桂糖系列甘蔗亲本及其杂交组合的育种价值分析

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作者 夏红明 姚丽 +4 位作者 刘家勇 昝逢刚 赵俊 赵丽萍 赵培方 《中国糖料》 2025年第3期20-27,共8页

【目的】对甘蔗亲本和组合进行合理选配和评价是甘蔗育种的关键环节。【方法】本研究以9个桂糖系列甘蔗亲本和其它常用亲本选配31个杂交组合的有性世代为研究材料,通过家系选择法对各组合实生苗进行分级筛选,分析9个桂糖甘蔗亲本及组合... 【目的】对甘蔗亲本和组合进行合理选配和评价是甘蔗育种的关键环节。【方法】本研究以9个桂糖系列甘蔗亲本和其它常用亲本选配31个杂交组合的有性世代为研究材料,通过家系选择法对各组合实生苗进行分级筛选,分析9个桂糖甘蔗亲本及组合的育种价值。【结果】参试组合中‘桂糖02-901’ב粤糖85-177’、‘赣南99-591’ב桂糖02-901’等10个杂交组合被评为1和2级组合,10个组合移栽实生苗量占全部组合的36.9%,实生苗平均入选率为22.1%,共入选745株后代材料,占总入选后代的61.9%,以上10个组合实生苗入选率高,具有高育种潜力,推荐继续配制育种利用;‘桂糖00-122’、‘桂糖02-901’、‘桂糖73-167’、‘桂糖96-211’和‘桂糖92-66’这5个亲本配制的组合的实生苗入选率均超过10%,入选954株,占总入选后代的79.3%,对入选后代群体贡献较大。【结论】以上5个亲本配制的组合出现1、2级优良组合的概率较高,具有高育种价值,推荐作为重要的育种亲本进一步杂交利用。‘桂糖94-119’、‘桂糖02-467’和‘桂糖03-66’建议再与其它亲本配制组合进行评价。 展开更多

关键词 甘蔗 桂糖亲本 杂交组合 育种价值

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甘蔗3个育种性状与SSR标记的关联分析及优异等位变异发掘 被引量：6

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作者 田春艳 边芯 +6 位作者 郎荣斌 俞华先 桃联安 安汝东 董立华 张钰 经艳芬 《作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期310-324,共15页

株高、茎径和锤度是甘蔗产量和蔗糖分两大育种目标的主要构成因子,鉴定与其相关的分子标记、发掘优异等位变异及典型载体材料,可为甘蔗分子标记辅助育种提供依据。本试验以62份甘蔗种质资源为材料,于成熟期调查4个种植环境条件下甘蔗株... 株高、茎径和锤度是甘蔗产量和蔗糖分两大育种目标的主要构成因子,鉴定与其相关的分子标记、发掘优异等位变异及典型载体材料,可为甘蔗分子标记辅助育种提供依据。本试验以62份甘蔗种质资源为材料,于成熟期调查4个种植环境条件下甘蔗株高、茎径和锤度3个育种性状,对表型数据进行方差和遗传变异分析,并基于37对SSR标记的分子数据,利用MLM方法进行关联分析,鉴定出优异关联标记并进行表型效应解析,发掘优异等位变异及载体材料。结果表明,基因型、种植环境及其两者互作对株高、茎径和锤度具有极显著影响。3个性状的广义遗传力范围为0.68~0.76,说明具有较稳定的遗传特性,其表现型主要由基因型决定。表型数据统计分析表明, 3个性状均呈现出数量性状的正态分布特征,变异系数范围为6.73%~19.89%,具有较丰富的表型变异。37对SSR引物共检测到204个等位变异,平均每对扩增到5.5135个,基因多样性平均值为0.6779,PIC平均值为0.6252,高度多态性标记(PIC>0.5)占总量的89.19%。群体结构分析表明该群体可分为3个亚群。基于MLM模型,共检测到与株高、茎径和锤度相关的标记20个,表型变异解释率为5.04%~27.98%。其中7个标记在2个及以上环境中均检测到认为是优异关联标记,经表型效应解析共鉴定出8个具有增效效应的优异等位变异及携带优异等位变异的典型载体材料10份。该研究结果对甘蔗产量和糖分性状候选基因挖掘和杂交组合亲本选配具有重要指导意义。 展开更多

关键词 甘蔗 育种性状 SSR 关联分析 优异等位变异 等位变异效应

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云南省第16轮甘蔗品种区试开远点评价 被引量：1

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作者 普新援 姚丽 +9 位作者 艾静 张静 任生林 夏红明 赵丽萍 赵俊 赵培方 刘家勇 陈学宽 昝逢刚 《中国糖料》 2025年第1期31-42,共12页

【目的】评价新选育甘蔗品种(系)在开远点的丰产性、糖分和稳定性,为甘蔗优良品种推广应用提供参考。【方法】共12份参试材料,‘新台糖22号’为对照,2019—2021年进行1年新植、2年宿根田间试验,并对农艺性状、工艺性状、蔗茎产量和蔗糖... 【目的】评价新选育甘蔗品种(系)在开远点的丰产性、糖分和稳定性,为甘蔗优良品种推广应用提供参考。【方法】共12份参试材料,‘新台糖22号’为对照,2019—2021年进行1年新植、2年宿根田间试验,并对农艺性状、工艺性状、蔗茎产量和蔗糖产量等进行综合评价分析。【结果】在开远试点,综合评价表现最佳的为‘云蔗121185’、‘云蔗121220’、‘云蔗113898’,与对照相比,蔗茎产量分别增加20.19%、5.92%、3.56%,蔗糖产量分别提高27.13%、14.59%、5.05%;蔗糖分表现最佳的为‘云蔗13165’、‘云蔗103148’,平均蔗糖分分别为16.7%、16.26%,蔗糖产量较对照分别提高了7.43%、6.95%。【结论】在开远试点综合性状较优的品种(系)为‘云蔗121185’、‘云蔗121220’和‘云蔗113898’,可以考虑进一步在开远及临近区域推广种植。 展开更多

