- 周政;何冠谛;何叶清;张宇乐;杨名方;娄飞;刘瑶;赵福林;唐越岳;苏敏敏;令狐昌英;王维东;何腾兵;
为了研究辣椒HMA家族基因介导的潜在机制,本研究从辣椒中鉴定出了6个辣椒HMA家族基因,并根据序列比对和系统发育分析将其划分为两个亚家族。对辣椒基因家族进行染色体定位、基因结构和基序组成分析,结果表明,辣椒HMA家族基因在进化过程中相对保守。启动子分析表明,大多数辣椒HMA家族基因含有与非生物胁迫相关的顺式作用元件。转录组数据分析表明,CaHMA2~CaHMA6基因在植物的各组织和各发育时期均有表达,而Zn/Co/Cd/Pb亚群的基因在辣椒各生育期不表达。通过qRT-PCR验证了该基因家族成员在镉和铜胁迫下的表达情况,发现在两种重金属的胁迫下,Cu/Ag亚群的CaHMA5基因表达显著上调,表明CaHMA5在镉和铜胁迫中发挥着重要作用。最后通过酵母镉耐受性试验发现,CaHMA5能够提高酵母的镉耐受性使其恢复生长,暗示CaHMA5具有Cd~(2+)转运功能。本研究为深入解析CaHMA5的功能以及培育辣椒新品种提供了理论依据。
2024年01期 v.43;No.373 1-13+28页 [查看摘要][在线阅读][下载 2837K] - 吕博文;李军乔;闫格;王秀梅;李涛;
为研究不同盐碱胁迫对蕨麻生长情况的影响,结合转录组进行测序分析,采用土培法对蕨麻进行不同梯度的NaCl、NaHCO_3胁迫处理,分析其株高、茎粗等形态指标对不同浓度盐碱胁迫的响应差异,结合Illumina高通量测序技术进行转录组测序,初步探究盐碱胁迫对其转录水平的影响。结果表明,盐碱胁迫下,蕨麻对盐的耐受能力强于碱,随着胁迫浓度的增高,蕨麻相关农艺性状呈先增加后降低的趋势,整体呈现出“低促高抑”的现象;MDA含量随胁迫浓度的增大呈先升后降的趋势,说明膜脂过氧化明显,且当胁迫浓度超过一定阈值,抗氧化和渗透调节系统均不能缓解其膜系统损伤;转录组测序共产生82.95 Gb Data,各样品Clean Data均达到8.41 Gb及以上,Q 30碱基百分比在93.17%及以上,通过DEGs分析,3个比较组(ck-vs-NaCl、ck-vs-NaHCO_3、NaCl-vs-NaHCO_3)分别筛选出1 616个、1 590个和1 770个DEGs; GO富集分析结果表明,盐应答、类黄酮生物合成过程、硝酸还原酶(NADPH)等GO Term被显著富集;KEGG分析表明,苯丙烷生物合成、黄酮类化合物生物合成、MAPK信号途径和植物激素信号转导等通路被显著富集;并且在DEGs中鉴定的ERF、MYB、NAC、WRKY、MYB和bZIP转录因子家族成员最多。蕨麻主要通过提高茎粗和减小小叶面积等方式来适应胁迫环境,整体呈现“低促高抑”的规律,其存在一定阈值。蕨麻通过调节膜成分、氧化还原酶活性、类黄酮生物合成过程、苯丙烷生物合成、MAPK信号途径和植物激素信号转导等生物过程和代谢途径,结合有关转录因子对其所处盐碱环境进行响应。
2024年01期 v.43;No.373 14-28页 [查看摘要][在线阅读][下载 3717K] - 郎云虎;文琴琴;魏升华;严福林;
