为寻找与TuMV抗性基因紧密连锁的分子标记,选用高抗病毒病大白菜自交系91-112和高感病毒病自交系T12-19以及由二者为双亲构建的包含100个株系的DH群体为材料,通过SSR和InDel标记的遗传分析,在A09上定位了一个新的与大白菜苗期TuMV-C4抗性相关的主效QTL位点 BrTuA09。在此基础上,针对该QTL位点所在的标记区间,根据作图群体双亲的重测序结果,设计合成27对引物,其中11个InDel在双亲间具有多态性,且条带单一、扩增稳定;连锁分析发现,11个InDel标记均被定位在A09连锁群上 BrTuA09 的置信区间。利用BC₁群体进行标记验证发现,这些标记对高抗单株选择的准确率均达到78%以上,可应用于分子标记辅助选择,为大白菜TuMV抗病分子育种奠定了良好的基础。

为了克隆 DL-6 基因,以dl-6与9311配制正反杂交组合进行性状分析发现,dl-6 突变性状受1对隐性核基因控制,利用SSR分子标记将控制dl-6性状的基因 DL-6 初步定位在水稻第3染色体的短臂上,进一步利用新发展的InDel标记将 DL-6 基因精细定位在I3-5和I3-8之间85 kb的物理距离内。对该区段内存在的开放阅读框(ORF)进行分析,发现其中ORF9编码的 YABBY 基因是一个与叶脉发育相关的基因,对突变体dl-6和野生型中 YABBY 基因进行测序,将测序结果与数据中日本晴序列进行比对发现,突变体dl-6中 YABBY 基因的第1个外显子存在1个单碱基突变,该突变导致野生型中编码的半胱氨酸突变为突变体中的精氨酸;同时突变体dl-6在 YABBY 基因的3'端还存在8个碱基的缺失。这2个突变位点哪个是导致dl-6突变的功能区目前还不确定,有待进一步研究。

为不断发掘和鉴定新的抗性基因,从而克隆和利用广谱持久抗性基因,选育水稻广谱抗稻瘟病新品种,解决稻瘟病危害。根据已克隆的水稻稻瘟病广谱抗病隐性等位基因 pi21 的序列设计分子标记 Pi21-1,对育种上高频率使用的广亲和品种02428进行PCR扩增,测序比较分析发现了新的等位基因类型,同时对广亲和品种02428进行田间稻瘟病接种鉴定,苗期鉴定结果为免疫,从而鉴定了一个广谱抗稻瘟病的新等位基因 pi21t,为水稻广谱抗稻瘟病育种提供了新的有利资源。通过分子标记辅助选择,能够快速明确目标品种中所携带目标基因的等位基因型,从而加快水稻广谱抗稻瘟病育种的进程,提高抗病效率。

为了提高甘薯的抗逆能力,通过RACE的方法克隆到一个含有AP2结构域的ERF家族基因,该家族基因在植物逆境调控中起重要作用。该基因cDNA全长1 025 bp,编码区为669 bp,编码223个氨基酸,该基因在甘薯中未曾报道,将其命名为 IbERF3。通过进化树分析发现, IbERF3 在茄目类作物中具有一定的保守性。通过定量PCR研究发现, IbERF3 在甘薯根、叶中都有表达,且在叶片中的表达量最高,同时研究发现,在干旱、盐胁迫处理后 IbERF3 在根和叶片中表达量都显著上升。在用植物激素ABA处理后, IbERF3 的表达量逐渐上升并在24 h时达到最大。因此,推测 IbERF3 在甘薯抗逆途径中起重要作用。

为研究赤霉素合成途径关键酶基因,了解果树的矮化机理。以苹果品种富士当年生新梢的茎尖为试材,以苹果基因组数据库为依据,克隆了编码苹果CPS的基因MdCPS(GenBanK登录号:KC433942.1)。该基因gDNA序列含有15个外显子和14个内含子,其编码序列(Coding sequence,CDS)长度为2 400 bp,共编码799个氨基酸。在已发表的金冠苹果基因组中,与该基因相对应的转录本是MDP0000147908,它的定位区间为chr11:32433834~32439214。同源性分析表明,MdCPS与其他植物的CPS间有较高的相似性(49%~67%)。以杂交组合富士(普通型)×舞姿(柱型)的亲本品种及F₁后代当年生新梢的茎尖组织为试材,实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析表明,尽管该基因在柱型亲本中的表达水平显著低于普通型亲本,但在其后代的柱型与普通型群体间差异并不明显。同时,在柱型杂种及其普通型突变体间的分析结果也表明,MdCPS的表达水平与柱型性状没有明显的相关性。可见,柱型苹果茎尖组织中活性赤霉素含量偏低受其合成早期步骤关键酶基因MdCPS的影响不大。

