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【目的】研究甘薯丝裂原活化蛋白激酶MPK6在抵御低温胁迫过程中的功能,为解析甘薯耐低温机制和遗传改良提供参考。【方法】采用农杆菌介导法,将35S::IbMPK6-GFP重组表达载体和对照载体质粒pDMC83转化甘薯愈伤组织,根据载体上特有的GFP序列设计引物对甘薯拟转基因材料进行分子鉴定,并通过qRT-PCR筛选表达量高的转基因株系。对非转基因植株（WT）和转基因株系进行低温胁迫和恢复处理,观察处理后及恢复后的表型变化;检测叶绿素荧光参数Fv/Fm、丙二醛（MDA）含量和过氧化氢（H2O2）含量等生理指标;利用二氨基联苯胺（DAB）和氮蓝四唑（NBT）染色法观察活性氧的积累情况;分析低温信号转导途径中关键转录因子基因IbCBF3和下游基因IbCOR27的表达水平。【结果】共获得12株IbMPK6过表达甘薯株系,筛选IbMPK6表达量最高的3个过表达株系（L3、L8和L11）用作低温胁迫分析材料。低温胁迫下WT的Fv/Fm为0.50,而转基因株系L3、L8和L11的Fv/Fm分别为0.79、0.79和0.80,与WT呈现极显著差异水平。温度恢复后,转基因植株中Fv/Fm恢复至低温处理前水平,而WT中Fv/Fm仅为0.70,极显著低于转基因植株。低温胁迫下,WT的丙二醛含量为0.05 μmol·g-1,而转基因株系L3、L8和L11中的丙二醛含量分别为0.02、0.04和0.02 μmol·g -1,显著低于WT。温度恢复正常后,WT中的丙二醛含量为0.03 μmol·g -1,而转基因株系L3、L8和L11中的丙二醛含量均为0.01 μmol·g -1。DAB和NBT染色结果显示,低温胁迫下,WT叶片与转基因株系叶片相比,染色较深,说明WT比转基因植株积累了更多的过氧化氢和超氧阴离子。过氧化氢含量测定结果显示,低温胁迫下和温度恢复后,转基因植株中过氧化氢的含量均显著低于WT。qRT-PCR结果表明IbCBF3和IbCOR27受低温诱导表达,且在WT和转基因株系之间差异显著。【结论】过表达IbMPK6甘薯植株通过缓解光合系统和膜系统的损伤、减少活性氧的积累,提高了对低温胁迫的耐受性。IbMPK6通过调控低温通路中相关基因IbCBF3和IbCOR27的表达,参与甘薯低温信号转导途径。 相似文献
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【目的】研究橘红肉甘薯块根鲜薯类胡萝卜素含量在生育过程中和品种间的变化规律及其与主要经济性状的相关性。【方法】试验于栽插后50、64、78、92、106、120和134 d调查15个橘红肉甘薯品种的最长蔓长,分枝数,结薯数,茎、叶、柄、块根干率,茎、叶、柄、块根鲜重,测定鲜薯类胡萝卜素含量,薯干淀粉、可溶性糖和粗蛋白含量,分析茎、叶、柄、块根干重,整株鲜重、干重,茎、叶、柄、块根干重占整株干重的百分比等数值,以及类胡萝卜素积累量与其余产量性状的变化和品质性状积累量日增长量的相关性。【结果】橘红肉甘薯块根类胡萝卜素含量在生长发育过程中出现总体平稳型、一直增加型和曲折上升型3种变化类型,对最长蔓长、块根鲜重、块根干重、光合产物的分配等经济性状的发育有不同的生物学响应。大多数橘红肉甘薯,尤其是一直增加型品种,其类胡萝卜素含量与最长蔓长、块根鲜重和干重、光合产物在块根的分配比例显著正相关,与光合产物在叶、柄的分配比例显著负相关,而与其它性状的相关性不高。类胡萝卜素日积累量增长量与块根鲜重、块根干重、淀粉、可溶性糖和粗蛋白积累量等日增长量呈正相关性,类胡萝卜素积累与块根膨大、干物质及营养物质积累存在协同关系。【结论】由于类胡萝卜素积累与干物质积累存在的协同关系在不同品种中的反应机制不同,类胡萝卜素含量在橘红肉品种间产生差异和分化,存在3种不同变化类型。 相似文献
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低钾胁迫对甘薯块根淀粉理化特性的影响及其基因型差异 总被引：2，自引：1，他引：1
