芒果中性/碱性转化酶MiNI基因的克隆与表达分析

采用RT-PCR技术克隆了1个编码NI基因的cDNA序列,命名为MiNI基因,并对不同来源的中性/碱性转化酶的分子特征及系统进化进行比较分析。结果表明：MiNI基因开放阅读框为2034 bp,编码677个氨基酸,相对分子量为76.6 kDa,理论等电点为6.24;生物信息学分析结果显示,NI二级结构α螺旋占38.85%,无规则卷曲占35.45%,伸展链占18.91%,β折叠占6.79%;MiNI具有glycoside hydrolase family 100结构保守域,与克里曼丁桔、龙眼、巴西橡胶树和番木瓜都具有一致的motif位点;MiNI基因编码的氨基酸序列与克里曼丁桔、龙眼氨基酸序列同源性最高;构建NI系统进化树分析表明,与芒果遗传距离最近的是克里曼丁桔,最远的是玉米和枸杞。qRT-PCR分析显示,果皮MiNI基因表达量远高于果肉;花后10~40 d,果皮MiNI基因表达量显著下降;花后40~100 d,果皮MiNI基因表达量维持在一个相对稳定水平;花后100~130 d,随着果实成熟,果皮MiNI基因表达量又显著上升;而花后10~40 d,果肉MiNI基因表达量显著下降,至果实发育后期果肉MiNI基因表达量始终处于极低水平。该研究为进一步了解MiNI基因在芒果果实蔗糖代谢过程中的作用以及从分子角度阐明芒果糖代谢机理奠定理论和技术基础。     

Genes related to flooding tolerance during germination and early growth of weedy rice

Evolution of flooding tolerance in weedy rice has occurred in several rice-growing regions, but the genes related to this process and the environmental effects are unknown. The objective of this study was to analyse the expression of genes related to flooding tolerance in response to temperature and flooding during the initial establishment of weedy rice. The experiments were carried out with rice cultivars IRGA 417 and Nipponbare, which are sensitive to flooding, and weedy rice ITJ03 and AV04 genotypes that have high and intermediate tolerance to flooding, respectively. The expression of genes related to reserve mobilisation, anaerobic respiration, escape and quiescence strategies was analysed at periods up to 24 days after sowing. The flooding tolerance of weedy rice genotype ITJ03 was associated with the expression of RAmy3D and OsTPP7 , which are involved in the mobilisation of carbohydrate reserves, ADH1 and ADH2, which participate in anaerobic respiration, and SNRKL1 that triggers rapid elongation of the coleoptile and emergence. Although the genes PDC1, SUS3 and SUB1 are important for flooding tolerance in cultivated rice, their expression was not directly related to flooding tolerance in weedy rice. A temperature of 20°C reduced levels of expression of the RAmy3D, ADH2 and SNRKL1 genes and low temperature had a negative effect on the establishment of weedy rice. Breeding of rice genotypes with tolerance of low temperatures and anaerobic conditions may be a viable strategy to improve the control of weedy rice in paddy fields.     

加格达奇市黄芪种植地土壤形态描述及适宜性分析

黄芪(Astragalus membranaceus)因其药用价值高近年来被大量、无节制采挖,致使野生黄芪资源几近枯竭。探究黄芪适宜生长的土壤,将为人工驯化黄芪提供一定的科学依据。本研究以加格达奇市连续多年人工种植黄芪的土壤为研究对象,系统分析了2个典型土壤剖面的形态特征及土壤养分。结果表明：表层土壤结构疏松,孔隙度较大,土壤颜色较深,干态为黑棕色,润态为黑色;淀积层及母质层土壤结构坚实,孔隙度较小,土壤颜色随着层次加深,颜色逐渐变黄、变棕。表层土壤质地肥沃,多以壤土为主;表层有机质含量高,分别为122.07、110.09 g/kg,占其整个土壤剖面有机质含量的52%和82%,土壤剖面有机质随土层深度的增加呈现一个骤降的趋势;表层土壤全氮含量较高,分别为6.58、8.87 g/kg,而土壤全磷含量较低,主要分布于土壤表层,表层土壤的全磷含量分别为0.07、1.01 g/kg,土壤酸碱度在pH 5.11~6.35之间。黄芪适应生长土壤质地疏松,土壤温度状况为寒冻性、土壤水分状况为湿润,土壤肥沃,表层土壤有机质含量高,全氮含量也较高,而全磷含量较低,土壤呈弱酸性至中性。     