为探讨 TaAP1-3 基因在小麦三雌蕊性状形成中的作用,从小麦三雌蕊近等基因系CM28和CM28TP中克隆得到3个同源基因 TaAP1-3a、 TaAP1-3b 和 TaAP1-3c。通过碱基序列、氨基酸序列、聚类及实时荧光定量分析表明, TaAP1-3a、 TaAP1-3b 和 TaAP1-3c 基因cDNA 序列分别为1 210,1 208,1 199 bp,ORF分别为825,816,855 bp,分别编码274,271,284个氨基酸残基。 TaAP1-3a、 TaAP1-3b 和 TaAP1-3c 与中国春 TaAP1-3 的核苷酸序列相似度分别为96.02%,93.1%,93.56%,氨基酸序列相似性高达99%,95%,97%,并且与A类基因 TaAGL29、 OsMADS15、 ZAP1、 BM8、 EnWM8、 TaAP1-3 聚集到AP1/SUQA亚家族FUL2类群中。实时荧光定量分析表明, TaAP1-3a、 TaAP1-3b 和 TaAP1-3c 在CM28和CM28TP的3个发育时期的小穗中均有表达,但各个时期的表达量有明显差异。CM28中主要在二棱期-小花分化期表达,CM28TP中主要 在雌雄蕊原基分化期表达。试验分析显示, TaAP1-3a、 TaAP1-3b 和 TaAP1-3c 可能具有上述A类基因相似的功能,其表达模式可能与小麦三粒/一粒性状形成相关。试验结果为进一步探讨该基因在小麦三雌蕊性状形成过程中的作用奠定了基础。

为构建 CHX-GFP 融合基因并将其在胡萝卜愈伤组织中瞬时表达。采用融合PCR方法,将属于CAP2家族的Na⁺/H⁺反向转运蛋白基因 CHX 和 GFP 基因相融合,利用中间载体,采用DNA重组技术将 CHX-GFP 融合基因插入到p1301植物表达载体中,采用冻融法将重组质粒导入到农杆菌中,遗传转化时所用侵染液为1/2MS+AS 100 μmol/L, 共培养基为MS+6-BA 0.5 mg/L+2,4-D 0.5 mg/L+琼脂6 g/L+蔗糖30 g/L+葡萄糖10 g/L+AS 50 μmol/L, 共培养时间为4 d。成功构建了p1301 -35S-CHX-GFP-Nos 植物表达载体, CHX-GFP 融合基因在胡萝卜愈伤组织中得到瞬时表达,表达效率为75%。采用融合PCR获得 CHX-GFP 融合基因的方法比较简单,无须知道DNA序列的酶切位点,省时省力, CHX-GFP 融合基因及其表达载体的成功构建将为进一步探查CHX亚细胞定位及 CHX 基因的功能奠定了基础。

对甘蓝型油菜萝卜质不育系(Ogu CMS)13个恢复材料(1575R)进行Ogu CMS 恢复基因 Rfo 及其旁侧特异性标记分子水平鉴定,为鉴定有别于国外恢复系提供依据。用 Rfo 特异性分子标记、5个 Rfo 连锁的特异性分子标记、具有缩短的萝卜片段的芸薹属Ogura恢复系(SRF系)特异性标记对1575R的13个恢复材料进行检测,检测以甘蓝型油菜Ogu CMS的4个不育材料和4个保持材料为对照,检测结果与国外同类的恢复材料RRH1、R113、R2000、SRF系和NW1717做比较鉴定。1575R的13个恢复材料都含有Ogu CMS的恢复基因 Rfo,而缺少了RRH1、R113、R2000共有的标记BolJon。同时,1575R含有和NW1717相同的标记。由此初步鉴定出1575R可能和RRH1、R113、R2000、SRF系是不同的,而和NW1717的同源性最近。

为了深入了解WRKY转录因子调节植物生长发育的过程,以辣椒全基因组和辣椒疫病转录组测序数据为材料,利用生物信息学方法分析辣椒WRKY转录因子的数目、种类、系统发生学和保守基序特征。结果表明,辣椒基因组中至少存在40个 WRKY 基因,包含1~2个WRKY保守结构域,根据WRKY结构域的数量及锌指结构的特征可将其分为Ⅰ、Ⅱ(a)、Ⅱ(b)、Ⅱ(c)、Ⅱ(d)、Ⅱ(e)和Ⅲ类/亚类。 辣椒 WRKY 基因的保守motif共有3个,motif长度最长为50,最短为21,辣椒WRKY编码的蛋白为151~747 个氨基酸,平均氨基酸数量为378.1个。该研究对辣椒 WRKY 基因功能的研究及进化具有重要的意义。

为获得桃多聚半乳糖醛酸酶(PG)基因启动子并分析调控元件,以桃品种大久保基因组DNA为模板,采用染色体步移技术克隆了PG基因的部分序列及其5'侧翼区,并分析其调控元件组成。结果表明,克隆产物长986 bp,3'侧翼序列与 GenBank中的PG基因序列的5'端部分序列同源性为96%,登录号为FJ940722。在789~839 bp位置存在基础启动子序列,转录起始位点位于828 bp的碱基C,其可能性为0.98。除含有CAAT-Box、TATA-Box等基本启动子元件外,还存在众多参与光响应元件、干旱诱导MYB结合位点、水杨酸响应元件等应答激素和胁迫信号元件,表明PG基因的转录和表达可能受到激素、干旱、光照等外界环境的胁迫以及衰老的调控。

