为明确西瓜防御素基因(ClPDF)的结构和功能,采用生物信息学方法对西瓜防御素基因进行了详细的全基因组挖掘和序列分析。结果表明,从西瓜基因组中共获得7个防御素基因,ClPDFs基因编码的氨基酸序列都含有高度保守的8个半胱氨酸、1个甘氨酸、1个丝氨酸和1个芳香族氨基酸残基。分析发现,ClPDFs基因在理化性质上有一定的差异。系统进化分析说明,ClPDFs与拟南芥PDF2基因家族聚为一类。二级结构预测结果说明,所有ClPDFs序列均以不规则卷曲为主要组成元件,在延伸链和α-螺旋组成上存在差异。信号肽和跨膜结构预测结果相似,仅有1条序列无信号肽,1条序列有跨膜区,而其他序列都含有信号肽、无跨膜区。证明了西瓜防御素基因为多基因家族,都含有高度保守的结构域,但在结构上西瓜防御素基因差异较大,为进一步探讨西瓜防御素ClPDFs的生物功能奠定了基础。

在阿子营低温冷害条件下,以十和田×(十和田和丽江新团黑谷BC3F9)配制的BC4F1、BC4F2及亲本为材料,采用主基因+多基因混合遗传模型,对粳稻丽江新团黑谷作耐冷基因供体培育的近等基因系孕穗期耐冷性8个指标性状进行遗传研究。结果表明,结实率和穗颈长均属于2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性多基因遗传,主基因遗传率分别为80.11%和75.06%;株高为2对加性-显性主基因+加性-显性多基因遗传,主基因遗传率为44.39%;穗下节长属于2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性-上位性多基因遗传,主基因遗传率为57.36%;穗长为2对主基因加性-显性-上位性遗传;每穗实粒数为2对主基因加性-显性遗传;每穗秕粒数为2对加性主基因+加性-显性多基因遗传;总粒数为1对加性-显性主基因+加性-显性-上位性多基因遗传。

利用RAPD和SSR分子标记技术,旨在探讨来自不同地区的20份甜高粱杂交种和品种资源遗传多态性及亲缘关系。试验结果表明,筛选出31条RAPD引物在20份甜高粱的DNA中产生稳定清晰条带数为202条,其中多态性片段167条,多态率为82.67%,品种间的遗传相似系数(GS)为0.613～0.870,平均值为0.744;筛选出91对SSR引物在20份品种资源的DNA中扩增片段数为297条,其中多态性片段267条,多态率为89.90%,品种间的遗传相似系数(GS)为0.555～0.837,平均值为0.695;20份甜高粱的2种分子标记的单独聚类分析结果表现出一定差异,但2种趋势大致相近;结合RAPD和SSR这2种标记联合数据的品种聚类分析结果,更能全面客观地反映品种间的遗传多态性及亲缘关系。

绥农14是集优质、高产、抗病、广适应性于一身的大豆优良品种,对绥农14系谱亲本进行分子和表型的遗传基础解析,为有目的地选择杂交亲本拓宽遗传基础提供理论指导。利用包含有生长性状、产量性状、品质性状、抗逆性状、固氮性状在内的50个表型性状和550个微卫星位点对绥农14系谱亲本进行分析。550个SSR位点共检测出等位变异1 494个,平均每个SSR位点的等位变异为2.716 4,平均PIC值为0.445 0,其中30个多态性高的位点可作为评价大豆种质资源遗传多样性的重要位点;连锁群C1的多态性位点比例最高为0.961 5,连锁群A2的保守片断最多为11个,构建绥农14系谱亲本的指纹图谱最少需2个位点。50个表型性状共检测到等位变异255个,每个位点的平均等位变异为5.1个,平均PIC值为0.683 2,主成分分析结果表明,6个主成分的累积贡献率在80.1%以上,分析每个主成分的组成发现,产量性状、生长性状,品质性状、抗逆性状、固氮性状在分析大豆种质资源遗传多样性时均具有重要的作用,进行每一类性状的主成分分析,选出重要性状作为大豆综合性状考察的主要指标。基于SSR的UP-GMA聚类结果与基于农艺数据的UPGMA聚类结果的相关系数仅为0.393 0,2种聚类方法都只能在一定程度上揭示品种间的亲缘关系,因此,在进行种质资源遗传多样性研究时应将分子数据分析与表型性状解析相结合。

以中国春-Synthetic 6x染色体代换系及其亲本为材料,通过测定不同磷处理条件下孕穗期、开花期、灌浆期旗叶的可溶性糖和可溶性蛋白含量,研究低磷胁迫对相关生理性状的影响,并对控制可溶性糖和可溶性蛋白含量的相关基因进行染色体定位。结果表明,低磷胁迫下,中国春-Synthetic 6x染色体代换系及其亲本的可溶性糖和可溶性蛋白含量在测定的各生育时期中明显低于对照;Synthetic 6x的2A、3A、5B、7D染色体上可能存在促进可溶性糖含量增加的基因;3A染色体上可能存在诱导可溶性蛋白含量增加的基因。

