2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、香蕉(Musa spp.)是全世界最重要的水果和糧食作物之一,是福建省重要的農(nóng)業(yè)組成部分,福建省具有豐富的栽培香蕉和野生蕉資源,但是福建栽培香蕉受到寒冷、病蟲害等嚴重威脅,選育抗性香蕉品種是香蕉研究的重點課題,因此,具有優(yōu)良抗性特點的野生蕉是香蕉育種研究的寶貴資源。開展香蕉種質(zhì)資源的收集是利用的前提工作,對遺傳背景不清晰的野生蕉進行遺傳結(jié)構(gòu)和遺傳多樣性研究亦顯得迫切,進一步開展香蕉抗寒性研究可為香蕉抗寒育種研究奠定理論基礎(chǔ)。本試驗主要內(nèi)

2、容包括福建香蕉試管苗保存研究、福建野生蕉自然居群遺傳結(jié)構(gòu)和遺傳多樣性ISSR分析、三明野生蕉抗寒生理響應研究、三明野生蕉抗寒基因脂肪酸去飽和酶家族基因(FADs)克隆和表達分析,主要研究結(jié)果如下:
  1.福建香蕉種質(zhì)資源試管保存研究
 ?、俑=ㄈ舾上憬镀贩N(系)花序誘導植株再生
  以福建野生蕉、粉蕉等6個香蕉品種(系)的未成熟雄花序為材料,建立不同品種香蕉花序誘導植株再生體系,并比較其再生特性。結(jié)果顯示,香蕉花序的

3、最佳消毒方式為75%酒精消毒20min,污染率為4.45%;不定芽的最佳誘導培養(yǎng)基為MS+NAA0.1mg·L-1+6-BA2.5mg·L-1,誘導率可達46.67%;以MS+NAA1.0mg·L-1為培養(yǎng)基可獲得生長健壯的香蕉生根苗,移栽基質(zhì)為泥炭土:田園土:珍珠巖(2:2:1);栽培香蕉和野生蕉的再生特性具有較大的差異,栽培香蕉不定芽誘導時間較短,芽體大,試管苗粗壯,根系發(fā)達,茸毛明顯,野生蕉誘導時間較長,不定芽易形成多芽體結(jié)構(gòu),試

4、管苗相對瘦細,根系細長。
 ?、诟=ㄏ憬斗N質(zhì)資源試管苗保存研究
  香蕉試管苗限制生長保存研究結(jié)果表明,影響叢生芽高度、叢生芽總數(shù)、叢生芽黃化率和葉綠素含量的因素及其作用大小分別是:甘露醇>6-BA>ABA>NAA、甘露醇>NAA>6-BA>ABA、甘露醇>6-BA>NAA>ABA和6-BA>NAA>甘露醇>ABA。較高濃度的甘露醇和ABA利于香蕉試管苗的保存。試驗篩選到最佳保存培養(yǎng)基為MS+0.5mg·g-16-BA+1.

5、0mg·g-1 NAA+1.0mg·g-1 ABA+3.0%甘露醇,pH為5.8,并以篩選的最佳保存方案對福建若干香蕉資源進行了試管保存。試驗過程建立了“GS-YI”評價體系(生長狀態(tài)-黃化指標,Growth Status-Yellowing Index)進行香蕉離體保存效果的評價,評價指標包括試管苗高度、芽數(shù)、植株形態(tài)、黃化率、黃化等級和葉綠素含量。
  2.福建中部3個野生蕉自然居群遺傳結(jié)構(gòu)和遺傳多樣性的ISSR分析
 

6、 對采自福建省三明市和福州市的3個野生蕉自然居群共100份葉片樣本進行ISSR分析,結(jié)果表明:13條引物共擴增獲得175個穩(wěn)定、清晰的條帶,平均擴增條帶數(shù)為13.5個,擴增產(chǎn)物主要介于200~2000bp,其中總的多態(tài)性條帶為158個,居群總多態(tài)性條帶百分率為90.3%;通過NTSYS和STRUCTUR軟件聚類分析發(fā)現(xiàn),巖前、莘口和赤壁野生蕉共100份樣本嚴格按照地理來源劃分為3個大組,3個大組可進一步分別劃分為3、3和4個亞組;采用P

