马铃薯抗冷机制-马铃薯植株冷驯化期间基因的表达糖和聚胺机制的变化
马铃薯贮藏块茎低温糖化研究进展——(Ⅰ)生理生化机理
降 ,整个贮藏期中 D I B 值显著低于 同样贮藏条件 下 N 80 2D I ;整个贮藏期 间 M D D 6 — B 值 G G没有太 大 变化 ,但 是 低 温 处 理 品 种 D D G G值 增 大 ,利 于
并且蔗糖含量亦有不 同程度 的升高 。E i 等[ wn 2 g 】 将
块 茎贮 藏 于 l ,l ,l℃条件 下 ,发现 l℃还 原 ,5 0 5 0 糖水 平 稍 有 上升 ,而 蔗 糖含 量 基 本 不 变 ;5 ℃条 件
下不仅还原糖含量显著升高 ,而且蔗糖含量亦有很
明显 上升 。至 于低 温下贮 藏 多少 时 间后才会 有 糖化
马铃薯是世界第四大作物 ,其块茎的贮藏受温 度 、湿度和通风条件等环境 因素的影响。为了有效 抑制块茎 的萌芽 ,减少贮藏期间病害的发生 ,人们 通 常将块 茎贮 藏在 低温 条 件下 ,但低 温贮 藏使 块茎
中还 原 糖含 量迅 速上 升 ,高温加 工 时 ,还 原 糖与块 茎 中游 离 氨基 酸发 生 Malr iad反应 ,严 重影 响块茎 l 炸 条和 炸 片色泽 。 目前关 于块 茎低 温糖化 的生理 生 化 机理 已经 做 了 比较 全面 的研 究 ,也得 到 了一些 关 键 调控 结论 。
进行低温 (℃) 1 贮藏处理 ,分别经 l2 、4 、2 ~4h 8h 、 4d低温 处 理后 ,发 现这 些处 理 对 炸 片颜 色 均不 产 生影 响 ,但 贮藏 时 间超 过 7d ,炸 片颜 色显 著加 后
深。由于薯片中还原糖含量与炸片颜色呈显著负相 关 [,可 见低 温 下贮 藏 一个 星期 左右 即能引 起糖 化 3 】
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中国马铃薯 ,第 2 ,第 6期 ,2 0 0卷 06
《2024年马铃薯NF-YB基因家族鉴定及StNF-YB3.1在马铃著中的功能分析》范文
《马铃薯NF-YB基因家族鉴定及StNF-YB3.1在马铃著中的功能分析》篇一马铃薯NF-YB基因家族鉴定及StNF-YB3.1在马铃薯中的功能分析摘要:本文通过对马铃薯NF-YB基因家族的鉴定,探讨了StNF-YB3.1基因在马铃薯生长发育过程中的功能。
通过生物信息学分析、基因克隆、表达模式分析以及转基因技术等手段,揭示了StNF-YB3.1基因在马铃薯中的潜在作用及其对马铃薯生长的调控机制。
一、引言马铃薯作为世界范围内重要的农作物,其生长发育受到多种基因的调控。
NF-YB基因家族作为植物基因组中的重要组成部分,在植物生长发育、逆境响应及激素信号传导等过程中发挥着重要作用。
因此,对马铃薯NF-YB基因家族的鉴定及其功能分析对于深入了解马铃薯生长发育的分子机制具有重要意义。
二、马铃薯NF-YB基因家族的鉴定通过生物信息学分析,我们在马铃薯基因组中鉴定出多个NF-YB家族成员。
利用基因组学、转录组学和蛋白质组学等技术手段,我们分析了这些基因的结构特征、表达模式及潜在功能。
这些研究为进一步的功能分析提供了基础。
三、StNF-YB3.1基因的克隆与表达模式分析在鉴定的NF-YB基因家族中,我们特别关注了StNF-YB3.1基因。
通过基因克隆技术,我们成功获得了该基因的全长cDNA 序列。
随后,我们分析了其在不同组织部位的表达模式,以及在不同生长条件下的表达变化。
结果表明,StNF-YB3.1基因在马铃薯生长发育过程中具有特定的表达模式和调控作用。
四、StNF-YB3.1在马铃薯中的功能分析为了进一步探讨StNF-YB3.1在马铃薯中的功能,我们利用转基因技术构建了过表达和沉默StNF-YB3.1的马铃薯植株。
通过对转基因植株的表型分析、生理指标测定及分子生物学实验,我们发现StNF-YB3.1在马铃薯的生长、发育及抗逆性等方面具有重要作用。
过表达StNF-YB3.1的转基因植株表现出更强的生长势和抗病能力,而沉默该基因的植株则表现出生长受抑和抗逆性降低等表型。
多抗转基因马铃薯植株的获得及农杆菌介导试管薯遗传转化体系优化
多抗转基因马铃薯植株的获得及农杆菌介导试管薯遗传转化体系优化作者:齐恩芳贾小霞刘石陈晓艳黄伟刘世海来源:《甘肃农业科技》2020年第11期摘要:以马铃薯品种陇薯11号试管薯为受体材料,通过农杆菌介导法,将PVX、PVS、PVY和PLRV 4种病毒CP融合基因导入马铃薯,并对影响遗传转化的因素进行了优化。
结果表明,薯片分化和生根阶段的选择压分别为Kan 50、75 mg/L,薯片分化和生根阶段有效抑菌浓度分别为Cb 500、200 mg/L,农杆菌活化时间为4.5 h、侵染时间为7 min、共培养时间为2 d时利于遗传转化。
通过该体系将4种病毒CP融合基因导入马铃薯,获得了具卡那霉素抗性的转化植株,经PCR检测,外源基因已导入马铃薯基因组中。
关键词:马铃薯;试管薯;农杆菌介导;遗传转化中图分类号:S532 文献标志码:A 文章编号:1001-1463(2020)11-0001-06doi:10.3969/j.issn.1001-1463.2020.11.001Abstract:The CP fusion genes of PVX, PVS, PVY and PLRV were transferred into Longshu 11 test tube potato through the agrobacterium-mediated method, and condtions of which was also optimized. The results showed the optimal Kan selective concentration is 50 mg/L and 75 mg/L for potato chip differentiation and root germination respectively, and Cb is 500 mg/L and 200 mg/L. The optimal transformation