关键词 甘蔗品种 区域试验 性状 评价

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土壤化学计量特征及其对甘蔗叶片养分驱动的影响

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作者 艾静 邓军 +7 位作者 王禹童 杨绍林 赵勇 李如丹 刘高源 罗志明 张仲富 刀静梅 《热带作物学报》 北大核心 2025年第10期2458-2468,共11页

土壤养分供给能力显著影响甘蔗产量及品质。中国蔗区普遍存在土壤酸化、养分失衡等问题,严重制约甘蔗产业可持续发展,揭示土壤-植物系统养分互作机制对优化田间管理策略具有重要科学价值。本研究旨在解析区域土壤化学计量特征对甘蔗叶... 土壤养分供给能力显著影响甘蔗产量及品质。中国蔗区普遍存在土壤酸化、养分失衡等问题,严重制约甘蔗产业可持续发展,揭示土壤-植物系统养分互作机制对优化田间管理策略具有重要科学价值。本研究旨在解析区域土壤化学计量特征对甘蔗叶片养分吸收的驱动机制,明确土壤酸化与养分限制的关键阈值,为精准施肥与土壤改良提供理论依据和技术支撑。采用网格布点法系统采集121个典型蔗田的土壤(0~30 cm)及对应甘蔗叶片样品,测定土壤pH及养分,包括有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、有效磷、速效钾、有效态微量元素含量。叶片样品经H_(2)SO_(4)-H_(2)O_(2)消解后,测定全氮、全磷及全钾含量。基于结构方程模型(SEM)构建土壤肥力(有机质、全氮、全磷、速效钾等)、微量元素(有效铁、锰、铜、锌)及环境因子(pH)对叶片养分的多路径驱动网络,采用最大似然估计法优化模型参数,并通过标准化路径系数(β)和决定系数(R^(2))量化各因子贡献度。结果表明:(1)土壤呈显著酸化特征(pH均值5.07),78.23%样点pH≤5.5;84.75%样点有效锌匮乏(<1.5 mg/kg),而全钾(2.27%)、有效铁(59.90 mg/kg)及有效铜(1.04 mg/kg)含量较高。(2)有机质与全氮(r=0.929^(**))、全磷(r=0.614^(**))、碱解氮(r=0.847^(**))、速效磷(r=0.642^(**))、速效钾(r=0.399^(**))等呈极显著正相关。(3)土壤酸化(pH<5.5)导致阳离子交换量降低26.7%,并与碱解氮(r=-0.290^(**))呈显著负相关;中性微酸条件(pH 6.0~6.5)可提升磷、钾有效性。(4)土壤有效养分是驱动叶片养分的关键。本研究系统阐明滇西南甘蔗区土壤化学计量特征对甘蔗叶片养分的多路径驱动机制,量化酸化与养分失衡的定量关系。建议该蔗区施肥采用“改酸-补锌-控氮-增碳”作为甘蔗高产优质栽培与土壤可持续管理的综合方案。 展开更多

关键词 甘蔗 化学计量学 养分限制 精准施肥

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果蔗中甘蔗线条花叶病毒脱除技术

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作者 胡鑫 罗正英 +2 位作者 刘新龙 吴才文 吴转娣 《生物技术通报》 北大核心 2025年第9期62-70,共9页

【目的】研究果蔗‘Badila’中甘蔗线条花叶病毒(sugarcane streak mosaic virus,SCSMV)的高效脱毒技术,为提升果蔗产量提供技术支撑。【方法】以携带SCSMV的‘Badila’为试验材料,设置未处理对照、50℃2 h、50℃3 h、52℃3 h、54℃3 h... 【目的】研究果蔗‘Badila’中甘蔗线条花叶病毒(sugarcane streak mosaic virus,SCSMV)的高效脱毒技术,为提升果蔗产量提供技术支撑。【方法】以携带SCSMV的‘Badila’为试验材料,设置未处理对照、50℃2 h、50℃3 h、52℃3 h、54℃3 h和58℃1 h共6个温水处理组,结合茎尖组织培养和芽尖组织培养生产脱毒苗,并对脱毒苗进行SCSMV病原分子检测,同时调查脱毒苗桶栽后的农艺性状,综合分析不同处理对SCSMV的脱除效果。【结果】温水处理显著降低蔗芽出芽率,且温度和处理时间与出芽率呈负相关。当温度升至54℃和58℃时,蔗芽完全丧失萌发能力,导致无法获取茎尖组织培养材料;然而,该处理对芽分生组织培养的成活率影响较小,即使在54℃和58℃条件下,芽尖分生组织仍保持较高的成活率(83.3%和76.9%)。在病毒脱除效果方面,50℃2 h、50℃3 h、52℃3 h温水处理结合茎尖分生组织培养仅能降低SCSMV检出率至80%,而相同条件下芽尖培养则分别降至70%、60%和30%。特别是在58℃处理1 h条件下,芽尖培养的病毒脱除率可达100%。田间试验表明,脱毒处理的甘蔗植株在长势和农艺性状方面均显著优于对照,其中,株高、中部茎节间长度、单茎重、锤度和蔗糖分分别提高43.5%、53.5%、58.3%、12.4%和30.0%。【结论】成功建立了温水处理结合芽尖组织培养的SCSMV脱除技术体系,该技术具有成活率高、脱毒效率高等优点。 展开更多

关键词 果蔗 SCSMV 热处理 芽尖组织培养 脱毒

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经济遗传值在甘蔗选育种应用研究系列(Ⅵ)甘蔗第九轮国家区域试验品种评价

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作者 赵新旺 黄潮华 +2 位作者 黄国强 徐良年 邓祖湖 《中国糖料》 2022年第4期14-18,共5页