7、OPGENE進行遺傳多樣性參數(shù)分析發(fā)現(xiàn),野生蕉居群總的變異中,群體內(nèi)變異大于群體間變異,野生蕉居群內(nèi)存在豐富的基因交流,3個野生蕉居群總體多樣性水平較高,從高到低依次為巖前、莘口和赤壁。
  3.三明野生蕉葉片在低溫脅迫下的生理變化規(guī)律
  相對電導率和脯氨酸是2個衡量植物抗寒的重要生理指標,通過測定在低溫脅迫下三明野生蕉葉片相對電導率和脯氨酸含量,可以初步明確三明野生蕉在低溫下的抗寒生理變化模式。①不同溫度處理下,當溫度由

8、28℃降低至0℃的過程中,相對電導率總體上呈先升后降再升的趨勢,而脯氨酸含量隨著溫度的降低呈先降后升再降的變化規(guī)律,兩者呈負相關(guān)。當溫度為16℃和13℃時,是電導率和脯氨酸發(fā)生劇烈變化的溫度,說明三明野生蕉葉片在16℃時開始受到低溫影響并啟動抗寒響應。②隨著低溫(16℃)持續(xù)時間的增加,三明野生蕉葉片相對電導率呈“降-升-降-升”的變化模式,而脯氨酸變化模式與相對電導率變化的模式相反,呈現(xiàn)為“升-降-升-降”。在整個低溫持續(xù)進程中,相對

9、電導率和脯氨酸均分別于16h和36h時出現(xiàn)明顯的拐點,此2個時間點分別是抗寒響應強烈和低溫傷害嚴重的時刻,當?shù)蜏靥幚頃r間達到72h時,低溫傷害加劇。③三明野生蕉葉片于連續(xù)降溫環(huán)境下進行處理,當溫度由28℃持續(xù)降溫到一定低溫時(10℃),相對電導率持續(xù)下降的同時,脯氨酸含量亦呈現(xiàn)下降趨勢,說明此時香蕉葉片并未受到低溫傷害,導致此現(xiàn)象的原因可能是:溫度的降低過程是一個緩慢的過程,此時低于16℃的累積處理時間僅為9h,三明野生蕉對緩慢下降的溫

10、度、短時間的低溫環(huán)境產(chǎn)生了耐受性。隨著溫度繼續(xù)降低,低溫脅迫時間延長,野生蕉受到寒冷傷害并啟動抗寒防御,此過程中三明野生蕉可維持一定的“傷害-抗寒”平衡。
  4.三明野生蕉FAD家族基因克隆及生物信息學分析
 ?、傩」敖叮∕usa acuminata)全基因組FAD家族基因分析
  “DH-Pahang”小果野蕉全基因組FAD家族基因檢索結(jié)果獲得17個FAD基因成員,其中FAD2基因7個,F(xiàn)AD3和FAD6各1個,

11、FAD7基因8個(其中3個未有完整CDS)。FAD基因CDS的長度介于1035bp與1344bp之間,F(xiàn)AD2的內(nèi)含子為1~3個,F(xiàn)AD3和FAD6分別為4和9個,F(xiàn)AD7的內(nèi)含子為7或8個,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)型FADs(FAD2和FAD3)的編碼氨基酸序列長度總體低于質(zhì)體型FADs(FAD6、FAD7、FAD8)。香蕉全基因組FAD蛋白保守結(jié)構(gòu)域預測顯示均為 Membrane-FADS-like家族成員,部分FAD蛋白還具有cyt-b5和DUF3

12、474結(jié)構(gòu)域。亞細胞定位預測表明4類FAD蛋白的定位總體上以內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和葉綠體為主。所有蛋白均具有跨膜結(jié)構(gòu),跨膜螺旋數(shù)目最少為1個,最多為5個,以由內(nèi)而外的跨膜方向居多。二級結(jié)構(gòu)中以α螺旋和無規(guī)折卷曲所占比例最高,延伸鏈和β轉(zhuǎn)角比例較低。卷曲螺旋和信號肽預測顯示FAD蛋白無螺旋卷曲結(jié)構(gòu),也不具信號肽,不是分泌蛋白。在SWISS-MODEL中預測到了3個FAD2蛋白的三維結(jié)構(gòu)模型,分別是MuFAD2、MuFAD2-2a和MuFAD2-2e,而

