割手密过氧化物酶基因（SsPOD-1）cDNA克隆与功能分析

割手密（Saccharum spontaneum）属于甘蔗属细茎野生种,具有较强的抗逆性,是甘蔗育种的优良材料。过氧化物酶（POD）是活性氧系统（ROS）中的一个关键酶,是植物应对干旱胁迫的关键调控酶之一。利用同源克隆的方法,以割手密为材料,成功克隆2个POD等位基因序列（SsPOD-1a和SsPOD-1b,GenBank登录号为KJ002565和KJ002566）。经测序鉴定,这2个基因长度均为1 083 bp,其中包括27 bp的5′非编码区、60 bp的3′非编码区及一个996 bp的开放阅读框,共编码331个氨基酸,这2个等位基因的序列相似性为98.8％。蛋白质保守结构域分析结果表明,此2个基因均具有POD基因典型保守结构域,属于依赖于亚铁血红素Ⅲ型POD亚类。原核表达结果表明,这2个基因编码区能正常表达出目的蛋白,说明得到的这2个基因为功能基因,而不是假基因。POD基因分子系统分生分析结果表明,割手密POD基因与高粱、玉米、水稻等禾本科植物亲缘关系较近,与一些双子叶植物及裸子植物也有一定的亲缘关系,这也证实了POD基因起源较为古老且存在高度保守区。     

紫花苜蓿种子活力测定方法的比较

采用标准发芽法、胚根突出法、低温发芽法、电导率法对紫花苜蓿(Medicago sativa)10个种子样品的种子活力进行了测定,结果表明,基于标准发芽法的发芽率和活力指数,可将10个种子样品的种子质量分为3级;基于胚根突出法中胚根突出数可将其分为6级,计数胚根突出数的最适时间为24和28h;基于低温发芽法的活力指数和发芽势可将其分为6级;而电导率法可将其分为7级。因而,电导率法作为紫花苜蓿种子活力评价指标最为敏感,其次为胚根突出法和低温发芽法,标准发芽法最不敏感。     

中国甘蔗渣综合利用现状分析

甘蔗渣是制糖工业的主要废弃物,对甘蔗渣充分利用不仅能生产出高附加值的产品,还能有效缓解污染压力。本文综述了近年来甘蔗渣综合利用的最新进展和现状,主要涉及生物发电、造纸、高密度板材、饲料发开、栽培基质、沼气、燃料乙醇、高性能吸附材料等领域,希望甘蔗渣综合利用的产业化发展提供一些帮助。     

基于甘蔗AP85-441和R570基因组参考序列的微卫星位点鉴定和SSR标记开发

分子标记缺乏是制约甘蔗分子标记技术发展的重要因素。本研究利用甘蔗AP85-441和R570基因组参考序列,使用MISA软件分别鉴定出512 835和97 839个微卫星位点,分别占割手密基因组（AP85-441）和甘蔗基因组（R570）高质量参考序列的0.32%和0.35%。在2个基因组序列中,优势重复单元均为单核苷酸、二核苷酸和三核苷酸,各重复单元均以AT富集的基元为主。割手密和甘蔗基因组序列中分别有472 117和89 748个位点可以开发SSR标记。对割手密、甘蔗与高粱基因进行同源性分析,分别鉴定出16 691个和13 271个对应到高粱1~10号染色体上的同源基因,利用基因序列中的SSR位点,开发出13 224和7624对SSR引物。对开发的引物分别以割手密和甘蔗基因组为模板进行e-PCR检测,这些引物在割手密基因组中以多位点扩增为主,在2个基因组中的有效标记比例分别为79.35%和36.13%、79.01%和93.36%。部分SSR引物在基因组中表现出特异性扩增,有1368对仅在AP85-441中单扩增,有1420对仅在R570序列中单扩增,共有752对SSR引物可在2个基因组中单扩增,且这些SSR的扩增位点和来源基因均分布于所在基因组的全部染色体上。在禾本科作物基因组中e-PCR检测表明,开发的单扩增SSR标记具有较好的特异性。本研究鉴定的SSR位点,有助于进一步丰富甘蔗的分子标记;开发的3540对SSR引物对于栽培种甘蔗遗传图谱构建中遗传来源区分和同源连锁群确定具有重要的参考意义。     

基于RNA-seq数据的栽培种花生SSR位点鉴定和标记开发

【目的】鉴定花生RNA-seq数据中的SSR位点,明确转录组中SSR位点的分布和结构特点,开发与花生基因相关联的SSR标记,为花生重要功能基因的挖掘、等位变异研究和分子标记辅助育种奠定基础。【方法】根据栽培种花生全生育期中22种不同类型的组织RNA-Seq数据,使用MISA软件分析SSR位点分布及特征,采用Primer 3设计基因关联的SSR引物,并利用电子PCR软件对引物的质量进行检测,随机合成38对引物,进行多态性检测。【结果】从52 280条转录本中共鉴定19 143个SSR位点,分布于14 084条转录本,发生频率为26.94%。重复单元类型为单核苷酸—五核苷酸,以单核苷酸和三核苷酸为重复单元的SSR位点数最多,分别占位点总数的39.24%和38.40%。各重复单元优势基序类型分别为A/T、AG/CT、AAG/CTT、AAAG/CTTT和AACAC/GTGTT,占所在重复单元中的比例分别为97.62%、72.01%、30.96%、24.59%和16.67%。重复单元的重复次数为5—47次,单个SSR位点的长度的分布范围为10—47 bp,基序长度主要集中在10—14 bp;复合SSR位点的长度范围为21—249 bp,以31—40 bp为主。鉴定的SSR位点中共有13 477个SSR位点可以进行引物设计,其中5 020条转录本序列对应到特定的基因,共包含5 859个可进行引物设计的SSR位点,这些SSR位点在A基因组和B基因组共20条染色体上不均匀分布,其中B03染色体上SSR位点最多,为484个。对特定基因SSR引物进行电子PCR检测,在A.duranensis、A.ipaensis、A.hypogaea基因组中有效扩增位点分别为4 468、4 929和10 188个,有效引物数分别为3 968（67.74%）、4 232（72.25%）和5 174（88.33%）对,在A. hypogaea基因组中,SSR引物扩增位点主要以2个位点为主,其中,有1 477对引物单位点扩增。根据SSR引物扩增位点在栽培种花生基因组中的位置信息绘制了SSR位点的物理图谱。在38对SSR引物中,共有35对（92.1%）SSR引物可以扩增出清晰的条带,其中,有11对（28.9%）SSR引物在2个品种间扩增出差异条带。【结论】鉴定了13 477个可进行标记开发的SSR位点,开发、检测了5 859个基因相关SSR标记,在栽培种花生基因组中具有较高的扩增效率,并构建了基因相关SSR位点的物理图谱。     

