苎麻胶质的基因型差异与成因及育种中利用的研究Ⅱ. 苎麻胶质及其组分含量时空变化的品种间差异

为了揭示苎麻基因型之间胶质及其组分的时空变化规律,促进苎麻高产优质低胶育种与栽培,对25个苎麻品种不同季别、不同部位的原麻胶质含量及其组分的测定结果表明,苎麻胶质及其组分存在明显的时空差异.不同季别的总胶质、果胶质、半纤维素的含量均以头麻最高,二麻次之,三麻最低;水溶物、木质素的含量大小恰好相反.不同部位的总胶质、水溶物、果胶质、半纤维素的含量均以梢部最高,基部次之,中部最低;木质素的含量则以基部最高,中部次之,梢部最低.苎麻胶质及其组分时空差异的大小又因品种而异:苎麻总胶质以竹子麻、大庸黄壳麻、青壳麻、四川珙县圆麻、湘潭大叶白的变异较大,达4.19%～5.95%,沅江白里子青、湘苎三号等6个品种的变异幅度较小,在1.00%～1.99%之间.     

苎麻胶质的基因型差异与成因及育种中利用的研究Ⅱ.苎麻胶质及其组分含量时

为了揭示苎麻基因型之间胶质及其组分的时空变化规律,促进苎麻高产优质低育种与栽培,对25个苎麻品种不同季别、不同部位的原麻胶质含量及其组分的测定结果表明,苎麻胶质及其组分存在明显的时空差异,不同季别的总胶质、果胶质、半纤维素的含量均以梢部最高,基部次之,中部最低;木质素的含量则以基部最高,中部次之,梢部最低,苎麻胶质及其组分时空差异的大小又因品种而异;苎麻总胶质以竹子麻、大庸黄壳麻、青壳麻、四川珙县圆麻、湘谭大叶白的变异较大,达4.19%～5.95%,沅江白里子青,湘苎三号等6个品种的变异辐度较小,在1.00%～1.99%之间。     

苎麻4-香豆酸辅酶A连接酶-1基因的克隆与分析

为了抑制苎麻木质素代谢关键酶基因的表达,克隆苎麻内源木质素代谢关键酶的基因,为通过基因手段降低木质素含量奠定基础.以苎麻为材料,采用PCR方法,以简并引物从苎麻基因组DNA模板中,首次克隆了其木质素代谢关键酶基因4-香豆酸辅酶A连接酶-1基因(4CL-1)的DNA部分序列,长度为983bp;采用RT-PCR的方法,以特异引物,从苎麻茎RNA反转录的cDNA为模板中,首次克隆了苎庥4CL-1cDNA核心序列,长度为110bp;经生物信息学方法分析,得知所获得的基因序列编码一段含37个氨基酸残基的多肽,该多肽与几个酰基合成酶和AMP结合酶的同源性较高,可以推论其编码了AMP形成与结合的保守区域.     

适宜南方红壤坡耕地种植的苎麻品种筛选

以湘苎3号(深根型)、华苎4号(中根型)、黄壳麻(浅根型)3个苎麻[Boehmeria nivea(L.)Gaudich.]品种为材料,选择出适宜南方红壤山坡地种植的苎麻品种。结果表明,浅根型的黄壳麻在山坡地种植具有保持水土、缺兜率低的优势,是适宜红壤山坡地种植的苎麻品种。     

菊花脑热激蛋白70基因的克隆及表达分析

采用同源克隆结合RACE技术从菊花脑叶片中克隆菊花脑(Chrysanthemum nankingense)热激蛋白70基因(hsp70)的cDNA序列,并通过荧光定量PCR(qRT–PCR)分析菊花脑在40℃高温下热激不同时间(0、0.5、1、2、3、6 h)后叶片中hsp70基因的表达差异。结果表明,克隆的cDNA序列全长2 224 bp,与水母雪莲花、紫茎泽兰的hsp70基因在核苷酸和氨基酸水平的同源性分别为88%、98%,表明该序列为菊花脑的hsp70基因序列(GenBank登录号,KJ561911),命名为Cnhsp70。Cnhsp70基因的开放阅读框为1 944 bp,其编码的蛋白(647个氨基酸)的相对分子质量约为70 900,含有HSP70家族序列标签。qRT–PCR分析的结果表明,Cnhsp70基因的表达在热激后短时间内迅速上调,热激3 h达到最高,热激6 h时表达量迅速下调。     

苎麻COMT基因的克隆及序列分析

利用RT-PCR法结合cDNA末端快速扩增（RACE）法从苎麻中克隆了与木质素合成相关的COMT基因的全长cDNA序列。所获得的COMT基因全长1318bp,包含一个开放阅读框1098bp,编码365个氨基酸。序列相似性检索结果表明,苎麻COMT全长cDNA与杨树COMT基因的序列同源性达82%,其编码的氨基酸序列与杏的COMT氨基酸序列同源性最高,达93%。同时还检索到该氨基酸序列包含一个O-甲基转移酶的保守结构。     