以第九轮国家区试的10个甘蔗品种为材料,通过2年新植、1年宿根试验,对蔗茎产量、甘蔗蔗糖分、甘蔗纤维分3个重要经济性状进行了经济遗传值(Economic genetic values,EGV)分析,并据品种对花叶病和黑穗病的抗性等级对EGV加以校正。结果表... 以第九轮国家区试的10个甘蔗品种为材料,通过2年新植、1年宿根试验,对蔗茎产量、甘蔗蔗糖分、甘蔗纤维分3个重要经济性状进行了经济遗传值(Economic genetic values,EGV)分析,并据品种对花叶病和黑穗病的抗性等级对EGV加以校正。结果表明:产量表现较好的品种有‘德蔗03-83’、‘福农1110’;甘蔗含糖量表现较好的有‘福农1110’、‘福农0335’、‘德蔗03-83’及‘柳城05-136’;参试品种中,‘福农1110’、‘柳城05-136’、‘闽糖01-77’和‘德蔗03-83’经济遗传值表现为正,其中‘福农1110’和‘柳城05-136’表现最为突出,分别为165.86元和145.24元。该评价结果与利用农艺性状评价结果基本一致,简单高效,在后续甘蔗区域试验及品种评价中可加以利用。 展开更多

关键词 甘蔗 经济遗传值 区域试验 品种 评价

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甘蔗ScNRAMP基因家族的鉴定与生物信息学分析 被引量：4

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作者 刘营 尹泽 +1 位作者 江姚兰 周定港 《广西植物》 CAS CSCD 北大核心 2022年第11期1865-1874,共10页

NRAMP蛋白(natural resistance-associated macrophage proteins)家族在植物响应重金属胁迫时具有重要作用,能够转运Fe^(2+)、Mn^(2+)、Zn^(2+)和Cd^(2+)等重金属离子。为探究甘蔗ScNRAMP基因家族的特征,该文基于甘蔗割手密基因组鉴定了... NRAMP蛋白(natural resistance-associated macrophage proteins)家族在植物响应重金属胁迫时具有重要作用,能够转运Fe^(2+)、Mn^(2+)、Zn^(2+)和Cd^(2+)等重金属离子。为探究甘蔗ScNRAMP基因家族的特征,该文基于甘蔗割手密基因组鉴定了ScNRAMP基因家族,并进行了理化特性、基因结构、顺式作用元件、保守基序、结构域和进化关系等分析。结果表明:甘蔗ScNRAMP基因家族含有29个成员,不均匀分布在19条染色体上;编码蛋白均为不稳定蛋白,无信号肽,亚细胞均定位在质膜上;各成员保守基序有6~10个不等,跨膜数有6~12个不等,二级结构主要构成元件为α-螺旋和无规则卷曲;顺式作用元件分析表明甘蔗ScNRAMP基因家族可能通过激素代谢参与逆境胁迫和生长发育等生物过程;利用割手密的RNA-seq转录组表达数据进行的组织特异性分析发现,ScNRAMP在甘蔗不同发育阶段的叶和茎中具有时空表达特性;进化树分析将甘蔗ScNRAMP家族成员分为3个亚家族(I、Ⅱ和Ⅲ)。该研究在全基因组水平上系统地鉴定了现代栽培甘蔗祖先种之一割手密NRAMP基因家族,为进一步了解甘蔗NRAMP基因家族提供了基础,也为后续甘蔗重金属研究提供了重要候选基因。 展开更多

关键词 甘蔗 割手密 ScNRAMP 基因家族 重金属胁迫

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甘蔗属种及其近缘属种蔗茅的全基因组密码子偏好性分析

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作者 田春艳 李旭娟 +2 位作者 李纯佳 毛钧 刘新龙 《生物技术通报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期202-214,共13页

【目的】为解析甘蔗基因组的密码子使用特征,提高异源基因在甘蔗中的表达效率。【方法】以已发布的甘蔗属种(热带种LA-purple、割手密NP-X和AP85-441)及其近缘属种蔗茅(Yunnan2009-3)基因组为数据,利用Python、CodonW1.4.2进行密码子偏... 【目的】为解析甘蔗基因组的密码子使用特征,提高异源基因在甘蔗中的表达效率。【方法】以已发布的甘蔗属种(热带种LA-purple、割手密NP-X和AP85-441)及其近缘属种蔗茅(Yunnan2009-3)基因组为数据,利用Python、CodonW1.4.2进行密码子偏好性分析,同时通过中性绘图、ENC-plot、PR2-plot等分析探讨密码子偏好性形成的影响因素,并结合转录组测序数据分析密码子偏好性参数与基因表达水平的相关性。最后,基于RSCU均值与7个主要模式生物种(玉米、高粱、水稻、拟南芥、烟草、大肠杆菌、酿酒酵母)的密码子使用模式进行比较分析。【结果】显示热带种、割手密和蔗茅的基因组都富含GC,平均GC含量为56.3%,且GC3>GC1>GC2,倾向于使用以G/C结尾的密码子,平均ENC值为48.45,偏好性较低。中性绘图、ENC-plot和PR2-plot分析表明它们的密码子偏好性受到自然选择、突变压力等多种因素的共同影响,其中自然选择占主导作用。相关性分析表明密码子偏好性参数与基因实际的转录表达水平存在显著相关性,但相关性不强。根据RSCU和?RSCU值,确定了13个最优密码子,均以C或G结尾,密码子使用特性在全基因组和染色体组水平上无差异。通过比较发现,甘蔗的核苷酸组成及密码子偏好性与玉米、高粱和水稻较为相似,而与拟南芥、烟草、大肠杆菌和酵母具有显著差异。【结论】甘蔗热带种、割手密和蔗茅的密码子偏好性高度相似,其形成受自然选择和突变因素的影响。此外,对甘蔗优异基因功能异源验证时可优先选择玉米、水稻和高粱作为异源表达系统。 展开更多

关键词 甘蔗属 蔗茅 基因组 密码子使用偏好性 最优密码子

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甘蔗类钙调素ScCML13与SCMV运动蛋白P3N-PIPO的互作研究

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作者 玉泉馨 杨宗桃 +7 位作者 张海 程光远 焦文迪 曾康 罗廷绪 黄国强 王璐 徐景升 《作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期1855-1866,共12页