为研究类泛素蛋白基因在苔藓植物中的生物学功能,从毛尖紫萼藓干旱cDNA文库中获得了类泛素蛋白基因cDNA全长序列,命名为 Gp-UBL5。该基因cDNA全长471 bp,包含1个222 bp的完整开放阅读框,编码73个氨基酸组成的蛋白。生物信息学分析表明, Gp-UBL5 基因编码蛋白分子质量为8.525 kDa,等电点为7.84,为稳定型蛋白。进化分析显示,该编码蛋白与二穗短柄草、大麦等类泛素蛋白具有较高一致性,达96%~99%。实时荧光定量PCR结果表明, Gp-UBL5 基因在复水和快速干旱的各个时期均有表达,推测该基因可能在毛尖紫萼藓的抗旱机制中发挥作用。

通过原核表达系统表达猪传染性胃肠炎病毒(TGEV)S基因不同编码区,以鉴定不同编码区表达产物与TGEV抗体的结合能力。在对TGEV S蛋白抗原位点分析的基础上,针对S蛋白N端的4个抗原位点C、B、D和A,设计引物分别扩增含C、B位点的TCB片段(411 bp)、含D位点的TD片段(441 bp)和含A位点的TA片段(456 bp),经克隆测序后分别插入原核表达载体pET-32a中进行表达,SDS-PAGE电泳显示各片段均高效表达,表达的TCB片段、TD片段和TA片段融合蛋白大小分别为34.6,35.1,36.1 kDa。Western Blot结果表明,表达蛋白与TGEV感染猪阳性血清和His标签抗体均产生阳性反应。结果显示,3个S基因编码片段均具有与TGEV抗体结合的能力,为进一步鉴定不同编码区的免疫原性及抗原保护能力奠定了基础。

研究温敏雄性不育系SCT-1在四川生态环境下的育性遗传特征,为其应用提供理论依据。选用2个具一定恢复效果的品系B2183、M2003-1,分别与SCT-1杂交构建群体,利用亲本、F₁及F₂群体的表型数据,采用主基因+多基因遗传模型对SCT-1育性遗传特性进行分析。结果表明:SCT-1育性主要受核基因控制,2个组合F₂育性均呈连续分布,具多峰、偏态现象,SCT-1/B2183组合育性遗传符合MX2-AD-AD模型,即2对加性-显性主基因+加性-显性多基因模型;SCT-1/M2003-1组合符合MX1-AD-ADI模型,即1对加性-显性主基因+加性-显性-上位性多基因模型;2个组合中主基因遗传率分别为92.89%,91.19%,主基因对育性恢复的影响较大。聚合多个主基因的恢复材料对SCT-1杂交育种利用更为有利。

为了探究AY 9944-A-7在3-异丁基-1-甲基黄嘌呤(3-isobutyl-1-methylxanthine,IBMX)阻滞的绵羊卵母细胞减数分裂恢复过程中的作用,将绵羊卵丘-卵母细胞复合体(COCs)、分离的卵丘-卵母细胞(split COCs)和脱卵丘后制成的裸卵(DOs)培养于含250 μmol/L IBMX的体外成熟液中,分别添加10,20,30,40 μmol/L的AY 9944-A-7以诱导卵母细胞恢复减数分裂。结果表明,10~40 μmol/L的AY 9944-A-7极显著地提高了绵羊COCs的生发泡破裂(GVBD)率和第一极体(PBI)排出率(P<0.01);添加AY 9944-A-7对IBMX阻滞的绵羊DOs 生发泡破裂和PBI排出没有显著的刺激作用(P>0.05);40 μmol/L AY 9944-A-7使绵羊COCs、split COCs、DOs的退化率极显著提高(P<0.01)。说明AY 9944-A-7能够诱导IBMX抑制的绵羊COCs恢复减数分裂成熟,但是过量的AY 9944-A-7对绵羊卵母细胞有毒性,AY 9944-A-7诱导绵羊COCs克服IBMX抑制恢复减数分裂成熟的适宜剂量为20 μmol/L。

为阐明 GnRHR 基因的多态性与崂山奶山羊产羔数的关系,设计7对引物,采用PCR-RFLP和PCR-SSCP技术检测 GnRHR 基因在不同产羔数崂山奶山羊的单核苷酸多态性,并分析其与产羔数的关系。结果显示:该基因存在2个多态位点,A261G突变对于初产母羊GA型产羔数比AA型多0.06只,比GG型多0.04只,差异不显著(P>0.05);对于经产母羊GA型产羔数比AA型多0.35只,差异显著(P<0.05),比GG型多0.45只,差异不显著(P>0.05)。G55A位点共检测到GG和GA这2种基因型,其中对于初产母羊GG型比GA型产羔数多0.13只,经产母羊GG型比GA型产羔数多0.19只,但差异均不显著(P>0.05)。因此, GnRHR 基因A261G突变位点可能是影响崂山奶山羊产羔性能一个潜在的有效分子标记。

