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摘要:【目的】研究超表达小麦基因TaSOD1.1和TaSOD1.2对烟草耐低温能力的影响。【方法】采用农杆菌介导的遗传转化技术,获得融合靶基因的转基因烟草植株;通过比较低温处理后对照和转基因系的表型和生理指标,鉴定超表达靶基因对烟草耐低温能力的调控效应。【结果】以分子检测鉴定的插入单拷贝基因的4个转基因系和对照为材料,低温处理后超表达外源基因的转基因植株叶片失绿缓慢,叶片超氧化物歧化酶(SOD)活性明显增加,反映细胞膜质过氧化程度的丙二醛(MDA)含量明显下降;叶片叶绿素a、b和类胡萝卜素含量、可溶性糖含量和可溶性蛋白含量均明显提高。【结论】超表达小麦TaSOD1.1和TaSOD1.2的烟草植株,具有增强SOD活性、明显缓解低温造成的细胞膜质过氧化程度、改善低温胁迫下植株的生理功能,可进而改善植株抵御低温胁迫的能力。
摘要:【目的】小麦籽粒中的多酚氧化酶活性与面制食品的褐变密切相关。研究中国小麦微核心种质资源PPO活性的变异及其基因型的分布规律,为种质资源的合理利用以及中国面制食品外观品质的改良提供依据。[方法]以251份遗传多样性丰富的中国小麦微核心种质资源为试验材料,2004—2005年度种植于两个地点(安徽合肥、凤阳),采用生化和特异引物PCR扩增的方法对其PPO活性及基因型进行鉴定。[结果]中国小麦微核心种质资源品种间PPO活性差异明显,并且低PPO活性的品种居多;基因型、地点及其互作对PPO活性的影响达到1%显著水平。利用控制小麦PPO活性两个主效基因位点的特异PCR引物扩增结果表明,中国小麦微核心种植资源中共检测出PPO-2Aa1/PPO-2Da2(a1a2)、PPO-2Aal/PPO-2Db2(a1b2)、PPO-2Ab1/PPO-2Da2(b1a2)和PPO-2Abl/PPO-2Db2(b1b2)4种标记基因型,标记基因型间PPO活性均值的大小顺序为:a1a2〈a1b2〈b1a2〈b1b2,方差分析表明均值间差异达1%显著水平,与环境互作分析表明标记基因型与地点的互作效应不显著(P〈0.05)。小麦不同位点上的PPO等位基因出现频率有较大差异,2A染色体上PPO等位基因(2Aa1\2Ab1)出现频率相近,而2D染色体上PPO等位基因2Da2的出现频率约是2Db2的4倍。单倍型效应分析表明相同染色体上单倍型间的PPO活性关系为:PPO-2Aa1〈PPO-2Ab1,PPO-2Da2〈PPO-2Db2。对试验材料按照麦区,冬、春性以及地方和育成品种进行划分,结果表明华南冬麦区的小麦品种PPO活性均值最低,显著低于(P〈0.01)西南冬麦区、三个春麦区(西北、东北和北部春麦区)和从国外引进的品种,其它麦区间的PPO活性差异不显著(P〈0.01);来源于5个冬麦区的小麦品种的PPO活性均值显著(P〈0.01)低于3个春麦区小麦品种的PPO活性均值;地方小麦品种的PPO活
摘要:【目的】评价豌豆属(Pisum L.)2个种5个亚种下,共8个资源类群的遗传多样性水平,揭示豌豆属下资源群体结构及其遗传关系远近,验证传统植物学分类的可靠程度,为充分发掘、利用豌豆野生种质提供必要信息。