JB-1返回式卫星搭载水稻(Oryza sativa L.)丙95-503干种子,地面种植后筛选出多蘖矮杆突变体R955。利用荧光差异显示双向电泳(2-D DIGE)对突变体播种后第14天(未发生分蘖)、第21天(分蘖起始)、第55天(最高分蘖期)3个营养生长期叶片总蛋白进行分离及定量分析(未搭载植株为对照),检测到在各发育时期共有97个蛋白点发生差异表达,经串联质谱鉴定后得到59个独特的蛋白。功能分析发现能量代谢、光合作用、蛋白代谢、氮元素同化、氨基酸代谢以及胁迫应答等过程均参与了突变体的分蘖发育。对差异蛋白在不同时期相对表达量的K-均值聚类分析显示不同功能蛋白表现不同表达模式。两因素差分析(Two-way ANOVA)筛选出S-类核糖核酸酶可能与水稻分蘖性状直接关联。

采用连续回交方法,将SC316不育基因转育到中籼898品种中,研究不同世代回交群体、姊妹交群体及可育单株后代群体的育性表现。结果表明,SC316不育基因在这些群体中的表现符合1对显性核不育基因遗传规律,该不育材料携带有显性核不育基因。

小麦纹枯病是由禾谷丝核菌和立枯丝核菌引起的世界性土传真菌病害,培育并推广小麦纹枯病抗病品种是控制该病害最经济和最有效的途径。本研究采用基因枪法将由Ubiquitin启动子驱动的TaPIMP1基因导入常规小麦品种扬麦158、扬麦12号和Alondra,获得转TaPIMP1基因小麦阳性植株17株;对上述转基因小麦T₁和T₂代植株进行PCR检测,结果表明转入的TaPIMP1基因能稳定遗传;对15株转基因T₂代植株叶片中TaPIMP1的半定量RT-PCR结果显示,14个植株中的表达量均比相应的对照有不同程度的提高,表明转入的TaPIMP1基因能够在转基因小麦植株中表达;对PCR检测阳性的T₂代转基因植株纹枯病抗性鉴定结果显示,大部分转基因植株由于TaPIMP1基因的导入和表达,植株的纹枯病抗性得到提高。

S-腺苷甲硫氨酸合成酶(SAMS)是植物代谢过程中的一个关键酶,催化甲基供体和化合物前体S-腺苷甲硫氨酸的合成。为研究S-腺苷甲硫氨酸合成酶基因在盐胁迫条件下的响应和功能,以玉米甘油醛-3-磷酸脱氢酶(GAPDH)基因为内参基因,通过半定量RT-PCR法分析玉米SAMS基因在盐胁迫条件下的表达模式。结果表明,玉米SAMS基因家族4个成员(SAMS1、SAMS2、SAMS3和SAMS4)在正常生长(对照)和盐胁迫条件下都表达,对照根茎中的表达量大于叶中。SAMS1受盐胁迫后,茎中表达量降低,而叶中表达量略有增加,根中无明显变化。SAMS2和SAMS4受盐胁迫明显诱导,而SAMS3似乎不受盐胁迫诱导,处理植株与对照株相比均无差异。说明玉米SAMS基因家族的4个基因在表达模式上存在差异,推测在功能上存在分工的不同。

为明确外源激素和糖类对叶片zSs1表达的影响,本文以玉米优良自交系18-599叶片为材料,在分别含有甘露醇、蔗糖、葡萄糖的培养基中处理,然后分别添加ABA、GA,提取总RNA,通过Real-time PCR检测zSs1基因 mRNA表达量变化。结果表明:与只含基础盐处理相比,单独用甘露醇和葡萄糖处理玉米叶片,zSs1基因表达量没有明显变化;而单独用蔗糖处理叶片时,zSs1基因表达量增加约2倍;分别添加ABA或GA后,zSs1基因的表达量也均增加约2倍;蔗糖和ABA或GA的增强作用具有累积效应。