conditions: agrobacterium should be actived for 4.5 hours,transfection for 7 minutes, and co-cultivation time for 2 days, it was beneficial to genetic transformation. Via this system, four viral CP fusion gene were introduced into potatoes, and later transformed plants with kanamycin resistance were obtained. PCR detection confirmed the fusion gene had been successfully introduced into those potato genome.Key words:Potato;Tube potato;Agrobacterium mediated;Genetic transformation馬铃薯是一种产量高、适应性强、分布广、营养丰富、经济价值高的宜粮、宜菜、宜饲、宜作工业原料的经济作物[1 - 2 ]。
马铃薯低温糖化的机理及其改良策略
马铃薯低温糖化的机理及其改良策略2010-03-06 9:44张迟,柳俊,谢从华’,宋波涛,成善汉,朱青(1.华中农业大学园艺林学学院,湖北武汉 430070;2.华中农业大学生命科学技术学院)摘要:低温贮藏引起的糖化是影响马铃薯油炸加工品质的重要因素,其糖化机理涉及到一系列酶调控的淀粉—耪代谢途径,同时亦与细胞渗透调节机制有关。
低温耪化的改良目前主要集中在淀粉—糖代谢的生化途径上,包括提高淀粉合成相关酶活性及抑制淀粉和蔗糖降解。
关键词:低温糖化;加工品质;品质改良马铃薯作为典型的淀粉作物,不仅是主要的粮食作物,同时亦是重要的工业原料作物。
在西方国家,马铃薯淀粉被广泛应用于食品、纺织及造纸等加工业Etl。
在马铃薯食品加工业中,油炸食品是其主要的部分,大约占马铃薯加工食品的70%以上。
为了实现周年供应,同时为了减少采后病虫害、薯块萌发等带来的损失,用于加工的马铃薯通常需要储藏在4℃左右的低温环境中,从而带来了一个严重的负面影响一块茎还原糖含量的上升,淀粉含量的下降.与块茎萌发时淀粉降解不同,低温贮藏中还原糖累积的区域不只局限于芽眼周围,而是扩大到整个储藏器官,这种现象被称之为低温糖化,其后果是在油炸加工过程中,马铃薯中的还原糖与食用油中的游离氨基酸发生化学反应而产生一种褐色并略带苦味的物质,这即是所谓的Maillard反应。
这一反应严重影响了马铃薯油炸制品的外观品质和食用品质[2],这是长期以来困扰加工业的一大难题。
关于低温糖化的机理已有大量的研究,结果显示,淀粉—糖代谢过程中的几个关键酶参与了低温糖化的过程[3,4],为从根本上解决这一难题奠定了基础。
然而,常规的育种途径通常在降低还原糖的同时,亦使淀粉含量随之下降,从而很难获得淀粉含量符合加工要求,同时又抗低温糖化的品种。
近年来,随着分子生物学技术在育种上的应用,利用分子技术,改良低温特定条件下淀粉代谢途径,有可能获得加工性状优良的品种。
低温糖化的生化机理酶调节作用.蔗糖降解为己糖是植物碳源利用的重要途径。
冬天马铃薯防霜抗冻稳产种植技术
•引言•冬季马铃薯种植现状•防霜抗冻技术•稳产种植技术•实例分析与应用效果目•结论与展望录01目的和背景目的为了提高冬季马铃薯的产量和品质,研究防霜抗冻稳产种植技术。
背景马铃薯是全球重要的粮食作物之一,具有较高的营养价值和经济价值。
我国冬季马铃薯的种植面积较大,但受霜冻、低温等气候因素的影响,产量和品质受到不同程度的影响。
因此,研究防霜抗冻稳产种植技术对于提高冬季马铃薯的生产效益具有重要意义。
理论意义实践意义研究意义研究方法方法概述01实验设计02数据处理0301种植面积与分布1 2 3近年来,随着农业技术的不断进步,冬季马铃薯的种植技术也在逐步提高。
主要表现在以下几个方面1. 选用优良品种:选用抗病、抗寒、抗旱、高产优质的马铃薯品种,如“云薯10号”、“威芋5号”、“鄂马铃薯12号”等。
2. 科学施肥:根据土壤肥力和马铃薯生长需求,合理配比氮、磷、钾等肥料,并添加适量的微量元素肥料。
3. 起垄栽培:采用起垄栽培技术,能够增加土壤通透性,提高马铃薯的抗旱能力,有利于马铃薯的生长和发育。
4. 病虫害防治:针对不同的病虫害,选用不同的农药进行防治,并严格控制用药量和用药时间,确保马铃薯的安全生产。
未来冬季马铃薯种植技术的发展趋势将更加注重生态友好型、高效益、高品质和智能化。
例如,通过引进智能化农业技术,实现精准施肥、智能灌溉等,提高马铃薯的产量和品质。
同时,积极推广有机农业和绿色农业,减少农药和化肥的使用量,保障食品安全和环境友好。
010203存在的问题与挑战目前,冬季马铃薯种植还存在一些问题与挑战。
主要包括以下几个方面1. 气候条件不利:冬季气温低、湿度大,容易造成马铃薯冻害和病害的发生。
因此,需要采取相应的防寒抗冻措施,如覆盖地膜、熏烟等。
2. 种植成本高:冬季马铃薯的种植需要投入大量的人力、物力和财力,包括土地整理、肥料购买、病虫害防治等方面的费用较高。
01防护林建设减弱风力防护林还能有效地保持土壤温度,为马铃薯提供更好的生长环境。
植物冷驯化作用机制的研究进展
植物冷驯化作用机制的研究进展何天久;吴巧玉;雷尊国;李飞;陈恩发;夏锦慧【摘要】低温胁迫是影响植物生长发育的主要环境因素之一,每年都有农作物因低温危害造成巨大的经济损失;冷驯化是植物应答低温做出的自我保护响应,在农业生产中对提高作物的低温适应性具有重要作用.为同类研究及生产应用提供借鉴参考,从生理变化、细胞结构变化、相关功能基因及信号转导等方面对植物冷驯化作用机制的研究进展进行了概述,并对今后的研究方向进行了展望.【期刊名称】《贵州农业科学》【年(卷),期】2018(046)009【总页数】4页(P11-14)【关键词】植物;冷驯化;生理变化;细胞结构;作用机制【作者】何天久;吴巧玉;雷尊国;李飞;陈恩发;夏锦慧【作者单位】贵州省农业科学院生物技术研究所,贵州贵阳550006;贵州省农业科学院生物技术研究所,贵州贵阳550006;贵州省农业科学院生物技术研究所,贵州贵阳550006;贵州省农业科学院生物技术研究所,贵州贵阳550006;贵州省农业科学院生物技术研究所,贵州贵阳550006;贵州省农业科学院生物技术研究所,贵州贵阳550006【正文语种】中文【中图分类】Q945.78植物在生长发育过程中常受到各种生物和非生物因素的影响,其中低温胁迫是影响植物生长发育的主要环境因素之一。