低温与氮耦合对水稻内源激素含量的影响

【目的】探究不同耐冷氮高效水稻材料内源激素代谢特点,以阐明氮营养对提高水稻耐冷性的调节机理。【方法】以水稻近等基因系耐冷氮高效I16和冷敏氮低效I67为材料,采用水培试验,研究人工气候室模拟低温胁迫与4个氮肥水平(10,20,40和60 mg/L)耦合对水稻根、叶中内源激素吲哚乙酸(IAA)、细胞分裂素(CTK)、赤霉素(GA)、脱落酸(ABA)含量的影响及其互作效应。【结果】随水稻生育进程,根和叶中IAA、CTK、GA含量呈先升高后降低的趋势,在开花期达到峰值,ABA含量在成熟期达峰值。水稻根和叶中IAA、CTK、GA含量随施氮水平增加而升高,ABA则相反;在相同施氮水平下,低温抑制IAA、CTK、GA合成,促进ABA升高,4种激素含量呈现I16高于I67,叶高于根。低温与中氮耦合对水稻根和叶中IAA、CTK、GA的调控为正效应,低温与高氮耦合调控ABA为负效应,中氮可使水稻维持较高内源激素含量,这是增强水稻耐冷性的内在机理之一。【结论】在低温和氮肥耦合下,维持根叶中较高的IAA、CTK、GA、ABA含量,以及施氮对根、叶激素耦合效应的差异,是引起水稻耐冷性和氮素利用效率差异的重要生理调节因素。     

膜荚黄芪根水浸液对4种作物种子萌发及幼苗生长的影响

通过室内生物测定法,研究了黄芪根水浸液对4种作物种子萌发及幼苗生长的化感影响。结果表明,黄芪根水浸液对4种作物种子萌发及幼苗生长均有明显的化感作用,其中根受到的化感抑制大于地上部分,种子萌发阶段受到的化感抑制大于幼苗生长阶段。不同受体的发芽势、最长根长和根冠比受到的化感抑制最强。4种作物的化感敏感性为小麦>板蓝根>大麦>大豆。因此,选择与黄芪轮作、套作的作物时,优先选择大豆和大麦,其次为板蓝根。     

红花双列杂交后代羟基黄色素A含量的遗传效应分析

选用6个羟基红花黄色素A（HSYA）含量差异较大的亲本,采用双列杂交方法配制杂交组合,测定2015年和2016年2年亲本及其后代F₁和F₂红花中的HSYA含量。运用双子叶植物种子数量性状遗传模型和统计分析方法,分析胚、细胞质和母体植株3套遗传体系的基因效应和环境互作效应。结果发现：在HSYA含量的遗传体系中,母体遗传效应影响最大,胚效应次之,细胞质效应影响最小。3套遗传体系均表现出基因主效应大于环境互作效应。机误方差较大,说明HSYA含量还受环境机误或抽样误差的影响。亲本遗传效应分析表明,豫红花1号（P₁）做亲本表现稳定,有利于增加杂交后代HSYA含量,达到提高品质、改良品种的效果。胚显性方差和母体显性方差均达到极显著水平,表明同时存在种子杂种优势和母体杂种优势,而且其主效应基因不受环境影响。综合考虑遗传主效应、胚显性效应和母体显性效应,亲本组合（P₁×P₅）有利于提高后代杂交品种的HSYA含量。该研究结果可为后代材料在杂种优势利用中的亲本选择提供理论支持。     

胡麻脂肪酸去饱和酶基因(fads)差异表达分析

为了了解fad基因在胡麻蒴果发育过程中对不饱和脂肪酸的调控,对高、中、低三个不同亚麻酸(C18:3)含量的胡麻品种(’CDC Gold’,‘内亚7号’,’Linola’)进行了不同时期的品质测定,以及脂肪酸去饱和酶2a基因(fad2a)、脂肪酸去饱和酶2b基因(fad2b)、脂肪酸去饱和酶2c基因(fad2c)、脂肪酸去饱和酶3a基因(fad3a)、脂肪酸去饱和酶3b基因(fad3b)的qRT-PCR定量分析。结果表明,随着蒴果成熟,可溶性糖含量呈降低趋势,粗脂肪与粗蛋白不断积累,且差异显著(p<0.05)。fad2a基因、fad3a基因以及fad3b基因在各个时期中的表达符合正态分布。以0 d的蒴果为对照,在胡麻种子形成过程中,‘内亚7号’的三个基因在5 d和15 d的表达量迅速增加,到30 d时急剧减少,15 d的fad2a基因表达量为5.23倍,fad3a基因表达量是fad2a基因表达量的14.52倍,fad3b基因的表达量是fad2a基因表达量的16.14倍,表明这三个基因参与不饱和脂肪酸积累过程。在低亚麻酸含量品种‘Linola’30 d中,fad3a基因是fad2a基因表达量的52.71倍,fad3b呈下调趋势;在高亚麻酸含量品种‘CDCGold’30d中,fad3a基因与fad2a基因的表达量均呈下调趋势,fad3b的表达量为3.92倍;在中等亚麻酸含量品种‘内亚7号’中,fad2a基因表达量降低了0.31倍,fad3a基因是fad3b基因表达量的1.87倍。fad2b基因、fad2c基因熔解曲线不稳定,峰值低,可以在后续试验中继续探索。