13、其他FAD成員均未有預測模型。
 ?、谌饕吧禙AD家族基因克隆及生物信息學分析
  試驗克隆得到三明野生蕉15個FAD基因成員(包括可變剪接形式),其中FAD2基因6個(Mu-FAD2、Mu-FAD2a、Mu-FAD2-2a、Mu-FAD2-2b、Mu-FAD2-2c、Mu-FAD2-2d),F(xiàn)AD3基因2個(Mu-FAD3-1a、Mu-FAD3-1b),F(xiàn)AD6基因1個(Mu-FAD6),F(xiàn)AD7基因6個(Mu-FAD

14、7-2a、Mu-FAD7-2b、Mu-FAD7-3、Mu-FAD7-4、Mu-FAD7-5a、Mu-FAD7-5b)。15個FAD基因開放閱讀框(ORF)的大小介于1146bp和1844bp之間,可正常編碼的氨基酸殘基數(shù)目介于381和456個。生物信息學預測結(jié)果表明三明野生蕉FADs保守結(jié)構(gòu)域均有Delta12-FADS-like結(jié)構(gòu)域和DUF3474特異結(jié)合位點,屬于Membrane-FADS-like超家族。亞細胞定位以內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和葉綠

15、體為主。FADs具跨膜結(jié)構(gòu),磷酸化修飾主要以絲氨酸為主。二級結(jié)構(gòu)預測結(jié)果表明FADs家族成員中,α螺旋和無規(guī)則卷曲占有絕大比例,不具卷曲螺旋和信號肽。預測到了2個FAD2蛋白的三維結(jié)構(gòu)模型,分別是MuFAD2-2a,MuFAD2-2e。
  5.三明野生蕉試管苗FAD家族基因定量表達分析及FAD7轉(zhuǎn)化煙草研究
  試驗比較了不同溫度、水楊酸及其不同處理時間下FAD家族成員的相對表達量。①水楊酸處理下FADs的表達量總體低于去

16、離子水處理。由于SA處理維持了香蕉試管苗葉片細胞膜結(jié)構(gòu)的完整性,未通過誘導FADs高表達產(chǎn)生抗寒響應;反之,當以去離子水處理時,香蕉試管苗仍然遭受低溫傷害,因此FADs受到誘導,大量表達以防御低溫傷害。同時,F(xiàn)ADs在各個處理下的表達模式呈現(xiàn)多樣化。②8℃低溫不同處理時間下FAD成員的表達模式差異較大,短時間的低溫處理(1h)下,F(xiàn)ADs的表達均低于未處理,因此突然降溫可抑制FADs的表達;隨著低溫持續(xù)時間的延長,F(xiàn)ADs表現(xiàn)為長期低溫

17、誘導型和非誘導型2類,前者包括FAD2-1、FAD3和FAD7-2,后者包括FAD2-2、FAD6和FAD7-1。③FADs在不同溫度下的表達模式可歸納為2類,其一是升高降低型(FAD2-1、FAD2-2、FAD6、FAD7-2);其二是降低升高型(FAD3和FAD7-1)。在升高降低型的FADs表達模式中,在20℃處理條件下,F(xiàn)ADs出現(xiàn)轉(zhuǎn)錄高峰,其他溫度的表達水平均較低,說明野生蕉FAD2-1、FAD2-2、FAD6、FAD7-2在

18、環(huán)境溫度剛開始發(fā)生變化時即感受低溫并啟動抗寒抵御;在降低升高型的FAD表達模式中,在溫度變化的前期,即在一定低溫以前(8℃以前),隨著溫度的降低FAD3和FAD7-1表達量隨之降低,表現(xiàn)為惰性反應,當溫度下降至4℃甚至0℃的過程中,F(xiàn)AD3和FAD7-1基因受低溫誘導表達,表達量急劇上升,因此2種類型的FADs表達特點不同,在整個變溫過程中協(xié)同互補。
  將三明野生蕉Mu-FAD7-2a進行煙草遺傳轉(zhuǎn)化研究,轉(zhuǎn)化驗證結(jié)果表明轉(zhuǎn)基因

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