为探究朱砂根的遗传多样性,对收集的16个居群的69份朱砂根样品ITS和matK序列进行双向测序,应用Genious 11.0软件分析2个序列的结构变异,应用MEGA 11.0软件基于Kimura-2-Parameter(K2P)模型,计算居群间遗传距离,采用邻接法(NJ)分别构建系统发育树。结果表明,朱砂根ITS与matK序列长度分别为447~451 bp、844~861 bp, GC含量分别为55.30%~56.30%,33.70%~34.40%,变异位点分别为24个、43个,单倍型多样性分别为0.947、0.917,核苷酸多样性分别为0.013 14、0.006 00;朱砂根ITS序列居群间遗传距离在0.000 4~0.032 0之间,平均遗传距离0.018 4;matK序列居群间遗传距离在0.000 0~0.019 6之间,平均遗传距离为0.008 6。系统发育结果表明,ITS和matK序列都将16个居群的朱砂根聚为2支,且遗传距离较小。研究表明,不同居群的朱砂根具有较为丰富的遗传多样性,且遗传距离与居群地理空间距离有关。ITS较matK序列变异更丰富,更适宜对朱砂根遗传多样性评价、分子标记开发与基源鉴定等研究。
2024年01期 v.43;No.373 29-35+42+157页 [查看摘要][在线阅读][下载 2707K] - 刘念;李浩;陈天花;侯信哲;李睿;王玲;徐宏;蔡庆澳;邓秀;朱宗河;闫贵欣;蔡光勤;伍晓明;张付贵;周可金;
油菜成熟后角果易开裂,导致收获损失率高,限制了产业的高质量发展。筛选抗裂角优异种质资源,对于培育抗裂角宜机收的油菜新品种具有重要意义。为了提高油菜抗裂角资源的筛选效率,本研究基于200份变异丰富的甘蓝型油菜种质资源,系统比较压裂法与随机碰撞法的鉴定结果,提出了一种基于压裂力的抗裂角高效鉴定方法。研究发现,基于随机碰撞法的抗裂角指数与基于压裂法的裂角力之间显著正相关,且压裂法比随机碰撞法重复性更好、效率更高、稳定性更强。基于抗裂角指数和裂角力之间的相关关系,制定了基于压裂力的抗性分级标准,最终基于压裂力筛选出5份高抗裂角的甘蓝型油菜优异种质资源。相关结果为进一步培育优质的油菜抗裂种质资源提供了高效的鉴定方法和重要的基因资源。
2024年01期 v.43;No.373 36-42页 [查看摘要][在线阅读][下载 1503K] - 康泽培;孙健;张小雨;赵大伟;陈基权;杨泽茂;谢冬微;唐蜻;许英;邓灿辉;程超华;粟建光;戴志刚;
为更好地利用黄秋葵种质资源,本研究以201份黄秋葵种质资源为材料,对其18个农艺性状进行变异分析、相关性分析、主成分分析和聚类分析。结果表明,201份黄秋葵种质资源具有较为丰富的多样性,质量性状的多样性指数在0.66~1.79之间,10个数量性状的变异系数范围为8.46%~43.51%,变异系数最大的是分枝数,最小的是蒴果宽度。相关性分析表明,黄秋葵产量与第一分枝节位、主茎节数,单株果数、果实棱数存在高度相关性;分枝数、主茎节数、单株产量与花蕾黄酮含量具有一定相关性。主成分分析将13个数量性状简化为4个主成分,累积贡献率达62.049%,这4个主成分反映了201份黄秋葵材料的主要遗传信息。聚类分析将供试材料分为四个类群:类群Ⅰ黄酮含量高但产量最低;类群Ⅱ、类群Ⅲ产量高,花蕾和嫩果黄酮含量低,其中类群Ⅱ植株高大且分枝多,类群Ⅲ则反之;类群Ⅳ的果实大且重,但单株果数少,产量较低。可根据不同目的及需求,选择不同类群的材料作为黄秋葵育种亲本加以利用。
2024年01期 v.43;No.373 43-51+75页 [查看摘要][在线阅读][下载 1365K] - 林勇;习彦花;李俊磊;王丽萍;王素娜;程辉彩;
