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Bt-Cry5Aa杀虫基因的原核表达、纯化及其在棉花中的鉴定

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农业生物技术学报 2020年第9期28卷 1567-1575页

作者：马肖赵世浩王峰贺文陈金湘张秋平周仲华湖南农业大学农学院

单一转苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis, Bt)基因Cry1Ab/Cry1Ac抗虫棉(Gossypium)作为我国生产上大面积种植作物,随着种植时间及面积的增加导致害虫对Bt毒蛋白的抗性增强迫使新型Bt基因研究工作成为解决问题的关键。Cry5Aa是一... 详细信息

单一转苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis, Bt)基因Cry1Ab/Cry1Ac抗虫棉(Gossypium)作为我国生产上大面积种植作物,随着种植时间及面积的增加导致害虫对Bt毒蛋白的抗性增强迫使新型Bt基因研究工作成为解决问题的关键。Cry5Aa是一种具有兼抗鳞翅目和线虫的新型Bt杀虫基因,由湖南农业大学棉花研究所成功转入棉花,并获得稳定遗传的’JX0010’、’JX0020’品系,本研究构建了Cry5Aa全长基因原核表达载体,优化了原核表达诱导条件,并且对其在转Bt-Cry5Aa基因棉花品系中的表达进行了鉴定。结果表明,在37℃220 r/min 1.0 mmol/L异丙基-β-D-硫代半乳糖苷(isopropyl-beta-Dthiogalactopyranoside, IPTG)条件下诱导4 h,其蛋白表达量最高。通过Western blot分析,发现蛋白分子量为79 kD,与理论值一致;同时,该蛋白以包涵体形式存在,通过谷胱甘肽-Sepharose4B小颗粒亲和层析纯化,蛋白纯度可达95%以上;转Bt-Cry5Aa基因棉花品系的鉴定实验表明:Cry5Aa基因能在转基因品系’JX0010’、’JX0020’中表达杀虫毒蛋白,且’JX0010’的Cry5Aa毒蛋白表达量在棉花不同时期及不同部位均高于’JX0020’,且在生长期以蕾期为最高表达,植株部位上以叶片为最高表达。本研究构建了Bt-Cry5Aa杀虫基因的原核表达载体,获得了Cry5Aa的纯化蛋白,初步对其在棉花中的表达进行了鉴定,为对BtCry5Aa杀虫基因的抗虫性、安全性等转基因检测及进一步在棉花中的应用提供了理论基础。

关键词：苏云金芽胞杆菌(Bt) Cry5Aa基因原核表达蛋白纯化表达鉴定

不同地区穇子ITS序列比较及穇属物种聚类分析

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分子植物育种 2020年第24期18卷 8081-8091页

作者：李基光汤睿欧立军王艳兰王利群陈光辉湖南农业大学农学院长沙410128 湖南省作物研究所长沙410125

穇子作为药食兼用的特色作物,对粮食安全和改善人们健康起着重要作用。为探究快速鉴定穇属物种的方法及确定穇子的亲缘关系,本研究对65个不同产地穇子居群的核糖体DNA内转录间隔区(ITS)序列进行测序及比对,并构建穇属物种系统发育树。... 详细信息

穇子作为药食兼用的特色作物,对粮食安全和改善人们健康起着重要作用。为探究快速鉴定穇属物种的方法及确定穇子的亲缘关系,本研究对65个不同产地穇子居群的核糖体DNA内转录间隔区(ITS)序列进行测序及比对,并构建穇属物种系统发育树。结果发现,穇子EC25、EC53和EC59等3个居群的ITS序列存在单碱基的突变体,其他居群无任何差异;穇属物种间ITS存在3~43个碱基的差异;系统聚类表明,穇属物种分为2大类4个亚组,其中穇子与凯芝济穇亲缘关系最近。研究表明,穇子的ITS序列具有高保守性而穇属种间差异性较大,ITS序列不能作为穇子居群的鉴定标记,可作为穇属物种鉴定的参考序列。本研究为穇子的亲缘关系鉴定及杂交育种提供了分子依据。

