为了鉴定和定位水稻垩白相关QTL,分析其遗传效应,利用籼稻品种广陆矮4号为受体,粳稻品种日本晴为供体构建的84个染色体单片段代换系群体为试验材料,通过单因素方差分析和Dunnett's多重比较,对代换片段上垩白相关QTL进行鉴定。以P≤0.001为阈值,共检测到36个垩白相关QTL。其中,垩白度QTL共19个,其加性效应值为-6.44~12.86,加性效应百分率为-34.04%~68.02%。垩白粒率相关QTL共17个,其加性效应值为-7.32~3.63,加性效应百分率为-8.07%~4.00%。这些QTL的鉴定为进一步精细定位并克隆相应QTL,提高稻米外观品质奠定了基础。

为了解低磷胁迫下玉米产量性状的影响及其遗传基础,以玉米重组自交系为研究材料,分别在低磷处理和正常条件下,比较供试群体的产量及构成性状的变化,并运用复合区间作图法对其进行QTL定位。结果表明,单株产量、穗重和轴重等性状受低磷胁迫影响较大,出籽率、穗行数和粒深等性状受低磷胁迫影响较小;通径分析表明,低磷胁迫主要通过影响行粒数、百粒质量和粒深构成性状导致了单株产量的损失。在2种磷水平下共检测到23个产量及其构成性状QTL;单个QTL可解释的表型变异为4.32% ～14.77%;其中,标记区间bnlg666~umc1141 和umc1108~bnlg1258分布了不同性状的多个QTL。这些成簇分布QTL的染色体区域和低磷胁迫条件QTL,可为开展玉米耐低磷分子育种提供参考。

为研究硫酸酯化酵母β-葡聚糖对流感病毒血凝抑制作用及对mRNA转录的影响,以猪流感病毒A/tianjin/1/TJ2(H1N1)感染MDCK细胞为模型,采用血凝抑制试验(HI)及SYBR Green Real-time PCR方法,探索硫酸酯化酵母β- 葡聚糖对流感病毒血凝抑制作用及其对mRNA转录影响。结果显示,硫酸酯化酵母β-葡聚糖在浓度超过1.25 mg/mL时,能对猪流感病毒血凝产生抑制作用,且在5 mg/mL 时对猪流感病毒mRNA转录具有抑制作用。因此,硫酸酯化酵母β-葡聚糖具有抑制流感病毒在MDCK细胞复制的作用,其作用机制可能与抑制流感病毒HA靶点及影响mRNA转录有关。

为了研究miRNA表达的调控机制,以大豆Williams 82基因组DNA为材料,根据预测的 gma-miR160o 启动子序列设计引物,采用PCR方法克隆 gma-miR160o 上游一段长度为1 910 bp的启动子序列。采用PlantCARE和PLACE启动子在线预测工具分析表明, gma-miR160o 启动子序列具有TATA-box、CAAT-box基本的顺式作用元件和一些参与非生物胁迫、光和植物激素应答相关的顺式作用元件。将 gma-miR160o 启动子替代pBI121载体中的CaMV35S启动子,构建了与 GUS 融合的启动子表达载体。

为进一步验证青花菜 BoPGIPl 基因的功能,通过RT-PCR方法克隆得到青花菜 BoPGIP1 基因完整的编码区序列,将其克隆到原核表达载体pET28a(+)上,转化大肠杆菌BL21(DE3),获得高效表达 BoPGIP1 基因的重组大肠杆菌BL21(pET28a- BoPGIP1),重组菌经IPTG诱导表达以及SDS-PAGE电泳检测,结果表明,在37 kDa处有一条特异表达的蛋白质条带,与预期的目的产物大小一致;同时对重组大肠杆菌BL21(pET28a- BoPGIP1)的抗逆性进行分析,结果表明,BL21(pET28a- BoPGIP1)对NaCl(0.4 mol/L)、NaHCO₃(0.2 mol/L)和PEG6000(20%)的抗性明显高于对照菌株BL21(pET28a),该抗性的证明为 BoPGIP1 基因在植物抗逆基因工程中的应用提供了理论依据。

为了研究多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白(PGIP)在烟草中的生物学功能,运用生物信息学方法,结合RT-PCR和SMART RACE技术,从烟草中克隆到2个多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白(PGIP)基因cDNA和DNA全长序列,分别命名为 NtPGIP1 (GenBank登录号:KF317203)和 NtPGIP2 (GenBank登录号:KF317204)。NtPGIP1 基因全长为1 413 bp,编码338个氨基酸; NtPGIP2 基因全长为1 185 bp,编码329个氨基酸;两基因均没有内含子序列,核苷酸序列有50%的一致性,编码的氨基酸序列有54%的一致性。两基因编码蛋白均含有植物PGIP蛋白特有的重复保守序列LXXLXXLXXLXLXXNXLXGXIPXX。对PGIP基因在烟草不同组织表达量分析发现,两基因在根、茎、叶和芽中均有表达,其中均在茎中表达量最高,其次是根,叶中表达量很低。