对种质资源进行遗传关系的研究和遗传多样性评价是玉米育种研究的重要内容,采用形态标记和SSR分子标记2种方法对82份玉米自交系进行了遗传多样性分析。结果表明:用15个表型性状计算它们的欧式遗传距离,其平均遗传距离为50.57,变异范围为9.05~146.23,说明供试自交系遗传多样性丰富,以遗传距离38.06为界,将供试自交系分为6类,其聚类结果与其系谱来源的吻合程度较差;利用筛选出来的63对扩增条带清晰、多态性明显的SSR引物,在供试自交系中共检测出等位基因变异601个,每对引物检测到4~24个等位基因,平均为9.5个,每个位 点多态性信息量(PIC值)变幅为0.454 6~0.916 9,平均为0.752 9,遗传相似系数为0.544 1~0.933 4,平均为0.667 3, 以遗传相似系数0.673 5为界,将82份自交系分为七大类,属于五大常见类群的自交系占84.1%,其中Reid群占32.9%,PB群占23.2%,Lancaster群占13.4%,塘四平头群占7.3%,旅大红骨群占7.3%,其他2个类群分别占11.0%和4.9%,其聚类结果与其系谱来源的吻合程度较高。

采用ISSR分子标记技术对来自国内7个省市自治区的49个扁蓿豆居群的遗传多样性及生态因子的相关性进行分析,为扁蓿豆种质资源的保护利用提供理论依据和技术支撑。研究结果表明:采用筛选的15个条带清楚且稳定的引物,共获得127个扩增位点,其中,多态性位点110个,多态性位点的比例为85.61%,平均每个引物的多态扩增位点为7.33个;居群间基因多样性指数、Shannon指数、基因分化系数3个指标均大于地区间,内蒙古地区的遗传多样性较丰富,北京地区的遗传差异较小;聚类和主成分分析将49个扁蓿豆居群分为6大类,供试扁蓿豆种质资源呈现出较好的地域性分布规律; 基因多样性指数、Shannon指数及多态位点百分率均与年降水量呈显著负相关。

为了明确110份玉米自交系的亲缘关系,更好地利用和改良玉米自交系,以代表国内主要杂种优势群的4个标准测验种(丹340、黄早4、Mo17、K12)与106份普通玉米自交系为材料,利用SSR分子标记进行遗传多样性分析,选用28对SSR引物对供试材料进行了遗传多样性研究。结果表明,在供试材料中共检测到125个等位基因变异,平均每对引物检测到的等位基因变异为4.46个,变异为2~10个, 平均多态性信息量PIC值为0.85,变化范围为0.75~0.94。利用UPGMA聚类分析方法可将110份普通玉米自交系划分为6个类群。

对近年选育的津鲜豆3号、津鲜豆4号、2013-99、台75、95-1这5个鲜食大豆品种的农艺性状、理化指标进行测定分析和比较,并对鲜食大豆鲜荚产量与主要农艺性状指标进行相关分析,为筛选出较好的鲜食大豆品种及其品质育种提供参考。结果表明,5个鲜食大豆品种的二粒荚数、一粒荚数、株高、节数、百粒鲜质量、百荚质量、单株荚重、蛋白质、葡萄糖、蒸煮损失率均存在显著差异,单株荚重与株高、节数、百粒鲜质量、百荚质量、单株荚数、一粒荚数、二粒荚数和三粒荚数呈极度正相关,与结荚高度呈负相关。鲜食大豆的鲜荚产量主要影响因素为二粒荚数、一粒荚数和株高,建立的相关产量预测模型的理论结果与实际结果有较好的拟合性,适合用于鲜食大豆的产量预测。综合比较认为,津鲜豆3号为最适宜天津地区种植的鲜食大豆品种。

对影响一串红品质的几个性状F₁中表现进行了分析,以期为一串红杂交选育提供指导。以4个自育品种红粉佳人、橙香公主、白马王子、彩铃红和一个国外品种展望紫为亲本,进行不包括正反交在内的双列杂交,配制成10个杂交组合,对F₁子代植株性状、花部性状和开花期进行统计分析。结果表明,F₁株高、茎粗、叶面积、花序粗、花序长、花序轮间距、花轮数、盛花期8个数量性状的平均值分别占中亲值的104.87%,126.01%,123.79%,111.09%,147.41%,134.32%,120.84%,94.51%,且有超亲个体大量出现,F₁整体表现出明显的杂种优势,但不同组合杂种优势不同。杂交F₁只有红色和紫红色2种花色,玫红色、橙色和白色植株未出现。各性状中,除叶面积和花轮间距外,其他性状遗传变异系数均在15%以内,变异较小。亲本选配环节最好选择花轮间距较小的品种;以矮株为F₁代育种目标时,杂交亲本双方尽量都选矮株;亲本花序较短的杂交组合,其F₁也会表现出强杂种优势,花序明显增长;要获得新颖花色的子代,应采用花色新颖复杂的亲本进行杂交或者做F₂至多世代的选育。经过综合比较,红粉佳人×展望紫、彩铃红×红粉佳人、展望紫×橙香公主组合的F₁表现较好。

通过回交及自交,并结合分子标记辅助选择,将广谱抗源H4的一个主效抗稻瘟病基因 Pi46 导入到优良恢复系航恢173中,并在BC₂F₄群体中选育到一个株叶形态较好的株系,暂命名为航恢1173。分析结果表明,航恢1173比航恢173的抗谱得以明显拓宽,并无显著的农艺性状差异,且所配杂交组合的抗性也得到显著的提高。