类钙调素(Calmodulin-like,CML)是植物特有的钙信号感受器蛋白之一,参与植物生长发育和响应外界环境信号转导。甘蔗(Saccharum spp.hybrid)中CML应答甘蔗花叶病毒(Sugarcane mosaic virus,SCMV)侵染尚未见报道。本研究从甘蔗热带种Badil... 类钙调素(Calmodulin-like,CML)是植物特有的钙信号感受器蛋白之一,参与植物生长发育和响应外界环境信号转导。甘蔗(Saccharum spp.hybrid)中CML应答甘蔗花叶病毒(Sugarcane mosaic virus,SCMV)侵染尚未见报道。本研究从甘蔗热带种Badila(S.officinarum)中克隆了一个CML基因,命名为ScCML13。该基因开放读码框(open reading frame,ORF)长度为519 bp,编码172 aa。生物信息学分析表明,ScCML13属于稳定的亲水脂溶蛋白,无跨膜结构域,有4个结合Ca2+的EF-hand结构域;系统进化树分析表明,该蛋白在单子叶和双子叶植物中及单子叶C3和C_(4)植物中具有明显分化;酵母双杂交(yeast two-hybrid,Y2H)和双分子荧光互补(bimolecular fluorescence complementation,BiFC)试验表明,ScCML13与SCMV的运动蛋白P3N-PIPO互作。亚细胞定位试验表明ScCML13定位于内质网和细胞核。共定位试验发现ScCML13会干扰SCMV-P3N-PIPO的质膜(plasma membrane)或胞间连丝(plasmodesmata)定位。实时荧光定量PCR(Real Time Quantitative PCR,RT-qPCR)分析发现,ScCML13基因主要在甘蔗叶片中表达,在节间和根中的相对表达量低;ScCML13基因在感染SCMV后2 h显著上调,随后下调至与对照组相比的水平,而在感染后期上调。 展开更多

关键词 类钙调素 甘蔗花叶病毒 P3N-PIPO 蛋白互作

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甘蔗种茎发芽过程中生理指标动态变化研究

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作者 周慧文 闫海锋 +10 位作者 丘立杭 周忠凤 范业赓 陈荣发 邓宇驰 杨本鹏 吴转娣 李文凤 蔡文伟 何为中 吴建明 《中国糖料》 2024年第2期32-40,共9页

【目的】为了深入探究甘蔗发芽阶段的生理变化规律。【方法】研究甘蔗在不同发芽阶段中营养物质和激素含量等重要生理特性的变化。【结果】甘蔗的发芽阶段一般需要11 d的时间来完成。在这一过程中,甘蔗的发芽速度呈现出先上升后下降的... 【目的】为了深入探究甘蔗发芽阶段的生理变化规律。【方法】研究甘蔗在不同发芽阶段中营养物质和激素含量等重要生理特性的变化。【结果】甘蔗的发芽阶段一般需要11 d的时间来完成。在这一过程中,甘蔗的发芽速度呈现出先上升后下降的趋势。在发芽阶段,甘蔗内部的多种激素如脱落酸(ABA)、水杨酸(SA)、赤霉素(GA7)和吲哚乙酸(IAA)等与发芽时期有极显著的正相关性。这表明这些激素在甘蔗发芽过程中扮演着重要的角色。与此同时,细胞分裂素类激素与发芽速度呈极显著或显著的负相关,这表明它们在发芽阶段的不同时期可能具有不同的作用。研究还发现蔗糖和淀粉的含量随着发芽时期的推进而下降,而还原糖的含量则呈先升高后降低的趋势。多种相关酶类也发挥了重要作用,表明在甘蔗发芽过程中,糖类的代谢和积累可能受到精细地调控,以满足发芽阶段不同时期的需求。【结论】甘蔗发芽需要11 d,在此期间,多种激素、糖代谢相关酶类和生理指标与甘蔗发芽进程和发芽速度呈显著相关性。 展开更多

关键词 甘蔗 发芽 激素 糖类 酶活性

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甘蔗割手密种转录因子NAP亚家族的鉴定及SsNAP2a参与叶片衰老的功能分析 被引量：1

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作者 王恒波 冯春燕 +4 位作者 张以星 谢婉婕 杜翠翠 吴明星 张积森 《作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期110-125,共16页

NAP(NAC-like,activated by apetala3/pistillata)是转录因子NAC基因家族中一类参与调控植物生长发育、叶片衰老及响应激素和非生物胁迫应答的亚家族。本研究利用甘蔗割手密种基因组数据和生物信息学方法,首先,基于比较基因组学对NAP亚... NAP(NAC-like,activated by apetala3/pistillata)是转录因子NAC基因家族中一类参与调控植物生长发育、叶片衰老及响应激素和非生物胁迫应答的亚家族。本研究利用甘蔗割手密种基因组数据和生物信息学方法,首先,基于比较基因组学对NAP亚家族成员进行鉴定、系统进化分析、保守结构域及顺式调控元件预测;其次,克隆获得割手密种SsNAP2的等位基因SsNAP2a,分析该基因在不同生长发育阶段的表达及其在激素和非生物胁迫下的表达特征;最后,利用瞬时表达和亚细胞定位分析SsNAP2a基因的功能。结果表明,在割手密种基因组中共鉴定5个NAP亚家族成员,亚细胞定位预测所有成员编码蛋白均定位于细胞核上,这些基因的Ka/Ks比值均小于1,表明纯化选择在演化中起到关键作用。系统聚类分析表明,5个代表性的被子植物(拟南芥、菠萝、水稻、玉米和高粱)与已报道的12个物种及甘蔗的NAP亚家族成员,共计46个,分为4个Clade,其演化的顺序Clade I>Clade II>Clade III>Clade IV。此外,在SsNAP亚家族成员的启动子区域预测到较多响应脱落酸和茉莉酸、低温等逆境胁迫的顺式作用元件,推测其参与多种激素和非生物胁迫相关应答通路。进一步,从割手密种SES208中克隆到SsNAP2a基因,该cDNA全长序列1173 bp(GenBank登录号为OQ335094),编码390个氨基酸残基,其与等位基因SsNAP2编码蛋白的序列相似性为97.70%,有10个氨基酸残基的差异,表明同源8倍体的割手密种等位基因序列差异较大。qRT-PCR分析表明,SsNAP2a基因在割手密种不同生长发育阶段中组成型表达,尤其在衰老的蔗皮和根中的表达量最高;在乙烯利(ethylene,ET)、脱落酸(abscisic acid,ABA)、4℃低温和40℃高温处理下,其表达量呈现显著诱导表达;而在8%聚乙二醇(polyethyleneglycol,PEG)胁迫下显著下调表达。亚细胞定位表明,SsNAP2a融合蛋白定位在细胞核上。瞬时过表达SsNAP2a基因7 d后,本氏烟(Nicotianabenthamiana)叶片有明显的卷曲、皱缩等衰老现象,ET合成相关基因(NtEFE26,NtAccdeaminase)显著上调表达,而水杨酸、茉莉酸和ABA合成相关基因(NtPR-1a/c、NtPR3和NtAREB1)显著下调表达,表明SsNAP2a基因参与多种激素信号传导途径诱发叶片衰老。以上研究结果为挖掘甘蔗NAP亚家族基因成员参与叶片衰老的生物学功能奠定了研究基础,也为培育甘蔗抗衰老分子育种提供候选的基因资源。 展开更多