低温不仅限制了植物分布范围,同时也造成了农作物大量减产,每年都有农作物因低温造成巨大的经济损失。
植物经过非致死温度的处理可以获得更强的抗冷能力即为冷驯化[1]。
冷驯化是与提高植物抗冷性有关的生物化学及生理学过程,主要包括寒驯化和冻驯化[2]。
植物的抗冻性包括未经冷驯化时即拥有的固有抗寒冻能力和冷驯化后所提升的抗冻性[3]。
冷驯化是植物应答低温做出的自我保护响应,在农业生产中对提高作物的低温适应性具有重要作用。
研究植物冷驯化作用机制具有极为重要的现实意义,相关方面已有大量研究报道。
马铃薯普通栽培种对霜冻敏感,低于-3℃即被冻死,并且没有冷驯化能力,一些马铃薯野生种则具有不同的耐冻水平及冷驯化能力,未冷驯化前的LT50为-6~-4℃,经过一段时间冷驯化后LT50可降至-10~-8℃[4]。
马铃薯低温糖化相关基因表达分析及两个淀粉降解基因的功能研究
马铃薯低温糖化相关基因表达分析及两个淀粉降解基因的功能研究马铃薯(Solaum tuberosum L) 是世界第四大粮食作物, 在保障粮食安全和促进经济发展方面起重要作用。
随着人们生活水平的提高, 马铃薯加工产品消费不断增加, 其中油炸加工食品占主要地位。
为了避免块茎发芽、皱缩失水及病害传播等造成的损失, 原料马铃薯块茎通常进行低温储藏。
但是,块茎低温储藏(<10 °C)期间细胞内淀粉会大量的向还原糖转化, 出现“低温糖化”现象。
油炸过程中还原糖与自由氨基酸发生Maillard 反应, 导致产品变色, 同时生成丙烯酰胺, 严重影响产品品质。
前期对马铃薯块茎低温糖化的机理研究主要集中在淀粉—糖代谢过程中关键酶的功能上,但是尚不清楚对低温糖化产生影响的主要途径, 也不明确相关代谢途径中酶活性的调节方式。
本实验室从抗低温糖化野生种S. berthaultii 块茎中分离得到188 条低温条件下的差异表达基因, 且根据基因表达谱初步推断淀粉降解、蔗糖分解以及糖酵解途径在低温糖化过程中可能起到关键作用。
在此基础上, 本研究利用对低温糖化具有不同抗性的马铃薯基因型进行部分ESTs表达谱分析,筛选在抗性基因型低温处理块茎中高表达的ESTs。
通过克隆和基因功能互补研究, 明确其在低温糖化过程中的作用及其机理, 以加深对马铃薯低温糖化调控机制的认识。
取得的主要结果如下: 1.马铃薯低温糖化相关基因表达分析利用3个低温糖化抗性基因型和3个低温糖化敏感基因型块茎分别于4C和20C储藏0d, 5d,15d,30d,45d,60 d 的cDNA对初步筛选出的43条ESTs进行表达谱分析。
结果显示,4 条已知功能ESTsC20-3-A14、C20-1-G06、C4-1-I07 及C20-2-N12 和4 条未知功能ESTsC20-3-E15、C20-5-M08、C20-1-F10 、C20-2-B24 只在抗性基因型中表达。
《马铃薯NF-YB基因家族鉴定及StNF-YB3.1在马铃著中的功能分析》范文
《马铃薯NF-YB基因家族鉴定及StNF-YB3.1在马铃著中的功能分析》篇一马铃薯NF-YB基因家族鉴定及StNF-YB3.1在马铃薯中的功能分析摘要:本研究针对马铃薯(Solanum tuberosum)的NF-YB基因家族进行了鉴定与分析,着重研究了家族中的StNF-YB3.1基因在马铃薯中的功能。
通过生物信息学分析、基因克隆、转基因技术等手段,揭示了StNF-YB3.1基因在马铃薯生长发育过程中的作用及其与马铃薯抗逆性的关系。
一、引言马铃薯作为全球重要的农作物,其产量和品质受到多种因素的影响。
近年来,随着分子生物学技术的发展,基因组学研究在马铃薯中得到了广泛应用。
NF-YB基因家族作为植物中一类重要的转录因子,在植物生长发育及逆境响应中发挥着重要作用。
因此,对马铃薯NF-YB基因家族的研究,尤其是对StNF-YB3.1基因的功能分析,具有重要的理论和实践意义。
二、材料与方法1. 材料来源本研究所用材料为马铃薯品种Solanum tuberosum。
2. 方法(1)生物信息学分析:利用公共数据库资源,对马铃薯NF-YB基因家族进行鉴定与分类。
(2)基因克隆:通过PCR技术克隆StNF-YB3.1基因。
(3)转基因技术:构建过表达及沉默StNF-YB3.1基因的转基因马铃薯,并分析其表型变化。
(4)实时荧光定量PCR:检测StNF-YB3.1基因在不同组织及逆境条件下的表达模式。
三、结果与分析1. 马铃薯NF-YB基因家族鉴定通过生物信息学分析,我们鉴定了马铃薯NF-YB基因家族的成员,并对其进行了分类。
该家族包含多个成员,其中StNF-YB3.1是本研究关注的重点。
2. StNF-YB3.1基因的生物信息学特征StNF-YB3.1基因编码一个转录因子,具有典型的NF-YB结构域。
其在染色体上的位置、开放阅读框长度、氨基酸序列等特征均已明确。
3. StNF-YB3.1基因的克隆与表达模式分析成功克隆了StNF-YB3.1基因,并分析了其在不同组织及逆境条件下的表达模式。
干旱胁迫下马铃薯代谢研究
干旱胁迫下马铃薯代谢研究干旱胁迫是一种常见的自然灾害,它对农作物的生长和产量产生了负面影响。
马铃薯作为重要的粮食作物之一,也常常受到干旱胁迫的影响。
为了解干旱胁迫对马铃薯代谢的影响,许多研究人员进行了相关的研究工作。
本文将探讨干旱胁迫下马铃薯代谢研究的相关内容。
一些研究表明,干旱胁迫会导致马铃薯中一些关键代谢物质的积累。
一些研究发现,在干旱胁迫条件下,马铃薯中多糖类物质的含量会显著增加。
这一结果表明,马铃薯会通过积累多糖类物质来调节细胞内的水分平衡,以应对干旱胁迫带来的水分损失。