苎麻茎秆轴向压缩力学试验与分析

采用复合材料力学弹性参数测试的试验方法,利用WDW 10微机控制电子万能试验机对苎麻木质部和茎秆整体的整秆进行了轴向压缩力学特性的研究。试验结果表明：中苎一号品种苎麻木质部整秆的轴向压缩弹性模量平均值为241.93 MPa,最大抗压强度平均值为12.61 MPa,茎秆整秆的轴向压缩弹性模量平均值为304.85 MPa,最大抗压强度平均值为12.58 MPa;木质部和茎秆整体的弹性模量和抗压强度没有显著差异,茎秆复合中木质部和韧皮部靠自身粘附力在表层粘结,其粘附力不能阻止韧皮部沿木质部表层滑移,在压缩试验中,表现更多为木质部的承载作用。     

美洲黑杨木质素生物合成转录因子PdLim1基因的克隆、表达及植物表达载体构建

在植物体内,Lim1基因与木质素生物合成酶基因启动子区域富含AC的Pal盒结合,转录调控木质素的生物合成过程。该研究组合利用生物信息学和realtime PCR方法,首次从美洲黑杨形成层cDNA中分离出PdLim1cDNA全长,并进行了测序和序列分析。结果表明,克隆的美洲黑杨PdLim1cDNA片段总长为952 bp,基因内部含有完整的开放阅读框架,大小为594 bp,可编码长度为197个氨基酸残基的蛋白质,所推导的蛋白质氨基酸序列与拟南芥AtLim1和水稻OsLim1蛋白的同源性分别为82.1％和78.2％。组织特异realtime PCR结果显示, PdLim1基因在杨树根、茎、叶片和顶端分生组织中均有表达,但其表达模式却不同:PdLim1在成熟叶片和成熟木质部中表达丰度最高,在树皮、根部、韧皮部和形成层表达丰度较高,在未成熟木质部有少量表达,在顶端分生组织中表达丰度最低。 在此基础上,以pBI121为表达载体,构建了在CaMV35S启动子驱动下,PdLim1基因的正义（pBI121-CaMV35S-sense PdLim1）和反义（pBI121-CaMV35S-antisense PdLim1）类型的双元植物表达载体。该研究为杨树PdLim1的基因工程改良木材纤维品质性状提供了重要的理论依据,具有潜在的应用价值。      

生长素结合蛋白ABP1基因在棉纤维伸长中的功能

以‘湘杂棉14’为材料,采用RT–PCR方法克隆了棉花ABP1基因全长cDNA序列。序列全长792 bp,与GenBank中陆地棉ABP1基因序列的同源性为99%。半定量分析表明,该基因在棉花叶、花及纤维中都有表达,其中叶中的表达量最高,花和纤维中的表达量稍低。ABP1基因在纤维快速伸长期表达水平较高,纤维发育的其他时期的表达水平较低。将ABP1基因cDNA构建成棉花ABP1过表达载体,并以NPT II作为选择标记,经农杆菌介导转化棉花,获得了6株Kan抗性植株,其中3株ABP1表达水平提高。ABP1过表达植株生长发育正常,但纤维长度变化不显著,说明ABP1棉纤维细胞中提高表达水平对其细胞伸长没有显著作用。     

苎麻果胶合成关键酶GalAT基因的克隆及表达

 【目的】分离和克隆苎麻果胶合成关键酶GalAT基因部分序列,了解其在不同组织部位的表达情况。【方法】采用简并引物RT-PCR法克隆基因,用生物信息学方法对获得的cDNA序列及推定氨基酸序列进行分析,并用荧光实时定量PCR法研究GalAT基因在不同组织中的表达。【结果】克隆了986 bp的GalAT基因部分序列（GenBank注册号：EU131377）,可编码328个连续的氨基酸序列;核苷酸序列和推定的氨基酸序列与拟南芥的Galacturonosyltransferase 4同源性最高,分别为77%和83%;推定的氨基酸序列与拟南芥的Galacturonosyltransferase 4可聚为一类;GalAT基因在苎麻各个组织中都有表达,其中根部的GalAT表达量占大部分。【结论】确定所获得的序列是GalAT基因的cDNA序列;GalAT表达量为根部＞叶片＞韧皮部＞或≈木质部, 在根部的表达量占优势。     

