五个中国荞麦(Fagopyrum)种的核型分析

用去壁低渗法对甜荞 ( Fagopyrum esculentum)、苦荞 ( F.tataricum)、左贡野荞 ( F.zuogongense Q.F.Chen) ,大野荞 ( F.megaspartanium Q.F.Chen)及毛野荞 ( F.pilus Q.F.Chen)等大粒组荞麦种的根尖和茎尖有丝分裂染色体进行了观察 ,并对其茎尖有丝分裂染色体的核型进行了比较分析。结果表明 :这 5种荞麦在核型上类似 ,都有 2对随体染色体 ,而且都为对称核型。但它们彼此有一定的差异。甜荞、苦荞、大野荞、毛野荞及左贡野荞的核型公式分别为 1 2 m+4m( SAT)、1 2 m+4sm( SAT)、8m+4sm+4m( SAT)、1 2 m+2 m( SAT) +2 sm( SAT)及 2 4 m+4sm+4m( SAT)。     

苦荞叶片超氧化物歧化酶的纯化及性质研究

从荞麦生化遗传以及器官衰老机理的研究目的出发,以苦荞叶片为材料,制备出活力较高的铜锌超氧化物歧化酶,对其理化性质分析表明：该酶在２５９ｎｍ处有一特征吸收峰,分子量约为３１ｋＤ,含有３０８个氨基酸残基,同工酶电泳结果显示三条活性带。     

苦荞FtF5H基因克隆及表达分析

阿魏酸-5-羟基化酶(Ferulate 5-hydroxylase)是调控S型木质素合成的关键酶,为研究其在苦荞木质素生物合成途径中的分子机制,该文从苦荞转录组数据中筛选获得一个F5H基因,命名为FtF5H(GenBank登录号:MW455111),采用生物信息学方法对苦荞F5H蛋白的理化性质、信号肽、跨膜结构、亚细胞定位、亲疏水性、蛋白质二级结构、蛋白质三级结构、氨基酸结构、系统进化树等进行分析和预测,并运用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术分析FtF5H基因在厚果壳苦荞与薄果壳苦荞的叶、花、茎、果壳中的差异表达。结果表明:(1)FtF5H基因序列包含1395 bp的完整cDNA开放阅读框,编码464个氨基酸。(2)FtF5H蛋白具有P450超家族结构,为亲水性稳定酸性蛋白,不具有跨膜结构域,且为非分泌性蛋白。(3)FtF5H蛋白的二级结构主要由α-螺旋和无规则卷曲组成,三级结构预测显示FtF5H蛋白与5ylw.1.A的相似度较高。(4)系统进化分析显示FtF5H属于CYP84A亚家族。(5)qRT-PCR显示FtF5H基因在两种苦荞中的不同部位均有表达,且在厚果壳苦荞果壳中的表达量是薄果壳的5倍,表达具有极显著差异。该研究为进一步研究苦荞木质素合成的分子调控机制奠定了基础,对苦荞新品种的培育具有重要意义。     

染料结合法测定荞麦种子蛋白质含量的研究

以考马斯亮蓝G250为染料,结合经典的凯氏定氮法测定结果,对影响染料结合法测定蛋白质含量的振荡时间、温度、考马斯亮蓝溶液浓度等因素进行了研究,并分析了由考马斯亮蓝染料和蛋白质结合后染料结合量(OD值差)与凯氏法测得的蛋白质百分含量之间的相关性。结果表明:测定的适宜条件是:温度15℃,处理时间50min,考马斯亮蓝溶液的浓度是0.06mg/mL。此条件形成的络合物较稳定,重复性较好,并且所测的染料结合量与凯氏定氮法测得的蛋白质含量间呈极显著的一元线性回归和相关关系。栽培甜荞和栽培苦荞的回归方程分别为:y=15.364x+3.865和y=10.769x+6.287,这两个回归方程差异显著,不能合并,分别适合于快速估计甜荞和苦荞种子的蛋白质含量。     

低氮胁迫对不同苦荞品种苗期生长和根系生理特征的影响

以2个耐低氮苦荞品种(‘迪庆苦荞’、‘广苦1号’)和2个不耐低氮苦荞品种(‘西荞1号’、‘黑丰1号’)为材料,采用盆栽试验研究了低氮胁迫对苦荞苗期生长和根系生理特性以及氮素利用的影响,以揭示苦荞耐低氮胁迫的生理响应机制。结果显示:(1)与正常供氮处理(15mmol/L)相比,低氮(0.5mmol/L)和极低氮(0.05mmol/L)胁迫处理下,苦荞幼苗的株高、茎粗、叶面积、地上部干重、根系平均直径、根系体积及根系表面积均呈下降趋势,主根长和根冠比呈升高趋势,但在低氮(0.5mmol/L)条件下各品种根系干重均有所增加,且耐低氮品种增加幅度较大(13.69%、19.26%)。(2)低氮胁迫使苦荞叶片的叶绿素含量、最大荧光产量(Fm)和最大光化学效率(Fv/Fm)以及根系活力、硝酸还原酶(NR)活性和可溶性蛋白含量显著降低,而叶片初始荧光产量(Fo)及根系超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、丙二醛(MDA)、可溶性糖及游离脯氨酸含量呈升高趋势。(3)低氮胁迫使苦荞植株全氮含量及氮积累量显著降低,却使氮素吸收效率显著升高。研究表明,不同耐低氮苦荞品种对低氮胁迫的响应存在显著差异,在低氮胁迫下,耐低氮品种(‘迪庆苦荞’、‘广苦1号’)具有明显的生长优势,不仅农艺性状、叶片光合作用及根系活性受低氮胁迫影响小,而且具有较高的根系保护酶活性、渗透调节物质含量以及全氮量和氮积累量。     