关键词：穇子(Eleusine coracana) ITS 分子鉴定聚类分析

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美洲商陆水浸提液对4种作物的化感效应

湖南农业大学学报（自然科学版） 2019年第5期45卷 472-477页

作者：邹汶廷潘云柳张志飞陈桂华湖南农业大学农学院

以高粱、水稻、油菜、萝卜4种作物的种子为受体,研究4种浓度的美洲商陆地上部水浸提液处理T1(0.5 mg/mL)、T2(1.0 mg/mL)、T3(2.0 mg/mL)、T4(4.0 mg/mL)和4种浓度的美洲商陆地下部水浸提液处理C1(0.5 mg/mL)、C2(1.0 mg/mL)、C3(2.0 mg... 详细信息

以高粱、水稻、油菜、萝卜4种作物的种子为受体,研究4种浓度的美洲商陆地上部水浸提液处理T1(0.5 mg/mL)、T2(1.0 mg/mL)、T3(2.0 mg/mL)、T4(4.0 mg/mL)和4种浓度的美洲商陆地下部水浸提液处理C1(0.5 mg/mL)、C2(1.0 mg/mL)、C3(2.0 mg/mL)、C4(4.0 mg/mL)对4种作物的萌发指标和生理指标的影响。结果表明:低浓度(0.5、1.0 mg/mL)美洲商陆地上部和地下部水浸提液可促进4种作物种子的萌发,高浓度(2.0、4.0 mg/mL)则抑制种子萌发;各处理对受体幼苗的根长、苗长有抑制作用,且随浓度升高,抑制作用增强;美洲商陆地上部、地下部水浸提液可降低4种作物幼苗体内超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)的活性,同时提高了丙二醛(MDA)的含量和过氧化氢酶(CAT)的活性。由此可知,美洲商陆地上部和地下部水浸提液对高粱、水稻、油菜、萝卜具有明显的化感作用。

关键词：美洲商陆化感效应水浸提液高粱水稻油菜萝卜

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6-BA调控增强苎麻抗旱性的生理机制研究

作物学报 2024年

作者：管圣廖澳王立琦李茜卢建宁荣晶崔国贤杨瑞芳佘玮湖南农业大学农学院

本试验以湘苎7号作为材料，探究6-苄氨基腺嘌呤（6-benzyladenine，6-BA）调控增强苎麻抗旱性的生理机制，结果表明，不同浓度6-BA处理苎麻叶片脯氨酸（PRO）含量、可溶性糖（SS）和可溶性蛋白（SP）含量的积累量随着处理天数的增加整... 详细信息

本试验以湘苎7号作为材料，探究6-苄氨基腺嘌呤（6-benzyladenine，6-BA）调控增强苎麻抗旱性的生理机制，结果表明，不同浓度6-BA处理苎麻叶片脯氨酸（PRO）含量、可溶性糖（SS）和可溶性蛋白（SP）含量的积累量随着处理天数的增加整体呈现不断上升的趋势，株高、茎粗、叶面积、生物量、超氧化物歧化酶（SOD）活性、过氧化物酶（POD）活性、过氧化氢酶（CAT）活性、抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性均表现出先升高后下降的趋势，多以干旱胁迫24 d是最高，而丙二醛（MDA）含量、叶片相对电导率与W0相比逐渐降低，相对含水量呈持续下降。通过对苎麻叶片各项生理生化指标进行综合分析得出，不同浓度6-BA处理抗旱性综合排序为W2 (100 mg L-1)>W3 (150 mg L-1)>W1 (50 mg L-1)>W4 (mg L-1)，由此可得，100 mg L-16-BA处理下干旱胁迫后苎麻的缓解效应最好。

关键词： 6-BA 苎麻生理特性干旱

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基于无人机多光谱的耐旱苎麻品种筛选

农业机械学报 2023年

作者：付虹雨王薇卢建宁岳云开崔国贤佘玮湖南农业大学农学院

高温干旱是影响作物生长及最终生产力的主要胁迫源。当前，无人机遥感技术已在作物倒伏和病虫害的分级监测研究中取得重大进展，但有关利用无人机遥感进行作物抗旱等级监测的研究却鲜有报道。因此，以苎麻种质资源为研究对象，提出了苎... 详细信息