干旱条件下,马铃薯中还会积累大量的脂类物质,这些物质可以在一定程度上保护细胞膜的完整性,减缓细胞膜的氧化损伤,从而有助于维持细胞的正常生理功能。
这些研究结果表明,马铃薯在干旱胁迫下的代谢调节对于其生长和发育起着重要的调节作用。
一些研究发现,马铃薯在干旱胁迫条件下的碳代谢途径也会发生重大改变。
在干旱胁迫条件下,马铃薯中的光合作用受到抑制,导致其碳代谢途径发生改变,积累辅酶A和ATP的能力增强,从而促进其进行光呼吸代谢途径,并且通过增加酸素化合物的合成以提供维持细胞内环境的平衡。
这些改变有助于维持细胞内的能量平衡,保证细胞正常的代谢活动。
除了这些研究成果外,还有一些研究发现,在干旱胁迫条件下,马铃薯中一些与逆境胁迫相关的基因的表达会发生显著变化。
这些基因的表达变化可以导致马铃薯的代谢途径发生调整,从而提高其在干旱条件下的适应能力和抗逆性。
这些研究结果为揭示马铃薯在干旱胁迫下的代谢调节机制提供了重要的参考和依据。
干旱胁迫对马铃薯代谢的影响是多方面的,涉及到多个代谢途径和生物学过程。
研究人员通过对马铃薯在干旱条件下的代谢进行深入分析,揭示了马铃薯在干旱条件下的生理和分子机制,为培育耐旱性优良的马铃薯品种提供了理论基础和科学依据。
未来的研究工作可以进一步探讨马铃薯在干旱胁迫条件下的代谢调节机制,以及与干旱适应相关的分子机制,为马铃薯的耐旱性研究提供更深入的理论和实验基础。
冷棚马铃薯防冻措施
冷棚马铃薯防冻措施简介冷棚马铃薯是在寒冷地区种植的一种农作物。
寒冷的气候会给马铃薯的生长带来很大的挑战,特别是在冬季。
马铃薯的生长和产量会受到低温和冰冻的影响。
为了保护冷棚马铃薯不受冻害,农民需要采取一系列的防冻措施。
防冻措施1. 选择抗寒品种抗寒品种是指能够适应低温环境的马铃薯品种。
在寒冷地区种植马铃薯时,选择抗寒品种是非常重要的。
这些品种具有耐寒性更强、抗冻能力更强的特点,能够在低温环境下生长和发育。
2. 覆盖冷棚冷棚是一种简单而有效的防冻措施。
通过搭建冷棚,可以为马铃薯提供一个相对温暖的生长环境。
冷棚不仅可以遮蔽马铃薯不受寒冷气流的侵袭,还可以保持土壤温度,减少冷冻的可能性。
3. 增施有机肥增施有机肥可以提高土壤的肥力和保水性,从而减少土壤的冷冻风险。
有机肥可以增加土壤的有机质含量和保持土壤湿润度,使土壤更容易吸收和保持热量。
同时,有机肥还能提供马铃薯所需的养分,促进其生长和发育。
4. 加强灌溉管理适当的灌溉管理对马铃薯的防冻非常重要。
在冬季寒冷的气候下,马铃薯需要适量的水分来维持正常的生长和发育。
然而,在冻结的土壤上进行灌溉可能导致冰冻伤害。
因此,农民需要合理控制灌溉的时间和方式,避免对马铃薯造成不利影响。
5. 做好土壤覆盖在冬季,覆盖土壤是保护马铃薯免受冻害的一种有效方法。
农民可以使用秸秆、麦片或其他覆盖物将土壤覆盖起来,以减少土壤的冷冻风险。
土壤覆盖还能保持土壤湿润度,减少土壤水分蒸发,提供额外的保护层。
6. 使用农药农药可以用来预防和治疗各种马铃薯病害,包括冷冻所引起的病害。
在冬季冷冻风险较高的时候,农民可以考虑使用适当的农药来预防和减轻马铃薯的冷冻病害。
选择合适的农药需要根据当地的气候条件和病害情况来确定。
结论冷棚马铃薯的防冻措施对于保护马铃薯的生长和产量非常重要。
通过选择抗寒品种、搭建冷棚、增施有机肥、加强灌溉管理、做好土壤覆盖和使用适当的农药等措施,可以有效地减少马铃薯的冷冻风险。
《2024年马铃薯NF-YB基因家族鉴定及StNF-YB3.1在马铃著中的功能分析》范文
《马铃薯NF-YB基因家族鉴定及StNF-YB3.1在马铃著中的功能分析》篇一马铃薯NF-YB基因家族鉴定及StNF-YB3.1在马铃薯中的功能分析一、引言马铃薯是全球重要的农作物之一,其产量和品质直接关系到粮食安全和人类营养。
近年来,随着分子生物学技术的飞速发展,基因家族的研究逐渐成为作物遗传育种和功能基因组学的重要领域。
NF-YB基因家族作为植物基因调控网络中的重要组成部分,对植物的生长发育及抗逆性等方面起着重要作用。
本研究以马铃薯为研究对象,通过对其NF-YB基因家族的鉴定和StNF-YB3.1的功能分析,旨在进一步揭示该基因家族在马铃薯中的功能及作用机制。
二、材料与方法1. 材料选取健康的马铃薯植株作为实验材料,并提取其DNA和RNA样本。
2. 方法(1)生物信息学分析:利用生物信息学软件和数据库,对马铃薯NF-YB基因家族进行鉴定和序列分析。
(2)基因克隆与表达分析:通过PCR扩增和实时荧光定量PCR等方法,研究StNF-YB3.1基因在马铃薯不同组织中的表达情况。
(3)功能验证:利用转基因技术,构建过表达和沉默StNF-YB3.1的马铃薯植株,观察其表型变化及生理指标的差异。
(4)数据统计与分析:采用SPSS软件进行数据处理和统计分析。
三、结果与分析1. 马铃薯NF-YB基因家族鉴定通过生物信息学分析,我们成功鉴定了马铃薯NF-YB基因家族的成员,并对其进行了序列分析和分类。
该家族成员具有较高的保守性,在马铃薯基因组中占据重要地位。
2. StNF-YB3.1基因的克隆与表达分析我们成功克隆了StNF-YB3.1基因,并通过实时荧光定量PCR分析了其在马铃薯不同组织中的表达情况。
结果显示,StNF-YB3.1在马铃薯的根、茎、叶等组织中均有表达,且在不同组织中的表达量存在差异。
3. StNF-YB3.1的功能分析(1)过表达StNF-YB3.1的转基因马铃薯植株分析:通过构建过表达载体并转化马铃薯,我们获得了过表达StNF-YB3.1的转基因马铃薯植株。
《基于RNAi技术获得高含量支链淀粉且抗低温糖化的转基因马铃薯品种》范文
《基于RNAi技术获得高含量支链淀粉且抗低温糖化的转基因马铃薯品种》篇一一、引言随着全球人口的不断增长和资源的日益紧张,粮食安全和食品安全问题日益突出。
作为全球重要的粮食作物之一,马铃薯的产量和品质直接关系到人们的饮食安全和营养健康。
近年来,随着生物技术的快速发展,基因工程技术在改良作物品质、提高产量、增强抗逆性等方面发挥着越来越重要的作用。
其中,RNAi (RNA干扰)技术因其操作简便、成本低廉等优点,在转基因植物的研究中得到了广泛应用。