【方法】利用21对豌豆多态性SSR引物,对来自世界5大洲62个国家的豌豆属94份栽培种质(P.sativum ssp.sativumvar.sativum)及其1个近缘野生种(P.fulvum),3个野生亚种(P.sativumssp.abyssinicum、P.sativumssp.asiaticum、P.sativumssp.transcaucasicum)和3个野生变种(P.sativumssp.elatiusvar.elatius.P.sativum ssp.elatius var.pumilio、P.Fativum ssp.sativum var.arvense)的103份野生种质进行SSR标记遗传多样性分析;利用NTSYSpc2.2d软件估算其遗传距离,进行主成分分析(PCA)并绘制三维空间聚类图;利用Popgene V1.32估算种质群间的Nei78遗传距离等参数并进行UPGMA聚类分析,采用MEGA3.1绘制种质群间聚类图;采用Popgene V1.32估算种质群的等位位点分布等参数,利用Fstat V2.9.3.2进行种质群间遗传多样性差异显著性测验。【结果】21对豌豆多态性SSR引物共扩增出104条多态性带,每对引物平均扩增出4.95个等位变异,其中有效等位变异占65.56%;PSAD270,PSAC58,PSAA18,PSAC75,PSAA175和PSAB72等SSR引物最为有效。SSR等位变异在豌豆属植物学分类单位中分布均匀,但分类单位种质群间的遗传多样性在多数情况下差异显著。豌豆属野生种P.fulvum的遗传多样性远低于栽培种P.sativum,豌豆栽培种下,P.sativum ssp.sativumvar.Sativum和P.sativum ssp.asiaticum的遗传多样性最高,P.sativum ssp.elatiusvar.elatius和P.sativum ssp.transcaucasicum次之,P.sativum ssp.elatius var.pumilio、P.sativum ssp.sativum var.arvense和P.sativum ssp.abyssinicum最低。PCA分析发现,豌豆属种质资源由4个差异明显的基因库构成。“ful
摘要:【目的】甘草具有重要的药用、工业和生态价值,目前处于濒危状态,进行遗传多样性研究可以为甘草资源的保护和利用奠定基础。【方法】利用AFLP分子标记对来自中国甘草主产区的16个野生种群共320个单株进行遗传多样性研究。【结果】(1)利用15对AFLP引物共扩增出759条谱带,其中多态性谱带527条,多态性条带百分率为69.43%;(2)Nei’基因多样性指数为0.13~0.19,种群总体多样性指数为0.25;Shannon多态性信息指数的变异范围在0.19~0.28,总体为0.39;宁夏地区甘草种群遗传多样性水平最高,甘肃滔泉种群的遗传多样性水平最低。(3)AMOVA分析表明甘草种群间的遗传变异占总变异的18.64%,种群内变异占67.16%。利用UPGMA聚类可将供试16个群体划分为3类,聚类结果表现出明显的地域性。【结论】该研究明确了中国野生甘草遗传多样性处于中等偏下水平,种群内广泛的变异能够为野生资源保护和良种选育提供理论依据。
摘要:[目的]克隆金荞麦二氢黄酮醇4-还原酶基因(FdDFR1),分析其序列特征。【方法】利用同源克隆的原理,采用RACE结合cDNA文库筛选的方法,从金荞麦cDNA文库中克隆DFR基因(FdDFR1);对其序列进行生物信息学分析和Southern杂交检测。[结果]克隆到一个DFR蛋白基因(FdDFR1),通过Southern杂交分析,推测在金荞麦基因组中DFR基因是1—2个基因的小家族,FdDFR1是单拷贝基因;FdDFR1基因编码一个长341个氨基酸的蛋白质,在N端存在一个NADP结合位点“VTGASGFVGSWLVMRLLEHGY”,还存在一个底物结合特异性决定的氨基酸基序“TVNVEEKQKPVYDETCWSDVDFCRRV”。【结论】首次从金荞麦中克隆到类黄酮代谢的中期关键酶基因(FdDFR1),它具有DFR同源基因的典型特征。