高温干旱是影响作物生长及最终生产力的主要胁迫源。当前，无人机遥感技术已在作物倒伏和病虫害的分级监测研究中取得重大进展，但有关利用无人机遥感进行作物抗旱等级监测的研究却鲜有报道。因此，以苎麻种质资源为研究对象，提出了苎麻抗旱性量化标准，并提供了一种利用无人机多光谱遥感鉴定苎麻种质资源抗旱性的方法。首先，由专家对36份苎麻种质资源进行抗旱性分级；然后，结合无人机多光谱遥感获取的植被指数，采用随机森林（Random forest，RF）、支持向量机（Support vector machine，SVM）、决策树（Decision tree，DT）3种机器学习方法分别构建苎麻抗旱性鉴定模型，并通过苎麻在高温干旱胁迫下的表型响应检验鉴定结果；最后，基于无人机获取的遥感表型，筛选高温干旱胁迫下优质苎麻种质资源。结果表明，利用SVM构建的苎麻抗旱性鉴定模型正确率达到0.74，不同抗旱级分类F1得分范围为0.69～0.79，说明该方法能用于苎麻种质资源抗旱性评估。利用无人机遥感数据反演得到的3项苎麻表型性状（叶绿素相对含量、叶面积指数、株高）均与人工测量值具有较强的相关性，在此基础上，研究从高温干旱胁迫中筛选出了3个优质苎麻种质资源PJ-CD、WS-XM、湘苎7号。

关键词：高温干旱胁迫苎麻抗性筛选无人机遥感

转录组学和蛋白质组学关联分析在植物研究中的应用

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基因组学与应用生物学 2018年第1期37卷 432-439页

作者：王晓丹肖钢张振乾肖楠陈浩官春云湖南农业大学农学院

转录组学与蛋白质组学是后基因组学发展的热点领域,目前转录组学和蛋白质组学在植物研究中都有了大量应用。转录组/蛋白质组学分析可获得植物转录/翻译水平上的信息,而两者关联分析能够对植物转录与翻译过程进行系统研究,从而对复杂的... 详细信息

转录组学与蛋白质组学是后基因组学发展的热点领域,目前转录组学和蛋白质组学在植物研究中都有了大量应用。转录组/蛋白质组学分析可获得植物转录/翻译水平上的信息,而两者关联分析能够对植物转录与翻译过程进行系统研究,从而对复杂的生命活动有全面和深入的认识,受到越来越多研究者的关注。但目前相关的研究较少,为促进该技术在植物研究中的应用,本研究综述了两者关联分析在蔬菜、大田作物、水果等植物中的应用,对当前研究存在的不足之处进行了讨论,并结合当前分子生物学技术发展,对其发展提出了一些意见和建议。

关键词：转录组学蛋白质组学关联分析基因

不同钙肥梯度与覆膜对低钙红壤花生根系形态发育及产量的影响

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中国油料作物学报 2017年第6期39卷 820-826页

作者：王建国张昊李林刘登望万书波王飞卢山何翔易静湖南农业大学农学院湖南长沙410128 湖南农业大学旱地作物研究所湖南长沙410128 山东省农业科学院生物技术研究中心山东济南250100

通过设置盆栽试验,研究不同钙肥梯度与覆膜栽培对湖南低钙红壤花生根系形态发育特征与产量的影响。结果表明:施钙肥对根系生物量影响较小,覆膜显著增加了根系生物量、总根系长度、体积、表面积。露地栽培Ca50处理(折合每公顷施熟石灰750... 详细信息

通过设置盆栽试验,研究不同钙肥梯度与覆膜栽培对湖南低钙红壤花生根系形态发育特征与产量的影响。结果表明:施钙肥对根系生物量影响较小,覆膜显著增加了根系生物量、总根系长度、体积、表面积。露地栽培Ca50处理(折合每公顷施熟石灰750kg)总根系长度、表面积及体积与Ca0(未施用钙肥)相比,提高幅度分别为49.48%、39.07%、27.91%,Ca25(折合每公顷施熟石灰375kg)与Ca50处理0~20cm土层内根长密度分布比例分别比Ca0处理高13.53%和17.22%。同一钙肥处理下,覆膜栽培不同土层根系表面积和体积表现高于露地栽培。露地栽培中不同钙肥处理根系表面积和体积在0~20cm和40cm以下土层大小顺序为Ca50>Ca25>Ca0,Ca50处理比Ca0提高54.99%、35.97%。总根系长度、0~20cm土层内根系长度和表面积与产量呈极显著正相关,总根系表面积与产量呈显著正相关。钙肥与覆膜有利于湖南低钙红壤花生0~20cm土层内侧根及根毛的生长,增加不同土层根系表面积和体积,有利于获得高植株群体质量、产量和收获指数。