为了研究十里香抗锈分子机理及其调控机制。以谷子抗锈十里香接种12,24,48,72,96 h叶片为材料,利用抑制差减杂交技术,构建了谷锈菌诱导的SSH文库,筛选十里香接种与未接种锈菌差异表达的基因片段,通过GenBank进行同源比对,对差异表达基因进行功能注释,并利用荧光定量PCR技术对部分差异表达片段进行表达分析。随机挑取差减文库中阳性克隆测序,共获得368个EST序列,插入片段大小为200~750 bp,通过网上GenBank非冗余数据库比对分析,发现其中32个EST与抗病相关。对与抗病相关的EST分析,推测WRKY转录因子、MAPK信号途径、钙信号途径、谷胱甘肽-S-转移酶、细胞色素P450、病程相关蛋白等可能参与了十里香与谷锈菌非亲和互作。进一步利用荧光定量PCR技术对SSH文库中4个基因做了表达分析,结果表明这些基因均受锈菌诱导表达。通过构建十里香受锈菌诱导的SSH文库,初步明确了十里香参与抗锈相关的基因,为下步谷子抗锈分子育种奠定基础。

对苏云金芽孢杆菌 Cry1Ab 野生型基因的编码区序列进行改造,以获得密码子优化的抗虫基因,构建原核表达载体后,将重组载体转入大肠杆菌进行诱导表达并对诱导蛋白进行抗虫试验。首先根据植物密码子的偏好性及使用频率,优化、改造并人工合成了 Cry1Ab 基因,序列分析表明:改造后的 Cry1Ab 基因全长1 848 bp,与原始序列同源性为66%,G+C含量由原来的37.34%提高到63.04%。将改造后的 Cry1Ab 基因与原核表达载体pET28b(+)连接,转化大肠杆菌BL21(DE3),阳性菌液进行诱导表达后,SDS-PAGE分析结果显示: Cry1Ab蛋白在BL21(DE3)细胞中得到高效表达,分子量为70 kDa。喂虫试验结果表明:诱导表达的蛋白对玉米螟具有很强的毒性,幼虫死亡率达到93.33%,而且,存活的玉米螟生长发育也受到明显抑制。该抗虫基因可以作为培育转基因抗虫作物的候选基因。

为了明确黑点病的诱因与发病条件,将套袋苹果的黑点病斑划分为黑斑型、褐变型、黑点型和内变型4种类型。黑斑型病斑中, Alternaria 属的病菌分离频率最高,占89%;褐变型病斑中, Acremonium 和Alternaria分离频率较高,占80%以上;黑点型病斑中,Trichothecium和Alternaria的分离频率高,占75%以上。其中,3株分离频率较高的真菌分别为 A.tenuissima、A.sclerotigenum 和 T.roseum。3株病菌中离, T.roseum 致病力最强,从离体果实的伤口侵染后形成大型褐色病斑,病菌侵染与扩展的最适温度分别为26.8,22.5 ℃; A.tenuissima 致病力稍弱,从伤口侵染后形成的病斑稍小,颜色为深褐至黑色,病菌侵染与扩展的最适温度分别为29.4,28.5 ℃; A.sclerotigenum 的侵染率很高,对温度不敏感,从伤口侵染后也能导致果肉组织褐色坏死,形成红褐色病斑。3种病菌的分生孢子均不能侵染成熟无伤果实。用3种真菌分生孢子接种的套袋果实, T.roseum 接种果实发病最重, A.tenuissima 接种的果实发病率稍低,用 A.sclerotigenum 接种的果实几乎没有发病。黑点病菌属于机会致病菌,遇适宜条件才能侵染致病。

通过显微观察和核糖体DNA转录间隔区(ITS)序列分析对引起乌鲁木齐地区三角荨麻白粉病的病原进行了鉴定。病原菌的分生孢子梗顶端产生一个椭圆形的分生孢子,分生孢子(18.75~23.75)μm×(31.25~43.75)μm;黑褐色、球形的闭囊壳嵌在叶表面的菌丝体中,直径为87.5~143.75 μm;每个闭囊壳中有6或8个子囊,子囊无柄,大小为(25~43.75)μm×(37.5~68.75)μm,每个子囊中有4或5个子囊孢子,每个子囊孢子(18.75~21.88)μm× (25~31.25)μm。采用真菌ITS通用引物,扩增病菌rDNA ITS,测序及进化分析后发现,其ITS序列与伊朗异株荨麻白粉病菌(登录号AB104524)的同源性为99%,而且聚在一个进化支上。结果表明,乌鲁木齐三角荨麻白粉病菌属于 Erysiphe urticae,与伊朗异株荨麻白粉病菌亲缘关系最近。

为发掘对蛴螬有防治作用的苏云金芽孢杆菌及其 cry 基因,在河北省各县市共采集土壤样品254份,采用温度筛选法分离出Bt菌株42株,经PCR-RFLP方法鉴定,其中10株含有 cry8 型基因。这些菌株有如下特点:同一菌株含1种或多种质粒;PCR-RFLP鉴定证明有多种 cry8 基因存在,多数菌株中含2种 cry8 基因,如 cry8E 和 cry8F 常共存于同一菌株中;Cry8杀虫晶体蛋白分子量约为130~140 kDa,晶体形态均为球形。这10株菌采样地点分布于保定、衡水、邯郸、廊坊、唐山和邢台等地,植被类型多样化,说明 cry8 型Bt菌株在河北省分布广泛,可为蛴螬类害虫的防治提供丰富的Bt资源。