利用55份花生种子进行低温吸胀萌发试验,统计露白率及芽长/种长,筛选耐低温种质,并通过近红外光谱技术测定油酸、亚油酸、棕榈酸、脂肪、蛋白质及蔗糖含量,分析花生种子吸胀期间耐低温性与各项品质性状之间的相关性。结果表明:参试花生种质在2℃96h低温胁迫条件下,露白率≥80%的种质有3份、80%>露白率≥70%的种质有3份、70%>露白率≥60%的种质有5份、露白率<60%的种质有43份(占总数78.18%);芽长/种长>0.5的种质有3份、0.5>芽长/种长>0.4的种质有5份、0.4>芽长/种长>0.3的种质有3份、芽长/种长<0.3的种质有43份。其中,多粒型种质A4的耐低温性最强,露白率为95%、芽长/种长为1.50。种子的露白率与芽长/种长呈极显著正相关、与脂肪含量呈显著正相关,芽长/种长与亚油酸含量呈显著正相关、与油酸含量呈显著负相关,但这两项指标与百仁重相关性均不显著。

根据前期的研究结果设计PCR引物,从青花菜(Brassica oleracea var. italica)叶片基因组DNA和cDNA中克隆到了查尔酮合成酶基因,定名为BoCHS2。BoCHS2的基因组DNA全长为1267bp,具一个长度为85bp的内含子,基因编码区全长为1182bp,编码393个氨基酸。基因序列已提交至NCBI,登录号为HQ189776。与BoCHS相比,在核苷酸和氨基酸组成上的差异分别为27bp和8个氨基酸。RT-PCR结果表明,在霜霉菌诱导下,叶片和子叶中BoCHS2的表达量增加。将BoCHS2片段反向插入到带有绿色荧光蛋白基因的pCAMBIA1300载体中,成功构建了植物反义表达载体。

Ari1327是美国引进种质Ari971经⁶⁰Co γ射线照射后得到的矮化突变体,以陆地棉遗传标准系TM-1为母本和Ari1327组配杂交组合,利用该组合产生的F₂群体对株高和纤维品质性状进行QTL分析,共检测到4个与株高相关的QTL,分别位于Chr.3、Chr.11、Chr.14和LG6上,4个位点可解释的联合表型贡献率达74.53%;6个与纤维品质性状相关的QTL,其中2个与比强度相关,分别位于Chr.23和LG5上,其表型贡献率分别为4.85%和9.85%;1个与马克隆值相关的QTL位于LG3上,其表型贡献率为7.28%;与纤维长度、整齐度和伸长率相关的QTL均为1个,集中在LG5上,表型贡献率分别为9.86%、28.35%和28.26%。对株高和纤维品质5项指标进行相关分析,结果表明株高和纤维品质间的相关系数数值较小,未达显著水平,这说明株高和纤维品质在遗传上可能关系不大,这为株高和纤维品质的同步改良提供了理论依据。

以转pprI基因烟草植株为材料,研究了⁶⁰Co γ射线辐照后转pprI基因烟草抗氧化酶活性及其基因转录水平的变化。结果表明,经0、100、200、300、400和500Gy ⁶⁰Co γ射线辐照后,转基因和非转基因烟草的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)3种抗氧化酶活性及其相应酶基因转录水平都逐渐提高,其中SOD酶活性及其基因转录水平在100Gy辐照后达最大值,而SOD和CAT活性在300Gy辐照后达到最大值,三种酶的活性及其基因转录水平随后都随剂量的增加逐渐降低,但转基因烟草的3种抗氧化酶基因转录水平和酶活性都显著高于非转基因烟草。说明把pprI基因转化到烟草植株体内后,pprI基因能有效地提高烟草在⁶⁰Co γ射线辐照下SOD、POD和CAT等抗氧化酶基因的转录水平及其活性水平,从而提高了转基因烟草对辐照的耐受能力。

