro)含量最高,为8.1%;半胱氨酸(Cys)含量最低,仅为1.0%。氨基酸序列系统发育分析表明,Gr WRKY5与拟南芥中WRKY家族中遗传距离最接近的是WRKY27,属于Ⅱe类成员;与Cr WRKY22和Vv WRKY22蛋白的亲缘关系较近;与Jc WRKY47和Tc WRKY27亲缘关系较远;BLASTp结果显示,Gr WRKY5与欧洲油菜Bn WRKY27-1的同源性最高(为69%);与拟南芥Aa WRKY22的一致性最低(仅为31%)。以Gateway入门载体p ENTR2B和目的载体p K2GW7为基础,成功构建了植物过表达载体p K2-35S-Gr WRKY5,该载体的成功构建为该基因在拟南芥、滇龙胆等植物中的遗传转化奠定了基础,同时为WRKY基因功能的深入研究提供依据。     

割手密2C型蛋白磷酸酶ScPP2C基因的克隆与表达分析

割手密由于具有抗病、抗虫、抗逆等潜在的有利基因,历来被用于甘蔗的抗性遗传改良。在割手密中克隆编码2C型蛋白磷酸酶(protein phosphatase 2C, PP2C)的基因,并分析其在干旱胁迫下的差异表达。本研究利用RT-PCR方法从割手密叶片中克隆得到PP2C基因的CDS全长序列,利用生物信息学在线软件对PP2C蛋白的理化性质、蛋白结构进行预测分析,并采用实时荧光定量的方法分析该基因在不同干旱处理下的差异表达。结果显示从割手密中克隆到一个全长951 bp编码316个氨基酸的2C型蛋白磷酸酶基因,命名为ScPP2C,GenBank登录号为MG322120。荧光定量分析表明,随着干旱胁迫时间的延长,其表达量呈先上调后下调的表达模式,说明该基因是干旱胁迫诱导型基因。本研究通过挖掘甘蔗野生种割手密中的抗旱新基因ScPP2C,为甘蔗野生种质资源开发利用、转基因抗旱甘蔗新品种的选育提供了参考依据。