为构建水产致病菌溶藻弧菌附着定植因子ACFA原核表达载体,优化ACFA蛋白的诱导表达条件,制备ACFA蛋白小鼠多克隆抗体。通过分子克隆获得ACFA蛋白的表达菌株,利用切胶纯化获得ACFA蛋白,免疫小鼠制备多克隆抗体,采用ELISA法检测抗体滴度为1:3 200倍,Western-Blotting法检测抗血清特异性较好。通过正交试验, 获得ACFA菌株的最佳表达条件为:诱导时菌液OD₆₀₀值0.5,加IPTG终浓度0.3 mmol/L,诱导时间8 h,诱导温度32 ℃; 最佳培养条件为:葡萄糖浓度0,转速230 r/min,装液量50 mL。

为探究IgG/IgM蛋白的分子特征、理化特性及病理学相关致病机理,对鹅细小病毒感染雏鹅的免疫球蛋白Ig进行了分级分离、纯化及IgG/IgM蛋白质结构和功能等生化-分子生物学分析。以GPVYZ感染雏鹅,采用(NH₄)₂SO₄分级分离鹅血清Ig,将Sephadex G-100凝胶柱在Utro-gel ACA22 凝胶柱色谱工作站上串联,分步聚集纯化出鹅血清IgM/G进行SDS-PAGE和生化分析。结果显示,初级沉淀鹅血清Ig,在非还原条件下,感染组(RD)缺失6个蛋白主带(128,114,69,59,55,48 kDa);而在还原条件下,RD组缺失7个蛋白主带(139,128,119,113,97,94,61 kDa),新增加3个蛋白主带(64,65,36 kDa),RD组和对照组(CK)的IgM和IgG带分别增加10,7倍和1.5,2倍。表明鹅血清IgM、IgG单体的高度可变性造成了在形状构型上的多态性,其亚基条带的变 化是机体抗病潜能的重要标志;纯化鹅血清IgM/G,在非还原条件下,RD组的IgG缺失150 kDa分子和重链(64 kDa), 而在还原条件下,鹅血清IgG显示重链(60~70 kDa)特征蛋白带,重链62 kDa特异蛋白带仅出现在CK组的IgM/G中,同时RD的IgG还缺失91 kDa分子、IgG(ΔFc)(43 kDa)、轻链(25 kDa)蛋白带。提示GPV感染与鹅血清Ig发生相互作用,IgG与GPV感染密切相关,62 kDa重链基因可能是GPV的易感基因。试验还表明,RD组的鹅血清Ig含量仅为CK组的37%,IgG含量较IgM高2.56倍,RD组IgM、IgG比活力显著高于CK组,提示GPV拟制鹅血清IgM、IgG基因的表达,促使病毒感染雏鹅。稳定性试验显示,酸碱稳定性:鹅血清IgG > IgM;热稳定性IgM > IgG,RD组的IgM、IgG对碱和温度较为敏感。提示随pH值、温度的不同,Ig同时发生许多反应,GPV感染增加了鹅血清Ig的碱和温度敏感性。

为了寻找结构新颖,高效的农用抗菌活性物质,以药用植物合欢叶为试验材料,分离筛选出一株内生细菌H8。采用对峙培养法与琼脂扩散法进行抑菌试验,结果表明:H8菌株、发酵液、无菌发酵液及其活性组分对苹果腐烂病菌、苹果轮纹病菌等6种供试植物病原菌均具有较强的抑菌活性,抑菌带宽度可达20.5~34.5 mm。经形态观察、生理生化试验和16S rDNA系统进化分析,鉴定其为死谷芽孢杆菌(Bacillus vallismortis)。采用液-液萃取、薄层层析及硅胶柱层析,对内生菌H8的代谢液提取分离,得6个组分,对抑菌活性高的2个组分硅烷化衍生后,经GC-MS检测,确定代谢液中有脂肪酸、芳香酸、环二肽等28种活性化合物。

为研究细胞分裂素在水稻籽粒发育中的作用,构建了p1300- pPG-5α-IPT-Nos 植物表达载体,并对水稻进行遗传转化。以水稻品种9311为材料,采用PCR法获得种子中特异表达的 PG-5α 基因启动子,并将此启动子与p1300相连接,构建p1300- pPG-5α 载体,用 Nco Ⅰ和 Spe Ⅰ双酶切pSG516,获得 IPT-Nos 核酸片段,然后将此核酸片段插入到p1300- pPG-5α 中,构建p1300- pPG-5α-IPT-Nos 植物表达载体。以水稻品种日本晴愈伤组织为材料,采用农杆菌介导的方法进行遗传转化。成功构建了植物表达载体p1300- pPG-5α-IPT-Nos,获得了阳性率为81.3%转 IPT 基因群体。获得转基因株系后,将为进一步筛选高效表达株系及观察其籽粒生长发育过程提供基础。