在高等植物中,WRKY转录因子家族成员广泛参与植物的生长发育、代谢、生物胁迫和非生物胁迫等生理过程的调控。本研究采用同源序列克隆的方法获得烟草WRKY12基因,序列分析表明,该蛋白属于WRKY家族第2类成员,只有一个WRKY结构域,锌指结构为C-X₄-C-X₂₃-H-X₁-H。构建系统发育树结果表明,它与大豆中GmWRKY6和GmWRKY12亲缘关系较近,相似性分别达50%和45%。Northern Blot试验证明该基因表达受4℃低温胁迫诱导。将其完整编码区构建到大肠杆菌表达载体,在培养温度18℃条件下添加0.2mmol/L IPTG诱导表达融合蛋白。进一步试验获得特异性和纯度非常高的纯化蛋白和抗体。

采用RT-PCR的方法,结合3’RACE与5’RACE,从普通烟草(Nicotiana tabacum)品种K326中克隆出烟草K⁺转运体基因NtHAK1的全长cDNA序列。该序列长度为2016bp,编码378个氨基酸,其分子量为42.27kDa,等电点7.2。生物信息学分析表明,该蛋白具有6个跨膜区,含有K⁺转运蛋白的功能保守域cl01227。同源性分析结果显示,NtHAK1与拟南芥、水稻、大麦等植物的高亲和K⁺吸收转运基因具有较高的同源性;在组织水平上,NtHAK1在根、茎、叶及花中均有表达; 在表达模式上,NtHAK1的表达并不受外界低K⁺环境的诱导。

目前能够利用木糖发酵产乙醇的菌株很少且产量较低,对菌株进行诱变选育,可以提高其对木质纤维素的利用率。本试验选择嗜鞣管囊酵母As2.1585为原始菌株,采用15keV的低能氮离子进行注入诱变。随着注量的增加,菌体存活率曲线呈"马鞍型",综合考虑其存活率和正突变率,确定最佳诱变注量为12.5×10¹⁴ions/cm²,对诱变后菌体进行筛选,获得了嗜鞣管囊酵母高产菌株mut-54,传代7次后乙醇产量稳定。试验表明,突变株mut-54对木糖的利用速率、生物量积累以及耐酒精能力均高于原始菌株,发酵72 h乙醇产量较原始菌株提高12.74%。突变株mut-54比原始菌株更适合用于木糖发酵产乙醇。

为提高Pleurotus eryngii_-Co007产木质素降解酶能力,考察了初始pH、秸秆浓度、Cu²⁺浓度、吐温-80含量对其产木质素降解酶的影响。采用单因素试验和响应面分析法的Central Composite进行试验设计,得到Pleurotus eryngii_-Co007产木质素降解酶的最佳条件:培养基初始pH 5.63、秸杆加量1.12%、Cu²⁺浓度4.00mmol/L、吐温-80含量0.83g/L。在此条件下,第8天摇瓶发酵液中木质素降解酶活性达到241.40U/ml,与回归模型的预测值相对误差仅2.18%。

氡温泉水样经8kGy⁶⁰Co γ射线预处理后,从中分离获得1株耐⁶⁰Co γ射线和UV辐照的嗜热菌株R4-33。经形态观察、生理生化试验、脂肪酸分析、(G+C)mol%含量和16S rDNA序列测定,结果表明,菌株R4-33为杆状,革兰氏阴性菌,无鞭毛,形成末端芽孢;最适生长温度60℃,最适生长pH 7.5;能以葡萄糖、麦芽糖和海藻糖等作为唯一碳源生长,水解酪素和淀粉;过氧化氢酶阳性;对青霉素、新霉素、红霉素、万古霉素、链霉素、庆大霉素、丁胺卡拉和氨苄青霉素敏感;细胞主要脂肪酸为C_{14 ∶1}(48.4%)和C_{15 ∶1}(15.2%);基因组DNA中(G+C)mo1%含量58.2%。经比对菌株R4-33的16S rDNA序列与Anoxybacillus属菌株有较高的同源性,其中与Anoxybacillus gonensis菌株的相似性高达99.5%。经R4-33菌株生理生化试验及16S rDNA序列分析,该株菌归属于Anoxybacillus属,暂命名为Anoxybacillus sp. R4-33。耐辐射细胞存活试验结果显示菌株R4-33对UV的耐辐射能力达396J/m²,对⁶⁰Co γ射线耐辐照能力为14kGy,表明其对UV和γ射线辐照具有较高耐受性。

