DNA甲基化参与调控马铃薯干旱胁迫响应

非生物胁迫下表观遗传对调控植物基因表达起重要作用,但是有关马铃薯干旱胁迫下的表观遗传研究甚少。本研究以马铃薯品种大西洋、费乌瑞它、C119、C16和青薯9号为试验材料,以MS培养基为对照以及分别添加200 mmol L~(-1)甘露醇、60μmol L~(-1)甲基化抑制剂(5-azadC)和60μmol L~(-1)甲基化抑制剂+200 mmol L~(-1)甘露醇,处理24 d后对试管苗表型性状和生理指标进行综合分析。结果发现,不同品种马铃薯对甘露醇和甲基化抑制剂响应程度趋势类似。在干旱和DNA甲基化抑制剂分别处理下,马铃薯植株干鲜重、株高、叶片数和叶绿素含量均显著减少(P0.05), SOD、POD、CAT活性和Pro、MDA含量均显著增加(P0.05),而分枝数、根长、平均根粗均无明显变化,表明马铃薯不同性状指标在响应干旱胁迫和DNA去甲基化时,受到的调控通路可能不同。进一步比较干旱胁迫和DNA去甲基化共同处理与分别处理下表型性状和生理指标的差异发现,共同处理使马铃薯植株表型性状受到进一步抑制,同时活化了SOD、POD、CAT,并且使Pro、MDA含量增加,表明马铃薯在响应干旱胁迫过程中,部分表型的形成与DNA甲基化调控相关。这将为深入研究马铃薯干旱胁迫响应与表观遗传学之间的调控网络通路提供初步的理论基础。     

马铃薯3个StSnRK2基因启动子的克隆与序列分析

【目的】克隆马铃薯StSnRK2.1、StSnRK2.2和StSnRK2.4基因的启动子片段,为马铃薯StSnRK2基因表达与功能研究奠定基础.【方法】以马铃薯(Solanum tuberosum L.)品种‘陇薯3号’为试材,采用PCR技术从马铃薯基因组DNA中分离得到了3个SnRK2基因启动子.通过PCR扩增,酶切鉴定,测序,利用PlantCARE和PLACE在线分析软件预测分析所得序列.【结果】获得与预期大小基本一致的目的片段,分别为StSnRK2.1基因启动子、StSnRK2.2基因启动子和StSnRK2.4基因启动子.分析软件预测分析表明,启动子调控序列中除含有典型的真核生物核心启动子外,还含有多个CAAT-box、TATA-box等启动子元件,以及相应的ABRE、DRE/CRT、LTRE等与激素应答、逆境胁迫相关的顺式作用元件.【结论】这些结果预示StSnRK2.1、StSnRK2.2和StSnRK2.4基因调控机制相对复杂,可能参与了ABA,干旱,盐等多种逆境胁迫信号的转导过程,在马铃薯逆境胁迫应答过程中具有重要的功能作用.     

桃流胶病无公害绿色防治方法

<正>1症状发病初期,枝干病部稍肿胀,形成小凸点。树液开始流动时,从树皮裂孔或树皮伤口患处溢出柔软的、玻璃质似的半透明黏性树胶,树胶为琥珀色、乳白色或茶褐色,近乎透明,干燥后质地变硬、结晶,为茶褐或黑褐色的琥珀状胶块。以后病部皮层和木质部逐渐变褐腐朽或枯坏。流出树胶直径3cm或更大些,     

花期核桃丰产管理措施

核桃树为单性花,雌雄同株,异花序,雌雄花期不一致,存在雌雄异熟现象。这种雌雄异熟特性对其授粉有不良影响,授粉不良,树势衰弱,营养亏损,会加剧落花落果。     

作物抗旱基因研究进展及在马铃薯抗旱种质创新中的应用

整理并分析了近年来已经公开发表的68个抗旱相关基因,其中包括转录因子,以及提高渗透物质积累,具有解毒和抗氧化胁迫,控制作物生物大分子合成的基因,并对这些基因在作物抗旱中的作用机理及应用进展进行了分析。得出转录因子主要是通过激活或者抑制下游与干旱相关基因的表达,与渗透调节相关的基因主要是维持细胞内外渗透平衡,具有解毒和抗氧化胁迫的基因主要是通过清除活性氧的积累,与生物大分子合成有关的基因主要在逆境中可以产生一些逆境蛋白,从而提高作物耐逆性。同时整理并分析了利用基因工程改良马铃薯种质的发展现状与存在问题。     

马铃薯GAUT基因家族的全基因组鉴定及表达分析

半乳糖醛酸转移酶(GAUT)是一种参与催化糖基化反应的酶类,在植物生长发育过程中发挥着重要作用。本研究鉴定了马铃薯GAUT家族成员,并对其理化性质、染色体定位、基因结构、保守蛋白结构域、基因重复事件和表达模式进行了分析。结果表明,鉴定到的41个GAUT家族成员(StGAUT),不均匀的分布在10条染色体上。根据基因的结构和系统发育蛋白特征,将41个StGAUT分为4个亚组。共线性分析表明,StGAUT基因家族存在12对片段重复基因,均在纯化选择下进化。通过对马铃薯双单倍体(DM)的不同组织部位和非生物胁迫下的RNA-seq数据进行分析,筛选出了组织特异性表达及响应非生物胁迫的StGAUT基因。此外,进一步对不同四倍体栽培种彩色马铃薯的薯皮和薯肉进行RNA-seq测序和分析,获得了可能参与花色素苷生物合成的StGAUT基因。本研究结果为进一步阐明StGAUT基因在马铃薯中的功能提供了有价值的信息。     