同一烤烟品种在不同的生态烟区具有不同的香型风格,为了研究揭示香型风格形成的机制,以烤烟品种K326为材料,对其在典型清香型和浓香型生态区烟叶基因组DNA进行MSAP分析。结果表明,永州烟草叶片的甲基化水平明显高于玉溪的甲基化水平,其中半甲基化比率高出3.97个百分点,全甲基化比率高出1.74个百分点,MSAP比率高出5.78个百分点,BLAST比对表明,MSAP差异片段与2个烤烟功能基因具有高度同源性。

为了解小麦抗源材料0911-3对白粉病的抗性遗传规律,以0911-3为母本与极度感病品系1130-2杂交,产生P1、P2、F1、BC1、BC2和F2共6个家系世代,分别以倒二叶病害严重度(MDS)和病程曲线下叶面积(AUDPC)为成株抗性指标,应用主基因+多基因混合遗传模型多世代联合分析方法进行遗传分析。结果表明,0911-3对白粉病的2种成株抗性指标的遗传基础基本是一致的,都符合2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性-上位性多基因遗传模型;2对主基因都具有负向加性效应,可以增强抗病性,显性效应为正向,感病基因具有部分显性作用;2对主基因间还存在各种相互作用,可以增强抗病性;分离世代以F2主基因+多基因遗传率为最高,MDS和AUDPC的遗传率分别为91.87%和92.22%。

为解决奶白菜杂交种生产中的杂交制种手段问题,配制优良杂交种。以核不育"复等位基因遗传"假说为指导,以青梗白菜核基因雄性不育系00S107作不育源,采用连续回交转育同时测交鉴定基因型的方法,定向转育奶白菜核基因雄性不育系。并利用转育成的不育系与奶白菜优良自交系配制杂交组合,进行了杂种优势分析。选育出园艺学性状与目标品系相似,具有100%不育株率和不育度的奶白菜核基因雄性不育系GMS3,筛选出2个产量高、整齐度高的优异杂交组合GMS3×B1、GMS3×B2。定向转育模式兼顾了不育基因和园艺学性状的转育,解决了奶白菜核不育系转育和利用的难题。

为了定位控制白菜叶片紫色的puR基因,选用大白菜自交系09-680和紫色小白菜09N-742进行杂交构建了一个由307个单株组成的F2群体,采用群体分离分析法(Bulked segRegant analysis,BSA)构建紫色和绿色池,对分布在白菜基因组10个连锁群上的125个InDel标记和100个SSR标记进行多态筛选,其中位于A3连锁群末端的2个In-Del标记BRID10999和BRID10399与紫色性状表现连锁。连锁分析发现,2个标记与puR基因的遗传距离分别为7.3,5.7 cM,位于puR基因的同侧。在此基础上,根据这些标记所在区域的BAC序列设计了23对SSR引物,其中来源于KBRH005P10的SSR标记BVRCP10-6位于puR基因的另一侧,距离puR基因仅1.9 cM。这些标记可有效用于白菜紫色性状的分子标记辅助育种,也为进一步精细定位和克隆puR基因奠定了基础。

利用Illumina HD SNP技术对484头中国西门塔尔牛SCD1基因的遗传变异及其与部分肉质性状的相关性进行了分析。结果表明,该群体中存在7个SCD1基因的SNP位点。SCD1基因第4内含子存在A8605G、A9229G与A10050C 3个SNP位点;第5内含子存在1个SNP位点A12304G;3’UTR区存在A13655G、C14790T与A15565G 3个位点。A8605G位点的B等位基因为优势等位基因,频率为0.748,其他位点等位基因频率在0.4～0.6之间。χ2检验结果显示,SCD1基因的所有SNPs均处于哈代-温伯格平衡状态(P>0.05)。SCD1基因的7个SNPs位点全部为中度多态,杂合度和有效等位基因数均较高。SCD1基因SNP多态性与肉质性状的关联分析表明,SCD1基因对肌内脂肪含量、剪切力、大理石花纹等级和脂肪颜色有一定的影响,可以作为改善牛肉质量进行标记辅助选择的重要候选基因。

为了比较高低抗性淀粉含量水稻种质间淀粉主要特性差异,利用江苏省农科院水稻品种资源项目组筛选出的抗性淀粉含量有极显著差异的水稻种质,比较分析了RVA特征值和淀粉晶体热力学差异。结果表明,抗性淀粉含量较高的3个水稻材料崩解值较低,而消减值较高;抗性淀粉含量较小的3个水稻材料崩解值较高,而消减值较低。高低抗性淀粉含量水稻种质间RVA特征值和淀粉晶体热力学有较大的差异,可为高抗性淀粉含量功能性水稻品种育种提供新的选育指标。

为研究小麦返白系阶段性"白化-复绿"的分子机制,以中国春小麦叶绿体基因组序列的LSC区为参考序列,分段设计引物,PCR扩增中国春、矮变1号、返白系的相应基因片段,在返白系中获得特异基因片段WFC01。提取中国春、矮变1号幼嫩叶片和返白系白化及复绿叶片总RNA,毛细管法转膜,WFC01为探针进行NoRtheRn杂交。结果表明,与对照矮变1号和中国春相比,返白系随着叶片的白化,WFC01基因片段的表达受到明显抑制,几乎无表达,随着叶片的复绿,WFC01基因片段的表达恢复正常,与对照表达量一致,表明该基因的表达与返白系的阶段性白化、复绿有关。