苎麻香豆酸–3–羟化酶基因的原核表达

以湘苎3号为材料,采用RT–PCR克隆,获得苎麻香豆酸–3–羟化酶(Bn C3H)基因的开放阅读框(ORF)序列,测序正确后将该基因片段连接到原核表达载体p ET–22b中,将构建成功的重组子p ET–22b–C3H转入BL21并诱导表达。结果显示:Bn C3H基因ORF区大小为1 536 bp,编码511个氨基酸,推测蛋白相对分子质量为57 800,理论等电点为8.61,编码的蛋白质为亲水性蛋白质;重组子在IPTG浓度为1 mmol/L时,融合蛋白的表达量在诱导2 h后达到最高,经IPTG诱导和SDS–PAGE检测,获得的融合蛋白与预期蛋白相符。     

高产优质新品种赣苎四号的栽培要点

苎麻新品种"赣苎四号"(93-24),是江西农业大学刘飞虎博士(现云南大学博导)与江西省麻类研究所的科研人员合作,在"湘苎二号"种子繁殖后代中选择优良分离单株,经十余年的艰苦努力系统选育而成的高产、优质、高抗的些麻新品种。该品种2001～2003年参加全国麻类作物新品种区域试验位居第二,2004年以后在江西省苎麻产区     

美洲黑杨木质素生物合成转录因子PdLiml基因的克隆、表达及植物表达载体构建

在植物体内,Liml基因与木质素生物合成酶基因启动子区域富含AC的Pal盒结合,转录调控木质素的生物合成过程.该研究组合利用生物信息学和realtime PCR方法,首次从美洲黑杨形成层cDNA中分离出PdLimlcDNA全长,并进行了测序和序列分析.结果表明,克隆的美洲黑杨PdLimlcDNA片段总长为952 bp,基因内部含有完整的开放阅读框架,大小为594 bp,可编码长度为197个氨基酸残基的蛋白质,所推导的蛋白质氨基酸序列与拟南芥AtLiml和水稻OsLiml蛋白的同源性分别为82.1%和78.2%.组织特异性realtime PCR结果显示,PdLiml基因在场树根、茎、叶片和顶端分生组织中均有表达,但其表达模式却不同:PdLiml在成熟叶片和成熟木质部中表达丰度最高,在树皮、根部、韧皮部和形成层表达丰度较高,在未成熟木质部有少量表达,在顶端分生组织中表达丰度最低.在此基础上,以pBI121为表达载体,构建了在CaMV35S启动子驱动下,PdLiml基因的正义(pBI121-CaMV35S-sensePdLiml)和反义(pBI121-CaMV35S-antisense PdLiml)类型的双元植物表达载体.该研究为杨树PdLiml的基因工程改良木材纤维品质性状提供了重要的理论依据,具有潜在的应用价值.     

水分胁迫对不同基因型苎麻生长发育的影响

为了研究水分逆境胁迫对苎麻生长发育的影响,以24种不同基因型苎麻为材料进行试验。结果表明,干旱胁迫下,苎麻地上部分鲜重最重、株高最高和茎粗最大的苎麻基因型为湘苎三号,邻水青顶家麻的根部最重,根系生长情况较好;渍水胁迫下,最高株高、最大茎粗和地下部最重的苎麻基因型为中苎一号,中苎一号在渍水胁迫下生长发育的能力较强。与常规相比,干旱胁迫中苎麻地上部分平均鲜重、株高、根冠比大小明显减小,并达到极显著水平。     

苎麻ACC氧化酶基因（BnACO1）的克隆及表达

【目的】克隆苎麻中的一个ACO基因（BnACO1）,并对其进行生物信息学分析、表达分析、胁迫应答分析。【方法】通过RT-PCR结合RACE技术从湘苎3号中克隆该基因的全长cDNA序列,利用生物信息学软件对获得的基因序列及编码的蛋白质序列进行分析。利用实时荧光定量PCR分析BnACO1在苎麻不同部位的表达量以及在ABA、干旱和高盐胁迫下的应答。【结果】BnACO1的cDNA序列全长为1 476 bp,其开放阅读框为981 bp,编码326个氨基酸多肽,预测其分子量和等电点分别为36.81 kD和4.95,基因登录号为JX878855。与无花果（AB307720）、香叶天竺葵（U19856）、柿树（AB073009）、梨（JN807390）、猕猴桃（HQ293208）的ACO基因核苷酸序列相似性分别为83%、81%、79%、79%和79%,氨基酸序列的相似性分别为87%、80%、80%、78%和83%。实时荧光定量PCR分析表明苎麻BnACO1在苎麻根、茎、茎尖、叶片、雌花和雄花中均有表达,其中,在雄花中表达最高,在根、茎中表达最低,且该基因受ABA、干旱和NaCl胁迫诱导表达。【结论】获得的BnACO1是ACO家族成员之一,参与ABA、干旱、NaCl胁迫应答,该基因可能在苎麻性别分化中起到一定作用并且在调控苎麻生长发育和应对环境胁迫时具有独特的表达模式。     