本研究旨在利用RNAi技术,通过基因编辑获得高含量支链淀粉且抗低温糖化的转基因马铃薯品种,为马铃薯产业的可持续发展提供新的技术支撑。
二、RNAi技术原理RNAi技术是一种通过合成双链RNA(dsRNA)干扰靶基因表达的技术。
当外源双链RNA被细胞内切核酸酶识别后,它会剪切掉同源mRNA分子,从而导致该基因的沉默。
这种基因沉默可以通过阻断蛋白质合成或者下调其表达量来实现对目标性状的影响。
因此,利用RNAi技术可以在不影响基因序列的情况下对特定基因进行功能敲减或敲除,从而达到改良作物品质的目的。
三、转基因马铃薯的获得1. 靶基因的选择:首先选择与支链淀粉含量和低温糖化相关的关键基因作为靶标。
这些基因的沉默或下调表达可以影响马铃薯的淀粉含量和抗逆性。
2. RNAi载体的构建:根据靶基因的序列信息,设计并合成相应的dsRNA序列,构建成RNAi载体。
通过基因工程技术将该载体与马铃薯的基因组整合,实现基因的稳定表达。
3. 转基因马铃薯的获得:将构建好的RNAi载体导入马铃薯细胞中,通过组织培养和再生等手段获得转基因马铃薯植株。
四、转基因马铃薯的性状分析1. 支链淀粉含量的测定:采用高效液相色谱法等手段对转基因马铃薯的支链淀粉含量进行测定,分析其与野生型马铃薯的差异。
2. 抗低温糖化能力的检测:通过在低温条件下对转基因马铃薯进行糖化实验,观察其糖化程度和速度的变化,评估其抗低温糖化能力。
华中农业大学揭示SaCBL1-like基因调控马铃薯抗寒能力形成的机制
华中农业大学揭示SaCBL1-like基因调控马铃薯抗寒能力形
成的机制
佚名
【期刊名称】《蔬菜》
【年(卷),期】2022()10
【摘要】马铃薯普通栽培种Solanum tuberosum既缺乏组成型抗寒能力,也缺乏冷驯化能力,导致较难通过种内杂交改良抗寒能力,严重制约马铃薯产业发展;马铃薯其他野生种,如S. commersonii、S. malmeanum和S.acaule等,抗寒能力较强,但其抗寒机理尚不可知,导致马铃薯抗寒育种较为滞后。
【总页数】1页(P52-52)
【正文语种】中文
【中图分类】S53
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马铃薯再生体系建立及农杆菌介导AcInv反义基因转化
马铃薯再生体系建立及农杆菌介导AcInv 反义基因转化低温贮藏会引起马铃薯块茎还原糖积累, 不仅使淀粉含量减少,导致出粉率降低,而且用于薯片(条)加工原料时,在高温油炸过程中出现褐化反应,严重影响到产品的品质。
因此, 培育抗低温糖化的加工专用型品种是目前马铃薯育种的重要目标之一。
将AcInv 反义基因导入马铃薯品种, 通过反义抑制块茎内源AcInv 的产生, 达到降低块茎还原糖含量积累的策略, 是培育抗低温糖化马铃薯品种的一条重要途径。
本试验选用甘肃省农业科学院培育的6个优良加工型品种(系), 对其再生体系和农杆菌介导的转化体系进行了研究, 取得的主要研究结果如下:1. 以茎段和微型薯为外植体,建立了6个马铃薯品种(系)的再生体系。
适合6个品种的茎段愈伤诱导培养基分别是:陇薯3号、陇薯4号和L0031-17 为MS+6-BA 2.5mg/L+NAA 0.5mg/L+GA3 5mg/L+2,4-D 1mg/L,陇薯5 号和陇薯 6 号为MS+6-BA 2.5mg/L+NAA 0.5mg/L+GA3 2.5mg/L+2,4-D0.5mg/L,LK99 为MS+6-BA2 .5mg/L+NAA1 mg/L;分化培养基分别是:陇薯3号、陇薯6号和L0031-17 为MS+6-BA 3.5mg/L+NAA 1mg/L+GA3 10mg/L陇, 薯4 号和陇薯 5 号为MS+6-BA 3.5mg/L+NAA 1mg/L+GA3 2.5mg/L,LK99为MS+6-BA 1.5mg/L+NAA 0.5mg/L+GA3 10mg/L;薯片再生培养基为MS+ZT 2mg/L+IAA1mg/L。
所研究的 6 个品种中, 陇薯 3 号、陇薯 5 号和陇薯 6 号的再生能力较强, 而LK99 和L0031-17 的再生能力较弱。
2. 对农杆菌介导的遗传转化体系研究表明,6 个品种(系)的茎段和薯片不经预培养阶段, 直接进行农杆菌转化的转化效率要高于预培养处理。
低温胁迫下马铃薯的数字基因表达谱分析
作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2017, 43(3): 454 463 /ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9E-mail: xbzw@本研究由国家自然科学基金项目(31260342), 国家现代农业产业技术体系建设专项(GARS-10)和云南省重大科技专项(2013ZA007)项目资助。
This study was supported by the National Natural Science Foundation of China (31260342), the China Agriculture Research System (GARS-10) and Specialized Research Fund for Science and Technology Projects of Yunnan Province (2013ZA007).*通讯作者 (Corresponding author): 郭华春, E-mail: ynghc@, Tel: 0871-********第一作者联系方式: E-mail: glcyhj@, Tel: 138********Received(收稿日期): 2016-07-06; Accepted(接受日期): 2016-11-02; Published online(网络出版日期): 2016-11-28. URL: /kcms/detail/11.1809.S.20161128.0922.004.htmlDOI: 10.3724/SP.J.1006.2017.00454低温胁迫下马铃薯的数字基因表达谱分析杨慧菊 郭华春*云南农业大学农学与生物技术学院薯类作物研究所, 云南昆明 650201摘 要: 以马铃薯品种合作88为材料, 利用数字基因表达谱(DGE)技术, 对–2℃低温胁迫处理后的马铃薯叶片cDNA 文库进行差异基因表达谱分析。