以加拿大披碱草为材料,通过染色体原位杂交的方法,确定加拿大披碱草的45S RDNA在染色体上的位置,旨在为加拿大披碱草育种提供依据。结果表明,45S RDNA在加拿大披碱草的染色体上检测出4个位点(绿色),它们分别位于第2对染色体短臂末端和第5对染色体短臂次缢痕上,即核仁组织区(NOR),且杂交信号强弱较一致。

ffaR-1在胰腺组织和神经系统中均有着重要作用,但其作用机制,尤其是在神经系统中的机制仍不清楚。以牛ffaR-1基因为研究对象,通过生物信息学预测并分析该基因的核心启动子区域,利用5’RACR技术扩增牛ffaR-1基因mRNA 5’UTR区域,同时构建牛ffaR-1基因真核表达载体并在真核细胞中进行表达。生物信息学分析表明,牛ffaR-1基因核心启动子属于TATA-less,Int-DPE类型;5’RACE结果将牛ffaR-1基因mRNA序列向上游推进了726 bp;成功构建了牛ffaR-1真核表达载体pIRES-EGFP-bffaR-1,并在真核细胞中进行了表达。从启动子序列、mRNA 5’UTR及真核细胞表达3个方面对牛ffaR-1基因进行了初步研究,为该基因功能及调控的相关研究提供理论和试验依据。

设计特定引物对牦牛MSTN基因PCR分段扩增并克隆和测序,利用分子生物学软件进行序列拼接,获得牦牛MSTN基因序列(GenBank登录号EU926670)。该基因由3个外显子和2个内含子组成,CDS序列全长为1 128 bp(GenBank登录号EU926671),由375个氨基酸组成。外显子大小分别为373,374,381 bp,内含子大小分别为1 843,2 028 bp。牦牛与普通牛的MSTN基因编码区中,在417位发生一次碱基转换(C→T),但未造成氨基酸改变。不同物种间在该基因编码区核苷酸序列和氨基酸序列上有较高的相似性,牦牛与普通牛、绵羊、猪、人、狗、小鼠、马、兔子、鸡、猩猩各物种间核苷酸相似性大小分别为99.9%,96.5%,94.3%,89.1%,91.9%,91.3%,93.6%,91.7%,82.0%,92.0%。牦牛与普通牛MSTN氨基酸序列相似性最高,为100%;而与绵羊、猪、小鼠、人、狗、马、兔子、鸡、猩猩各物种间相似性大小分别为93.3%,95.5%,92.5%,94.1%,93.3%,94.9%,94.4%,88.0%,94.4%。生物信息学软件分析发现:牦牛MSTN基因编码蛋白的理论分子量约为42.6 kDa,PI值为6.14,Leu的含量最高(9.9%),其次是Lys(7.2%)。牦牛MSTN基因编码蛋白二级结构以β折叠为主,属于跨膜蛋白,跨膜区位于AA6-AA23之间;具有一个分泌信号肽结构,其氨基酸序列MQKLQICVYIYLFMLIVA具有TGF-β家族的特征。

以杜梨为试材,采用同源序列法和RACE技术对杜梨SAMDC基因进行了克隆,命名为PbSAMDC,GenBank登陆号为:JX624260。生物信息学分析表明,PbSAMDC基因全长1 683 bp,编码358个氨基酸,相对分子量为39.767 7kDa,等电点为4.96;其编码氨基酸同源性分析表明,PbSAMDC基因与MdSAMDC1同源性最高,达到96%,其次是葡萄、甜橙等,同时对该基因的生物活性等进行了讨论,研究对梨属植物SAMDC基因的逆境调控机制和抗逆基因工程育种具有重要意义。

根据其他植物中已知的光合作用关键酶1,5-二磷酸核酮糖羧化/加氧酶小亚基编码基因(RbcS)及其启动子序列设计简并引物,以生菜叶片基因组DNA为模板,利用PCR扩增技术获得生菜RbcS上游1 046 bp的序列元件(GenBank登录号:JQ741945)。序列分析表明,该序列元件包含植物启动子所必需的核心元件CAAT-box和TATA-box,同时包含具有参与光应答、茉莉酸应答、脱落酸应答、乙烯应答、热胁迫应答及分生组织激活等相关的多种调控元件。序列比对表明,该序列与菊科、茄科、豆科3种科属多种植物的RbcS启动子序列存在较高同源性。该启动子的获得为开展以生菜作为外源蛋白表达宿主的相关研究奠定了良好基础。