为了探究ERF转录因子家族与棉花枯萎病抗性之间的关系,也为海岛抗枯萎病品种的选育工作提供新的基因资源,从Solexa高通量测序技术建立的棉花基因表达谱中筛选探针序列,通过电子克隆结合RT-PCR技术从高抗枯萎病的棉花品种中棉所12中克隆到一个新的ERF-B1亚组转录因子基因,命名为 GhERFB101 (GenBank:KF850521)。序列分析表明,该基因开放阅读框738 bp,编码245个氨基酸,含有一个保守的AP2/ERF结构域,在进化上与拟南芥 AtERF11 的亲缘关系最近。实时荧光定量PCR分析显示,枯萎病菌诱导后, GhERFB101 基因在抗病品种根中的表达量呈现下降趋势;而在感病品种中,该基因呈上调表达,随着病菌处理后时间延长,其表达量呈现先增加后降低的变化趋势,在病菌处理后12 h表达量达到最大,在48 h下降到最低。乙烯和茉莉酸诱导后,该基因表达量均呈现明显的先增加后降低的变化趋势,在乙烯处理后2 h基因的表达量达到最大;茉莉酸则在处理后1 h基因的表达量达到最大;而水杨酸诱导后基因的变化幅度不大;推测该基因可能通过茉莉酸、乙烯信号传导途径参与对枯萎病菌的防御反应。

为构建拟南芥抗病相关 T1N6_22 基因的原核表达载体并进行高效表达,获得纯化的T1N6_22蛋白,以拟南芥Col-0的cDNA为模板,扩增获得了 T1N6_22 基因CDS,对其进行克隆、测序后与含有GST标签蛋白的pGEX4T-1载体相连,构建 T1N6_22 的原核表达载体pGEX4T-1- T1N6_22 -GST。经酶切和测序鉴定正确后,将构建好的载体及空载体转化大肠杆菌BL21。结果表明,在大肠杆菌BL21菌株中成功表达了与标签蛋白融合的T1N6_22蛋白,大小约57 kDa。SDS-PAGE分析表明,高效表达的诱导条件为0.1 mmol/L IPTG诱导培养3 h。研究结果为进一步T1N6_22互作蛋白的筛选及其调控拟南芥抗病分子机制的研究奠定了基础。

为进一步明确该基因的分子特征及表达特性,通过RT-PCR从番茄中克隆了低温响应NAC转录因子 SlNAC80,该基因开放阅读框1 023 bp,编码340个氨基酸。SlNAC80蛋白相对分子量为38.19 kDa,等电点为5.27,N-端具有典型的NAC保守结构域,包含A、B、C、D、E 5个亚结构域。实时荧光定量PCR (qPCR)分析表明, SlNAC80 在番茄各组织中均有表达,以在绿果和衰老叶中的表达量最高,在红熟果中的表达量最低。对启动子区序列进行预测分析发现, SlNAC80 启动子区含有许多响应激素(ABA、GA、SA及ETH)和逆境(低温、脱水及盐胁迫)的顺式作用元件,如ERELEE4、GARE1OSREP1、LTRE1HVBLT49、GT1GMSCAM4、MYB1AT、MYCATERD1、MYCATRD22、WBOXNTERF3及WRKY71OS等。qPCR分析结果也证实该基因的表达受低温、干旱、高盐、甲基紫精、ABA及乙烯处理诱导。这些结果表明, SlNAC80 可能在番茄非生物逆境应答中发挥重要调控作用。

为进一步探讨 MADS-box 基因家族在牡丹花器官发育和开花时间调控中的功能提供理论依据,为培育早花品种提供候选基因。以RACE扩增获得 PsAP1 基因的全长cDNA为基础,分析了其表达模式和功能,以牡丹课题组利用454测序得到的类 AP1 基因的部分cDNA序列为基础,利用RACE扩增方法获得1 130 bp牡丹 PsAP1 基因全长cDNA,同源性分析表明,牡丹PsAP1与葡萄VvAP1的相似性最高,为80.4%。实时定量PCR分析了其初花期的表达模式,结果表明, PsAP1 基因在萼片中转录量最高,其次为花瓣,在雄蕊中表达量最低。将 PsAP1 基因在拟南芥中异源表达,分析鉴定了3个转基因株系的表型,结果发现异源表达 PsAP1 拟南芥开花时间较野生型提前了约3 d。

为了选育抗多种病害的水稻新品种,保证水稻的稳产高产,利用分子标记辅助选择技术,对378份通过常规育种技术与花药培养相结合培育的聚合 Xa23、 Stvb-i、 Pi-1 抗病基因的花培后代进行试验研究。结果表明:分子标记辅助选择可快速实现 Xa23、 Pi-1 与 Stvb-i 抗3种病害基因的聚合,经PCR检测与抗病鉴定,培育出10份抗性遗传稳定、表达高效的粳稻新种质资源。在利用分子标记辅助选择基因型的同时,仍然需要与传统的人工抗病鉴定的表现型结果相结合,才能保证选择的准确率高。

为阐释津田芜菁 BrUBC11 基因的表达特性,克隆了津田芜菁 UBC11 基因的全长cDNA序列,命名为 BrUBC11, GenBank登录号为KM396887。其cDNA全长685 bp,ORF区全长447 bp,编码148个氨基酸的开放阅读框;亚细胞定位结果显示,BrUBC11-GFP定位于细胞核内,表明BrUBC11蛋白可能在细胞核中发挥其功能。荧光定量PCR检测 BrUBC11 在芜菁不同组织中的表达结果表明,该基因在花瓣中表达量最高,花蕾中次之,具有组织特异性。而且 BrUBC11 在芜菁白色根皮中的表达受长波紫外线(UV-A)诱导。研究结果显示,在芜菁中, UBC11 属于多功能基因,具有潜在的参与花发育和UV-A信号转导相关途径的功能。