【目的】甘薯[Ipomoea batatas(L.)Lam]属块根类淀粉作物,同时也是较典型"喜钾"作物,而甘薯种植区土壤缺钾十分普遍。同时,甘薯块根淀粉用途与其理化特性密切相关,因此,必须加强研究钾缺乏对甘薯块根淀粉理化特性的影响。【方法】选用3个不同钾效率型甘薯徐薯32(耐低钾与钾高效型)、徐薯18(中间型)与宁紫薯1号(不耐低钾与钾低效型)为材料,利用1980年设置的长期肥料定位试验田低钾(LK,氮磷处理)与正常钾水平(CK,氮磷钾处理)两处理,分析甘薯块根淀粉粒径大小与分布、热焓特性、糊化特性、吸湿性及膨胀力等特征指标差异。【结果】与正常钾相比,低钾胁迫改变甘薯块根中直链淀粉、支链淀粉、总磷、总脂肪和氮等主要组分,不同钾效率型甘薯间变化存在差异。甘薯淀粉粒径存在≤2.50μm、2.50—5.00μm和5.00—30.00μm等明显的3峰分布,低钾胁迫下淀粉粒径及其分布均发生变化,淀粉平均粒径降低,其中在体积分布中,徐薯32平均粒径减幅最小,宁紫薯1号降幅达显著水平(P0.05),表面积与数目分布中差异不显著,而不同粒径的百分比、平均粒径与峰值(数目分布中无峰值)均有不同的变化,且这些变化在不同品种间也存在差异。淀粉糊化过程中的起始温度(T_0)、峰值温度(T_p)和热焓值(ΔH)普遍低于正常钾供应处理的相应指标,尤其宁紫薯1号在3个热特征值上的差异均达显著水平,其差异幅度大于徐薯32,3个甘薯品种最高粘度值、崩解值均明显下降,徐薯18与宁紫薯1号的最低粘度值、最终粘度值受低钾影响显著上升,而徐薯32的表现则相反。块根淀粉吸湿性均不同程度降低,徐薯18与宁紫薯1号降低达显著水平(P0.05),徐薯32淀粉吸湿性变化较小,但其吸湿性值最高。淀粉膨胀力不同程度上升,宁紫薯1号增幅达显著水平(P0.05),徐薯32淀粉颗粒膨胀力较高,受低钾胁迫影响效应小。相关分析表明,甘薯淀粉主要理化指标间密切相关,低钾胁迫改变甘薯块根淀粉组分及颗粒粒径大小,是导致不同程度影响甘薯块根淀粉的糊化特性、热特性等理化特性的主要因素。【结论】钾是影响甘薯块根淀粉理化特性的重要元素,低钾胁迫对甘薯块根淀粉组分及其品质理化特性产生较明显影响,不同钾效率型甘薯块根淀粉特性对低钾胁迫响应不同。 相似文献
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单锌指蛋白超家族Dof (DNA binding with one finger)转录因子广泛参与植物的各种生命活动。以甘薯泰中6号基因组为参照挖掘得到46个甘薯Dof基因,每个家族成员均具有C2C2-Dof锌指结构,按照其在染色体上的位置,命名为IbDof1～IbDof46。该基因家族可分为4个亚家族(A～D),且不同亚族的基因结构和基序的分布差异显著。基序1和基序2存在于所有亚家族中;基序5和基序9只存在于亚家族A中;基序6、基序7、基序8和基序10只存在亚家族D中。IbDof的进化极为保守,共有12对染色体复制事件和5对串联重复序列事件(IbDof2/IbDof3、IbDof12/IbDof13、IbDof9/IbDof10、IbDof28/IbDof29和IbDof32/IbDof33),分歧时间平均是3552万年前和186万年前,Ka/Ks比值范围从0.07(IbDof12/IbDof13)到0.68(IbDof6/IbDof25),且与甘薯野生近缘种Ipomoeatrifida同一染色体上的Dof同源基因对有38对。组织特异性分析表明, IbDof各亚族在各个组织器官中表达... 相似文献
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为建立甘薯苗期耐低钾能力评价体系,筛选耐低钾和低钾敏感型甘薯材料,通过水培试验设置了低钾胁迫(0 mmol L-1 K2O)和正常钾处理(10 mmol L-1 K2O),对来自国内外不同薯区的214份甘薯品种(系)材料进行培养,收集生物量、钾积累量、钾含量、钾利用效率等11个性状表征值,计算各指标耐低钾胁迫指数。利用综合隶属函数法,进行主成分分析、回归分析和聚类分析,综合评价各甘薯材料耐低钾能力。结果表明,不同甘薯材料在2个钾水平下的生物量和钾吸收利用特征均有明显差异;低钾胁迫下地上部干重(SB)、地上部干物质增加量(SBI)、根系干物质增加量(RBI)、总干物质增加量(PBI)、地上部钾积累量(KAS)、根钾积累量(KAR)、总钾积累量(KAP)、地上部钾含量(KCS)和根系钾含量(KCR)等9个指标与正常钾处理相比均降低29%以上,而根冠比(RSR)和钾生理利用效率(KUE)分别提高29.63%和120.56%。低钾胁迫下,不同甘薯材料的SB、SBI、PBI、KAS、KAP、KCS、KCR和K... 相似文献