关键词 割手密种 NAP基因 叶片衰老 激素胁迫 基因功能 甘蔗

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不同土壤改良措施对机械压实酸化蔗地土壤理化性质及微生物群落结构的影响 被引量：46

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作者 罗俊 林兆里 +7 位作者 李诗燕 阙友雄 张才芳 杨仔奇 姚坤存 冯景芳 陈建峰 张华 《作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期596-613,共18页

探讨不同土壤改良措施对土壤物理性质、养分、微生物和甘蔗产量的影响,对机械压实后酸性土壤改良策略的制定具有较为重要的意义。本研究设置添加松土精(B2)、添加生物菌肥(B3)、添加有机肥(B4)、添加生石灰(B5)4种土壤改良处理,以不添... 探讨不同土壤改良措施对土壤物理性质、养分、微生物和甘蔗产量的影响,对机械压实后酸性土壤改良策略的制定具有较为重要的意义。本研究设置添加松土精(B2)、添加生物菌肥(B3)、添加有机肥(B4)、添加生石灰(B5)4种土壤改良处理,以不添加土壤改良剂作为对照(B1),连续2个作物季对蔗地土壤物理性质、养分、微生物和甘蔗产量构成等指标进行研究。结果表明, B4处理可显著降低土壤容重、紧实度、贯入阻力和抗剪强度,提高土壤总孔隙度、通气孔隙度和毛孔孔隙度,其固相容积率显著低于对照,液相容积率显著高于对照,土壤有机质含量、全氮含量得到显著提升, B2、B3处理紧实度和总孔隙度降低,土壤物理性状得到一定改善, B5处理土壤pH值显著提升,土壤酸性得到改善, B3、B5处理土壤有效磷含量得到显著提升。4种土壤改良措施土壤细菌和真菌Shannon指数、Chao1指数和ACE指数均高于对照,均能提升土壤耕层细菌和真菌的物种多样性和物种丰富度,降低土壤细菌中Proteobacteria (变形菌门)和Acidobacteria (酸杆菌门)的相对丰度、真菌中Basidiomycota (担子菌门)的相对丰度,增加细菌中Actinobacteria (放线菌)和Chloroflexi (绿弯菌门)的相对丰度、真菌中Ascomycota (子囊菌门)的相对丰度,并改变其他真菌群落组成。4种土壤改良措施均可不同程度地提高成熟期甘蔗有效茎数和单茎重,从而增加甘蔗产量;效果以添加有机肥最好,生物菌肥其次。本研究为筛选适合改良和培肥机械压实酸性土壤措施,提高甘蔗产量提供了科学依据。 展开更多

关键词 甘蔗 蔗地 土壤改良 土壤物理性状 产量 微生物群落结构

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甘蔗大型机械化收获模式对蔗地土壤物理性状和宿根蔗产量的影响 被引量：8

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作者 林兆里 张华 +3 位作者 阙友雄 吴燕晶 李诗燕 罗俊 《热带作物学报》 CSCD 北大核心 2022年第7期1417-1430,共14页

为明确机械收获对蔗地土壤物理性状和宿根蔗产量的影响,以消除蔗农对大型机械收获系统对甘蔗耕层土壤严重压实的顾虑。以广西红壤坡耕地为研究对象,设置机械收获和人工收获2种处理,研究机械收获对耕层土壤物理性状和宿根蔗产量的影响。... 为明确机械收获对蔗地土壤物理性状和宿根蔗产量的影响,以消除蔗农对大型机械收获系统对甘蔗耕层土壤严重压实的顾虑。以广西红壤坡耕地为研究对象,设置机械收获和人工收获2种处理,研究机械收获对耕层土壤物理性状和宿根蔗产量的影响。结果表明:蔗垄0~40 cm土层,土壤容重、贯入阻力、抗剪强度、田间持水量和总孔隙度等土壤物理性状在机械收获和人工收获间均无显著差异。蔗沟0~20 cm土层,机械收获后,土壤紧实度、贯入阻力和抗剪强度显著提高,总孔隙度和通气孔隙度下降。同人工收获相比,机械收获过程中,机具行走对蔗沟土壤造成压实,但对蔗垄土壤影响不显著。蔗垄土壤紧实度在垂直梯度上存在2个明显交替变化的界面,0~20 cm土层以人工收获的土壤紧实度较高,20~40 cm土层以机械收获的土壤紧实度较高。第1年宿根季和第2年宿根季人工收获处理蔗茎产量均高于机械收获处理,但差异不显著。综上所述,在固定道技术下,甘蔗机械收获对蔗垄土壤物理性状和宿根蔗产量的影响不显著。本研究为规范甘蔗机械收获操作,减少大型机械对蔗地土壤压实提供了科学依据。 展开更多

关键词 甘蔗 收获方式 土壤 物理性状 产量

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施用硅肥对甘蔗抗条螟性及其产量的影响 被引量：5

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作者 林兆里 张华 +3 位作者 罗俊 高世武 姚俊丽 许莉萍 《热带作物学报》 CSCD 北大核心 2021年第4期1071-1079,共9页