为了研究盐地碱蓬SsDREB基因在转基因烟草中的功能,探究转基因烟草的抗逆生理机制,我们构建了 SsDREB 基因的植物高效表达载体pCAMBIA2301-SsDREB,并通过农杆菌介导法将其导入烟草NC89中,通过Kan抗性、PCR及RT-PCR筛选鉴定阳性苗;对转基因烟草苗进行高盐、干旱等抗逆性分析,同时测定在不同浓度NaCl和PEG6000处理后转基因烟草叶片的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、光能转化效率(Fv/Fm)、实际光量子效率(φPSⅡ)以及脯氨酸和可溶性糖的含量。结果表明:通过Kan抗性、PCR及RT-PCR筛选鉴定,最终获得12个株系转基因阳性苗。转基因植株的抗逆性与对照相比明显提高。在不同浓度NaCl和PEG6000处理下,对照和转基因苗的Pn和Gs随着处理浓度的提高均呈现逐渐下降趋势,但在相同浓度处理下转基因苗的Pn和Gs均比对照高;随着NaCl处理浓度的增大,对照和转基因植株的Fv/Fm和φPSⅡ均逐渐降低,但转基因苗的降低幅度比对照小;随着PEG处理浓度的提高,对照和转基因植株的Fv/Fm逐渐降低,但转基因苗的降低程度较对照小,而φPSⅡ下降趋势基本相同。在不同浓度NaCl和PEG处理后,转基因植株和对照植株脯氨酸和可溶性糖含量均随着NaCl处理浓度的增加而提高,但是转基因植株较对照植株增高更快。

旨为分析不同西瓜品种在发芽期的耐冷特性、苗期的生长特性、光合作用及生理生化方面的差异,筛选出西瓜耐冷性的综合鉴定指标和鉴定方法,为实际生产上选育耐冷性的西瓜种质资源提供依据。通过对12份西瓜材料进行耐冷性比较,初步筛选出3个耐冷性不同的西瓜材料,对这3个材料进行低温处理。结果表明:不同处理时间下,各品种的冷害指数有差异。通过测定处理6 d和8 d时的冷害指数,得出各品种耐低温性强弱,从中选出耐低温性品种红野一号、中等耐低温性品种抗病苏蜜和冷敏感品种橙兰。15 ℃低温条件下,耐冷性品种红野一号的发芽率、相对发芽率、胚根长及相对胚根长最高。15 ℃可作为西瓜种子发芽期耐低温性鉴定的适宜温度;种子的始发芽日期、相对发芽率、相对胚根长可作为西瓜芽期耐低温鉴定指标。三叶一心的西瓜幼苗低温处理后,植株的生长量降低,光合速率下降,植株叶片的酶活性增加,MDA含量上升,各指标的变化幅度与低温处理强度及品种自身耐冷性相关。得出植株的株高、叶面积、株鲜质量、根干质量、净光合速率(Pn)、Chl a/b比值、MDA含量的变化幅度可作为西瓜耐低温品种筛选的鉴定指标。

为探索持续NaCl胁迫对西洋菜叶绿素荧光参数与电子传递的影响,以西洋菜为材料,研究了不同浓度NaCl(1,2,3,4 g/kg)持续处理下幼苗生长、叶绿素含量及叶绿素荧光参数变化,结果表明,当NaCl浓度小于3 g/kg时,西洋菜随着盐处理浓度的增大,叶绿素含量升高,初始荧光(Fo)增大,最大荧光(Fm)、潜在光化学活性(Fv/Fo)、光系统Ⅱ(PSⅡ) 最大光化学效率(Fv/Fm)减小,叶片转化光能的能力降低;实际量子产量Y(Ⅱ)下降,非光化学猝灭(NPQ)上升,叶片通过调节热耗散维持较高的光化光能量分配;光化学猝灭(qP)与PSⅡ电子传递速率(ETR)降低,质体醌(Q_A)趋于被还原状态,电子传递受到抑制。当NaCl浓度达4 g/kg 时,PSⅡ受损,Q_A过分还原,电子传递明显受到抑制,能量转化、传递与分配不能正常进行,根冠比较对照下降62.5%,植株长势明显减弱。由此说明,西洋菜对持续NaCl胁迫的耐受浓度是3 g/kg。

