高温胁迫对新菠萝灰粉蚧不同地理种群保护酶活性的影响

为分析高温胁迫下新菠萝灰粉蚧Dysmicoccus neobrevipes Beardsley不同地理种群保护酶活性的差异,阐明该粉蚧对高温适应性的生理响应。本研究以室内26℃处理为对照测定了高温胁迫下（35℃、38℃、41℃、44℃）新菠萝灰粉蚧4个不同地理（广西、广东、海南和云南）种群雌成虫过氧化物酶（POD）、酚氧化酶（PO）及谷胱甘肽-S-转移酶（GST）的活性。结果表明,在35~44℃高温胁迫下,新菠萝灰粉蚧不同地理种群雌成虫POD和GST活性均高于常温对照的,PO活性均低于常温对照的（除云南种群38℃处理外）;在35~44℃高温胁迫下该粉蚧3种酶活性变化均具有随着处理温度的升高呈先升高后降低趋势。在常温26℃下,该粉蚧除了广西、广东种群POD活性显著高于海南、云南种群外,4个种群的PO、GST间的活性无显著差异。在38℃、41℃和44℃高温处理下广西、广东、云南种群间的POD活性无显著差异。在相同高温处理下,除广东种群38℃处理的GST活性显著低于其它种群的外,其它相同温度处理的不同种群间的GST活性无显著差异。说明新菠萝灰粉蚧广西、广东、云南种群的POD对38℃、41℃、44℃高温适应性和该粉蚧4个种群的GST对35℃、41℃、44℃高温适应性均无明显差异。而高温胁迫对不同地理种群粉蚧的酶活性影响不同,不同地理种群的POD、PO和GST活性经不同的高温胁迫后出现了显著差异。本研究表明高温对新菠萝灰粉蚧不同地理种群雌成虫的POD、PO和GST活性有重要影响,POD及GST对该粉蚧抵抗高温胁迫起到积极作用,而PO可能在应对高温胁迫中没起到积极的抵抗作用,而是通过调节体内POD、GST活性变化来适应高温的胁迫。     

甘蔗节间伸长过程赤霉素生物合成关键基因的表达及相关植物激素动态变化

以甘蔗(Saccharum officinarum)优良品种桂糖42号(GT42)为研究材料, 分别于未伸长期(9-10叶龄以前) (Ls1)、伸长初期(12-13叶龄) (Ls2)和伸长盛期(15-16叶龄) (Ls3)取甘蔗第2片真叶(自顶部起)对应的节间组织, 测定其赤霉素(GA)、生长素(IAA)、油菜素甾醇(BR)、细胞分裂素(CTK)、乙烯(ETH)和脱落酸(ABA)的含量, 并通过实时荧光定量PCR (qRT-PCR)分析赤霉素合成途径关键基因GA₂₀氧化酶基因(GA20-Oxidase1)、赤霉素受体基因(GID1)和DELLA蛋白编码基因(GAI)的差异表达。结果表明, 在甘蔗伸长期间, GA和IAA含量呈现上升趋势, CTK和ABA含量呈下降趋势, ETH含量先上升后下降, BR含量则变化不明显; GA20-Oxidase1和GID1的表达呈上升趋势, 而GAI的表达则呈下降趋势, 这与相关植物激素的变化基本一致。综上, 甘蔗节间伸长过程主要与GA和IAA相关, 其次为CTK和ABA, 而ETH受到IAA的调控影响节间伸长; 植物激素间通过相互作用调控GA20-Oxidase1、GID1和GAI的表达, 影响GA含量和GA的信号转导过程, 进而影响甘蔗节间的伸长。该研究揭示了甘蔗节间伸长过程中赤霉素生物合成途径和信号转导关键基因的差异表达及植物激素含量的动态变化规律。     

基于RNA-Seq的甘蔗主茎和分蘖茎转录组建立及初步分析

本研究以甘蔗与斑割复合体杂交F1代中1个株系在主茎和分蘖茎的节间长度存在明显差异的植株为实验材料,利用RNA-seq测序技术对甘蔗主茎(节间短)和分蘖茎(节间长)叶片样品RNAs进行了转录组测序并进行从头组装分析。结果表明,共获得测序数据量11.16Gb,其中甘蔗主茎(BG-stalk)为5.67Gb,分蘖茎(BG-tiller)为5.49Gb。去冗余后,denovo组装得到69204条Unigene,并对这些Unigene进行七大功能数据库(NR,NT,GO,COG,KEGG,Swissprot和Interpro)注释,结果发现,有83.73%(57942条)的Unigene得到注释,16.27%(11262条)的Unigene未被注释。所有的Unigene共有9156个SSR(simple sequence repeat)位点,其中三核苷酸重复最多、四核苷酸重复最少,且CCG/CGG出现的频率最高。差异表达基因分析显示,分蘖茎(BG-tiller)样品表达的上调基因有1842个,下调基因的有2663个。进一步对这些差异表达基因进行GO和Pathway功能分类分析,分别获得57个功能小组和19条生物通路。本研究对甘蔗主茎和分蘖茎叶片转录组信息进行初步分析,获得了分蘖茎表达上调和下调的差异基因,为后面进一步分析调控甘蔗节间长短差异的基因及挖掘甘蔗分蘖生育调控相关基因提供数据参考。     