采用克隆测序的方法对八眉猪 DQA 基因编码区进行多态性分析,并利用生物信息学方法预测八眉猪 DQA 基因的理化特性及其编码产物的结构功能。结果显示:八眉猪 DQA 基因编码255 个氨基酸,编码区序列有14 个碱基变异,11 个氨基酸变异,外显子2区域表现出丰富的多态性。DQA 基因编码产物是一种不稳定的水溶性蛋白,二级结构为混合型,三级结构由α-螺旋、β-折叠、β-转角和无规则卷曲组成。 蛋白质功能预测结果显示,信号转导、受体、胁迫应答、免疫应答和生长因子的几率较高。研究结果为八眉猪的抗病分子育种和经济性状相关基因筛选提供理论依据。

通过对天祝白牦牛高硫角蛋白基因启动子 B2A 克隆得到其序列,将序列提交到NCBI,登录号:KJ910005,并对其进行生物信息学分析,通过亚细胞定位,磷酸化分析,二级、三级结构和保守结构域预测结果比较,MEGA 5.10 软件进行NJ法进化树构建和MegAlign进行蛋白质相似分析来分析 B2A 基因与 KAP1.1 (Keratin associated protein1.1) 基因的差异性。B2A 基因的CDS区全长为471 bp,共编码156个氨基酸,二级结构含有延伸链、β转角和无规卷曲3种。B2A蛋白和KAP1.1蛋白的亚细胞定位,磷酸化分析,保守结构域,二级结构、三级结构和同源性差异较大。但是从功能预测结果显示2个蛋白功能完全一致,并且使用Clustal X进行氨基酸序列比对分析显示B2A蛋白从第33位开始相对于KA1.1蛋白有10个氨基酸的缺失以外,其余序列之间的保守性相当高。因此,可以证明 B2A 基因是 KAP1.1 基因的基因亚型。

为了研究BmK IT提高AcMNPV抗虫活性的作用机制,将BmK IT基因插入到AcMNPV中形成重组病毒。采用重组单价病毒AcMNPV-BmK IT(IE1)、AcMNPV-BmK IT(P10)、AcMNPV-BmK IT(PH)和一种重组双价病毒AcMNPV-BmK IT(P10)-vcath (PH),通过四唑盐比色法(MTT)和蛋白质印迹法(Western Blot)分析了BmK IT在AcMNPV 的3个启动子调控下对Sf9细胞增殖和细胞凋亡的影响,结果显示,感染病毒36,48 h BmK IT在不同启动子调控下表达量从高到低依次为PH、P10、IE1。同时分析了AcMNPV介导的BmK IT与组织蛋白酶的协同表达对昆虫Sf9细胞增殖和调亡的机制,结果表明,AcMNPV-BmK IT(P10)-vcath(PH)处理组对Sf9细胞抑制率比AcMNPV-BmK IT(P10)处理组平均提高了14.5%,凋亡相关蛋白c-Myc、cleaved-Caspase3、Bax表达量增加,Bcl-2表达量减少。

为了检测猪血清中猪流行性腹泻病毒抗体水平,用纯化的猪流行性腹泻病毒N基因重组表达蛋白作为包被抗原,建立了检测猪流行性腹泻病毒抗体的间接ELISA方法。ELISA的最佳工作条件是:抗原包被浓度为0.5 μg/mL,包被时间4 ℃过夜,5%脱脂乳的PBS封闭37 ℃ 2 h及 4 ℃过夜。血清稀释度为1:100;37 ℃作用45 min,辣根过氧化物酶标记兔抗猪IgG稀释度为1:10 000,37 ℃温育60 min,底物显色37 ℃ 15 min。抗体临界值为OD_450nm≥0.30 判为阳性,OD_450nm≤0.27 判为阴性,介于二者之间判为可疑。经重复性试验和交叉试验,结果表明,该方法特异性强、灵敏度高、重复性好。用已建立的ELISA方法检测临床血清样本184份,总阳性率为68.5%。

为了解鸡马立克氏病病毒流行毒株的分子特征,对2012-2014年河南省发病鸡群的临床病料进行了采集,并对MDV 132 bp重复序列进行了PCR扩增,同时对meq、gE、gI基因进行了克隆和序列测定。结果表明,9份病料中均可扩增出与132 bp双拷贝大小相符的PCR主产物;meq、gE、gI基因的核苷酸序列同源性与国内外参考毒株相比,分别为98.5% ~100%,98.8% ~100%和98.0% ~100%;基于这些基因构建的系统发生树的分析结果表明,与美国、澳大利亚、日本以及印度的MDV分离株相比,目前,河南省鸡群中流行的MDV与此前分离的河南流行株进化关系较近,并且与其他国内分离株共同形成一个较大的独立进化分支。