马铃薯生长模型研究进展及其应用

马铃薯是世界第四大粮食作物,然而马铃薯的生产却易受到环境因素和遗传因素的影响。通过利用生长模型将马铃薯生理生态过程和相互关系进行量化表达,分析其内部结构与外界环境的关系,从而提出合理的管理方式,达到增产高效的目的。目前,国际上开发了一些较成熟的马铃薯生长模型,如SUBSTOR-potato,NPOTATO,LINTUL-POTATO模型等,应用在国内马铃薯生产实践中取得了一定成果,但总体来说中国马铃薯生长模型的应用还处于探索发展阶段。本文通过对国内外马铃薯生长模型研究的分析总结,得出国内外马铃薯生长模型的主要特点是偏重C、N素研究,缺少P、K素研究;模型所需要的参数较其他作物模型更为复杂。同时,综合分析现有各个生长模型的原理与技术路线的异同点与优缺点,指出马铃薯生长模型需在遗传参数和气候参数方面加以深化研究,并展望了利用作物生长模型指导国内马铃薯生产相关的发展趋势。     

甘肃沿黄灌区连作马铃薯根区土壤有机物GC-MS分析

对轮作(前3 a均种植玉米)和连作(连续4 a种植马铃薯)条件下马铃薯"大西洋"品种出苗期和落花期根区土壤溶液进行GC-MS测定,研究连作逆境下马铃薯根系分泌物的自毒物质。结果发现,两种根区土壤溶液中匹配度80%以上的有机物均检测出烃、苯、酸、醇、酯、醛、酮,酰胺及其烃衍生物,其中出苗期有13种有机物是连作土壤溶液中独有物质,且含量最高的是丙酸丙酯(22.335%),最低的是2-十一烯醛(0.258%)。落花期连作土壤溶液中新增有机化合物7种,其中十六烷酸丙基酯也称棕榈酸丙基酯是植物自毒物质。比对出苗期和落花期两种土壤溶液有机物,确定12种化合物〔壬烷、丙酸丙酯、辛醛、二丁基羟基甲苯、1,2-苯二甲酸二(2-甲基丙基)酯、2,6-二甲基壬烷、2-辛烯醛、2-十一烯醛、1-十二烯、1-十三烷醇、1-十五碳烯、5-十八烯〕不是马铃薯自毒化合物。落花期连作土壤溶液中独有的N,N-二甲基甲酰胺化合物也是出苗期连作土壤独有物质,其浓度为0.455%(出苗期)和0.699%(落花期),该物质是否为自毒物质尚需进一步研究。     

基质酸度对马铃薯植株生理特性及微型薯结薯能力的影响

以移栽于蛭石中的马铃薯夏波蒂和费乌瑞它两品种的脱毒试管苗为试验材料,采用不同pH值[3、4、5、6、6.5(CK)]的MS营养液浇灌幼苗,研究基质pH值对马铃薯植株生理特性及微型薯结薯能力的影响.结果表明,马铃薯叶片中叶绿素含量、SOD活性、硝态氮含量、磷钾含量、微型薯结薯数和平均单株产量均随pH值的升高而增加,pH值6时达最大值,pH值3时值最小,且夏伯蒂品种的pH值6处理在叶绿素含量、SOD活性等性状方面与对照(pH 6.5)间差异显著;脯氨酸含量则随pH值的升高呈降低趋势,pH值6时最低,pH值3时最高.结果表明,pH值6是马铃薯植株生长及微型薯形成的最适酸度值.     

冬小麦物候期对土壤水分胁迫的响应机制与模拟

作物模型在农业生产管理和决策中发挥着重要作用,而物候期模拟是作物模型正确模拟作物生长发育和产量形成过程的基础。作物模型模拟物候发育的常用算法一般是基于积温的计算,同时也考虑光周期和春化作用的影响,但是水分胁迫对物候发育的次级影响却较少被考虑在内。该研究以连续2季(2013-2014和2014-2015)的遮雨棚下土柱试验和连续3季(2012-2013、2013-2014和2014-2015)的遮雨棚下大田试验数据和前人研究成果为基础提出了冬小麦物候期对水分胁迫的响应机制理论假设,并以土壤相对有效含水率为水分胁迫指标校正冬小麦物候期水分胁迫响应函数。该研究以2014-2015生长季土柱试验各处理试验数据来建立冬小麦物候期水分胁迫响应函数,确定发育加速点A、发育减速点D和发育停止点S所对应的相对有效含水率值分别为0.30、0.10和0。结果发现拔节期和开花期模拟值和观测值之间的均方根误差(root mean square error,RMSE)分别为0.8和1.7 d,绝对相对误差(absolute relative error,ARE)分别低于0.68%和2.09%。然后用2013-2014生长季土柱试验各处理数据进行验证,结果发现拔节期和开花期模拟值和观测值之间的RMSE分别约为0.9和1.1 d,ARE分别在1.37%和1.68%以下。最后再用3年独立大田试验数据对上述修正后的冬小麦物候期算法进行验证,结果发现开花期和成熟期的模拟值与观测值之间的RMSE分别约为2.4和2.0 d,ARE分别低于4.21%和2.67%;与DSSAT-CERES-Wheat模型的模拟结果进行比较,发现修正算法能反映出水分胁迫对冬小麦物候期造成的差异(有提前也有推迟),而DSSAT-CERES-Wheat模型无法体现这种差异,且开花期和成熟期的模拟值与观测值之间的RMSE分别约为4.0和5.5 d,误差最大分别为8和6 d。这表明校正后的冬小麦物候期算法模拟精度得到了较大提高,能在一定程度上描述和量化水分胁迫对冬小麦物候期的影响机制,可用来模拟不同水分胁迫条件下不同品种冬小麦的物候期。