为明确甘蔗施用硅肥对甘蔗条螟(Chilo sacchariphagus Bojer)抗性的影响,在田间自然螟虫胁迫条件下,对甘蔗含硅量、抗条螟性指标和产量性状等进行测定。结果显示,硅肥在187.5~750 kg/hm^(2)施用量范围内能显著提高整个生长季甘蔗植株的... 为明确甘蔗施用硅肥对甘蔗条螟(Chilo sacchariphagus Bojer)抗性的影响,在田间自然螟虫胁迫条件下,对甘蔗含硅量、抗条螟性指标和产量性状等进行测定。结果显示,硅肥在187.5~750 kg/hm^(2)施用量范围内能显著提高整个生长季甘蔗植株的硅含量,显著降低甘蔗条螟钻蛀率和为害程度。硅肥施用量、植株硅含量和抗条螟性指标间响应一致。采用因子分析对7个抗条螟性指标进行简化,可分为3个公因子,即苗期条螟为害因子、工艺成熟期条螟为害因子和条螟生长发育因子。苗期螟害枯心率、工艺成熟期螟害节率和羽化率可作为硅肥调控甘蔗对条螟抗性效应的评价指标。经逐步回归分析可知,在7个抗条螟性指标中,苗期螟害枯心率和累积蛀道长度对蔗茎产量影响最大。562.5 kg/hm^(2)硅肥施用量对甘蔗条螟防治效果和甘蔗增产效应最适宜。研究表明,硅肥能显著提升甘蔗植株硅含量,增强甘蔗植株对条螟的抗性,有效降低甘蔗条螟发生为害,促进甘蔗增产增收。 展开更多

关键词 甘蔗 硅肥 条螟 抗条螟性指标 产量

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甘蔗割手密种类甜蛋白家族鉴定及栽培种同源基因功能分析 被引量：5

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作者 苏亚春 李聪娜 +5 位作者 苏炜华 尤垂淮 岑光莉 张畅 任永娟 阙友雄 《作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第7期1275-1296,共22页

类甜蛋白(thaumatin-like protein,TLP)在植物生长发育和抵抗逆境胁迫中发挥重要作用。为全面了解甘蔗TLP家族基因的结构和功能特性,本研究利用甘蔗野生种割手密基因组数据库和生物信息学方法,首先筛选获得122个SsTLP家族基因并进行蛋... 类甜蛋白(thaumatin-like protein,TLP)在植物生长发育和抵抗逆境胁迫中发挥重要作用。为全面了解甘蔗TLP家族基因的结构和功能特性,本研究利用甘蔗野生种割手密基因组数据库和生物信息学方法,首先筛选获得122个SsTLP家族基因并进行蛋白理化性质、基因染色体分布、基因结构和系统进化等分析;其次,从我国大陆主栽甘蔗品种ROC22中克隆到1条SsTLP87的同源基因ScTLP1,并对其基因表达模式、亚细胞定位、瞬时表达和转录自激活活性进行鉴定。结果表明,122个SsTLP家族基因分布在28条割手密染色体上,且存在多基因聚集现象,每条染色体上有1~13个SsTLP基因,多数SsTLP蛋白被预测为定位于细胞质的酸性疏水性不稳定蛋白。SsTLP家族基因结构类型多样,其内含子数目(1~30)、内含子相位(0~2)和Motif(1~5)存在多种类型和分布。系统进化树分析显示,SsTLP基因编码蛋白分别聚类在TLP家族的Ⅰ~Ⅹ分支上,其中具有抑菌潜力的第Ⅴ类SsTLP数量最多(36个)。从甘蔗栽培种ROC22克隆获得的ScTLP1基因编码227个氨基酸残基,属于第Ⅴ类进化聚类组,定位于细胞膜,不具有转录自激活活性,其与割手密SsTLP87蛋白的氨基酸序列相似性高达99.56%。qRT-PCR分析表明,ScTLP1基因在甘蔗不同组织部位组成型表达,且在蔗芽部位的表达量最高。ScTLP1基因在脱落酸(abscisic acid,ABA)和水杨酸(salicylic acid,SA)处理下的表达量无显著变化,但受甘蔗黑穗病菌(Sporisorium scitaminea)、茉莉酸甲酯(methyl jasmonate,MeJA)、氯化钠(sodium chloride,NaCl)、聚乙二醇(polyethylene glycol,PEG)和4℃低温诱导上调表达。瞬时过表达ScTLP1基因后,本氏烟(Nicotiana benthamiana)叶片中的DAB染色加深,乙烯合成相关基因NtEFE26和茉莉酸代谢途径相关基因NtPR3上调表达,且接种烟草青枯菌(Pseudomonas solanacearum)和烟草茄病镰刀菌蓝色变种(Fusarium solani var.coeruleum)的ScTLP1基因瞬时过表达叶片发病情况较对照组轻,表明ScTLP1基因可以诱发本氏烟的过敏反应,参与乙烯和茉莉酸信号传导途径,增强本氏烟对病原菌的防御效应。研究结果为深入探究甘蔗TLP家族基因的结构和功能奠定了良好的基础。 展开更多

关键词 甘蔗 类甜蛋白 全基因组分析 功能分析

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甘蔗抗黄锈病G1标记的分子检测及候选抗病基因WAK的分析 被引量：4

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作者 王恒波 陈姝琦 +1 位作者 郭晋隆 阙友雄 《作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期577-586,共10页