关键词：花生钙肥覆膜红壤根系形态产量

抽穗期高温胁迫对水稻开花习性及结实率的影响

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杂交水稻 2014年第2期29卷 57-62页

作者：徐小健李波刘思言张桂莲湖南农业大学农学院

以耐热水稻品系996和热敏感水稻品系4628为材料,抽穗期在人工气候室进行高温[37℃(09:00—17:00)/30℃(17:00—09:00)]和适温[30℃(09:00—17:00)/25℃(17:00—09:00)]处理,研究高温对水稻开花历期、开花动态、柱头活力、花粉活力、花... 详细信息

以耐热水稻品系996和热敏感水稻品系4628为材料,抽穗期在人工气候室进行高温[37℃(09:00—17:00)/30℃(17:00—09:00)]和适温[30℃(09:00—17:00)/25℃(17:00—09:00)]处理,研究高温对水稻开花历期、开花动态、柱头活力、花粉活力、花药开裂和结实率的影响。结果表明,高温胁迫下,两品系均表现为开花历期缩短、日开花时间延长、峰值降低、颖花开颖时间延长、开颖角度增大、花药开裂受阻、花粉活力下降和柱头活力降低,最终导致结实率显著下降。但是,与热敏感品系4628相比,高温下,耐热品系996具有较大的开颖角度和花药开裂系数,较强的花粉活力和柱头活力,较高的结实率和较低的热害指数,表现出较强的耐高温能力。

关键词：水稻高温胁迫开花习性结实率

施钙与覆膜栽培对缺钙红壤花生钙素积累、分配及利用率的影响

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华北农学报 2017年第6期32卷 205-212页

作者：王建国张昊李林刘登望万书波王飞卢山郭峰湖南农业大学农学院湖南长沙410128 湖南农业大学旱地作物研究所湖南长沙410128 山东省农业科学院生物技术研究中心山东济南250100

为解决南方红壤旱地花生空壳问题,探明花生对钙素吸收及分配的特性,以大籽品种湘花2008和南方典型缺钙红壤为材料,设置3个基施钙肥梯度(不施钙、施钙375 kg/hm^2、施钙750 kg/hm^2,分别标记为Ca0、Ca375、Ca750)和2种栽培方式(露地与覆... 详细信息

为解决南方红壤旱地花生空壳问题,探明花生对钙素吸收及分配的特性,以大籽品种湘花2008和南方典型缺钙红壤为材料,设置3个基施钙肥梯度(不施钙、施钙375 kg/hm^2、施钙750 kg/hm^2,分别标记为Ca0、Ca375、Ca750)和2种栽培方式(露地与覆膜栽培),采用土柱栽培,测定成熟期花生产量、钙素含量、积累、分配特性及钙肥利用率。结果表明:施钙与覆膜栽培提高花生单株生物量、荚果产量。增施钙肥显著提高叶、茎、0~20 cm土层根系、生殖器官的钙素含量,而覆膜降低叶钙素含量。施钙与覆膜栽培显著提高营养器官、生殖器官及整个植株钙素积累量。施钙提高了叶与籽仁钙素分配率、降低20~40 cm,40 cm以下土层根系钙素分配率,而覆膜栽培降低了2014年根系和果针钙素分配率。不同器官钙素含量、积累量、分配率大小顺序:叶>茎秆>果针>根>果壳、籽仁。花生荚果产量和植株钙素累积量呈极显著正相关关系(y=47.353x+367.89,R^2=0.654 8,P农学利用率(AECa)、钙肥偏生产力(PFPCa)差异较小,但Ca375处理钙肥偏生产力(PFP_(Ca))显著高于Ca750处理。不同钙肥梯度与覆膜栽培对钙肥利用率(CaUE)影响较小。

关键词：花生钙红壤积累分配钙肥利用率