应用同源克隆法和RT-PCR技术分别从异源四倍体油菜湘油15号和四川黄籽花序组织中克隆了ShoRt veg-etative phase(SVP)基因的同源基因,分别命名为BnSVP-1、BnSVP-2、BnSVP-3、BnSVP-4、BnSVP-5和BjSVP-1、BjSVP-2、BjSVP-3,GenBank登录号分别为JQ906717、JQ906718、JQ906719、JQ906720、JQ316471和JQ906715、JQ906716、JQ316472。序列分析结果表明,这些SVP同源基因编码区长726 bp,编码241个氨基酸残基,具有典型的MIKC结构域,是一类MADS-box调控基因。表达结果分析表明,光周期和GA3处理会使SVP基因的表达模式发生改变,而春化处理后的表达模式与对照相似,其表达模式的改变会导致开花时间提早;在开花前,SVP基因在根、茎、叶组织中均有表达,花期,在花器官的雄蕊、雌蕊和萼片中均有表达,在花瓣中无表达;幼角果的角果皮中该基因的表达水平要高于幼嫩种子。

提取小麦品种L10的总RNA,进行反转录,其产物用于探究自噬基因ATG8的生物学功能。用PCR方法克隆ATG8,将克隆的ATG8亚克隆至表达载体PMD19-T,酶切后切胶回收,然后把产物测序鉴定,转化宿主菌E.coliRosetta-gami B(DE3),构建原核表达系统,将融合蛋白纯化后制备其兔抗血清,然后利用WesteRn Blotting技术对兔抗血清进行检测,鉴定了该抗血清的结合特异性。ATG8抗体的成功制备,为小麦中ATG8基因和自噬功能的研究奠定了基础。

番茄不孕病毒(TAV)、菊花B病毒(CVB)、菊花褪绿斑驳类病毒(CChMVd)是侵染菊花的3种主要病毒,严重影响菊花品质。利用Blast及分子生物学软件DNAStaR对TAV、CVB、CChMVd基因序列同源性进行分析比较,选用TAV的277 bp(1 810～2 086),CVB的281 bp(496～776),CChMVd的217 bp(109～325)的部分基因片段,应用重叠延伸PCR技术将其拼接成融合基因CBT,构建了以CaMV 35S启动子驱动的含有"正向CBT片段-内含子-反向CBT片段"的RNAi的植物表达载体,为培育抗3种病毒的菊花优异种质资源奠定基础。

根据猪Toll样受体7基因(TLR7)序列设计、合成1对引物,直接从三元猪外周血淋巴细胞中提取总RNA,应用RT-PCR技术扩增三元猪TLR7全基因,并进行克隆和测序。测序结果表明,获得了三元猪TLR7全基因序列,其大小为3 160 bp,包含一个完整阅读框(3 153 bp),编码1 051个氨基酸残基,有15个潜在的N-糖基化位点和4个潜在的磷酸化位点,信号肽切割部位位于第29～30位氨基酸之间,跨膜基因序列为第844～866位。TLR7基因存在种属的差异性,亲缘关系越近,同源性越高。三元猪TLR7基因的成功克隆为进一步研究猪TLR7基因表达、生物学功能、揭示ssRNA病毒入侵宿主的致病机制以及猪抗病毒免疫及育种的相关研究奠定了基础。

为获得更多小麦抗逆基因资源,利用RT-PCR方法克隆了磷脂酶D基因(PLD),命名为TaPLDα,并对基因及其蛋白进行了生物信息学分析。结果表明,TaPLDα开放阅读框为2 394 bp,编码812个氨基酸残基,等电点5.30,分子量为92 kDa。序列分析显示,TaPLDα基因编码的氨基酸序列含有N端C2结构域及2个保守的活性中心。预测TaPLDα蛋白是一个亲水性稳定蛋白且定位于细胞质,其二级结构含28.82%的α-螺旋、20.07%的延伸链、6.03%的β-转角和45.07%的不规则卷曲。该蛋白不存在信号肽,无跨膜区。TaPLDα与水稻、玉米和拟南芥的PLDα氨基酸序列之间具有高度的保守性,进化分析显示,小麦PLDα序列与毒麦、水稻和玉米PLD序列亲缘关系密切。

为了比较不同地理株的捕食线虫性真菌-少孢节丛孢菌丝氨酸蛋白酶基因的同源性,首先利用Biospin真菌基因组DNA提取试剂盒,提取少孢节丛孢菌内蒙古株(ARthRobotRys oligospoRa CHIM)的DNA,然后根据GenBank中相应丝氨酸蛋白酶基因,分别设计上下游引物;再经PCR扩增后,纯化并回收扩增产物,然后进行序列测定并分析。结果表明:少孢节丛孢菌内蒙古株丝氨酸蛋白酶基因序列与少孢节丛孢菌瑞典株(AY444597)和少孢节丛孢菌云南株(AF516146)同源性分别为80.3%和84.1%;虽然这3株菌具有较高的亲缘性,但其差异也非常明显,这一结果说明少孢节丛孢菌在不同国家或地区间有差异。