为揭示大白菜CMS7311雄性不育发生与其内源激素含量变化的关系,利用间接酶联免疫(ELISA)测定法比较了大白菜雄性不育株花蕾和可育株花蕾发育过程中内源激素的含量变化差异。结果表明:在花蕾发生过程中,不育株和可育株内源激素IAA、ABA、GA₃、ZR以及JA含量变化均呈现差异。以花蕾纵径2.0~2.9 mm时期为转折点,前期不育株花蕾IAA含量小于可育株花蕾,而后期相反;同样的转折点,不育株花蕾ABA含量的下降趋势呈开张的“V”字形,前期下降快,后期下降放缓,这与可育株中变化趋势不同。不育和可育株花蕾中GA₃含量变化都是先下降后上升趋势,所不同的是不育株花蕾中GA₃含量变化幅度较可育株小且始终低于可育株。不育株中JA含量呈现先下降后上升再下降的剧烈变化趋势,且始终高于可育株花蕾中的JA含量。在不育株不育发生的初始阶段,ABA和JA分别上升了12.47%和16.18%,而IAA、ZR和GA₃分别下降了14.00%,23.04%和45.68%;IAA/ABA呈现先下 降后上升趋势,但在花蕾发育早期不育株中的比值小于可育株,而后期正好相反;其余IAA/GA₃、IAA/ZR和ABA/GA₃ 等3类激素比值均表现为下降趋势,且不育株中IAA/GA₃和ABA/GA₃比值都明显大于可育株。由于大白菜CMS雄性不育主要发生在花蕾发育的早期,推断GA₃的缺乏,导致各激素间的平衡关系失调,可能与CMS7311雄性不育的发生有关。

为研究不同水分对桃果实细胞内糖酸分布的影响,以成熟白凤桃果实为试验材料,研究了2个土壤水分水平(W1:田间持水量的60%~70%,W2:田间持水量的75%~85%)对果肉细胞内可溶性糖(蔗糖、葡萄糖、果糖和山梨醇)和有机酸(苹果酸、柠檬酸、奎宁酸和莽草酸)在液泡、细胞质与细胞间隙中含量的影响。结果表明,W1处理桃果实液泡、细胞质和细胞间隙中可溶性糖分别为39.47,16.73,13.03 mg/g,有机酸分别为4.38,3.15,0.69 mg/g,而在W2处理中可溶性糖分别为35.63,16.11,13.33 mg/g,有机酸分别为4.00,3.27,0.65 mg/g, 表明增加水分供应可降低液泡中可溶性糖与有机酸含量。各种糖、酸组分透过细胞膜的渗透速率均高于液泡膜,随着土壤水分含量升高果实中糖、酸通过细胞膜与液泡膜的渗透速率有所降低。

探讨施氮量对甘薯产量、品质及氮素利用的影响,为甘薯氮肥管理提供理论参考。以鲜食型甘薯(龙薯9和烟薯25)为试材,通过盆栽试验研究了不同施氮量对鲜食型甘薯生物学指标、产量、品质及氮素利用的影响。结果表明,鲜食型甘薯的蔓长、分枝数、节间长度、叶柄长和叶宽等生物学指标均随施氮量的增加而增加。适当增施氮肥可显著提高薯块产量、商品薯率和单株薯块数。适量的氮肥可显著提高薯块中可溶性糖和Vc含量,薯块中可溶性蛋白、粗蛋白以及硝酸盐含量均随施氮量的增加而增加。通过二次曲线模拟可知:龙薯9和烟薯25的最高产量施氮量分别为166.60,153.13 mg/kg。甘薯的氮素积累量随施氮量的增加而增加,氮素吸收效率和氮素利用效率均随施氮量的增加而下降,且品种间氮素吸收效率表现为短蔓品种(龙薯9)小于长蔓品种(烟薯25),氮素利用效率表现为短蔓品种(龙薯9)大于长蔓品种(烟薯25)。减少氮肥施用量可显著提高甘薯氮肥利用率。

采用盆栽试验,研究了不同生物炭用量(0,1%,5%,10%(w/ w)和不同氮肥水平(0,400,800 kg/hm²)及其交互效应对高粱(Sorghum bicolor (L.)Moench)苗期生长及有关生理特性的影响。结果表明,EC值低的土壤植株生长状况整体要优于EC值高的土壤;1%生物炭对作物生长略优于0处理,而5%和10%生物炭对高粱苗期生长具有抑制作用;不施氮肥与施400 kg/hm²氮肥间无显著差异,800 kg/hm²氮肥水平对植株生长产生抑制效应;生物炭用量、施氮量及其交互效应对2种土壤植株干质量均有显著影响;叶绿素的表现与其生长状况表现基本一致;还原糖含量受生物炭和氮肥影响表现不一;硝酸盐含量与氮肥水平呈显著正相关,与生物炭用量呈负相关。研究表明,低量生物炭(1%)有利于高粱种子发芽和幼苗生长,高量生物炭(5%和10%)和高氮水平(800 kg/hm²)在一定程度上抑制了高粱幼苗的生长;植株硝酸盐含量随生物炭施用量增加而相应减少,随氮肥水平提高而相应增加。

为了探明不同土壤类型和生态气候条件下夏玉米的适宜锌肥施用量及方式,2013年6-9月,在浚县、禹州和偃师分别布置田间小区试验,研究不同土壤类型和生态气候条件下锌肥施用量及方式对夏玉米籽粒淀粉含量及产量的影响。结果表明,适量的锌肥能增加夏玉米大喇叭口期、吐丝期和灌浆期叶片中可溶性糖含量、籽粒淀粉含量和籽粒产量。总体上,浚县、禹州和偃师3个研究区域夏玉米叶片中可溶性糖含量均以锌肥施用量30 kg/hm² 最好;等量锌肥施用量条件下,土施处理优于土施+喷施处理。浚县、禹州和偃师夏玉米籽粒淀粉含量分别在土施锌肥15,30,30 kg/hm²时达到最大值;等量锌肥施用量条件下,土施处理优于土施+喷施处理。浚县、禹州和偃师夏玉米地上部分干物质量分别在土施锌肥15 kg/hm²+2次各喷施锌肥7.5 kg/hm²、土施锌肥30 kg/hm²和土施锌肥15 kg/hm²处理时达到最大值;土施+喷施锌肥能增加浚县夏玉米地上部分干物质量,而在不同锌肥水平下禹州和偃师夏玉米地上部分干物质量呈现不同变化规律。浚县、禹州和偃师的夏玉米籽粒产量分别达到最大值的锌肥施用量与夏玉米地上部分干物质量相同;与浚县比较,土施锌肥对禹州和偃师夏玉米的增产作用较大。

