石榴花发育相关基因PgAGL11的克隆及功能验证

以‘突尼斯软籽’石榴为试材,对雌蕊败育的原因及关键时期、PgAGL11序列特征及功能进行研究。石蜡切片观察结果表明,雌蕊败育的原因为胚珠内珠被原基形成后停止发育,胚珠败育的关键时期为花蕾纵径8.1~15.0 mm时;采用TA克隆得到PgAGL11全长CDS序列696 bp,系统进化分析发现其与拟南芥的AGL11序列相似性最高;实时荧光定量PCR结果显示,PgAGL11在雌蕊中表达量显著高于其他花器官,且在胚珠败育关键时期(花蕾纵径8.1~15.0 mm),可育花雌蕊中表达量极显著高于败育花雌蕊;构建PgAGL11过量表达载体,利用农杆菌介导法侵染野生型拟南芥,转基因拟南芥花表现为雄蕊变短,花瓣变小,花柱变长,柱头表面乳突状物质变长。本研究确定了石榴雌蕊败育的关键原因及时期,并初步证明了PgAGL11可能在石榴雌蕊败育过程中发挥重要作用。     

甜瓜不同性别花蕾发育中激素和多胺的变化

 以甜瓜雌雄异花同株和雄全同株近等基因系为材料，采用高效液相色谱(HPLC)技术，分析雌花、雄花和两性花4种内源激素和4种多胺含量的动态变化。结果显示，雌花和两性花发育初期和后期GA₃含量高于雄花；多数时期雄花ZT和IAA含量高于雌花和两性花；雄花发育中、后期 ABA含量较大幅度上升，且明显高于雌花，两性花ABA含量变化趋势与雌花相近，但整体明显高于雌花；ZT/GA₃比值雄花高于雌花和两性花。由此表明，较高的GA₃含量，较低的ZT和IAA含量有利于雌蕊的发育，较高的ABA含量有利于雄蕊中、后期的发育。花蕾发育初期，尸胺(Cad)含量从高到低依次为雌花、两性花和雄花，随着发育的进行，雄花和两性花中Cad含量呈现较大幅度上升，而雌花始终保持在相对较低的水平。因此，相对较高的Cad含量可能有利于早期雌蕊的发育，较低的Cad含量有利于雄蕊的发育，而后期则相反，高含量的Cad有利于雄蕊的成熟；高含量的Spd可能有利于早期雌蕊的发育。     

大岩桐SsKN1基因的克隆及组织表达分析

以大岩桐(Sinningia specisoa)茎尖组织为试材,采用RT-PCR方法对大岩桐SsKN1(KNOTTED1-like homeobox)基因进行克隆,经BLAST比对、邻接法构建进化树,研究了SsKN1基因与其它KNOXI基因的亲缘关系;并利用半定量RT-PCR,研究了SsKN1基因在大岩桐根、花瓣、花萼、叶、茎和茎尖等不同组织中的表达情况,以期为SsKN1基因的功能研究奠定基础。结果表明:获得了大岩桐SsKN1基因451bp的cDNA序列,该基因与烟草NTH15基因亲缘关系最近,其次为拟南芥STM基因;SsKN1基因在根、叶、茎尖和花萼等4种组织中表达,在花瓣和茎中不表达。其中在茎尖的表达量最高,叶中的表达量次之,根和花萼的表达量较低。     

花分雌雄,一起来认认

去年的今天总结了一篇《结果的大树,开花丑,还分雌雄》,今天再更新一篇另外几种植物的雌雄花。我们知道动物分雌雄,而花作为植物的生殖器官,也是分雌雄的。一株植物的花有雌蕊和雄蕊,当雌蕊与雄蕊分别长在两种(朵)花上时,叫单性花;而雌蕊与雄蕊都在一朵花上,叫两性花。当单性花的植物其雄花和雌花生于同一植株上叫做雌雄同株,而一株生雌花或一株生雄花,叫雌雄异株。     

唐菖蒲质膜水孔蛋白基因GhPIP1;1 的克隆及表达分析

 采用RT-PCR和RACE技术从唐菖蒲（Gladiolus hybridus‘Eerde’）花瓣中克隆得到1个质膜内在蛋白（plasma membrane intrinsic proteins,PIPs）类的水孔蛋白基因,命名为GhPIP1;1。该基因cDNA 全长1 130 bp,包含867 bp完整开放阅读框（ORF）,编码288个氨基酸。克隆和分析相应的gDNA序列（2 098 bp）表明,其包含由4个外显子和3个内含子组成的编码区序列。氨基酸序列分析表明GhPIP1;1具有水孔蛋白家族高度保守的2个NPA（Asn-Pro-Ala）基序。同源性分析显示GhPIP1;1氨基酸序列与同科的荷兰鸢尾（Iris hollandica）PIP1氨基酸序列的同源性达94%。半定量RT-PCR分析表明,GhPIP1;1在唐菖蒲花瓣、雄蕊、雌蕊、茎、苞片和叶片等均有表达,但表达量以花瓣中最高,叶片中最低;GhPIP1;1在花蕾至花朵盛开期间的表达水平较高且变化不明显,但在花朵盛开后的萎蔫过程中表达水平明显降低。     