脂肪肥胖相关基因(FTO)在控制食欲和能量消耗方面具有重要作用。为进一步了解猪FTO基因的结构和功能,以苏钟猪为试验对象,利用RT-PCR方法,分析该基因在苏钟猪5种不同组织(肺脏、肝脏、心脏、背膘和背最长肌)RNA水平的表达谱信息;对苏钟猪FTO基因的编码序列(CDS)进行了克隆测序,并用生物信息学方法分析了苏钟猪FTO蛋白的结构和不同物种间的同源性。结果表明,FTO基因在苏钟猪各组织中的mRNA表达丰度表现为:背膘>心脏>肺脏>肝脏>背最长肌,其中背膘中的表达量显著高于其他组织(P<0.05)。苏钟猪FTO的CDS区发现了8个SNPs,分别为G52A、C523T、G628A、A655G、A810G、A886G、G1002A和A1344G。苏钟猪FTO基因编码一个含505个氨基酸的蛋白,理论等电点为5.23,具有亲水性,不存在信号肽,是非分泌型蛋白,与牛、绵羊、狗等物种的亲缘关系最近。FTO的mRNA表达对苏钟猪的皮下脂肪、心脏、肌肉等组织的脂肪沉积有一定影响,其编码序列中丰富的SNPs可成为苏钟猪肉质改良育种中的重要分子标记。

用体外表达的蛋白作为免疫原来制备特异的单克隆抗体,并对制备的抗体进行鉴定。将ARVσ3蛋白基因在体外扩增,扩增产物与载体PGEX-4T-1连接并在基因工程菌中表达,体外表达的蛋白经纯化后作为免疫原来制备特异的单克隆抗体和ELISA检测包被抗原,测定纯化后蛋白的浓度,按每鼠100μg的蛋白用量免疫BALB/c小鼠,免疫4次后取其脾细胞与骨髓瘤细胞SP2/0按5∶1进行融合。对融合后的杂交瘤细胞及时筛选,阳性孔经3次有限稀释法克隆,通过间接E-LISA方法测定其抗体效价,并通过WesteRn Blot、Dot-ELISA、直接免疫荧光、病毒中和等方法对获得的单抗特性进行检测。结果通过纯化的病毒含量为41.5 mg/mL,应用纯化的病毒免疫BALB/c小鼠后与骨髓瘤细胞融合,通过克隆筛选成功获得1株能稳定传代并分泌抗禽呼肠孤病毒单克隆抗体的杂交瘤细胞株σ3 B6-3 K3,用其制备的腹水经间接E-LISA测定效价达105以上,并且与其他参试病毒株没有交叉反应,具有良好的特异性;病毒中和试验证明其中和能力低。应用ARVσ3蛋白制备并获得的杂交瘤细胞株σ3 B6-3 K3具有很好的特异性,不具有中和ARV的关键表位,可以用于ARV的特异性检测。

为准确了解谷物中木聚糖酶抑制蛋白活性的存在情况,从而进一步分析这种抑制蛋白活性对谷物加工中外加木聚糖酶可能产生的负面影响。选取小麦、大麦、黑麦、绿粒小麦、荞麦、燕麦、玉米、水稻和高粱9种常见的谷物为材料,测定了其籽粒以及籽粒不同部位木聚糖酶抑制蛋白的活性。结果表明,木聚糖酶抑制蛋白活性在小麦、黑麦、绿麦和荞麦中较高,分别为4.27,4.76,4.18,3.61 IA/mg;在大麦、燕麦中较低,分别为0.54,0.87 IA/mg;玉米、水稻和高粱中没有发现木聚糖酶抑制蛋白活性。进一步选取木聚糖酶抑制蛋白活性较高的小麦、黑麦和绿粒小麦,分别测定其种皮、胚和胚乳中的木聚糖酶抑制蛋白活性。结果显示,小麦种皮、胚和胚乳中的木聚糖酶抑制蛋白活性分别是0.06,3.67,4.47 IA/mg;黑麦种皮、胚和胚乳中的木聚糖酶抑制蛋白活性分别是1.70,5.42,5.39 IA/mg;绿粒小麦种皮、胚和胚乳中的木聚糖酶抑制蛋白活性分别是0,5.06,4.57 IA/mg。3种麦类表现出一致的结果,即木聚糖酶抑制蛋白活性在胚和胚乳中基本持平,并且远高于种皮。

以抗寒性不同的冬小麦品种(米808、冬引0801、小黑麦、冬麦9625、冬麦138)为试验材料,测定各材料在不同温度(13,7,4,-18,-21℃)下处理2 h后叶片的相对电导率、叶片中丙二醛(MDA)、可溶性蛋白质、脯氨酸、可溶性糖含量和超氧化歧化酶的活性(SOD)。结果表明,随着温度降低(4℃→-18℃→-21℃),小麦叶片中MDA、可溶性糖含量逐渐增加。小麦叶片SOD总活力随胁迫温度降低先升高后降低再升高。经低温胁迫后,小麦叶片可溶性蛋白质含量无明显变化。米808、冬引0801在-21℃胁迫下,相对电导率变化率最低。米808、冬引0801在-18℃→-21℃时,MDA含量增幅较大;米808 SOD总活力在-18、-21℃时变化率最低。冬引0801脯氨酸和可溶性糖的变化率均在21℃时最大。