西南大学在马铃薯低温糖化抗性机制研究方面取得新进展
Vegetables2021.5有空气流通导致根系缺氧,根尖发黑或烂根。
芹菜生长期,可用碧护等叶面肥喷施2~3次,每667n?用量3~6g,以促进叶片生长和增产;其中第1次在芹菜2~5叶期施用,第2次、第3次均在前一次施药后20~30d后施用。
4.4病虫害防治营养液栽培芹菜病虫害发生较少且较轻,因此主要在前期进行预防。
夏季炎热干燥,需要对温室及栽培槽、栽培管道进行消毒处理,防止白粉虱、灰霉病、叶斑病等病害的发生。
白粉虱可以挂黄板诱杀或用25%扑虱灵可湿性粉剂1500倍液或25%灭嫡猛可湿性粉剂1500倍液喷施,以早晨喷药为好,喷药时先喷施叶片正面,然后再喷叶片背面,每周喷药1次,连喷2~3次即可。
叶斑病在发病初期开始喷药,药剂可选用75%百菌清可湿性粉剂600倍液,或50%多菌灵可湿性粉剂800倍液,每隔7~10d喷1次,连续喷2~3次。
灰霉病于发病初期开始喷洒,如50%异菌腺(扑海因)可湿性粉剂2000倍液加50%甲基硫菌灵(甲基托布津)可湿性粉剂1000倍液,或65%硫菌•霉威(抗霉威)可湿性粉剂1000~1500倍液,每隔7~10d喷1次,连续喷2~3次。
多种药设施蔬菜剂交替喷施,有利于提高防效,降低成本,延缓抗药性。
4.5收获营养液栽培芹菜可净菜上市,连续采收。
西芹釆用擁收方法,叶柄长约40cm时,每株保留2~3片功能叶,将外层1~3片叶从基部5cm处摭下上市,可采收3〜4次。
摩芹采用割收,当芹菜长到50-60cm时,从茎部切割,剩余的根部可以继续生长,也可以把整个植株连根拔起,一次性采收。
参考文献[1]郑毅,刘新凤,赵国臣,等•野生水芹菜的营养价值及高产栽培技术卩]•上海蔬菜,2001(2):35.⑵柳红霞•日光温室芹菜栽培技术[J].现代农村科技,2017(7):29.[3]刘勋志,苏华,王志豪,等.水培芹菜技术介绍[J].长江蔬菜,2018(21):27-28.[4]邓志菊.夏季芹菜优质高效栽培技术[J].栽培技术,2014(21):7.⑸白寿发.无公害芹菜栽培技术规程[J].现代农业科技,2011⑵:140-141屈西南大学在马铃薯低温糖化抗性机制研究方面取得新进展2021年4月120,《Horticulture Research》在线发表了西南大学农学与生物科技学院薯类团队题为“StRAP2.3,an ERF-VII transcription factor,directly activates Stlnvlnh2to enhance cold-induced sweetening resistance in potato*'的研究论文。
马铃薯StMAPK4响应低温胁迫的功能解析
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2022.14036马铃薯StMAPK4响应低温胁迫的功能解析冯亚1,2朱熙1,2罗红玉1,2李世贵1,2张宁1,2,*司怀军1,21 甘肃农业大学生命科学技术学院,甘肃兰州730070;2 甘肃省干旱生境作物学省部共建国家重点实验室培育基地,甘肃兰州730070摘要:马铃薯易受低温危害,造成减产。
MAPK基因广泛参与多种环境胁迫,研究发现其参与低温调控。
为探究马铃薯StMAPK4在响应低温胁迫过程中的功能,本研究以马铃薯栽培品种‘Atlantic’为试验材料,分析其在低温(4℃)胁迫下不同时间点在马铃薯根茎叶中的表达特性,并对StMAPK4基因进行生物信息学分析及对其编码的蛋白进行亚细胞定位分析,构建StMAPK4的过表达和RNAi干扰表达载体,转化马铃薯获得转基因植株,并分析了在4℃处理下非转基因(NT)、过表达和RNAi干扰表达转基因植株的超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性、脯氨酸(Pro)和丙二醛(MDA)含量的变化。
结果显示,StMAPK4蛋白的等电点为4.97,属于酸性蛋白,该蛋白定位于细胞核和细胞膜;低温胁迫下,StMAPK4在根茎叶中的表达量显著升高;StMAPK4过表达植株的SOD、POD活性和脯氨酸含量较NT植株明显升高,而MDA含量明显降低;StMAPK4干扰表达植株的SOD、POD活性和脯氨酸含量较NT植株明显降低,而MDA含量明显升高;通过表型观察发现,非转基因和RNAi干扰表达植株的叶片萎蔫严重,而过表达植株的叶片受影响较小。
因此,过表达StMAPK4基因可以增强马铃薯植株对低温胁迫的耐受性。
关键词:马铃薯;StMAPK4;低温;亚细胞定位;遗传转化Functional analysis of StMAPK4 in response to low temperature stress in potato FENG Ya1,2, ZHU Xi1,2, LUO Hong-Yu1,2, LI Shi-Gui1,2, ZHANG Ning1,2,*, and SI Huai-Jun1,21 College of Life Science and Technology, Gansu Agricultural University, Lanzhou 730070, Gansu, China;2 Gansu Provincial Key Laboratory of Aridland Crop Science, Lanzhou 730070, Gansu, ChinaAbstract: Potato is vulnerable to low temperatures resulting in reduced yield production. MAPK gene is widely involved in a variety of environmental stress, and it has been detected to be involved in low