在典型滨海盐碱地区,采用随机区组试验设计,研究了玉米需肥特性、施肥效应及土壤供肥能力,以期为滨海盐碱地区合理施肥提供参考。结果表明,玉米籽粒养分含量平均为:N 1.224%,P₂O₅ 0.480%,K₂O 0.377%;秸秆养分含量平均为:N 0.820%,P₂O₅ 0.142%,K₂O 2.552%;生产100 kg经济产量所需养分量平均为:N 1.92 kg,P₂O₅ 0.60 kg,K₂O 2.55 kg。肥料增产率高低顺序为氮肥(44.39%)>磷肥(13.79%)>钾肥(6.55%);每千克氮、磷、钾肥可分别增产9.44,8.38,2.83 kg籽粒;玉米氮、磷、钾肥当季利用率分别为19.96%,5.60%,30.64%。通过建立玉米施肥效应模型,获得本试验条件下最佳经济施肥量为氮(N)348.5 kg/hm²、磷(P₂O₅)133.6 kg/hm²、钾(K₂O)19.1 kg/hm²。本试验条件下土壤氮、磷、钾养分校正系数分别为52.06%,190.30%,32.67%;氮、磷、钾肥相对产量分别为69.26%,87.88%,93.85%,土壤养分丰缺程度氮处于低水平,磷、钾处于中等水平,高低顺序为钾肥>磷肥>氮肥。因此,滨海盐碱地区玉米施肥应重视氮、磷肥的施用,不施或少施钾肥,即可获得高产并取得较高的经济效益。

为研究在不同逆境,如低钾、低钙、NaCl及ABA胁迫下,对拟南芥高亲和性钾转运体基因 AtHAK5 表达的影响,在对含有 promoter AtHAK5::GUS 融合基因的拟南芥转基因植株进行组织化学染色基础上进行Real time RT-PCR检测。结果表明,这些逆境条件可以引起拟南芥 AtHAK5 基因表达量的上调。同时在对拟南芥Col-0和 AtHAK5 缺失突变体 athak5 表型对比分析,发现 AtHAK5 参与植物根对盐胁迫及ABA的反应。

旨在探讨不同施肥条件对苜蓿干草产量、植株全氮含量、植株氮素累积动态以及肥料氮素利用率等指标的影响。采用田间小区试验方法,共设5个处理:不施肥对照处理(CK)、单施化肥处理(CF)、化肥与牛粪混施处理(DM1)、化肥与沼液混施处理(DT)和减量化肥与牛粪混施处理(DM2)。结果表明,施用氮肥不仅可以增加苜蓿干物质量和氮素累积量,而且由于大幅增加苜蓿刈割前期的干物质和氮素累积速率而可能缩短其刈割周期、增加年刈割次数;多次刈割的综合结果证实在施用化学氮肥的基础上再增施有机肥仍存在增产的空间,但有机肥由于其活性氮素含量低而不能完全替代化学氮肥。在有机、无机配施情况下,化学氮肥的表观利用率为46.7%~48.1%,腐熟牛粪的氮素利用率为~9.1%, 而沼液的氮素利用率为~13.8%,因此,苜蓿生产中有机肥的氮素利用率明显低于化学氮肥。

为研究不同水直播方式水稻植株倒伏的差异,在稻麦两熟制下,以2个常规粳稻(常农粳7号、超级稻南粳44)和2个杂交粳稻品种(甬优2638、甬优7号)为试材,设置水直播点播和条播2种方式,于齐穗后30 d,研究了不同直播方式高产水稻植株地上部分各节间抗倒伏能力的差异,并对倒伏指数、抗折力与茎秆主要物理性状进行相关分析。结果表明,条播方式水稻倒伏比例较大,水稻植株基部第2,3节间抗折力和弯曲力矩,点播方式显著高于条播方式;条播方式倒伏指数显著较高。点播方式水稻株高、重心高度高于条播方式,但相对重心高度低于条播方式。点播方式水稻基部第1,2节间长度显著小于条播方式,基部3个节间的茎秆内径长均显著高于条播方式,除基部第1节间外,基部第2,3节间外径长和茎壁厚度点播方式显著高于条播方式。点播方式基部第1,2节间单位节间干质量显著高于条播方式。上述茎秆性状在不同类型品种间有较大差异。直播水稻茎秆的抗折力和倒伏指数与水稻茎秆基部节间长、茎壁厚、节间充实度等性状密切相关。点播方式水稻具有基部节间短而粗、茎壁较厚,且充实度好的特点,是其抗倒伏能力强的直接原因。