甘蔗黄锈病是屈恩柄锈菌(Puccinia kuehnii Butler)引起的一种世界性真菌病害,导致产量减少和糖分降低,给甘蔗产业造成严重损失。本研究采用抗黄锈病分子标记G1,检测我国和世界上重要的甘蔗栽培品种、野生种和近缘属的抗黄锈病基因,并... 甘蔗黄锈病是屈恩柄锈菌(Puccinia kuehnii Butler)引起的一种世界性真菌病害,导致产量减少和糖分降低,给甘蔗产业造成严重损失。本研究采用抗黄锈病分子标记G1,检测我国和世界上重要的甘蔗栽培品种、野生种和近缘属的抗黄锈病基因,并对扩增的代表性特异条带进行克隆测序、功能注释和聚类分析,推测其抗性基因的起源和进化。G1检测结果表明,国内124份甘蔗栽培品种检测到G1标记的有83份,占66.9%;国外46份甘蔗栽培品种检测到G1标记的有31份,占67.4%。34份甘蔗野生种和近缘属中检测到G1标记的有17份,占50%,其中割手密种含有该基因比例最高,为100%。功能注释揭示,G1标记的候选基因编码一种细胞壁连接的类受体激酶,并在甘蔗栽培品种的单倍体蛋白组数据库中鉴定到3个相似度较高的蛋白,这些蛋白都有细胞壁受体激酶结构的胞外域、跨膜域和激酶活性的胞内域。聚类结果则清晰展示了抗病候选基因的起源及进化关系,具体可分为3组,第1组来源于割手密种和大茎野生种;第2组来源于大茎野生种、热带种和河八王属;第3组来源于割手密种、大茎野生种、中国种和栽培品种。研究结果为抗黄锈病甘蔗品种的选育提供重要的抗源支撑,并为抗性分子机制的解析奠定基础。 展开更多

关键词 检测 分子标记 类受体激酶 黄锈病 甘蔗

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甘蔗热带种金属硫蛋白家族基因的克隆及响应重金属胁迫的表达分析 被引量：2

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作者 高世武 傅志伟 +3 位作者 陈云 林兆里 许莉萍 郭晋隆 《作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期166-178,共13页

金属硫蛋白是一类富含巯基的低分子量蛋白,在植物的重金属解毒及细胞氧化还原调控等方面起重要的作用。本研究以甘蔗热带种Badila组培苗为材料,分别测定了其在CdCl2、ZnSO4和CuCl2水溶液培养条件下地上部和地下部的重金属含量,结果显示... 金属硫蛋白是一类富含巯基的低分子量蛋白,在植物的重金属解毒及细胞氧化还原调控等方面起重要的作用。本研究以甘蔗热带种Badila组培苗为材料,分别测定了其在CdCl2、ZnSO4和CuCl2水溶液培养条件下地上部和地下部的重金属含量,结果显示其对上述3种重金属有较强的耐受与富集能力。继而克隆了ScMT1(登录号为KJ504373)、ScMT2-1-5(登录号为MH191346)和ScMT3(登录号为KJ5043704)3个金属硫蛋白家族基因,它们分别属于植物MT亚家族中的MT1、MT2和MT3型基因。ScMT1含有1个内含子和2个外显子,开放阅读框(Open Reading Frame,ORF)长228 bp,编码75个氨基酸;ScMT2-1-5含有2个内含子和3个外显子,ORF长246 bp,编码81个氨基酸;ScMT3含有1个内含子和2个外显子,ORF长198 bp,编码65个氨基酸。RT-qPCR显示,Cd2+胁迫下,在甘蔗地上部和地下部,ScMT2-1-5均连续显著上调表达,而ScMT1的上调应答出现延迟。ScMT3在地上部的上调应答出现延迟,在地下部呈“扬-抑”趋势,提示甘蔗响应Cd^2+胁迫过程中ScMT2-1-5起更积极的作用,ScMT1参与胁迫后期的分子响应,而ScMT3不起主导作用。Cu^2+胁迫下,地上部ScMT1连续显著上调表达,ScMT2-1-5和ScMT3呈总体上调的表达趋势;地下部,ScMT1和ScMT2-1-5的上调表答均出现延迟,仅在胁迫后期显著上调表达,而ScMT3仅在胁迫前期显著上调表达。该结果提示了ScMT1、ScMT2-1-5和ScMT3在Cu2+胁迫响应过程中的协作关系,三者共同参与了地上部的胁迫响应,其中ScMT1起更积极的作用;此外三者还先后参与了地下部对Cu^2+胁迫的分子响应。Zn^2+胁迫下,ScMT1和ScMT3分别仅在地上部和地下部显著上调表达;ScMT2-1-5在地上部和地下部均呈“扬-抑”的应答趋势;提示了在甘蔗响应Cd^2+胁迫应答过程中ScMT1和ScMT3分别在地上部和地下部起主要作用,ScMT2-1-5参与了胁迫前期的分子响应。ScMT1、ScMT2-1-5和ScMT3在甘蔗不同组织中及在重金属(Cd^2+、Zn^2+或Cu^2+)不同累积水平下呈现出相似或互补的应答特性,提示上述甘蔗MT家族不同成员在重金属解毒及细胞氧化还原调控等方面产生了功能分化,且三者在应对过量Cd^2+、Zn^2+或Cu^2+对甘蔗组织造成伤害的过程中存在时空上的协同作用。该研究为深入理解多倍体植物甘蔗中MT家族各成员基因在重金属耐受过程中的协同作用机制奠定了基础。 展开更多

关键词 甘蔗 金属硫蛋白 重金属 实时荧光定量PCR

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甘蔗DNA分子指纹图谱研究进展 被引量：6

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作者 张慧 林萍萍 +5 位作者 黄潮华 黄国强 徐良年 邓祖湖 张木清 赵新旺 《中国糖料》 2022年第1期25-32,共8页

分子指纹图谱直接反映生物个体在DNA水平上的差异,可有效鉴别植物品种,保护品种权。甘蔗是无性繁殖作物,在生产上更容易造成品种混杂。本文概述了指纹图谱的分类、概念和作用,近年来国内外常见的DNA分子指纹图谱方法(RFLP、RAPD、AFLP、... 分子指纹图谱直接反映生物个体在DNA水平上的差异,可有效鉴别植物品种,保护品种权。甘蔗是无性繁殖作物,在生产上更容易造成品种混杂。本文概述了指纹图谱的分类、概念和作用,近年来国内外常见的DNA分子指纹图谱方法(RFLP、RAPD、AFLP、SSR、ISSR、SNP)在甘蔗中的研究进展,以及指纹图谱在甘蔗品种鉴别与育种研究中的应用,探讨了我国甘蔗分子指纹图谱研究中存在的问题,并由此指出构建甘蔗标准指纹图谱库和分子身份证的必要性与迫切性。 展开更多