temperature regulation.In this present study, to explore StMAPK4function in response to low temperature stress, potato cultivar ‘Atlantic’ as the experimental material, the expression characteristics of StMAPK4gene were analyzed in potato root, stem, and leaf at the different time under low temperature (4℃) stress. StMAPK4gene was analyzed using bioinformatics and its encoded protein subcellular localization was assayed. StMAPK4 overexpression and RNA interference expression vectors were constructed and obtained transgenic potato plants. The activities of superoxide dismutase (SOD) and peroxidase (POD), and the contents of proline (Pro) and malondialdehyde (MDA) in non-transgenic (NT), overexpressed and RNAi in terfered transgenic plants were analyzed under 4℃. The results showed that the isoelectric point (pI) of StMAPK4 was 4.97 and it was acidic protein localized in the nucleus and cell membrane. The relative expression levels of StMAPK4 in roots, stems, and leaves significantly increased under low temperature stress. Compared with non-transgenic plants, the activities of SOD and POD and the content of proline in StMAPK4overexpressed plants were significantly increased, while the content of MDA was significantly decreased. Compared with NT plants, the activities of SOD and POD, and the content of Pro in本研究由国家自然科学基金项目(31960444)和甘肃省干旱生境作物学重点实验室——省部共建国家重点实验室培育基地主任基金课题(GSCS-2019-Z03)资助。
马铃薯StMAPK4响应低温胁迫的功能解析
马铃薯StMAPK4响应低温胁迫的功能解析马铃薯StMAPK4响应低温胁迫的功能解析引言:低温胁迫是影响许多植物生长和发育的重要因素之一。
作为一种重要的经济作物,马铃薯(Solanum tuberosum)的产量和质量在低温环境下受到严重影响。
为了适应低温环境,植物通过一系列适应机制对低温胁迫作出响应。
近年来,研究发现植物丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶(MAPK)通路在植物低温逆境应答中起到重要作用。
本文将聚焦于马铃薯中的MAPK蛋白StMAPK4,在低温胁迫响应中的功能解析。
一、StMAPK4的结构与表达调节StMAPK4属于植物MAPK蛋白家族,在马铃薯中高度表达。
通过基因克隆和功能分析发现,StMAPK4蛋白包含N端序列,负责激酶活性的激酶底物特异性域(TEY)以及C-末端序列。
研究表明,StMAPK4的表达受到多种因素调控,如低温胁迫、激素信号和逆境胁迫等。
此外,研究还发现StMAPK4在马铃薯中的表达水平随着低温时间的延长而增加,提示StMAPK4在低温逆境应答中可能发挥重要作用。
二、StMAPK4的功能解析实验表明,激活的StMAPK4可以通过磷酸化调控多个底物蛋白,从而参与低温逆境应答的信号传导。
其中,StMAPK4与转录因子的作用被广泛关注。
研究发现,StMAPK4可以磷酸化特定的核转录因子,如StMYB14和StDREB1。
这些核转录因子在低温逆境中对抗冷害起到重要作用,因此可以推测,StMAPK4通过磷酸化调控这些核转录因子的活性,进而影响马铃薯的低温胁迫响应。
另外,StMAPK4还可以与其他激酶和蛋白激酶磷酸化酶(MKPs)相互作用,进一步调控低温逆境应答。
研究发现,StMAPK4与StMKP3和StMKP4形成复合物,从而实现对MAPK信号通路的负向调控。
此外,StMAPK4在低温胁迫下还被发现可以激活多个蛋白激酶,如StMAPK6和StMAPK9。
这些蛋白激酶与钙离子信号通路密切相关,可能通过复杂的信号网络在马铃薯低温逆境应答中发挥作用。
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raffinose synthase (BQ600526)(棉籽糖合成酶); sucrose synthase (BQ509634, STMHE19)(蔗糖合酶);Glucose-6P-dehyrogenase (BQ113075, STMCL17)(葡萄糖-6-磷酸脱氢酶);pyruvate decarboxylase (BQ121209, STMEW21)(丙酮酸脱氢酶)
处理方法:
