全雌系苦瓜ACC氧化酶基因cDNA克隆及序列分析

为研究1-氨基环丙烷-1-羧酸氧化酶(ACC氧化酶,ACO)基因在苦瓜性别分化中的作用,以全雌系苦瓜‘X-Hei-d-d’花蕾为试材,采用RT-PCR和RACE技术获得了ACC氧化酶基因(Mc-ACO1)的全长cDNA序列。该序列为1 137 bp(GenBank登录号:FJ459813),其完整开放阅读框长1 005 bp,编码334个氨基酸,预测分子量为37.30 kD,肽链N端缺失ACOs家族典型的1个保守区和2个保守二价铁离子/抗坏血酸依赖型双加氧酶氨基酸残基。序列分析表明,植物ACO基因的演化与其来源植物亲缘关系的一致性较高;与其他物种相比,苦瓜Mc-ACO1不同的氨基酸序列主要表现在肽链N端;苦瓜Mc-ACO1应属于黄瓜Cs-ACO2类成员,功能可能与性别分化相关。     

利用SSR标记与毛细管电泳对甘蔗属进行的遗传分析

为探讨甘蔗属内不同种之间的遗传多样性,利用SSR标记与毛细管电泳技术,对来自甘蔗属3个不同种的12个材料19对引物进行检测,共检测到229个DNA多态性条带,19对引物扩增的DNA条带范围集中在100～260bp之间。12个甘蔗材料的Jaccard遗传相似度,最小0.09,最大0.65,平均为0.26。通过遗传相似性系数分析,UPGMA聚类图内12个甘蔗材料可分为两个群,三个割手密种材料分为一个亚群,甘蔗栽培品种与甘蔗热带种合为一个亚群。结果表明:热带种比割手密种具有和甘蔗栽培品种更亲近的遗传关系;SSR分子标记与毛细管技术结合,相比别的分子标记技术或电泳技术,具有更准确、简便、自动化等优点。     

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。     

石羊河流域水分利用效率及其对饱和水汽压差的响应

水分利用效率(WUE)是叶片通过光合作用调节水分生理过程的指标,是联系生态系统碳循环与水循环关系的关键,反映了植被生态系统对立地环境快速调整和资源的变化适应策略。基于卫星遥感和地面观测数据,利用光能利用率模型和蒸散发经验估算模型,模拟石羊河流域2000—2019年植被总初级生产力(GPP)和蒸散发(ET)数据,估算2000—2019年不同植被类型的WUE空间分布特征,研究GPP/ET/WUE与饱和水汽压差(VPD)的相关性,探讨干旱区不同类型植被对水分利用及胁迫的适应策略。结果表明：(1) 2000—2019年石羊河流域植被WUE、GPP和ET的平均值分别为0.80 gC m^-2 mm^-1、256.52 gC/m²和302.52 mm,其三者的空间分布特征表现为“南高北低”,即由流域源头至下游逐渐减少的空间分布。(2)近20年内,流域内WUE、GPP和ET的变化率的平均值分别为0.017 gC m^-2 mm^-1 a^-1,6.99 gC m^-2     

赤霉素诱导甘蔗节间伸长的cDNA-AFLP差异显示

以‘新台糖22号’甘蔗为材料,在其伸长初期以200mg/L的赤霉素进行叶面喷施处理,对照喷清水,分别提取对照和处理(0、6、12、24h)的总RNA进行等量混合,获得2种不同处理的样品池,采用cDNA-AFLP技术对赤霉素诱导下甘蔗节间伸长的差异表达进行分析。结果显示:(1)通过169对引物组合的选择性扩增,共得到了约11 000条大小在50～700bp的cDNA片段,获得186条差异条带。(2)经反向Northern杂交,于结果显示阳性的TDFs中选取56个片段进行克隆和序列分析,获得56条大小在80～500bp的差异条带。(3)经BLAST分析,按功能可将获得的56条TDFs分为7类,分别为能量与代谢相关基因、未知功能蛋白、未知基因、植物抗性相关基因、细胞壁生物合成与修饰相关基因、信号传导相关基因和转录因子相关基因。该研究获得了一些与甘蔗节间伸长相关的差异基因片段,为进一步研究甘蔗节间伸长的分子机理奠定了基础。     

观赏凤梨高效离体快繁影响因素的研究

以侧芽为外植体材料,对其组织培养的各个阶段进行了研究。结果表明:品种对外植体的污染率、褐变率、芽诱导率及丛生芽增殖倍数均有显著影响;外源激素的种类和浓度在芽诱导分化、增殖、生根等各个阶段都是主要的影响因素;外植体在1/2MS+NAA0.2mg·L~(-1)+6-BA2mg·L~(-1)上,48d后芽开始分化,诱导率为40%,平均芽分化数为6个,诱导分化效果最好;芽增殖培养阶段,若培养基中仅含6-BA,且浓度在0~4mg·L~(-1)之间,芽增殖倍数随其浓度增大而增大;若培养基中仅含NAA,且其浓度为0.2mg·L-1时,增殖倍数最大;培养基中同时添加6-BA和NAA,比单独添加6-BA或NAA时,芽的增殖效果好,且在6-BA3mg·L~(-1)+NAA0.5mg·L~(-1)的MS培养基上,G.dissitisflora和G.‘Claret’增殖倍数最大,分别为5.24和3.84;在任何相同的培养基上,G.dissitisflora的增殖倍数显著高于G.‘Claret’;小苗在含有NAA0.5mg·L~(-1)+IBA0·5mg·L~(-1)的生根培养基上生长,生根率可达91.03%,平均根数为5.3条/株,生根效果较好。     