摘要:【目的】揭示CO2和O3浓度升高及其复合作用对植物活性氧(ROS)代谢及抗氧化酶活性的影响机理。【方法】以春小麦(Triticum aestivum L.)为试材,利用开顶式气室(OTCs)研究CO2和O3浓度升高及其复合作用下,春小麦叶片膜脂过氧化程度,活性氧产生速率、含量及抗氧化酶活性的变化。【结果】在整个生育期内,与对照相比,高浓度CO2[(550±20)μmol·mol^-1]处理下,春小麦叶片相对电导率、MDA含量减小,O2^-产生速率、H2O2含量下降,SOD、CAT、POD和APX活性增强;而在O3浓度为(80±10)nmol·mol^-1的条件下,春小麦叶片相对电导率、MDA含量增大,O2^-产生速率、H2O2含量升高,SOD、CAT、POD和APX活性总体上有所减弱;CO2和O3浓度升高复合[(550±20)umol·mol^-1+(80±10)nmol·mol^-1]处理下,春小麦叶片MDA含量、O2^-产生速率和SOD活性总体上低于对照,而相对电导率、H2O2含量以及CAT、POD和APX活性总体上增加。【结论】CO2浓度升高抑制了春小麦叶片活性氧的代谢速率,提高了抗氧化酶的活性,对春小麦表现为保护效应,而O3浓度升高促进了春小麦叶片活性氧的代谢速率,降低了抗氧化酶的活性,对春小麦表现为伤害效应。在CO2和O3浓度升高复合处理下,CO2浓度升高在一定程度上缓解了O3浓度升高对春小麦的伤害效应,而O3浓度升高亦在一定程度上削弱了CO2浓度升高对春小麦的保护效应。
摘要:【目的】筛选玉米不同时期抗旱鉴定指标,建立玉米抗旱性评价体系。【方法】室内运用PEG(6000)胁迫处理,研究了种子吸水速率等7个指标与玉米抗旱性的关系;大棚内通过水分胁迫,研究了叶片相对含水量等24个指标与玉米抗旱性的关系。[结果]通过简单相关分析筛选出15%PEG溶液处理GDRI、相对发芽势,20%PEG溶液处理GDRI、相对发芽势及胁迫后苗期叶片水势、抽雄吐丝期叶片保水力、行粒数、单轴重、百粒重和对照相对值9个与抗旱系数或抗旱指数相关显著的指标。通过逐步回归分析筛选出5个指标:20%PEG溶液处理相对发芽势和胁迫后苗期叶片水势、抽雄吐丝期叶片保水力、行粒数、百粒重和对照相对值。根据逐步回93筛选出的指标和偏相关系数,建立了不同时期的抗旱评价(3值)方程和评价体系。【结论】20%PEG溶液处理相对发芽势和胁迫后苗期叶片水势、抽雄吐丝期叶片保水力、行粒数和百粒重和对照相对值可作为玉米抗旱性鉴定指标,利用这些指标建立的评价(D值)方程可对玉米抗旱性进行较好的评价。
摘要:【目的】研究棉纤维发育过程中的糖代谢生理特征对氮素的响应及其与纤维比强度形成的关系,探索改善棉纤维比强度的生理调控技术途径。【方法】以美棉33B(AC-33B)和科棉1号(KC-1)为材料,设置大田氮素水平0 kg N·hm^-2(缺氮)、240kg N·hm^-2(适氮)和480kg N·hm^-2(高氮)试验,研究3个氮素水平下棉纤维发育过程中糖代谢的重要物质(蔗糖和β-1,3-葡聚糖)含量变化、调节糖代谢的相关酶(蔗糖酶、蔗糖合成酶、磷酸蔗糖合成酶及β-1,3-葡聚糖酶)活性的动态变化和纤维比强度形成的关系。