甘蔗节间伸长过程赤霉素生物合成关键基因的表达及相关植物激素动态变化

以甘蔗(Saccharum officinarum)优良品种桂糖42号(GT42)为研究材料, 分别于未伸长期(9-10叶龄以前) (Ls1)、伸长初期(12-13叶龄) (Ls2)和伸长盛期(15-16叶龄) (Ls3)取甘蔗第2片真叶(自顶部起)对应的节间组织, 测定其赤霉素(GA)、生长素(IAA)、油菜素甾醇(BR)、细胞分裂素(CTK)、乙烯(ETH)和脱落酸(ABA)的含量, 并通过实时荧光定量PCR (qRT-PCR)分析赤霉素合成途径关键基因GA₂₀氧化酶基因(GA20-Oxidase1)、赤霉素受体基因(GID1)和DELLA蛋白编码基因(GAI)的差异表达。结果表明, 在甘蔗伸长期间, GA和IAA含量呈现上升趋势, CTK和ABA含量呈下降趋势, ETH含量先上升后下降, BR含量则变化不明显; GA20-Oxidase1和GID1的表达呈上升趋势, 而GAI的表达则呈下降趋势, 这与相关植物激素的变化基本一致。综上, 甘蔗节间伸长过程主要与GA和IAA相关, 其次为CTK和ABA, 而ETH受到IAA的调控影响节间伸长; 植物激素间通过相互作用调控GA20-Oxidase1、GID1和GAI的表达, 影响GA含量和GA的信号转导过程, 进而影响甘蔗节间的伸长。该研究揭示了甘蔗节间伸长过程中赤霉素生物合成途径和信号转导关键基因的差异表达及植物激素含量的动态变化规律。     

一株高效甘蔗内生固氮细菌GXS16的鉴定及其对甘蔗的促生长作用

[背景] 我国甘蔗生产中氮肥过量施用严重,导致生产成本居高不下,充分发挥甘蔗与内生固氮菌的联合固氮作用,减少氮肥施用量,对促进我国甘蔗产业可持续发展具有重要意义。[目的] 筛选优势甘蔗内生固氮菌,对其基本特性、联合固氮效率及促生长功能进行评价。[方法] 从甘蔗根系分离到一株内生固氮菌GXS16,利用乙炔还原法测定固氮酶活性,通过PCR扩增nifH基因确定菌株为固氮菌;通过形态观察、Biolog检测和16S rRNA基因序列分析等对菌株进行分类;通过接种盆栽甘蔗检测菌株的促生长作用,采用¹⁵N同位素稀释法检测菌株相对固氮效率。[结果] 菌株GXS16固氮酶活性为2.42μmol-C₂H₄/（h·mL）,根据菌株培养性状和菌体形态观察、Biolog检测、16S rRNA、nifH、acdS基因序列分析结果,菌株GXS16属于伯克氏菌属（Burkholderia）;菌株GXS16还具有1-氨基环丙烷-1-羧酸脱氨酶（1-Aminocyclopropane-1-Carboxylate Deaminase,ACC）活性及合成生长素吲哚乙酸（Indoleacetic Acid,IAA）、降解无机磷的功能;接种GXS16处理甘蔗植株的株高比对照增长15%以上,干重增长20%以上,¹⁵N同位素测定显示甘蔗根、茎、叶从空气中获得氮的百分比分别为7.69%、15.64%和8.72%,效率显著优于模式菌株G.diazotrophicus PAL5。[结论] Burkholderia sp.GXS16是一株高效甘蔗内生固氮菌,具有良好应用前景。     

甘蔗脱毒健康种苗原苗主茎重复扦插快繁技术

为了解决目前甘蔗健康种苗生产成本高、生产周期过长、繁育速度慢等问题,该文以桂糖08-120脱毒健康种苗原苗为材料,在甘蔗健康种苗原苗发生分蘖后,剪下原苗主茎进行2次重复扦插移栽技术研究。结果表明:甘蔗健康种苗原苗主茎全埋种植成活率48.20%,主茎斜插种植成活率95.10%;健康种苗原苗、主茎第一次扦插移栽和主茎第二次扦插移栽的移栽成活率分别为97.67%、96.33%和96.00%,分蘖数分别为15条、14条和13条,株高分别为157.67、127.00和123.84 cm,茎径分别为25.52、25.31和25.23 mm,有效茎数分别为87 245、97 465和93 960条·hm~(-2),产量分别为49 294.5、52 126.00和49 948.50 kg·hm~(-2);主茎第一次扦插移栽和主茎第二次扦插移栽的株高低于原苗种植,但分蘖数、茎径、有效茎数和产量与原苗种植差异不显著,健康种苗原苗主茎扦插移栽与健康种苗原苗移栽的甘蔗产量效应相差不大;原苗主茎重复扦插快繁成本约为一株0.47元,显著低于原苗常规繁种成本。该研究结果为甘蔗健康种苗降低成本和加快繁育速度提供了技术支撑。     

甘蔗分蘖发生及成茎的调控研究进展

甘蔗是以收获地上茎为主的重要糖料作物,蔗糖分储藏在蔗茎节间,而分蘖是甘蔗有效茎形成的关键,因此促进甘蔗分蘖成茎是提高甘蔗产量的最有效途径之一。目前,水稻分蘖机理的研究取得了突破性进展,甘蔗也具有禾本科植物特殊的分蘖特性,但相关研究相对滞后,尤其是分子调控机制。本文详细阐述了甘蔗分蘖的生物学特性及现实意义,从栽培技术与管理、环境条件、植物生长调节剂(植物激素)和遗传因素等方面阐述甘蔗分蘖发生及其生长发育的研究结果,为深入研究甘蔗分蘖调控的分子机理提供新视角,也为甘蔗高产栽培技术及分子辅助育种提供理论依据。