为发掘和利用高效释硅菌种资源,提升土壤中有效硅含量,本研究利用硅酸盐选择性培养基进行高效释硅菌的分离筛选,对分离得到的释硅菌株进行分类鉴定,测定其解硅能力、抗逆性、溶磷解钾、产铁载体及分泌IAA等促生能力,并通过浸种催芽试验探究其对小白菜种子萌发及幼苗生长的影响。结果表明,从土壤样品中分离筛选得到21株释硅菌株,其中菌株CBP-2在以富硅铁尾矿砂为底物的发酵液中有效硅浓度可达22.46 mg/L,为对照(不接菌)的2.02倍。经形态学、生理生化特征和16S rRNA基因序列分析,将其鉴定为类芽胞杆菌(Paenibacillus xylanilyticus)。释硅菌CBP-2表现出良好的抗逆性,在20~40℃、pH值5~10、NaCl浓度0~7%条件下均可正常生长,最优发酵条件为初始pH值6.0、NaCl浓度4%、30℃培养。菌株CBP-2对磷酸钙和钾长石都有一定的活化利用能力,同时还能产铁载体、分泌IAA。该菌株兼具释硅、溶磷解钾等多种促生功能,同时具有良好的生态适应性,在土壤修复和农业生产中具有潜在的开发应用价值。
2024年01期 v.43;No.373 52-58+91页 [查看摘要][在线阅读][下载 1663K] - 罗希榕;祝晓云;杨仕梅;李唐燕;李靖;陀海燕;覃成;
MADS-box家族在花的诱导和发育中作用广泛,有些基因在明显不相关的发育阶段具有多种功能。本研究通过生物信息学对辣椒MIKC型MADS-box家族系统发育树、保守结构、基因特征、GO和KEGG富集分析、时空表达等进行系统分析。在辣椒中共鉴定到25条MIKC_MADS基因,均具有MIKC_MADS的N端SRF-TF和C端K-box保守结构域,氨基酸数为122~278 aa,为两性亲水性蛋白。Motif分析发现,25条CaMADS-box基因均含有Motif1、Motif2、Motif4共3个保守基序。染色体定位发现,25条基因不均匀地分布在12条染色体上,其中染色体Chr02定位基因最多,共计5条基因。共线性分析发现MIKC_MADS在野生种Chiltepin中存在多个共线性区块。GO富集分析发现,MIKC_MADS主要参与植物生长初期发育过程,主要是花器官、胚乳发育过程,KEGG富集到甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢(ko00260),乙醛酸盐和二羧酸盐代谢(ko00630),碳代谢(ko01200)。顺式作用元件发现,与光响应元件、水杨酸、胚乳等元件相关。在时空表达过程中,MIKC_MADS在茎、叶、芽和花过程表达呈现上调表达趋势。
2024年01期 v.43;No.373 59-67+113页 [查看摘要][在线阅读][下载 3809K] - 刘家奇;湛东武;周富亮;梁思维;赵欣悦;宁丹;孟起同;蒋锋;刘鹏飞;
为了解中波紫外线(UV-B)对糯玉米种子活力影响的分子机理,设置0 min(对照)、30 min、1 h、2 h、4 h和8 h共6个不同时长的UV-B辐照对糯玉米自交系N51种子进行处理,同时进行相关活力指标和转录组学分析。结果表明,糯玉米自交系N51各处理与对照及各处理间差异均不显著。在0 min、30 min、1 h、2 h、4 h、8 h范围内,发芽势、发芽指数和活力指数均呈先上升后下降的趋势,且在1 h处理下达到最高,综合各个活力指标表明,UV-B辐照处理1 h促进玉米种子萌发效果最显著。依据0 min、1 h、2 h等3个时长处理下,糯玉米种子活力指标呈先升后降的趋势,转录组测序分析共筛选出先上调再下调的差异表达基因5个,先下调后上调的差异表达基因869个。GO注释分类表明,UV-B处理主要通过影响类囊体、光合系统光合作用、光合膜、光合作用-天线蛋白、代谢途径、氮代谢途径等影响糯玉米自交系N51种子萌发;KEGG通路富集包括苯丙素类生物合成、类黄酮生物合成、淀粉和蔗糖代谢等途径。