苎麻种质资源镉富集能力基因型差异研究

苎麻是我国重要的纤维作物之一，是非常有前景的重金属镉污染土地修复植物。为进一步评价和鉴定苎麻种质镉富集的特性，筛选出优异的高镉富集能力苎麻种质，对农田镉污染条件下种植的269份苎麻种质资源的镉富集能力进行了研究。结果表明，269份苎麻种质资源镉积累量、富集系数和转运系数均存在显著差异，其变异系数分别为31.10%、20.19%和19.59%。57.25%的苎麻种质各器官镉积累量的分布规律为萝卜根＞繁殖根＞麻叶＞麻骨＞原麻＞麻壳，37.17%种质的繁殖根镉积累量显著高于萝卜根，4.46%种质分布规律表现不一致。系统聚类分析表明，269份苎麻种质分成4类，Ⅰ～Ⅳ类分别含有7份、76份、139份和47份种质。第Ⅰ类苎麻种质各部位镉积累量显著高于其他类群。通过隶属函数法对269份苎麻种质地上部镉积累量、富集系数和转运系数进行综合分析，筛选出高镉富集能力的种质18份，分别是坡埝青叶苎2号、长沙苎麻、杨柳坝坐蔸麻、湘潭竹根家麻、祁东苎麻2号、南坡红花滇黔苎、坡结滇黔苎、乐业灰绿苎、隆回本地麻、浏阳苎麻2号、七宝山苎麻2号、木鱼苎麻1号、大庸黄壳麻、南坡楔基苎、川苎1号、赤麻、74-69和坡口苎麻，其地上部镉积累量平均值为657.55 μg·株-1，区间为436.60～942.91 μg·株-1，富集系数平均值为1.10，转运系数平均值为0.93。上述结果为苎麻镉修复专用品种的选育奠定了基础，同时也为苎麻修复镉污染农田提供参考。     

苎麻三倍体新品种Tri-1和Tri-2选育报告

以湘苎3号为材料,利用秋水仙素诱导二倍体苎麻为四倍体,再从四倍体群体中择优与二倍体杂交,育成三倍体苎麻新品种Tri-1和Tri-2。区试Tri-1原麻产量为2 930.4 kg/hm2,比对照增产17.4%,Tri-2原麻产量为2 397.6 kg/hm2,比对照减产约4%;Tri-2的纤维支数达2 130公支,远高于对照品种湘苎3号;Tri-1、Tri-2抗炭疽病、立枯病、花叶病等,Tri-1的抗风性明显强于对照湘苎3号。     

不同基因型对苎麻愈伤组织诱导及分化的影响

研究了11种基因型苎麻(Boehmeria nivea L.)的愈伤组织诱导效应及其分化间存在的差异.结果表明黄壳早和湘苎2号、华苎3号、巴西麻6号基因型较易脱分化,华苎1号较难脱分化,多数基因型在6-BA 0.5～2.5 mg/L NAA 0.5 mg/L 和6-BA 0.5～2.5 mg/L 2,4-D 0.5 mg/L 的组合中有较高的出愈率,此两种组合适合于苎麻叶愈伤组织诱导.     

石栗accD因全长cDNA的克隆及序列分析

[目的]克隆石栗幼嫩叶片accD基因的全长cDNA序列,为今后利用该基因和提高油料作物种子含油量提供参考.[方法]根据已知植物麻疯树、蓖麻等accD基因的保守区域设计简并引物,以石栗幼嫩叶片为材料,利用简并PCR和RACE技术克隆accD基因的全长cDNA序列,扩增其编码序列.[结果]扩增获得的石栗accD基因全长cDNA序列长1789 bp,包含1509 bp的开放阅读框,可编码503个氨基酸,GenBank登录号为KC255250,并命名为amaccD.石栗accD基因序列经BLASTx比对后,发现其与巴西橡胶树、蓖麻和麻疯树氨基酸序列的同源性分别为90％、90％和89％.[结论]克隆获得的石栗accD基因全长cDNA序列与巴西橡胶树、蓖麻和麻疯树等具有较高同源性.     

南方水土保持植物饲用苎麻的资源筛选与评价

为筛选出适宜南方地区水土保持又可作为优质饲料的苎麻品种,对20份饲用苎麻资源从植物学特征、生物学特性、营养品质等方面进行研究,通过聚类分析进行系统筛选。结果表明,按植物学特征,可将20份饲用苎麻资源分为3类;按生物学特性与营养品质的多指标聚类分析及综合评价,初步筛选出3份较优的南方水土保持植物饲用苎麻资源：川I苎一号、梁平青麻、本所苎麻2号。