【结果】两年试验结果表明,在240kg N·hm^-2水平下,棉纤维中的蔗糖酶活性最高,可长时间地为棉纤维发育提供一个充足的物质能量库,蔗糖合成酶、磷酸蔗糖合成酶活性最高,促使纤维发育过程中铃龄5~24d的蔗糖下降量及24~31d蔗糖增长量最大,并且全铃期内转化率高且转化彻底,β-1,3-葡聚糖酶活性高,使含量及峰值高的β-1,3-葡聚糖中后期转化彻底,因此,此水平下棉纤维发育过程中蔗糖和β-1,3-葡聚糖含量的上述动态变化,有利于纤维素平缓累积且累积期长,与高强纤维的形成需要的纤维素累积特征相吻合;而在0kg N·hm^-2水平下,棉纤维发育过程的糖代谢生理特征与上述表现刚好相反,最终纤维素累积过快且累积期短,形成低强纤维;480kg N·hm^-2水平则介于上述两者之间。[结论]棉纤维发育过程糖类物质代谢生理特征在0、240、480kg N·hm^-2水平间存在明显差异,该差异是导致纤维最终比强度形成不同的重要因素。在240kg N·hm^-2水平下,上述糖代谢相关酶活性变化及糖类物质供给更为优化,更有利于高强纤维的形成。
摘要:【目的】明确镇稻88对水稻条纹叶枯病的抗性特征及其抗性遗传模式,寻找与抗条纹叶枯病基因连锁的分子标记。【方法】利用单分蘖鉴定、苗期接种鉴定、非嗜性测验和抗生性测验分析镇稻88对水稻条纹叶枯病和介体灰飞虱的抗性;分别采用单分蘖鉴定和苗期接种鉴定方法对武育粳3号与镇稻88构建的F2群体、F2:3家系进行水稻条纹叶枯病抗性遗传分析;以SSR标记连锁分析方法对抗病基因进行定位。【结果】镇稻88表现出较强的病毒抗性和较弱的抗虫性;其对水稻条纹叶枯病的抗性表现为显性单基因的遗传模式;SSR标记分析显示该抗病基因位于水稻第11染色体上,与标记RM229间的遗传距离为4.7cM。【结论】镇稻88对水稻条纹叶枯病的抗性主要来自于对病毒的抗性,由一对主效核基因控制,以镇稻88为抗病亲本结合本研究结果,可望加快水稻条纹叶枯病抗性品种选育的速度。
摘要:【目的】克隆条锈菌诱导的小麦病程相关蛋白PR10基因,研究其在小麦成株抗条锈病防御反应中的作用。【方法】采用电子克隆、RT—PCR技术,从条锈菌侵染的小麦兴资9104中,分离病程相关蛋白10基因;采用生物信息学技术预测分析该基因的DNA序列结构及其编码蛋白的保守域及基本特性;利用实时荧光定量RT—PCR技术,分析该基因在小麦成株期和苗期受条锈菌CYR32侵染后的表达情况。【结果】分离到病程相关蛋白10基因,命名为TaPR10,ORF长483bp,编码由160个氨基酸组成的蛋白质TaPR10;TaPR10不含跨膜区、无信号肽、定位在胞内,除具有典型的病程相关蛋白Bet_v_I家族保守结构域外,还有其它4类功能保守域;与小麦、高粱、玉米和水稻等4种植物PR10蛋白的氨基酸序列相似性在80%左右;TaPg10 DNA序列内部存在188至271位84bp的内含子序列,其拼接位点序列具有GT—AG双核苷酸序列;TaPR10基因表达分析的结果表明,TaPR10基因在成株期和苗期反应中表达量均上调,成株期表达高于苗期。[结论]首次分离到一个条锈菌CYR32诱导的小麦TaPR10基因,该基因可能参与了小麦成株抗条锈病防御反应。
摘要:【目的】研究异三聚体G蛋白是否参与小麦抗叶锈病反应的过程,为更深入地了解小麦抗叶锈病的反应机制奠定基础。【方法】用异三聚体G蛋白的效应剂处理离体培养的小麦叶片后接种叶锈菌观察侵染型的变化。测量经异三聚体G蛋白的效应剂诱导后防卫反应酶活性值,观察变化趋势。另外用半定量RT—PCR方法检测接种毒性菌株和无毒性菌株后异三聚体G蛋白α亚基基因的表达情况。【结果】用激活剂(GTPγS、Mastoparan-7)处理后明显可以推迟叶片发病,而抑制剂百日咳毒素(PTX)作用不明显。用G蛋白的激活剂(GTPγS、Mastoparan-7)处理后防卫反应酶的活性升高,而用抑制剂百日咳毒素(PTX)处理后24h再接种无毒性叶锈菌菌株,防卫反应酶的活性却无明显的变化。无毒性叶锈菌菌株可以诱导叶片中G蛋白基因表达量升高,毒性菌株抑制G蛋白基因的表达。[结论]异三聚体G蛋白可能参与了小麦抗叶锈病的反应过程。