关键词 甘蔗 指纹图谱 品种鉴定 分子标记 分子身份证

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基于二代和三代转录组测序揭示甘蔗重要亲本对黑穗病菌侵染的响应机制 被引量：3

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作者 胡鑫 罗正英 +3 位作者 李纯佳 吴转娣 李旭娟 刘新龙 《作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第9期2412-2432,共21页

黑穗病是甘蔗生产中的主要病害,严重影响甘蔗产量。解析甘蔗重要亲本与黑穗病菌相互作用的分子机制及筛选抗病基因对抗黑穗病优良品种的培育具有重要意义。本研究选用我国甘蔗育种中的重要亲本新台糖ROC25(抗黑穗病)及其姊妹系ROC22(感... 黑穗病是甘蔗生产中的主要病害,严重影响甘蔗产量。解析甘蔗重要亲本与黑穗病菌相互作用的分子机制及筛选抗病基因对抗黑穗病优良品种的培育具有重要意义。本研究选用我国甘蔗育种中的重要亲本新台糖ROC25(抗黑穗病)及其姊妹系ROC22(感黑穗病)为研究对象,采用单分子实时测序技术(三代测序)和二代转录组测序技术分析和鉴定2个亲本感染黑穗病菌后的转录组谱及差异转录本。三代转录组测序分析共获得79,885条转录本序列,其中含60,115条完整开放阅读框、3692个可变剪接事件、1799个LncRNA、29,139个SSR和7794个转录因子,共有74,066个转录本得到注释,占总数的92.72%。通过对二代测序数据分析,在抗病亲本中筛选出9716个差异转录本,在感病亲本中筛选出2033个差异转录本。差异转录本的GO和KEGG富集分析结果表明抗病亲本中共富集到的GO条目和KEGG通路均要多于感病亲本,且植物MAPK信号通路、苯丙素生物合成、植物-病原互作、亚油酸代谢和蔗糖和淀粉代谢等代谢通路在抗感亲本中均被显著富集,为抗感亲本对黑穗病的共同抗病途径。进一步,对植物MAPK信号通路的分析表明,MAPK超家族基因成员在抗感亲本中呈现不同的表达方式,在抗病亲本中具有更多差异表达的MEKK1和MKK4的转录本,且MKK5、MPK10和MPK12基因仅在抗病品种中发生显著表达变化,推测其可能与亲本的抗病表型关联。此外,抗感亲本中众多WRKY、MYB、NAC和AP2/ERF-ERF等抗病相关转录因子响应了黑穗病菌胁迫,且主要表现为上调表达。与感病亲本相比,抗病亲本显示出更多的差异表达转录因子,推测这些抗病亲本特有的转录因子可能对防御黑穗病菌具有积极作用。本研究完善了新台糖亲本基因组注释信息,为解析新台糖优异亲本与黑穗病菌互作机制以及抗黑穗病基因资源的挖掘利用提供指导。 展开更多

关键词 甘蔗 黑穗病菌 全长转录组 RNA-SEQ 新台糖

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甘蔗Rieske Fe/S蛋白前体基因ScPetC的克隆及表达分析 被引量：8

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作者 郑清雷 余陈静 +4 位作者 姚坤存 黄宁 阙友雄 凌辉 许莉萍 《作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期844-857,共14页

细胞色素b6f复合体还原型铁硫蛋白前体(Cytochrome b6f complex Rieske Fe/S precursor protein,PetC)是由细胞核PetC基因编码的蛋白,其成熟蛋白参与构成细胞色素b6f复合体,是电子传递的重要元件。基于前期构建的受高粱花叶病毒(Sorghum... 细胞色素b6f复合体还原型铁硫蛋白前体(Cytochrome b6f complex Rieske Fe/S precursor protein,PetC)是由细胞核PetC基因编码的蛋白,其成熟蛋白参与构成细胞色素b6f复合体,是电子传递的重要元件。基于前期构建的受高粱花叶病毒(Sorghum mosaic virus,SrMV)侵染的甘蔗转录组数据库,从主栽甘蔗品种‘新台糖22号’叶片中成功克隆到该基因,并命名为ScPetC(GenBank登录号为MH333037.1)。生物信息学分析发现,ScPetC基因cDNA全长824bp,包含了一个678bp的开放阅读框,编码226个氨基酸。ScPetC属于PRK13473超家族,其C末端具有典型的Rieske保守结构域;蛋白理论等电点为8.19,属于稳定的、亲水性蛋白;二级结构多为无规则卷曲,三级结构预测其比其他植物PetC多出一段α螺旋结构。在本氏烟(Nicotiana benthamiana)叶片瞬时表达中,ScPetC定位于叶绿体、细胞质和细胞膜。尽管前人研究表明,ScPetC的表达量会受SrMV侵染的影响,不同于半夏(Pinellia ternata)PetC与大豆花叶病毒(Soybean mosaic virus,SMV)P1蛋白之间的互作,ScPetC不能与SrMV-P1蛋白互作,但能与甘蔗黄叶病毒(Sugarcane yellow leaf virus,SCYLV)P0蛋白互作。实时荧光定量PCR分析表明,ScPetC基因在甘蔗不同组织中均有表达,但在叶片中的表达量最高。甘蔗受脱落酸胁迫3 h时,ScPetC表达量显著上调,但是随着处理时间的延长,表达受到抑制;在茉莉酸甲酯、水杨酸、氯化铜、氯化镉和氯化钠胁迫下,ScPetC表达量均显著下调。本研究通过对ScPetC生物学功能、环境外源激素与重金属等胁迫下的表达模式及其与甘蔗病原病毒蛋白互作的初步探究,增加了对甘蔗PetC的了解,也为深入研究其在甘蔗受黄叶病毒侵染中的作用奠定基础。 展开更多

关键词 甘蔗 细胞色素b6f复合体还原型铁硫蛋白前体 生物信息学 亚细胞定位 蛋白互作 实时荧光定量PCR

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