为探讨烟叶成熟期间淀粉合成机理,分析了4个不同留叶数处理(分别留叶16,18,20,22片)的烟叶成熟期间中、上部叶淀粉积累动态及淀粉酶(AM)、蔗糖合成酶(SS)活性变化规律及其相关性。结果表明,留叶数与成熟期间上部叶的AM活性、淀粉含量无显著的相关性(R=-0.101,P=0.441>0.05,R=0.221,P=0.089>0.05),与上部叶的SS活性有显著的正相关(R=0.300*,P=0.020<0.05);与中部叶的AM活性无显著的相关性(R=-0.179,P=0.172>0.05),与中部叶的SS活性有极显著的正相关(R=0.395**,P=0.002<0.01),与中部叶的淀粉含量有显著的正相关(R=0.328*,P=0.011<0.05)。留叶数增多时,成熟期间上、中部叶AM活性稍有下降,SS活性显著上升,淀粉含量也有所提高。

使用固相微萃取技术及气相-质谱联用技术测定不同采收时期玫瑰香葡萄果实芳香化合物相对含量,研究采收期对葡萄果实品质及芳香物质组分的影响。结果表明,10月10日采收的玫瑰香果实总糖、可溶性固形物、原花色素分别为20.09%,21.3%和5.53 mg/g,均显著高于较早采收。8月24日、9月8日、9月21日、10月10日采收的芳香化合物检出种类分别为41,34,36,39种。各采收期果实中萜醇类化合物相对含量分别为52.98%,58.29%,70.91%,43.62%;9月8日、9月21日采收时气味最重的里那醇相对含量最高,分别为29.47%和49.02%;具有浓郁的花香、香脂香、玫瑰香的香芹醇、松油醇、氧化里那醇、á-月桂烯、3-蒈烯的相对含量也显著高于8月24日和10月10日采收。10月10日采收的果实中,具有刺激气味的壬烷酸、2,4-二(1,1-二甲基乙基)-苯酚、4,6-二-叔-丁基-m-甲苯酚、牛儿基乙烯基醚的相对含量显著增加;影响采后贮藏品质的乙醇相对含量较高;10月10日采收较8月24日、9月8日、9月21日采收分别增加了103.77%,77.05%,39.35%。说明在玫瑰香成熟过程中,萜醇类化合物对果实风味的贡献更大,因此,天津地区玫瑰香的最佳采收期应在9月中下旬。

以酿酒品种赤霞珠果实为试材,研究了延迟采收对赤霞珠果实细胞质膜的影响。结果表明,延迟采收后,葡萄果实细胞质膜透性及丙二醛、脯氨酸和过氧化氢的含量均有所提高。其中,细胞质膜透性增大37.2%,丙二醛含量和脯氨酸含量分别增加35.1%,405.7%,过氧化氢含量增加41.5%。方差分析表明,细胞质膜透性从9月21日-10月21日各个时期差异不显著;脯氨酸含量从10月1-21日各时期差异达显著水平;丙二醛和过氧化氢含量在各时期差异均不显著。

研究了冬季4种光周期处理(自然日长CK、20 h、16 h、暗期中断4 h)对胭脂花生长发育的影响。结果表明,冬季自然日长(9～11 h)条件下,胭脂花顶芽长期处于休眠状态,延长日照时间和暗期中断可使处于休眠状态的胭脂花在10 d内迅速萌发;延长日照时间显著促进了胭脂花的生长,20 h日照处理的植株生长最快,单株干质量最终达到1.424 g,但其根系长势弱,干质量仅为0.075 g,根冠比失调,部分植株枯萎死亡。16 h日照和暗期中断对生长的促进作用差异不显著,但根系活力高于20 h日照处理。不同光周期处理110 d后,胭脂花植株统一置于自然日长下继续培养40 d,发现均有花芽形成,16 h日照处理的植株花芽分化进程略早于其他2种处理,而对照植株无可见花芽形成;经低温冷藏100 d后,花芽分化率及成花率均以暗期中断4 h处理的植株为最高。3种补光处理的胭脂花地上部分GA含量均极显著高于对照(P=0.01),而ABA含量显著低于对照(P=0.05),不同补光处理和对照之间胭脂花地上部分IAA的含量没有显著差异;地下部分GA、ZR、IAA的含量在各处理和对照之间没有极显著差异(P=0.01),但ABA的含量极显著低于对照(P=0.01)。研究结果说明,长日照处理诱导胭脂花休眠芽萌发,并促进营养生长;胭脂花地上部分GA含量升高与ABA含量降低,可能是长日照促进胭脂花顶芽萌发的原因。

向日葵资源材料幼苗耐盐性机制的研究和阐述对向日葵耐盐新品种选育意义重大。采用盆栽试验模拟0.35%,0.50%土壤含盐量水平,研究了盐分胁迫对5个自育向日葵不育系出苗率、苗期株高、叶面积、地上和地下部生物学产量、丙二醛含量、氧自由基产生速率和SOD活性、POD活性、CAT活性等幼苗生长和生理特性的影响,结果表明:轻度盐分胁迫(0.35%)对幼苗萌发有促进作用;中度盐分胁迫(0.50%)下,幼苗萌发及生长均受到抑制,叶片相对电导率增加,SOD、POD、CAT活性显著增加,O2.-产生速率、MDA含量与对照差异不大。较强的活性氧清除能力是向日葵耐盐碱特性的生理机制之一。5个自选不育系间耐盐性存在差异。