摘要:【目的】利用从进口观赏植物上截获,并培养保存在胡萝卜愈伤组织上的香蕉穿孔线虫10个种群,研究香蕉穿孔线虫对烟草和芒果的寄生和致病性。【方法】采用温室盆栽接种方法,进行寄生和致病性测定。【结果】香蕉穿孔线虫在烟草和芒果根际的繁殖率Rf〉1,接种香蕉穿孔线虫的烟草和芒果植株生长缓慢、矮小,根系衰弱、变色腐烂,有明显受害症状。【结论】烟草和芒果是香蕉穿孔线虫新的适合寄主植物,香蕉穿孔线虫对这2种植物具有明显的致病性,不同种群的致病力有差异。
摘要:【目的】优化毒死蜱高效降解酶液保护剂组成配方,明确其在不同条件下降解毒死蜱的稳定性。【方法】在自主筛选毒死蜱高效降解真菌Cladosporlum cladosporioides(菌种保藏号CCTCCM207111,ITS序列分析GeneBank登陆号EF405864)的基础上,发酵提取其胞外酶,采用“通用旋转回归法”筛选了酶活性保护剂的最佳配方,并进行验证;利用所得配方进行制剂贮藏实验,利用HPLC检验其降解性能稳定性。【结果】所得酶活性保护剂最佳配方为0.70%氯化钠,0.35%甘氨酸,0.03%苯甲酸钠,0.17%凯松,8.38%甘油,所配制降解酶保护剂在贮藏温度20~50℃,贮藏5个月以内,反应体系中制剂酶蛋白终浓度为9.90mg·L^-1降解处理10min时对50mg·L^-1毒死蜱降解效果保持在80%以上,光照对降解效果没有显著影响。【结论】所得毒死蜱高效降解酶保护剂配方经济、稳定,为今后商品化生产降解酶制剂,处理农产品农药残留提供了基础。
摘要:[目的]评价美国孟山都公司生产的抗草甘膦转基因大豆40-3—2作为加工原料引入中国可能带来的演化为杂草的生态风险,验证转基因大豆杂草化环境安全评价条款的可操作性。【方法】在农田生态环境下比较了抗性大豆、受体品种和当地常规品种的生存竞争能力、繁育能力、自生苗、种子落粒性和延续能力。[结果]在适宜季节种植的转基因大豆的生存竞争能力和繁育能力明显低于当地常规品种,表现在复叶数少、植株较矮、结实率低;受体品种的生存竞争能力和常规品种相似,但繁育能力低于常规品种。在非适宜季节三者的生存竞争能力相似,而受体品种和抗性大豆的结实能力都比常规品种略强。3个品种的落粒性都不强,形成自生苗的可能性也都很小。所有供试大豆种子的延续能力都很弱。[结论]以上研究结果表明美国孟山都公司生产的抗草甘膦转基因大豆40—3—2在中国南京地区环境条件下演化为杂草的可能性较小,其作为加工原料进口后演化为杂草的生态风险小。试验证实了转基因大豆环境安全评价标准的杂草性条款具有可操作性。
摘要:【目的】探求土壤有机碳含量对作物产量的影响,以期为保障国家粮食安全和耕地持续利用与管理提供决策依据。【方法】利用农田生态系统生物地球化学模型DNDC,针对中国东北、华北、西北、中南、华东和西南6个典型农业区域,每个区域选择各自典型的种植模式和现行的农田管理措施,在各自特定的土壤和气候条件下,输入并运行模型,模拟考察在其它投入条件不变的情况下,改变土壤有机碳本底值对作物产量的影响。【结果】当土壤有机碳含量(SOC)增加1g C·kg^-1,东北地区玉米产量可增加176kg·hm^-2;华北地区夏玉米与冬小麦轮作,产量可增加约454kg·hm^-2;西北地区春玉米产量约可增加328kg·hm^-2;中南地区单季水稻产量可增加约185kg·hm^-2;华东地区双季稻产量可增加约266kg·hm^-2;西南地区水稻与冬小麦轮作产量可增加约229kg·hm^-2。【结论】在其它投入既定的条件下,全国各地区均存在通过提高耕地土壤有机碳含量来增加作物产量的潜力。保持较高水平的土壤有机碳含量对节本增效具有十分明显的作用。
