优质稻米‘青香软粳’低直链淀粉含量形成分子机制的初步研究

Waxy（Wx）基因在调控直链淀粉含量形成过程中起着重要的作用,是稻米蒸煮食味品质的一个关键决定因素。在本项研究中,我们以直链淀粉含量为8.7%和10.2%的优质稻品种‘青香软粳’和‘南粳46’为主要研究对象,初步分析并探讨了这两个优质稻品种稻米低直链淀粉形成的分子调控机理。结果显示,虽然都为Wx-II型粳稻品种,‘南粳46’的Wx基因在启动子1773位置存在AA/CT的变异,‘南粳46’和‘青香软粳’的Wx基因在启动子＋693位置具有G/A位点多态性。转录水平分析表明,在‘南粳46’和‘青香软粳’稻米发育过程中,Wx基因的表达模式有较大的差异,可能与其启动子序列的多态性相关,AA/CT变异处于Wx基因的转录调控区。Wx基因启动子后＋693位点的多态性与已报道Wxmq多态性位点之一相同,引起Arg158/His158的变异;生物信息学软件分析表明,该位点处于底物进入Wx蛋白催化中心的袋口上,Arg158/His158位点的变异可能影响到底物进入Wx蛋白催化活性中心的速率,从而影响稻米直链淀粉的合成过程和含量。文章丰富了Wx基因多态性的研究,为进一步验证其核苷酸变异与稻米直链淀粉含量的相关性奠定了基础。     

互花米草NHX2基因的克隆与功能鉴定

NHX2属于CPA1基因家族,编码Na~+/H~+逆向转运蛋白,控制液泡膜中活性K~+的摄取,同时调节气孔的关闭。该研究以耐盐植物互花米草为材料,采用PCR技术克隆NHX2基因,并将其转入拟南芥进行相关功能鉴定。结果显示:(1)成功克隆获得互花米草NHX2基因CDS序列(1 602 bp),命名为SaNHX2,该基因编码533个氨基酸,SaNHX2蛋白的分子量约为58.65 kD,定位于细胞核和细胞膜,表明SaNHX2基因可能发挥转录调控的功能。(2) qRT-PCR结果显示,在ABA、NaCl和干旱胁迫处理下,互花米草叶和根中SaNHX2基因的表达量均上调。(3)为进一步鉴定其功能,成功构建植物表达载体,将SaNHX2基因转入拟南芥;经RT-PCR检测结果显示,SaNHX2基因在转基因植株中过表达;高盐胁迫处理后,转SaNHX2基因拟南芥的主根长度、叶绿素总量和相关胁迫应答基因表达量均高于转空载拟南芥,表明转SaNHX2基因拟南芥的耐盐能力显著增强。研究表明,SaNHX2基因可能在盐胁迫调节机制中发挥调控作用,可作为改良农作物耐盐的重要候选基因。     

红菜薹游离小孢子培养与植株再生

以5个红菜薹(Brassica compestris ssp．chinensis var．pupurea Hort．)基因型为试材,探讨了基因型和活性炭对产胚量的影响。结果表明：产胚量最高的是基因型8902,达到42个／皿,最少的为零;加适量活性炭可以使产胚量提高近3倍。同时,对胚状体进一步再生成苗因素也进行了研究：在培养基中添加1．2％的琼脂浓度再生率最高,达到50．1％;4℃下处理10d可使再生成苗率从45％提高到65％;随胚状体年龄的延长,其再生成株率明显降低,最适的胚龄是20-24d;而培养基B5和MS对小孢子再生率的影响不大。     