植物蔗糖磷酸合成酶研究进展

蔗糖磷酸合成酶(Sucrose Phosphate Synthase,以下简称SPS)是植物体内控制蔗糖合成的关键酶。植物体内蔗糖的积累与SPS活性正相关,SPS还参与植物的生长和产量形成,并在植物的抗逆过程中起重要作用。高等植物中至少存在A、B、C三个家族的SPS,而禾本科植物至少存在A、B、C、DIII和DIV五个家族的SPS。不同植物体内不同家族的SPS基因的表达特性不同,它们所发挥的功能也存在差异。SPS的活性在基因表达调控和SPS蛋白磷酸化共价修饰作用两个层面受到植物生长发育、光照、代谢产物、外源物质如激素和糖类等多种因素的复杂调控。转基因研究表明,转SPS基因是提高作物产量和品质、增强作物抗逆性的有效途径,值得深入研究。全面总结了国内外在植物蔗糖磷酸合成酶方面的研究进展,并提出问题与研究展望,期望为进一步研究并利用植物SPS基因改良作物品种提供参考。     

甘蔗与斑茅割手密复合体杂交后代的分子标记鉴定

为有效利用甘蔗野生种质拓宽甘蔗遗传基础,本研究利用甘蔗与斑茅割手密复合体进行杂交,同时应用序列相关扩增多态性(SRAP)和微卫星(SSR)分子标记技术鉴定其后代。两种分子标记鉴定结果相互印证表明:3个杂交组合的后代中,经表型鉴定含斑茅血缘的34个后代为真杂种。该真杂种后代为进一步综合利用斑茅、割手密的优异基因改良甘蔗品种提供了优良的创新种质。     

全雌系苦瓜ACC合成酶基因cDNA克隆及序列分析

以全雌系苦瓜‘X-Hei-d-d’花蕾为材料,根据已报道ACC合成酶(1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid synthase,ACS)保守氨基酸序列设计简并引物,采用RT-PCR技术及序列拼接,获得了全雌系苦瓜ACS基因cDNA序列,命名为Mc-ACS4(GenBank登录号:FJ459814)。该序列包含一个1 455 bp的完整开放阅读框,编码484个氨基酸,具有7个保守区;系统进化上与普通苦瓜ACS基因首先聚类,同源性达99%,二者仅有2个氨基酸差异,推测可能与全雌系苦瓜性别分化有关。     

6aR,12aR,12a-羟基紫穗槐苷元上调Bim诱导肝癌细胞SMMC-7721发生凋亡的机制

肝细胞癌(HCC)是一种高度恶性的肿瘤。化疗是临床上一种重要的治疗方法,但由于化疗药物的毒副作用和耐药效应,现有的化疗药物或多或少有一定的局限性。因此,寻找毒副作用小且有效的化疗药物一直是肝癌患者的迫切需求。本研究从紫穗槐种子中分离纯化出一种天然产物6aR,12aR,12a-羟基紫穗槐苷元,采用CCK-8法检测了其对人肝癌SMMC-7721细胞的杀伤作用,应用流式细胞术检测了其对肝癌细胞的凋亡诱导情况,通过免疫印迹法检测了6aR,12aR,12a-羟基紫穗槐苷元上调Bim蛋白表达进而诱导肝癌细胞凋亡的作用机制。结果表明,6aR,12aR,12a-羟基紫穗槐苷元可呈浓度依赖性和时间依赖性抑制人肝癌SMMC-7721细胞的活力,24 h、48 h和72 h的半数抑制浓度(IC50)分别为21.77μmol/L、5.65μmol/L、5.0μmol/L;同时可浓度依赖性地提高细胞凋亡率;可通过下调抑凋亡蛋白Survivin、Mcl-1、Bcl-XL、Bcl-2,上调促凋亡蛋白Bak、Bim、Bax、Bid的表达,进而促进PARP和caspase-3的活化,从而诱导细胞发生凋亡;进一步地研究发现:6aR,12aR,12a-羟基紫穗槐苷元通过延长Bim的半衰期而增加Bim的积累,且具有和MG132类似的生物学功能,能够阻断蛋白的降解途径来抑制Bim降解。上述研究表明,6aR,12aR,12a-羟基紫穗槐苷元可通过抑制蛋白降解从而上调细胞中Bim蛋白的水平,进而诱导肝癌细胞SMMC-7721发生凋亡。