2024年01期 v.43;No.373 68-75页 [查看摘要][在线阅读][下载 2208K]
- 秦昌鲜;彭崇;郭强;闭德金;唐利球;马文清;梁永检;韦江璐;
对8个甘蔗新品种(系)的农艺性状进行综合评价,筛选出优良品种(系),为桂西南蔗区特别是龙州蔗区新品种的推广提供参考。以ROC22为对照,对7个甘蔗新品种(系)进行一年新植两年宿根田间比较试验,采用DTOPSIS法对其进行筛选与评价。结果表明,各品种按照DTOPSIS分析结果Ci排序依次为:河糖11-157>桂糖10-1042、桂糖08-56>桂糖11-2320>桂糖09-439>ROC22>桂糖11-2119>桂糖10-417。甘蔗新品种河糖11-157和桂糖10-1042可在桂西南蔗区特别是龙州蔗区进行推广应用,桂糖08-56和桂糖09-439可作为优良新品种继续观察,桂糖11-2320、桂糖11-2119和桂糖10-417不建议在桂西南蔗区推广应用。
2024年01期 v.43;No.373 92-95+101页 [查看摘要][在线阅读][下载 1105K] - 杜磊;赵海红;
基于12个耐盐性状,在萌发期和苗期耐盐性鉴定的基础上,综合分析了64份向日葵种质资源的耐盐特点。结果表明,盐胁迫对向日葵整个生长过程都有着明显的影响,向日葵的种子具有一定的耐盐性,并能够在一定程度上抵抗盐胁迫对种子萌发和幼苗生长的影响。MDA含量、脯氨酸含量和膜透性与向日葵的耐盐性呈负相关;光合速率、地下干物重、发芽势、地上干物重、株高、叶面积、出苗率、发芽率和叶绿素含量与向日葵的耐盐性呈正相关。通过因子分析,从12个性状中归纳了5个公共因子,它们的盐胁迫累积贡献率为84.058%。通过聚类分析,从64份向日葵种质资源中筛选出4份耐盐材料和7份盐敏材料。
2024年01期 v.43;No.373 96-101页 [查看摘要][在线阅读][下载 1277K] - 李胜辉;杨也;廖国会;张素勤;赵兴艺;耿广东;
为探索香葱染色体核型特点,采用滴片技术获得3个香葱品种的根尖细胞染色体片子,并进行染色体核型分析。结果表明,3个香葱品种均为二倍体,染色体数目为2n=2x=16,平坝白葱的染色体较赫章黑葱和赫章红葱粗短,呈近椭圆形。赫章黑葱的核型公式为2n=2x=14 m+2 sm, 16条染色体中臂比大于2的染色体占总染色体数的12.5%,核型不对称系数为59.06%,核型类型为2A;赫章红葱的核型公式为2n=2x=12 m+4 sm, 16条染色体中臂比大于2的染色体占总染色体数的12.5%,核型不对称系数为59.16%,核型类型为2A;平坝香葱的核型公式为2n=2x=14 m+2 st, 16条染色体中臂比大于2的染色体占总染色体数的12.5%,核型不对称系数为57.10%,核型类型为2A。3个品种中进化程度最高的是赫章红葱,最低的是平坝白葱。
2024年01期 v.43;No.373 102-106页 [查看摘要][在线阅读][下载 1214K] - 张倩倩;殷春渊;刘贺梅;胡秀明;孟利红;王和乐;张金霞;田芳慧;袁泽科;孙建权;王书玉;