基因组分析揭示番茄育种的历史

番茄(Solanum lycopersicum)适应性广,产量高,营养丰富,风味独特,栽培方式多样,是世界范围内广泛种植的第一大蔬菜作物。2012年全球产量达到1.62亿吨(联合国粮农组织(FAO)统计),产值超过550亿美元。番茄也是植物遗传、发育和生理研究的重要模式系统。番茄起源于南美洲的安第斯山脉,随着人类迁移和驯化逐渐传到中美洲和墨西哥一代,16世纪传到欧洲,在随后的几百年中番茄被传播到世界各地,在这一过程中受到不同的人工选择,产生了丰富的变异类型。番茄果实大小的变化是驯化的一个重要特征,今天人们食用的大果栽培番茄是由野生醋栗番茄(Solanum pimpinellifolium)驯化而来,野生番茄果实非常小,只有1~2g 重,经过人工的长期驯化,现代栽培番茄的果重是其祖先的100多倍。然而,番茄果实变大的人工驯化过程一直未有全面的研究,人类选择如何改变番茄基因组仍是知之甚少。     

炔雌醚对布氏田鼠繁殖的抑制效果

明确炔雌醚对鼠类繁殖抑制最适剂量及持续有效作用时间,对其后续相关理论研究和实践应用具有基础性作用。本研究以0.5 mg/kg、1.0 mg/kg、2.0 mg/kg、3.0 mg/kg、6.0 mg/kg浓度炔雌醚分别连续灌胃雄性和雌性布氏田鼠7 d后,与正常异性配对观察90 d。按繁殖启动期、繁殖率和繁殖力等最直观的指标综合评价了5个浓度炔雌醚对雌雄布氏田鼠的不育效果。室内条件下,炔雌醚能够延迟雌雄布氏田鼠的生殖启动,但可能由于样本量小,未达统计显著性。90 d内,一定浓度的炔雌醚能够降低雌雄个体的繁殖率和平均每窝产仔数,同样未达统计显著性。一些浓度的药物能够显著降低布氏田鼠的繁殖力,其抑制效果无剂量相关性。推断炔雌醚对雄性布氏田鼠的最适不育作用浓度为2.0 mg/kg左右,对雌性的最适不育作用浓度为1.0 mg/kg左右。实际综合应用剂量2.0 mg/kg左右,能有效降低布氏田鼠产仔总数,其持续时间可达90 d。     

芸苔属蔬菜小孢子胚状体再生成苗及倍性鉴定

研究影响大白菜、甘蓝和红菜薹小孢子胚状体再生成苗的几个生理因素的结果表明,在1．0％～1．2％的琼脂中胚状体再生成苗率显著高于0．8％琼脂的。4℃处理10d可显著提高大白菜和甘蓝胚状体再生成苗率。大白菜和红菜薹胚状体再生成苗的最适胚龄为20—29d,甘蓝则为30—35d。培养基B,和MS对再生成苗率影响不大。检测3种芸苔属蔬菜小孢子再生植株的倍性结果表明,大白菜和红菜薹小孢子植株自然加倍率较高,均超过70％;甘蓝较低,仅为30％左右。同一物种的不同品种间胚状体再生成苗所需的条件和加倍效率基本一致。     

互花米草NAC转录因子家族的鉴定与表达分析

互花米草(Spartina alterniflora)作为一种海岸带盐生植物,高度耐盐胁迫,但因为缺少参考基因组,其耐盐的分子机制却尚未见报道。NAC家族蛋白是植物特有的转录因子,调控植物的生长发育和胁迫应答。为了鉴定互花米草NAC蛋白(SaNAC)并探究它们与互花米草生长发育及胁迫响应之间的关系,本研究以互花米草三代全长转录组数据为参考,通过与水稻(Oryza sativa)、拟南芥(Arabidopsis thaliana)和玉米(Zea mays)NAC蛋白序列进行比对,并结合保守功能域进一步筛选,最终找到62个SaNAC蛋白。从蛋白序列比对、进化、motif预测、同源性比较、亚细胞定位、组织表达以及非生物胁迫下的基因差异表达等方面分别对互花米草NAC家族成员进行分析,结果发现SaNAC蛋白均含有保守的NAM结构域,且在进化上与水稻NAC家族具有一定的相似性;SaNAC家族中的两个蛋白SaNAC9和SaNAC49在细胞核表达;另外,本研究还发现互花米草SaNAC基因表达具有高度组织和胁迫应答差异性。这些结果表明互花米草NAC转录因子家族不仅具有保守的功能域,而且在调控互花米草的生长发育和非生物胁迫响应过程中具有重要的作用。