酵母耐盐相关基因HAL1在棉花中的功能表达

[目的]克隆酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)耐盐基因HAL1(halotolerance)并转化棉花,探究该基因在棉花中的功能,进一步探究酵母耐盐相关基因在高等植物中的具体功能.[方法]根据NCBI核酸数据库中酵母耐盐基因HAL1的mRNA全长序列信息,利用RT-PCR技术从酿酒酵母As2.375中克隆该基因.选择酶切位点Xba Ⅰ和Sma Ⅰ对表达载体pBI121::GFP进行双酶切,采用In-Fusion技术构建pBI121-ScHAL1::GFP融合表达载体.以自发荧光较弱的陆地棉品种Y-2067、ZA-23、GZ-2的花粉为材料,用基因枪轰击棉花花粉进行瞬时表达研究.采用基因枪活体转化技术将外源基因表达载体pBI121-HAL1::GFP转化棉花盐敏感材料中s9612,获得T0棉花转基因种子.用100 mmol·L-1 NaCl盐溶液对转基因T0种子进行耐盐性发芽试验,并进行分子检测,对鉴定出的转基因植株进行叶盘耐盐性分析.[结果]从酿酒酵母As2.375中克隆耐盐基因ScHAL1,基因全长885 bp,共编码294个氨基酸.对其序列进行分析,发现HAL1蛋白中丝氨酸所占比例最大,整个蛋白呈碱性且带正电,属于亲水性蛋白.根据蛋白二级结构预测结果,推测该蛋白的结构功能域可能主要由无规则卷曲和β-折叠片构成.棉花花粉瞬时表达结果表明,转化HAL1后,3种陆地棉花粉的绿色荧光现象都明显增强,说明该基因可以在这3种陆地棉的花粉中表达.用100 mmol·L-1 NaCl盐溶液对转基因棉花T0种子和受体材料中s9612自交种进行胁迫,发现转基因种子萌发能力明显强于受体材料,表明HAL1可以提高种子耐盐性.根据基因核苷酸序列设计2对引物对T0转基因棉花幼苗进行分子检测,将纯化后的PCR产物进行直接测序,测序结果证明转基因成功.对鉴定出的转基因植株进行叶盘耐盐性分析发现,在600mmol·L-1NaCl和400mmol·L-1NaCl盐胁迫下转基因植株叶盘叶绿素含量均高于对照植株,且在600 mmol·L-1 NaCl溶液胁迫后,转HAL1植株叶绿素含量反而高于400 mmol·L-1NaCl溶液处理后的叶盘.[结论]成功从酿酒酵母中克隆基因HAL1,酵母HAL1对提高棉花耐盐性具有重要作用.
建立了离子转换色谱与紫外检测器联用检测啤酒中无机阴离子与有机酸的新方法.在传统的离子色谱基础上引入两根离子转换柱,无机阴离子与有机酸经过两步转换,定量转换成有相同紫外响应的碘酸盐,然后用紫外检测器代替电导检测器进行定量分析.在Dionex AS11-HC阴离子色谱柱上,采用KOH梯度淋洗方式实现了12种无机阴离子与有机酸的分离.结果表明,12种无机阴离子和有机酸检出限(S/N=3)与定量限(S/N=10)分别为6.168～29.01 μg/L与20.56～66.30 μg/L;线性关系良好(r在0.999 4以上),回收率为89.0％～117.0％,RSD均小于1.0％,该方法与传统的电导检测器检测结果相当.该方法简单快捷,只需采用少数标准曲线,就可以实现啤酒中无机离子与有机酸的定量测定.
研究地下穴贮滴灌(自主设计)、膜下滴灌、地表滴灌3种滴灌方式对酿酒葡萄品种‘赤霞珠’幼苗根冠功能的影响.结果表明:膜下滴灌和地下穴贮滴灌较地表滴灌更促进植株生长,其中地下穴贮滴灌主要促进根系的生长,膜下滴灌主要促进地上部的生长;在20～60cm土层,地下穴贮滴灌处理根表面积、根体积、根系活力和超氧化物歧化酶活性均高于地表滴灌和膜下滴灌处理,表明地下穴贮滴灌可有效促进根系下扎,提高土壤深层根系的生理活性;同一灌水周期后期地表滴灌处理较早受到干旱胁迫的影响,地下穴贮滴灌和膜下滴灌处理叶片净光合速率(Pn)和气孔导度(gs)均高于地表滴灌处理,灌水7d后膜下滴灌处理12:00-14:00实际光化学效率(φPSⅡ)、光化学猝灭系数(qP)低于地下穴贮滴灌处理,表明叶片荧光日进程中膜下滴灌受到的光抑制程度大于地下穴贮滴灌;对植株根冠功能的相关分析表明,有效增加20～ 40 cm土层根系的根量指标,保持根系生理活性在较高水平,可促进整体植株地上部生物量的增加和总生物量的积累.综合分析表明,地下穴贮滴灌较膜下滴灌、地表滴灌对植株根冠生长及功能调控有一定优势,可作为果树节水灌溉技术的潜在替代技术.
精确的气候区划能更好的利用气候和土地资源,且对栽培优质酿酒葡萄,生产具有地理标志的葡萄酒具有重要意义.本文着重从酿酒葡萄气候区划指标的选取、指标选取的范围、指标数据分析方法三个方面,总结了酿酒葡萄气候区划的研究进展,及现有研究方法的应用,以期对酿酒葡萄栽培的发展提供一定的指导和建议.
为明确国内酿酒葡萄主栽品种之一的美乐在我国北方的发展趋势，本文综合运用模糊数学、集优法和逐步分区法，借助GIS小网格推算技术、空间分析和图层运算等功能，完成中国北方美乐生态区划。结果表明：我国北方大部分省份均可以种植酿酒葡萄，而美乐生态最适宜以及适宜区主要集中分布在北方几大山系和水系区域。包括，大兴安岭南麓余脉的内蒙古部分地区、贺兰山东西两麓宁夏部分县市和内蒙古阿拉善左旗东部地区，沿太行山、天山山脉的部分地区，以及西北地区沿黄河流域的宁夏中北部和内蒙古中部部分地区。根据区划结果建议美乐种植应从传统的环渤海湾产区和黄河故道产区向西北产区转移，同时注意与其它品种的搭配种植，以充分利用当地气候资源。
本实验选取蓝莓、籽瓜为原料制备果酒,分别对酵母接种量、蓝莓籽瓜比、固形物含量进行单因素实验,并以酒精度为指标,确定果酒的最佳工艺参数.选取羟基自由基、抗超氧自由基、总抗氧化三种试剂盒分别进行果酒清除自由基能力、清除超氧自由基、总抗氧化能力的测定,并利用Folin-Ciocaheu法进行总酚含量的测定.确定果酒的最佳工艺参数:调至固形物含量为200 g/L、酵母接种量添加量为0.3 g/L、蓝莓籽瓜质量百分比为55∶45,该果酒的酒精度为11.63％±0.04％.发酵过程中,蓝莓籽瓜果酒具有很强的抗氧化能力,随着发酵时间的延长,其抗氧化活性较稳定.抗超氧自由基、抑制羟基自由基、总抗氧化能力与总酚含量呈正相关,皮尔逊相关系数分别为0.916、0.976、0.922,抑制羟自由基能力与总酚含量关系最为密切.