为促进香稻育种,明确水稻重要种质资源中香味基因的存在情况,本研究将传统香味鉴定方法(KOH浸泡法)与分子标记技术相结合,对48份水稻骨干材料的香味及香味基因Badh2变异类型进行鉴定。结果表明,在48份供试材料中,利用KOH浸泡法检测到具有香味的材料有44份;利用香味基因Badh2的7种等位基因变异类型功能标记检测到含有香味的材料有43份,其中,有41份为纯合香型,2份为杂合型,等位基因Badh2-E2的变异类型有37份,等位基因Badh2-E7的变异类型有6份,未检测到等位基因Badh2-E4-5、Badh2-E12、Badh2-E13、Badh2-UTR和Badh2-Pro的变异类型。通过比较KOH浸泡法与分子标记技术,发现仅有1份材料检测结果不同,明水香稻(X23)用KOH浸泡法检测出具有香味,但本研究所用的Badh2的7种等位基因变异类型功能标记却未检测出含有香味,说明该材料可能属于Badh2其他已报道的或新的等位基因变异类型,也可能是含有新的香味基因。
2024年01期 v.43;No.373 107-113页 [查看摘要][在线阅读][下载 1242K] - 赵晓政;郭文文;李颖;张俊岭;曲延英;陈全家;郑凯;
为了探究低磷胁迫下不同品种的棉花对磷的反应机理,本试验采用水培方法,对21个不同基因型的棉花品种进行高磷(KH_2PO_4 1×10~(-3)mol/L)处理和低磷(KH_2PO_4 1×10~(-5)mol/L)处理,通过主成分分析等统计方法,探讨了不同磷含量对棉花幼苗期根系形态的影响。结果表明,低磷处理后的棉花的根体积、根表面积均明显增加;随着磷含量的降低,棉花根系生长也会呈下降趋势。筛选得到1个磷高效棉花品种、2个磷中等棉花品种和18个磷低效棉花品种。棉苗总根长度、根面积、根表面积、根体积等指标在不同磷处理和各品种之间有明显差别,可以用来评价棉花品种的耐磷能力。
2024年01期 v.43;No.373 114-123页 [查看摘要][在线阅读][下载 1764K] - 李秋莹;于婵;周艳;李贺敏;夏至;陈欣;黄勇;
为了明确重金属铬胁迫对丹参种子萌发、幼苗生长与生理指标的影响,采用不同浓度(0、50、100、150、200、250 mg/L)K_2Cr_2O_7处理丹参种子,测定种子发芽率和幼苗根长、苗鲜质量、叶绿素含量及抗逆酶活性等指标。结果表明,丹参种子发芽率及幼苗根长、苗鲜质量、叶绿素含量均随着Cr~(6+)浓度增加而下降;随着Cr~(6+)浓度增加,丹参幼苗POD活性显著升高,CAT活性先升高后降低,SOD活性逐渐下降,Pro和MDA含量增加。研究表明,Cr~(6+)对丹参种子萌发及幼苗生长有显著的胁迫和毒害作用,幼苗根的生长受Cr~(6+)胁迫最为严重。
2024年01期 v.43;No.373 124-129页 [查看摘要][在线阅读][下载 1235K] - 李家敏;潘芝玲;王灿;张兵锋;
通过PCR扩增获得广东紫珠matK基因的完整核苷酸序列,利用生物信息学对matK基因进行开放阅读框、氨基酸组成、蛋白质跨膜结构区、亚细胞定位和结合区分析,预测信号肽、氨基酸亲/疏水性、氨基酸及高级结构预测,采用UPGMA算法对13种紫珠属植物构建系统进化树。结果表明,广东紫珠matK基因序列长度为1 524 bp,编码507个氨基酸,有10个开放阅读框;matK基因编码的成熟酶K蛋白含20种氨基酸,二级结构中α螺旋占49.11%、β转角4.45%、无规则卷曲28.21%,为不稳定亲水性蛋白;无信号肽、无跨膜结构,定位于叶绿体亚细胞器。系统进化聚类结果表明,广东紫珠与紫珠、Callicarpa mollis的亲缘关系较近。
2024年01期 v.43;No.373 130-136页 [查看摘要][在线阅读][下载 2356K]