摘要:综合评述了植物叶面营养机理以及叶面肥应用的研究进展。植物叶片与根一样可以吸收利用养分,叶片对养分的吸收主要是通过叶面气孔和表皮亲水小孔进行的,还可以通过胞间连丝进行主动吸收。植物种类及其生长状况、叶面喷施液的组成与养分元素的性质以及温度、光照等环境条件都影响叶面养分的吸收与利用。叶片类型及叶表蜡质层结构与组成的不同造成双子叶植物叶面施肥效果好于单子叶植物,甚至同种类不同品种的植物叶面养分吸收也不同;植物生长时期不同叶面肥施用效果也不同;表面活性剂等助剂因可以提高叶面喷施效果而成为叶面肥中不可缺少的成分,但通常沿用农药中常用的活性剂种类,由于成分间相溶性差而影响叶面喷施效果。叶面营养机理的研究推动了叶面肥的发展与应用,叶面施肥逐渐成为现代农业中一项重要的施肥措施,但因其施肥量有限只能作为土壤施肥的一种有效辅助措施而不能代替土壤施肥。近年来,中国叶面肥产品数量和种类增长迅速,但产品质量较差,使用技术也有待提高。在今后的发展中,应加强叶面营养机理以及助剂等物质的研究与应用,提高产品质量和施用效果,强化专用叶面肥研究,优化和推广叶面肥施用技术。
摘要:【目的】为寻找烟田节水调质灌溉方式的理论依据,本文在不同施肥水平下,研究不同沟灌方式对烤烟产量和品质的影响。【方法】分别在低肥和高肥条件下进行3种不同沟灌方式即常规每沟灌水(CF),固定隔沟灌水(FFI)和交替隔沟灌水(AFI)的田间试验,并测定产量和烟叶的化学成分。【结果】AFI和FFI处理在减少40%灌水量条件下,与cF相比,在低肥和高肥时AFI处理的烟叶产量分别提高7.8%和8.5%,单位肥料烟叶生产量分别提高7.9%和8,6%;而FFI处理的烟叶产量分别下降0.4%和1.7%,单位肥料烟叶生产量分别下降0.5%和1.8%。且低肥处理的单位肥料生产量均比高肥处理高。同时,AFI处理能提高烟叶中总糖、还原糖、氮、钾和粗蛋白含量,与CF相比,在低肥和高肥时分别提高4.0%和4.0%、1.9%和6.6%、3.8%和5.0%、23.8%和40.1%、2.2%和9.7%;而AFI处理的烟叶中烟碱和氯含量在低肥和高肥时则分别下降7.4%和22.8%、4.8%和7.1%。【结论】AFI能节约灌水量,对烤烟产量有一定的提高作用,并能改善烤烟内在品质;而且交替沟灌与合理施肥相结合,其有利作用可以得到更好地发挥。
摘要:[目的]粮食安全问题是政府必须首先解决的问题。在中国人口急增、消费扩张、耕地大幅度减少的现状下,分析中国的粮食安全保障问题。【方法】利用经验模态(EMD)方法分别对1949—2006年问中国粮食产量及耕地面积波动进行多时间尺度分析,并构建动力学模型进行预测,分别从粮食的趋势产量和耕地变化的粮食供给量两方面分别与基于人口发展的粮食需求量进行比较。【结果】①新中国成立以来中国粮食产量以9.6年准周期波动为主;耕地总量以14.5年准周期波动为主。②若以每10年增加1×10^8t左右粮食的生产能力增长,中国粮食的趋势产量能够满足至2030年中期内人口发展的消费需求,但进一步提高人均粮食占有水平的空间极为有限。③从耕地发展看,只要粮食单产达到预期目标,可以满足2030年人口的消费需求,但耕地资源的承载压力日益增大,超载人口数量持续增加。[结论]中国未来的粮食安全保障前景令人担忧。中国必须严格控制人口数量、增加后备耕地数量、努力提高土地质量以及提高粮食单产,才能缓解中长期粮食的供需矛盾。