为了确定河南部分地区按照正常免疫程序接种猪伪狂犬病病毒(PRV)基因缺失苗的猪场是否发生了PRV野毒感染,了解新流行株的主要毒力基因gE是否发生变异,利用PCR方法,对南阳、周口、巩义、济源、漯河、原阳等地采集的疑似PRV感染的病料进行检测。对PCR检测为阳性的病料接种猪睾丸细胞,传至6代,分离出9株PRV,克隆其gE全基因并进行序列分析。结果表明,9株PRV均能扩增出1 862 bp的gE基因,且彼此之间同源性为99.9% ~100%,与其他PRV毒株同源性为97.5% ~99.6%。9株分离株处于一大分支上,且均含有2个氨基酸插入,在448位和510位均发生氨基酸置换。结果表明,分离株均为PRV野毒株,且gE基因有不同程度的变化,与河南省伪狂犬病的重新流行有密切联系。

为了研究RHDV病毒样粒子作为载体提呈外源B细胞表位的能力,以兔出血症病毒(RHDV)衣壳蛋白VP60为载体,构建携带FMDV B细胞表位(FMDV VP1 B细胞表位200～213aa)的VP60嵌合蛋白,研究外源基因对VP60蛋白的表达、病毒样颗粒(VLPs)的装配及免疫原性的影响。分别在RHDV衣壳蛋白的C端、N端、306和307位氨基酸之间插入外源B细胞表位(FMDV VP1 B细胞表位200～213aa),得到嵌合 VP60 基因。利用杆状病毒表达系统表达嵌合蛋白,分别命名为VP60-2F、VP60-306F和VP60-578F。经IFA、SDS-PAGE和Western Blot方法鉴定嵌合蛋白的表达,通过电镜观察嵌合蛋白自聚为病毒样颗粒的能力,通过动物试验研究其免疫原性。结果显示,嵌合VP60蛋白在杆状病毒表达系统中得到高效表达,可自聚形成病毒样颗粒,免疫小鼠后可以产生针对VP60和B细胞表位特异的免疫应答。该研究为嵌合VP60 VLPs的形成及结构功能的研究奠定基础,同时为RHDV-VLPs作为外源B细胞表位展示载体的可行性提供依据。

为快速检测番茄种子表面的带菌情况,以便及时有效防控番茄溃疡病,从而减少病害损失。试验用细菌基因组DNA试剂盒提取番茄溃疡病的总基因组,用通用引物进行PCR反应。以番茄溃疡病菌的DNA为模板,使用专一性引物进行PCR扩增,通过对专一性引物的筛选,最终确定了ClaF1-ClaF2为快速检测番茄溃疡病菌PCR的特异性引物。该检测方法特异性强、灵敏度高,模拟种子带菌,对浸种水的检测灵敏度达1×10⁵ CFU/mL。经PCR快速检测,22个番茄品种中只有黑贝番茄、粉红番茄和保罗塔带有番茄溃疡病菌,其余19个品种均未带菌。该方法直接对种子进行检测,不需进行病原菌分离培养,快速简便。

为定量测定瘤胃脂肪分解菌,试验构建了脂肪分解菌实时荧光定量PCR的标准品及标准曲线。提取瘤胃微生物总DNA,以脂肪分解菌16S rDNA特异性引物进行PCR扩增,回收PCR产物,与 PMD19-T Vector 连接并转化大肠杆菌。阳性重组质粒经PCR和测序鉴定后,将提取的质粒DNA进行梯度稀释并作为模板,利用荧光定量PCR反应做出标准曲线。结果显示:PCR产物与目的基因的相似性大于99%,以不同稀释度的重组质粒为模板获得的荧光定量PCR扩增曲线差异明显,构建了相关系数接近1的标准曲线,且熔解曲线峰值单一。试验建立的实时荧光定量PCR方法可用于瘤胃脂肪分解菌的定量检测,为进一步研究该菌在反刍动物瘤胃发酵中的分子机理奠定了基础。

种间杂交是种质创新和利用外源优异基因的重要途径。运用有性杂交方法,以浓紫色辣椒 C.annuum PBC1366为母本(P₁)、强辣 C.chinense PI439487为父本(P₂)进行种间杂交,获得了种间杂种植株。对杂种F₁的19个表型性状进行了观察比较,结果表明,F₁在生长势方面具有明显的杂种优势,其他表型性状介于父母本之间。种间F₁花粉可染率为64.4%,形态学观察和EST-SSR标记分析结果明确了种间杂种F₁的真实性。C.annuum × C.chinense 种间杂种的获得为辣椒种间遗传图谱构建、辣椒香味和花青素代谢途径相关基因的定位奠定了基础。

为比较不同方法提取的玉米叶片蛋白质对双向电泳效果的影响。采用TCA-丙酮沉淀和TRIzol试剂盒2种方法,提取国审玉米品种郑单958叶片全基因组蛋白质,并对提取的蛋白质样品进行双向电泳。结果表明:TCA-丙酮方法提取的蛋白质一向水平聚焦电压上升缓慢且达不到程序设置的电压,而TRIzol试剂盒方法实时监测图与程序设置图相吻合;对电泳胶图分析后可知,TRIzol试剂盒法分离出的蛋白点多于900个,低丰度蛋白质得到充分显现,大多数蛋白点分子量为20 ～80 kDa,pH值为4 ～7,蛋白点的形状较规则;TCA-丙酮沉淀法分离出的蛋白点仅有350个,表明样品中蛋白质分离种类较少,高丰度蛋白质过度显现,低丰度蛋白质检出率大大降低。