苦荞凝集素靶向抑制结肠癌细胞HCT116增殖的机制北大核心CSCD

苦荞凝集素(tartary buckwheat lectin,TBL)是一类兼具核糖体失活蛋白N-糖苷酶活性和芦丁水解酶活性的糖蛋白,具有显著的抑制结肠癌细胞增殖的功能。先前研究表明,TBL可以下调结肠癌细胞HCT116中包括miR-135a和miR-135b在内的一些oncomiRs的表达,并且可以抑制结肠癌细胞HCT116的增殖。因此,我们推测TBL可能通过调控oncomiRs从而抑制HCT116细胞的增殖。本研究中,我们构建了包含miR-135a和miR-135b结合位点的腺瘤性结肠息肉病基因(adenomatous polyposis coli,APC)的3'-UTR区。双荧光素酶报告系统表明,经过TBL处理后,实验组的荧光素酶活性较对照组高,而且用miR-135a&b的反义核酸anti-miR-135a&b处理后和实验组有相似的结果。Western印迹分析表明,TBL处理HCT116细胞24 h后,细胞中APC和p-β-catenin的表达上调,总β-catenin的表达下调,且存在剂量依赖效应,而对GSK-3β的表达无明显影响。进一步探究了TBL进入细胞的方式,我们发现,加入TBL作用2 h后,其主要存在于HCT116细胞的表面,部分进入细胞内部,在细胞表面可以同半乳糖凝集素galectin-3竞争结合细胞膜表面受体,并且存在剂量和时间依赖性。这些结果表明:TBL以HCT116细胞表面的galectin-3受体为靶点,通过内吞作用进入细胞,进而调控HCT116细胞中miR-135a&b的表达,影响Wnt信号通路而抑制结肠癌细胞的增殖。     

苦荞薄壳种质的光合特性、淀粉合成与产量形成研究

为探索薄壳苦荞的"源-库"关系,提高产量水平,进而指导薄壳苦荞杂交育种。该研究选用杂交薄壳苦荞种质米55为材料,以母本小米荞为对照,对灌浆期的叶片光合特性、籽粒淀粉合成关键酶活性与主要农艺和产量性状进行测定分析。结果表明:(1)灌浆期米55叶片净光合速率显著或极显著高于对照。(2)籽粒蔗糖浓度稍低于对照,葡萄糖浓度稍高于对照,均未达到显著差异水平。(3)籽粒腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶活性高于对照,且前期达到极显著差异水平。(4)籽粒淀粉合成酶活性和淀粉浓度都稍高于对照。(5)米55的株高降低,单株粒数提高,千粒重增加,产量显著提高。上述结果说明增"源"、扩"库"在杂交薄壳苦荞米55上取得一定进展,叶片光合同化能力、单株粒数和千粒重改良是未来薄壳苦荞育种的重要研究方向。     

苦荞突变体库构建与突变体中芦丁合成相关基因表达分析

苦荞是重要的小杂粮作物之一,营养物质丰富,是天然芦丁的重要来源。突破苦荞育种难题,创制苦荞新种质是目前研究的重要方面。本试验利用甲基磺酸乙酯(EMS)构建了黑丰1号苦荞突变体库,明确了当EMS浓度为1.2%时,诱变效果较好。通过对M1突变株表型观察统计,共获得叶色、叶型、株型、粒型变异单株102株,突变率为3.85%;高效液相色谱技术(HPLC)测定1000株M3材料,获得高芦丁含量突变株系2个和低芦丁突变体株系5个;qRT-PCR对芦丁含量突变体株系中芦丁代谢关键酶基因(CHS、F3H、4CL、FLS、UFGT)进行表达量分析,发现不同株系中上述基因的表达量与芦丁含量相关性不明显,但个别基因如FtFLS基因表达量在高芦丁含量突变体中达到对照的4.55倍。通过突变体的筛选丰富了苦荞基因资源,创新了苦荞新种质,也为苦荞芦丁代谢的分子基础研究提供了材料保证与技术支持。     

栽培荞麦45S和5S rDNA的染色体物理定位研究

采用双色荧光原位杂交技术,对栽培荞麦甜荞和苦荞有丝分裂中期染色体上的45S和5S rDNA基因物理位置进行了定位分析。结果表明,甜荞有4对45S rDNA位点,位于ⅠS、ⅡS、ⅢL、ⅤL(L和S代表长臂和短臂,罗马数字代表染色体序号,下同);2对5S rDNA位点,位于ⅠL、ⅣS。苦荞有5对45S rDNA位点,位于ⅠS、ⅡS、ⅢL、ⅤL、ⅦS;3对5S rDNA位点,位于ⅠL、ⅣS、ⅥS。甜荞与苦荞的45S和5S rDNA位点具有明显的差异,显示其起源上关系较远。依据中期染色体45S和5SrDNA位点信息及经典核型特征,可以准确鉴别甜荞与苦荞8对同源染色体。     

云南苦荞种质资源主要性状的遗传多样性分析

为了从云南苦荞种质资源中挖掘优异种质资源,拓宽苦荞遗传基础,以48份苦荞种质资源为材料研究了6个主要农艺性状和5个品质性状的遗传多样性。结果表明,云南的苦荞资源存在着丰富的遗传多样性,6个农艺性状中株粒重的变异系数为34.4%最大,品质性状中总黄酮含量的变异系数为51.72%最大。聚类结果表明,将48份材料聚为3大类,可区分为低产型、矮秆高产型和中秆高产型。6个主要农艺性状和5个品质性状的主成分分析结果表明,前3个累计贡献率分别达84.105%和80.332%,各主成分性状载荷值反映了主要数量性状的育种选择潜力。综合分析种质资源的主要农艺性状,可为云南苦荞种质资源的利用提供有效的科学依据。