采用辐照杂交1代干种子成功选育出杂交糯稻恢复系糯恢6211,该恢复系性状稳定、抗逆性强、恢复力好、配合力高,于2010年春通过贵州省级田间技术鉴定。该恢复系与N₂A所配组合糯优6211在贵州省2008年区试糯稻组中单产8335.5kg/hm²,比对照龙虎禾增产21.5%,2009年区试糯稻组中单产8230.5kg/hm²,比对照龙虎禾增产19.54%,于2010年7月通过贵州省品种审定委员会审定。

用特种稻南丰糯种子搭载神舟4号宇宙飞船,进行空间诱变处理,诱变后代材料经多代选择,育成特种稻新品种航香糯, 2009年1月通过广东省农作物品种审定。与原品种南丰糯相比,航香糯的稻瘟病抗性提高,粒型变细长,有效穗和实粒数增加,且具有香味。本文还就空间诱变育种的应用效果和变异材料稳定的世代进行了讨论。

使用0、3、5、10kGy的⁶⁰Co γ射线辐照软罐头包装凤爪,分别在贮存0、30、60、90d时检测样品中的菌落总数、大肠菌群、致病菌、TBARS值,并进行了感官评价试验。结果表明,贮藏90d后,辐照组的菌落总数分别为6.1×10³、1.4×10³、765cfu/g,在整个贮存期间均低于对照组,且未检出大肠菌群和致病菌;3kGy辐照处理组和对照组间的TBARS值在贮藏过程中分别为0.410、0.404,相差不大;辐照不会明显改变产品的感官品质。因此⁶⁰Co γ射线辐照是一种有效的延长软罐头包装凤爪货架期的灭菌方法。

研究辐照、包装形式、抗氧化剂和辐照温度对扒鸡氨基酸组成及感官变化的影响。利用氨基酸分析仪对扒鸡18种氨基酸进行了测定,并采用双盲法对辐照扒鸡贮藏过程中异味变化进行了评分试验。结果表明:6.5kGy剂量辐照时,包装形式、抗氧化剂以及辐照时的温度对扒鸡的氨基酸组成均没有明显的影响(P>0.05),扒鸡在辐照后产生了明显的异味,并随着贮藏时间的延长,异味逐渐变淡。真空包装、抗氧化剂和低温辐照复合处理对减轻辐照扒鸡的异味有显著作用。

采用电子加速器辐照草莓,并测定辐照对草莓微生物含量、腐烂指数、失重率及相关生物指标的影响。试验表明1.0、2.0、3.0kGy剂量的电子加速器辐照能减少草莓的微生物量,延缓草莓腐烂的速度,为草莓的保存提供良好的初始状态,其中2.0、3.0kGy的辐照能延长草莓保质期2~3d。辐照后草莓的可溶性固形物、Vc和总酸含量比对照降低慢,表明本试验剂量下的辐照不影响草莓的营养品质。因此,对草莓进行2.0~3.0kGy电子束辐照是有效的贮藏保鲜方法。

试验研究山楂黄酮的抗氧化性以及对辐照肉糜的抗氧化作用。结果表明,山楂黄酮提取物对DPPH ·具有一定清除作用,每110g肉糜中添加0.525mg山楂黄酮粗提物对DPPH自由基的清除率可达到56%。山楂黄酮提取物可有效降低辐照肉糜的脂肪氧化程度,且山楂黄酮提取物与Vc复配添加使用效果明显优于山楂黄酮提取物或茶多酚单独处理。试验表明,山楂黄酮提取物能够减轻辐照肉糜的脂肪氧化。