为进一步探索中原牡丹品种核心种质的遗传多样性,采用SRAP 分子标记技术对58个中原牡丹核心种质进行了遗传多样性分析。结果表明,23对引物组合共扩增出稳定清晰的条带595条,其中多态性条带377条,占64.3%;每对引物组合的平均条带数和多态性带数分别为25.9,16.4条;供试品种间成对遗传相似系数为0.567~0.894,平均为0.752;采用UPGMA法,在遗传相似系数为0.692处,供试材料聚为7个类群,表明中原牡丹核心种质具有较丰富的遗传多样性。聚类结果显示,单花类和台阁类有分别聚在一起的趋势,但与牡丹花型分类并不完全一致;花色相近的品种没有聚到一类中,而是分散在各个类别中,即聚类结果与牡丹品种的花型、花色等性状没有明显的关系,说明重瓣性低的品种与重瓣性高的品种间存在较大的遗传差异。这可能与牡丹长期引种、选择和反复杂交等导致的品种来源复杂有关。

为了获得玉米籽粒双向电泳中蛋白质提取的最佳方法,建立最佳的玉米籽粒蛋白双向电泳技术体系,对酚抽提法、三氯乙酸/丙酮沉淀法(TCA/丙酮沉淀法)和可溶性蛋白提取法3种不同提取方法得到的蛋白质进行了分析,并在相同条件下进行双向电泳比对分析,结果表明:可溶性蛋白提取法获得的蛋白纯度高、浓度适中、双向电泳蛋白质点最丰富,最适合双向电泳研究;利用可溶性蛋白提取法获得的蛋白,对第一向等电聚焦参数等条件,以及不同pH值范围的IPG预制凝胶条进行了比较分析,结果表明:采用pH值3~10的IPG预制凝胶条时,采取电压梯度上升的方式,总聚焦70 000 Vhs、上样量800 μg效果最佳,采用pH值4~7的IPG预制凝胶条时,总聚焦80 000 Vhs、上样量900 μg效果最佳,并且采用pH值4~7的IPG预制凝胶条相比pH值3~10的凝胶条能分离到更多的点,最后结合蛋白质点MALDI-TOF-TOF质谱鉴定分析,建立了一套适用于玉米籽粒的蛋白质双向电泳技术方法,即采用可溶性蛋白提取法提取蛋白,采用24 cm、pH值4~7的IPG干胶条,上样900 μg电泳效果最佳,等点聚焦程序:500 V、1 h,1 000V、1 h,2 000 V、1 h,4 000 V、2 h,8000 V、4 h,8 000 V、80 000 Vhs,500 V保持。试验研究为后续玉米籽粒发育差异蛋白研究奠定了技术基础。

为探讨N-糖基化对植酸酶phy(Q_F)酶学性质的影响,将植酸酶基因 phy(Q_F) 在毕赤酵母中进行了表达,利用脱糖基化酶Endo H_f去除重组植酸酶phy(Q_F)的糖链,对去除糖链前后的植酸酶phy(Q_F)进行了纯化和酶学性质研究与比较。结果表明,糖基化的植酸酶phy(Q_F)分子量约为53 kDa,酶活为3 201 U/mg,K_m=392 μmol/L,V_max=3 267 U/mg;糖基化的植酸酶phy(Q_F)最适pH值为4.5,最适反应温度为55 ℃,与去糖基化的植酸酶phy(Q_F)的最适pH值无明显区别,比去糖基化的植酸酶phy(Q_F)最适温度提高了5 ℃,T_m值提高约2 ℃。经70 ℃孵育10 min后,去糖基化的植酸酶phy(Q_F)完全失活,而糖基化的植酸酶phy(Q_F)仍残留13%的活性,说明N-糖基化作为一种重要的翻译后修饰,对植酸酶phy(Q_F)的稳定性有促进作用。

为了探明水杨酸对缓解葡萄苗铝毒害的生理机制,解决葡萄在酸性土壤中发生铝毒害的问题。以水晶葡萄为材料,采用水培的方法,在培养液中加入0.4 mmol/L氯化铝和不同浓度的水杨酸共培养5周,之后测定葡萄根系、茎干和叶片的生长状况、叶绿素含量、叶片和根系的活性氧清除系统及膜脂过氧化等指标,分析铝胁迫下水杨酸对葡萄苗生长及生理的影响。结果表明,铝胁迫下,葡萄植株生长受抑,嫩叶黄化,根系变黑;老叶叶绿素含量上升,嫩叶叶绿素含量下降;叶片和根系的SOD、POD活性和MDA含量上升,氧自由基产生速率也上升,而根系活力则下降。25,50 μmol/L水杨酸处理明显促进了葡萄苗枝干的生长,根系颜色为微红色,但100 μmol/L水杨酸处理却明显抑制了葡萄苗的生长,有少量根系变黑。水杨酸处理对葡萄苗缓解铝毒害的生理效应明显,25和50 μmol/L水杨酸使老叶叶绿素和类胡萝卜素含量显著高于CK和单独铝胁迫,使嫩叶叶绿素a、叶绿素a+b和类胡萝卜素含量比单独铝处理显著升高,水杨酸处理使叶片的SOD、POD活性和根系的SOD活性低于单独铝处理,而根系POD活性显著高于单独铝处理,叶片和根系氧自由基产生速率和丙二醛含量比单独铝处理有所下降;此外,50 μmol/L水杨酸处理还显著提高了铝胁迫下的根系活力。可见,铝胁迫对葡萄植株生长的抑制作用明显,表现出较大的毒害作用,而水杨酸处理对缓解葡萄铝毒害具有一定的效果,其中以50 μmol/L水杨酸处理对缓解葡萄苗铝毒害的生理效应最明显。