为探究盐渍条件下丛枝菌根真菌对番茄营养吸收及离子毒害的作用,采用盆栽试验研究了不同浓度NaCl(0.5%和1%)胁迫下,接种丛枝菌根真菌Glomus mosseae-2对番茄营养吸收的影响。结果表明:在盐胁迫下,番茄接种Glomus mosseae-2,显著提高了地上部及根系N、P、K+和Ca2+的含量,显著降低Na+含量,对Cl-含量虽有减少但无显著影响。接种后还显著影响盐胁迫下植株的营养吸收及平衡,增加地上部及根系K+/Na+、P/Na+、Ca2+/Na+及根系P/Cl-值。这些比值与植株总干质量均呈显著正相关,其中与K+/Na+、P/Na+、Ca2+/Na+相关性最大。接菌番茄耐盐性提高与AMF改善植株营养状况尤其是提高K、P含量,保持较高K+/Na+、P/Na+、Ca2+/Na+比值、降低植株Na+含量从而降低Na+对植株的毒害作用有关。

为给小麦氮肥合理运筹提供依据,2009-2011年在典型高产区研究了不同氮肥运筹方式对冬小麦干物质积累、分配、产量、氮素利用效率的影响。结果表明,在施氮240 kg/hm2条件下,小麦产量均以T4(基肥∶返青∶拔节∶孕穗肥为1∶0∶1∶1)处理最高,分别达到8 433.3,8 866.3 kg/hm2,比T7处理(氮肥全部基施)增加10.6%和4.61%,比生产中推荐使用的T1处理(基肥∶拔节肥为1∶1)增加5.97%和2.90%。从小麦干物质累积来看,T4处理最大增长速率和持续时间不是最高,但花后的转运量及转运干物质对籽粒的贡献率均高于其他处理。从肥料利用率来看,T4处理的农学效率、生理效率和氮肥偏生产力也都高于其他处理。同时,T4处理成熟期干物质在籽粒中占的比例也显著高于其他处理。综合考虑产量、氮肥利用率和干物质累积转运等因素,该地区氮肥的施用模式应该是基肥∶返青∶拔节∶孕穗肥为1∶0∶1∶1。

为探讨转C4光合基因水稻在生育后期剑叶PSⅡ对氮素水平的响应特性,采用转pepc(PC)、ppdk(PK)、pepc+ppdk(CK)和未转基因的Kitaake(WT)为试验材料,测定了不同氮素条件下(0.7 mmol/L(1/4N)、3 mmol/L(1N)、6mmol/L(2N))不同品种剑叶SPAD值和形态学指标的变化,并运用叶绿素荧光动力学技术测定了各个品种叶绿素荧光动力学曲线和荧光参数的变化。结果表明,1/4N处理能增加各品种的根长,减小剑叶面积、株高以及叶片叶绿素含量,2N能使剑叶面积和叶绿素含量增加,转C4光合基因品种叶绿素含量在1/4N氮条件下具有显著优势,PC在1/4N条件下具有最长根长和最大剑叶面积,具有显著的形态学优势。1/4N处理使所有品种的荧光曲线出现了K相(300μs处)的增加,转C4基因水稻材料K相的峰值都比原种低,PC的峰值最低。叶绿素荧光曲线分析表明,低氮破坏了剑叶PSⅡ的构造,造成所有品种PSⅡ的OEC失活,从而出现300μs处K相的增加,低氮还造成所有品种失活反应中心增加,电子传递活性减弱,热耗散增加,进而造成PSⅡ最大光化学活性的减小。而PC在低氮当中PSⅡ的所有指标都显著高于其他品种,具有相对稳定的PSⅡ结构,具有耐低氮的优势。高氮对各品种PSⅡ光化学活性的影响不大。

通过对生长于盐渍化土壤中的小麦在扬花期的农艺性状及土壤pH值、电导率的测定分析,研究了土壤电导率与小麦生长性状的相关性以及土壤的盐渍化程度对以上性状的影响。结果表明,土壤电导率与单位面积小麦穗数、旗叶叶片SPAD值、小麦株高、旗叶叶面积、穗表面积、地上部干物质生物量、根系干物质生物量之间呈负相关,其中与单位面积的穗数、株高的相关性较好,且随着土壤盐渍化程度加重,以上指标值都有降低趋势。综上分析,土壤电导率和pH值可作为田间判断土壤盐渍化程度的参考指标,单位面积小麦穗数、株高可以作为鉴定扬花期小麦受盐害程度和耐盐性大小的指标。研究结果还表明,土壤盐害不仅对小麦苗期生长产生抑制作用,在小麦的后期生长过程中,土壤盐害也会不同程度地影响相应的生理代谢过程,最终影响小麦产量。

通过大田番茄试验,进行了有机肥与无机肥不同配比施用对土壤NO3--N和NH4+-N含量以及番茄产量和品质的影响研究。结果表明,在施氮量相同的条件下,番茄各生育期土壤NO3--N和NH4+-N含量随无机N配施比例的增加而增加,变化动态相似。番茄拉秧期不同施肥处理土壤全N和有机C含量有明显变化,且均为高量有机肥配施处理>低量有机肥配施处理>化肥处理。有机氮与无机氮配施比例为3∶2,对土壤N素矿化与固持、土壤全N与有机C的提升以及增加番茄产量较为有利。番茄果实中可溶性糖、酸和维生素C含量的变化规律与肥料施用无相关性,可能是受番茄产量高低的影响。各处理的番茄果实硝酸盐含量随有机肥配施比例的增加而下降,番茄果实硝酸盐和亚硝酸盐含量均低于国家限量标准。