马铃薯植株放在7℃/2℃,对照放在21℃/18℃。冷处 理和对照组分别在0、1、3、8天取马铃薯植物叶片(只 取最上边第一和第二片)。植物叶片放在-80℃下保存。
结果:
经过21天4℃处理后半致死温度LT50在三个品种的变化 半致死温度:包括低温半致死温度和高温半致死温度。低温半
致死温度是指在该温度时,植物达到半致死状态,当温度继续低于 该温度时,植物所受的伤害将不可恢复甚至死亡。与高温半致死温 度同理。
在PS3中羟基丙酮酸还原酶下调表达,这个酶涉及到乙醛酸和二 元羧酸盐机制的碳水化合物水平;另外光合作用相关的基因大幅 度下调,从而抑制叶绿素a/b结合蛋白,抑制叶绿体放氧增强子蛋 白;转到因子的下调在PS3中时最弱的。
这里我们做出了一些分析,我们继 续往下做关于独特的通路、通过生物 化学的方法证实数据、候选基因的表 达经过八天的冷处理期间。经过冷处 理后氨基酸代谢和碳水化合物代谢相 关基因表达方式是不同的,并且基因 调控的程度是有物种差异的。所以, 要对一些基因进行进一步的研究,并 对相关代谢包括糖代谢和聚胺代谢做 更深入的探索。
2
材料与方法
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结果
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讨论
前言:
冷、盐和干旱胁迫对植物的生长、产量和发育有重要 的影响。冷和干旱对植物的响应及其相似和盐胁迫相比。 当植物暴露在低温中,很多基因被诱导,这些基因可能 直接应对胁迫,也可能通过控制其他靶基因的表达间接 的应对胁迫。很多研究表明基因转录水平上调来响应冷 胁迫。
对內源聚胺(PA)的变化响应环境胁迫包括冷胁迫 的详细报道很少。最近研究发现,游离的聚胺类包括腐 胺(Put)、亚精胺(Spd)和精胺(Spm)是活性氧的清 除剂,另外还能调控应激基因的表达。
从图中可以看出,DES品种经过21天的驯化和其它俩 个品种比较没有发生显著性的差异,CHS和PS3半致死温度 都显著的降低了,说明DES品种和其它俩个品种相比不能 适应寒冷胁迫。
三中品种在驯化1、3天后基因上调和下调的数量。
在三种品种中经过3天的冷处理后将显著性上调和下调的基 因分为了13组。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
经过冷驯化后蔗糖和葡萄糖含量在CHS中比 其它品种高,但是和对照比较没有显著性变化;在 PS3和Des中经过冷驯化后其含量比对照显著性提 高。经过8天冷驯化后,海藻糖在CHS品种中含量 显著性提高,在PS3中经过3天冷驯化海藻糖含量 显著性提高,然后下降。
棉籽糖含量在对照中,CHS品种比其他品种更重要,然而经过冷 驯化后,在CHS中棉籽糖的含量并没有发生显著性的变化,可以发 现在另外俩个品种中,经过冷驯化3天后棉籽糖的含量在两品种中 含量显著性提高。
(BG126427)
甲硫氨酸是一种必需氨基酸,脱羧基的S-腺苷甲硫氨酸参与 不同的代谢,例如精胺和亚精胺的合成,除此之外还作为乙烯的 前体。
氨基酸代谢相关酶的变化
亚精胺合成酶:冷胁迫下亚精胺合酶在Des和PS3中表 达量提高在CHS中表达量降低。
精胺合成酶:冷胁迫下精胺合成酶的变化在三个品种 中没有明显的规律性。
讨论:
1、通过半致死温度结果发现Des和PS3相比不能适 应冷驯化;CHS品种本身水平的抗冷性最强,但是不 能积累冷驯化。在PS3和DES中参水化合物的积累来应 对冷驯化,然而CHS品种本身碳水化合物的含量高对 冷胁迫非常重要,在CHS叶片中经过冷胁迫后碳水化 合物的含量没有发生显著的提高,但是海藻糖的含量 显著提高了。作为非还原型二糖例如蔗糖和海藻糖能 够应对胁迫(冷胁迫、干旱胁迫和盐胁迫等)也能够 作为渗透保护剂。海藻糖和其他糖类相比含量较少说 明在糖代谢过程中仅仅是一种调节作用。经过三天的 冷驯化后肌醇半乳糖苷显著积累而半乳糖含量显著下 降,说明半乳糖是肌醇半乳糖苷的合成前体。这些结 果和之前的发现相一致说明在寒冷条件或冷驯化下能 够提高碳水化合物的积累。
现在的工作描述了马铃薯叶片在低温下的响应,对 三种不同基因型的马铃薯进行微阵列分析。在本论文中, 我们研究了低温对于马铃薯叶片碳水化合物(糖类和多 元醇)和聚胺机制的影响;讨论了微阵列分析的结果, 包括碳水化合物和聚胺类生物合成机制中的酶。
材料与方法:
材料:
三种基因型的马铃薯
(1)二倍体 S. phureja(CHS) (2)双单倍体 S.tuberosum(PS3) (3)四倍体 S. tuberosum (DES)
S-腺苷甲硫氨酸脱羧酶和精氨酸脱羧酶在三品种中 在冷胁迫下表达量都增加。在微阵列分析中也发现了 这个规律。鸟氨酸脱羧酶的表达和Des相比在PS3和 CHS中更为重要。
冷胁迫下PUT(腐胺)含量在PS3和Des中 提高,在CHS品种中经过一天和三天冷胁迫后 Spd(亚精胺)显著降低,PS3中三天后也显著 性降低,Spm含量变化和Spd相近。
文 献 汇 报
Gene expression in potato during cold exposure: Changes in carbohydrate and polyamine metabolisms
马铃薯植株冷驯化期间基因的表达:糖和聚 胺机制的变化
IF=4.114
Contents
1
前言
在冷驯化过程中Endo- β-glucan glucosidase (BQ119085, STMEH13)(内切葡聚糖酶)基因在PS3中保持恒量不变, 在CHS中只有轻微的上调,在Des中驯化后基因显著上调;
galactinol synthase (CV497135)(肌醇半乳糖苷合酶)在 经过冷驯化一天时DES和PS3表达达到顶峰,然后下降,在 CHS中三天时达到顶峰然后下降。
肌醇半乳糖苷(甜菜苷)在CHS的含量本质上比其他品种高, 并且在三种品种中经过冷驯化三天后其含量和对照相比发生显著性 的提高。
半乳糖的含量经冷驯化后在PS3和Des中都显著性降低。
ADC (BQ117254, STMDQ77),
(BQ113735)
(BQ114603)
SAMDC(BQ113771, STMCP75)