为研究不同LED复合光处理对西兰花保鲜效果的影响。以新鲜西兰花为材料,通过测定4 ℃低温条件下,西兰花的感官品质、维生素C含量、叶绿素含量、乙烯生成速率等各项指标,研究LED红蓝、LED红绿复合光处理对西兰花保鲜效果的影响。结果表明,与无光处理方式相比,LED红蓝复合光处理效果显著,不仅延长了西兰花保鲜期10～15 d左右,而且较好地保持了西兰花原有的外观品质,阻止了西兰花贮藏期间重要营养物质Vc含量的快速流失,延缓了贮藏期间乙烯释放量峰值和呼吸跃变出现的时间,显著降低了呼吸跃变的峰值,减少了膜脂过氧化对西兰花造成的损伤。

选用直立穗型近等基因系作为材料,研究了粳稻直立穗型基因对米质性状的影响。结果表明,直立穗型基因对碾米品质和外观品质有负面影响,它使整精米率明显下降,垩白粒率和垩白度明显增加,外观品质变劣;但直立穗型基因对蒸煮食味品质有正面影响,虽然一定程度上降低了直链淀粉含量和胶稠度,但却显著增加了食味值;对营养品质的影响主要表现在显著降低了总蛋白和谷蛋白含量,增加了清蛋白、球蛋白和醇溶蛋白含量;对淀粉RVA谱特征值的影响不大,只是使冷胶黏度和消减值有所增加,峰值黏度、热浆黏度和崩解值变化不大。整精米率、直链淀粉含量、谷蛋白含量、总蛋白含量和淀粉冷胶黏度等米质指标在直立穗型内不同粒位间变异较大,而垩白粒率、垩白度、食味值、胶稠度和淀粉消减值等米质指标在弯曲穗型内不同粒位间变异较大。直立穗型品种着粒密度大和二次粒率高可能是近等系间某些米质指标相差较大的主要原因。

为拓宽花生的耐盐基因资源,前期以平阳霉素为诱变剂进行了花生离体诱变,并在培养基中添加NaCl进行定向筛选,获得了一批NaCl耐性苗及其后代。对NaCl耐性植株M₃个体的荚果产量进行了测定,结果表明,有5个原始再生植株产生了3个以上大于60 g荚果重的M₃单株。用近红外仪对M₄种子的各品质性状进行测定,结果发现,其在蛋白质、油酸、亚油酸及脂肪含量发生了广泛变异,有7份变异材料的蛋白质含量超过30%,11份变异材料的脂肪含量超过55%。结合M₄种子在0.7%盐溶液中的发芽情况,筛选出几个综合了高产、高油、耐盐多个优良性状的个体。证明PYM离体诱变、NaCl定向筛选与近红外技术的有效结合,在花生中是一条新的有效的育种途径。

为研究嫁接对富集植物后代镉积累的影响,通过盆栽试验和小区试验,研究了油菜作为砧木对荠菜嫁接后代镉积累的影响。结果表明:在土壤高浓度镉处理、低浓度镉处理及小区试验条件下,荠菜根系镉含量及根系富集系数大小顺序均为:未嫁接 > 自苗嫁接后代 > 油菜砧木嫁接后代,而荠菜地上部分镉含量、地上部分富集系数、转运系数、根系生物量、地上部分生物量、总生物量、根系镉积累量、地上部分镉积累量和镉积累总量的大小顺序为:油菜砧木嫁接后代 > 自苗嫁接后代 > 未嫁接。在高浓度镉处理、低浓度镉处理和小区试验条件下,油菜砧木嫁接后代的荠菜地上部分镉积累量较未嫁接分别提高了145.41%,98.27%,99.51%,镉积累总量较未嫁接分别提高了110.93%,82.90%,93.89%。在小区试验条件下,油菜砧木嫁接后代的荠菜地上部分镉积累量和镉积累总量分别为1 103.87,1 210.54 μg/m²。因此,以油菜作为砧木嫁接荠菜能明显提高其后代对镉的积累,可在植物修复中推广应用。