研究性教学在草类植物种子学教学中的应用

研究性教学是一种以问题为导向、以学生为主体,旨在提升学生创造性与实践能力的教学新模式,是满足当前社会对创新人才培养需求和学生全面发展内在需求的一种重要途径。本文以兰州大学草类植物种子学课程的本科教学为例,从教学内容的优化、研究性教学专题的选择、教学模式的创新、教学方法以及教学考核等角度,系统论述了研究性教学在草类植物种子学教学中的应用;并进一步基于研究性教学在实际应用中可能存在的问题进行了分析和讨论,给出了相应参考建议。     

基于水活度测定草类植物种子含水量

种子含水量是衡量种子质量的重要指标,快速准确地测定种子含水量对于种子的安全贮藏与质量评价具有重要意义,本研究分析了箭筈豌豆(Vicia sativa)等8种常见草类植物种子水活度与种子含水量的关系。首先探讨了测量温度、样品量、平衡时间对种子样品水活度测定的影响,进而构建了适宜条件下水活度与种子含水量之间的数学预测模型,并对模型进行了验证与修正。结果表明,水活度测定易受平衡温度、平衡时间与样品量的影响,随平衡温度升高,同一样品水活度值减少;样品量越大,平衡时间越短,当种子占测量室2/3,平衡时间只需2~6min。20℃条件下,8种草类植物种子含水量和水活度均呈S-函数。基于8种草类植物种批种子含水量预测模型验证表明,基于水活度测定的种子含水量(相比低恒温测定法)相对偏差较低,平均小于2%,可用于种子含水量的无损快速测定。     

不同吸湿-回干处理对羊草种子萌发抗逆性的影响

羊草(Leymus chinensis)种子在自然条件下的繁殖更新通常受各种非生物逆境的影响,如干旱及盐胁迫的影响,并且由于降雨不稳定,种子在土壤中常经历反复的“吸湿-回干”.基于此,以蒸馏水、氯化钠(NaCl)和聚乙二醇(PEG-6000)对羊草种子进行吸湿-回干处理,再以不同浓度的PEG-6000和NaCl溶液模拟干旱胁迫和盐胁迫,探讨干旱、盐胁迫下羊草种子萌发成苗状况及不同吸湿-回干处理对其萌发抗逆性的影响.结果表明:干旱胁迫和盐胁迫降低了羊草种子的萌发率、萌发指数及幼苗的根长和苗长,诱导休眠形成,相比干旱胁迫,羊草种子萌发对盐胁迫更为敏感.不同吸湿-回干处理降低了羊草种子的萌发抗逆性,诱导种子形成次生休眠.如在-0.8 MPa干旱胁迫条件下,经水、NaCl和PEG-6000预处理的种子萌发率分别为11％,20％和18％(CK 44％),休眠率为65％,54％和53％ (CK 40％).这一结果表明不同吸湿-回干处理一方面造成羊草种子野外萌发率低、建植难;另一方面诱导次生休眠,从而有利于羊草种子在土壤种子库中的保存.     

不同碳、氮源对优势藻株Hhw总脂含量及脂肪酸成分的影响

为了寻找适合用于开发生物质能源的优势藻株,对分离得到的藻株Hhw进行深入研究,分析其生长情况,不同碳、氮源对其总脂含量及脂肪酸成分的影响。结果表明,Hhw生长速度快、生物量高、适应性广;硝态氮、碳源的添加促进Hhw中性脂的积累,Hhw总脂含量高达干重的36.45%;Hhw脂肪酸成分较为单一,以棕榈酸、亚麻酸、EPA等9种脂肪酸为主;不同碳、氮源对其脂肪酸组成成份的影响不大,但对各组分的含量有一定影响,如铵基氮对EPA的积累有一定促进作用。综合分析认为,Hhw是一株极具开发潜力能源微藻。     

无芒隐子草不同节间部位的种子休眠对高温处理的响应

研究了无芒隐子草不同节间部位的种子休眠对高温处理的响应。结果表明,18 h高温(65,85和105℃)处理对不同部位种子的影响不同,105℃条件下全部死亡,85℃处理可显著破除各部位种子休眠并显著促进幼苗生长,65℃处理效果因部位而异,且85和65℃处理顶穗种子的发芽率和胚根、胚芽长均显著低于其他部位。不同节间部位的种子对不同时间85℃处理响应不同,3 h 处理即可显著破除各部位休眠,各时间处理间无显著差异。