以超级杂交稻陆两优996为材料,设置不同氮肥水平(纯N 0,90,135,180 kg/hm2)和栽插密度(22万,30万,45万穴/hm2),分析两因素及其互作对群体冠层生理生态特性和产量的影响。结果表明,中氮和中密处理均能使高温季节高温时段水稻冠层的温度降低,并增加冠层相对湿度及改善群体内部的微气象环境,使冠层叶片SPAD值及剑叶光合速率和光能截获率提高,延长了冠层叶片光合作用时间,N135D30互作处理产量最高,为10 489.30 kg/hm2。氮肥用量和密度对穗粒数、结实率影响不大,对有效穗和千粒质量影响较大,氮肥和密度互作对有效穗影响达显著水平,施氮180 kg/hm2虽然有一定的增穗作用但每穗粒数、结实率、千粒质量却降低,因此不能高产。在本试验条件下,早稻移栽密度为36.6×104穴/hm2再配合施氮141.2 kg/hm2,能构建高产群体,实现足穗和大穗以及结实率和千粒质量关系的协调,获得高产;因此适当加大密度和减少氮肥用量是高产高效的栽培技术措施。

试验采用小麦单基因系TcLR19,感病对照ThacheR(Tc)及叶锈菌小种366和165,利用组织化学方法,对接种后不同时间点叶锈菌在亲和和不亲和寄主上的发育情况进行观察,并对表现不同侵染型的TcLR19-叶锈菌组合中的2种防御酶苯丙氨酸解氨酶(PAL)和过氧化物酶(PO)的活性变化及发生过敏性死亡(HR)的细胞面积进行测定。结果表明,伴随着叶锈菌的侵染,TcLR19接种叶锈菌小种366(侵染型为0;)后PAL的活性分别在24,72 h出现高峰,PO活性在48 h达到最高峰,发生HR的细胞面积从接种后24 h逐渐增加直至96 h达到高峰;而接种叶锈菌小种165(侵染型为1)后2种酶活性变化及HR的变化和接种366具有相同趋势,但是前者的酶活性峰值低于后者,且发生HR的面积在96 h之前一直也小于后者。小麦对叶锈菌的抗性表达程度与防卫反应的表达强度呈正相关关系。

为了探索太空环境对不同芝麻品种的诱变效应,以实践8号卫星搭载的豫芝11号、日本黑芝麻、郑芝D15、郑芝05N01、郑芝06ms198等5个芝麻品种为材料,分析了太空诱变对芝麻SP3与SP4世代农艺性状和抗性变异的影响,并对豫芝11号、日本黑芝麻及其诱变后代进行了AFLP分子标记检测。结果表明:不同芝麻品种经太空诱变后在叶型、蒴型、花色、生育期、株高、始蒴部位、黄稍尖、单株蒴数、千粒质量、产量和抗病性上均产生了变异,品种间突变类型及突变频率均存在差异,抗性性状有正向增加的趋势,但农艺性状负向突变较正向突变幅度大。与对照(未经太空诱变)相比,株高、始蒴部位、黄稍尖、单株蒴数、千粒质量、产量最高分别增加了53 cm,77 cm,16 cm,122个/株,0.53 g,478.54 kg/hm2,下降了36 cm,30 cm,19 cm,197个/株,0.64 g,1 013.81 kg/hm2;对豫芝11号和日本黑芝麻的SP4世代变异进行AFLP分子检测,豫芝11号39个诱变后代的遗传距离在0.128 8～0.488 5,72%的植株遗传距离在0.12～0.25,平均遗传距离为0.25,日本黑芝麻17个诱变后代的遗传距离在0.289 7～1.301 3,37.5%的植株遗传距离在0.178 3～0.499 6,平均遗传距离为0.687 6。由此表明,太空诱变具有多方向性和随机性,芝麻不同品种对太空诱变的敏感性不同。

为探讨光照强度对烤烟品质的影响,采用田间试验方法,以自然光照(透光率100%)为对照(CK),研究了不同遮阴处理(透光率分别为55%,70%,85%)对烤烟质体色素及其降解产物的影响。结果表明,100%自然光强(CK)下各部位烤后烟叶中叶绿素和类胡萝卜素含量均最低;随着光照强度的降低,中、上部烤后烟叶叶绿素含量呈先增加后降低的趋势,下部叶逐渐增加;各部位类胡萝卜素含量呈先增加后降低趋势。CK类胡萝卜素降解产物总量及新植二烯含量均高于遮荫处理,遮荫处理上、中、下部位的新植二烯含量平均值较CK分别降低13.59%,19.99%,5.66%,类胡萝卜素降解产物总量平均值较CK分别降低6.70%,8.08%,2.83%。由此可见,遮荫处理增加烟株各部位烤后烟叶中叶绿素、类胡萝卜素含量,降低新植二烯含量及类胡萝卜素降解产物总量。