为揭示Pb胁迫下氮素形态及施氮量对日本毛连菜生长及生理生化特性的影响,采用盆栽试验方法,针对不同浓度Pb胁迫下铵态氮和硝态氮及其施氮量对日本毛连菜生物量、叶绿素含量和抗氧化酶活性的影响进行研究。结果表明,在Pb胁迫下,日本毛连菜的生物量随施氮量的增加总体呈先上升后下降的趋势。在低浓度Pb胁迫下,施用铵态氮肥时,日本毛连菜叶绿素含量和CAT活性随施氮量的增加呈先升后降的趋势,SOD活性逐渐增加,POD活性呈先降后升的趋势,施用硝态氮肥时,植株叶绿素含量和SOD活性的变化趋势为先升后降,POD和CAT的活性呈逐渐下降的趋势;在高浓度Pb胁迫下,施用铵态氮肥时,日本毛连菜叶绿素含量、POD活性随施氮量的增加呈先升高后降低的趋势,而SOD、CAT活性则呈先降低后升高的趋势,施用硝态氮肥时,CAT活性随施氮量的增加呈先上升后下降的趋势,其他指标则无明显的变化趋势。无论在何种Pb浓度胁迫下,适量的铵态氮肥更有利于日本毛连菜的生长,不仅能提高叶片叶绿素含量,还能增加其抗氧化酶活性,这对于增加日本毛连菜的生物量,提高其修复铅污染土壤的能力具有实际意义。

为阐明油菜碳氮代谢与氮效率的关系,及其对油菜品质的影响。采用土培试验,以低产甘蓝型油菜品种沪油15(品种A)与高产甘蓝型油菜品系742(品种B)为试验材料,在常氮与氮胁迫2种供氮情况下,研究了不同品种油菜不同供氮水平下光和参数,可溶性糖、游离氨基酸与硝酸盐含量差异,氮效率与收获指数以及与籽粒脂肪酸组成的变化及差异。结果表明,无论哪种供氮水平,品种B苗期光合参数大于品种A,盛花期规律相反,两品种的Pn、Gs、Ci与Tr皆在盛花期有所升高,而WUE有所降低。盛花期与角果发育期品种B茎、叶中可溶性糖含量高于品种A,油菜茎叶中可溶性糖含量从角果发育期呈减少趋势,角果发育期与收获期较抽薹期减少53% ~80%,两品种5个时期茎叶皆表现为常氮时可溶性糖含量小于氮胁迫;品种B游离氨基酸除在2种供氮水平下盛花期叶、角果发育期地上部分与氮胁迫时抽薹期叶中大于品种A,其余时期呈现相反规律,到达角果发育期,两品种营养器官中游离氨基酸较生育前期大幅度减少;品种B 5个时期硝酸盐含量、氮效率、收获指数、品质皆高于品种A。碳氮代谢与氮效率关系密切,油菜后期碳氮代谢大幅度减弱,碳氮代谢强的品种氮效率高,有利于氮素积累,籽粒品质较好,品种B碳氮代谢及其各项指标优于品种A,品种优势明显。

在人工防雨篷下研究了前期不同灌水处理对砂姜黑土小麦中后期生长、光合生理及产量的影响,以期为该区小麦增产和水分高效利用提供科学依据和理论帮助。结果表明,灌1水条件下小麦叶片长宽和单茎干物重随灌水日期的推迟呈先增加后下降的趋势,并以生育前期水分充足处理CK最高,W5_100d(出苗后100 d灌水)处理次之,且总灌水量一致下小麦生育前期灌1水和灌2水效果间的差异不显著。生育前期适当推迟灌水日期有利于增加小麦生育中后期的叶面积指数和叶绿素含量,且灌浆中期W5_100d处理的叶面积指数和叶绿素含量高于CK。小麦生育前期适当推迟灌水日期亦有利于降低植株蒸腾速率改善小麦光合特性,其中W5_100d处理的光合速率比对照CK增加了11.4%。W5_100d与CK处理的产量差异不显著,分别为6 955.40,7 102.67 kg/hm²,但两者产量明显高于其他灌水处理。相关分析表明,小麦叶片叶绿素含量 、光合速率与单茎干物重和产量间皆呈直线显著正相关关系。研究得出,小麦生育前期适当延长灌水日期有利于改善小麦中后期生长发育、光合特性及产量,且总灌水量一致下灌水次数效果间的差异不显著。

为了给高粱耐低氮分子机制研究提供理论参考依据,以耐瘠程度不同的高粱品种为材料,采用水培法研究了6个氮浓度对高粱幼苗形态及生理特征的影响。结果表明,高粱幼苗地下干质量和POD活性在不同氮浓度间无显著性差异;氮浓度为4 mmol/L时,株高、茎粗、生长速度、干质量、叶绿素含量、可溶性蛋白和SOD活性最大;氮浓度为 0.04 mmol/L时,高粱幼苗缺氮表现明显,株高、茎粗、成活叶数、干质量、叶绿素含量和可溶性蛋白含量较氮浓度为4 mmol/L 时显著降低,根冠比显著升高;氮浓度大于4 mmol/L时,除成活叶数和根冠比外,其他指标值均下降。以0.04 mmol/L 为低氮处理,4 mmol/L为正常氮处理,对9个高粱品种的形态和生理指标进行测定,聚类分析显示,耐低氮材料为晋杂12号,中等耐低氮材料为狼尾巴、二达芒和八月齐,低氮敏感型材料为小铜 锤、关东黄、农858、竹竿青和西藏。