‘龙岩野柿1号’雄花和两性花雌雄蕊发育的细胞形态学观察

在龙岩野柿子代群体中发现一株雄全同株个体‘龙岩野柿1号’,全株3朵合生聚伞形花序的中间1朵为两性花的概率大于80%,两侧分别为完全雄花。以‘龙岩野柿1号’的雄花和两性花为材料,采用常规石蜡切片法对其雌、雄蕊发育进行观察。结果表明:其两性花雌、雄蕊原基均发育正常,雄花雌蕊原基发育中无子房功能性组织产生;两性花发育早于雄花。雄花和两性花的花药4室,花药壁发育为双子叶型,由表皮、药室内壁、中层和腺质绒毡层组成;四分体为四面体型和对称型,减数分裂为同时型;成熟花粉为2–细胞型,3条萌发沟;单核靠边期存在少量畸形花粉粒和空花粉粒;不同药室及同一药室的小孢子发育存在不同步现象。两性花子房8室,中轴胎座,倒生胚珠,双珠被,薄珠心,单孢原细胞;大孢子四分体直线排列,功能大孢子位于合顶端,蓼型胚囊。     

甜樱桃MADS box基因的克隆与表达分析

 以甜樱桃‘拉宾斯’（Prunus avium L.‘Lapins’）为试材,采用RT-PCR结合RACE技术,克隆获得1个与花发育相关的MADS box基因,命名为PaMADS3,其在GenBank中的登录号为HQ229605。PaMADS3基因全长1 095 bp,包含1个723 bp的开放阅读框,推断其编码240个氨基酸。序列分析表明：PaMADS3蛋白与拟南芥中的SEP蛋白高度同源。组织特异性表达显示PaMADS3基因在花瓣、雄蕊、心皮中表达。实时定量RT-PCR分析表明,花芽露绿期的离体枝条经过15和25 ℃处理后,其雌蕊中PaMADS3基因在25 ℃的表达量高于在15 ℃的表达量。     

板栗CmMYB转录因子基因的克隆及在花序发育中的表达分析

板栗大量雄花序影响产量形成,寡雄性状是板栗重要的育种目标。利用RT-PCR与RACE扩增方法,从板栗极短雄花序芽变和正常雄花序cDNA中分离出一个板栗MYB转录因子cDNA全长,进行测序和序列分析。结果表明,克隆的cDNA片段总长为1 522 bp,基因内部含有完整的开放阅读框架,大小为1 071 bp,可编码长度为357个氨基酸残基的蛋白质,所推导的蛋白质氨基酸序列与苹果的MYB91、豌豆的MYB转录因子和蒺藜苜蓿的MYB转录因子基因分别具有88%、87%和87%的氨基酸序列同源性。序列分析及空间结构预测发现该序列具有完整的R2R3区域,推测其具有转录激活功能。命名为CmMYB(GenBank登录号为GU076490)。实时荧光定量PCR结果显示,芽变雄花序CmMYB转录因子在雄花序原基形成期、花簇原基形成期、花朵原基形成期、雄蕊原基形成期和花药形成期的表达量均低于正常雄花序中的表达量,而在花被原基形成期表达量高于正常雄花序中表达量,说明该转录因子调控的主要基因与雄花序的短化存在一定联系。     

大岩桐SsPIN2基因的克隆及组织表达分析

以大岩桐为试材,采用RT-PCR方法对大岩桐SsPIN2基因进行了克隆,获得898bp的基因序列,经BLAST比对,采用邻接法构建进化树;并利用半定量RT-PCR方法,研究了SsPIN2基因在大岩桐叶、茎尖、根、茎、花瓣和花萼组织的表达情况。结果表明:大岩桐SsPIN2基因与黄瓜CsPIN2、豌豆PsPIN2基因等亲缘关系较近;该基因在上述6种组织中均有表达组织,其中在茎尖、根、茎和花萼的表达量较高,在叶和花瓣中的表达量较低。     

草原龙胆( Eustoma grandiflorum )单、重瓣花器官分化的形态学观察

 本篇论文主要研究了草原龙胆单重瓣花器官的发育特征。取花部发生的第1个和第2个花芽为试材, 直接用于实体解剖观察。结果表明: 1. 单瓣花和重瓣花花芽分化过程均可分形态分化前期、萼片原基分化期、花瓣原基分化期、雄蕊原基分化期、雌蕊原基分化期5个时期, 各轮花器官按照向心顺序发育。2. 到雌蕊原基形成为止, 单瓣花花器官各原基的分化过程大约需要12 d, 重瓣花的整个分化过程大约需要15 d。3. 单瓣花和重瓣花都包含5枚萼片、5枚雄蕊和1枚雌蕊, 而单瓣花花瓣是5枚, 重瓣花约是15枚。     

珍稀濒危植物掌叶木的开花生物学特性与繁育系统

通过野外观察、杂交指数估算、授粉特性分析及人工控制授粉试验等方法对珍稀濒危植物掌叶木（Handeliodendron bodinieri）开花生物学特性和繁育系统进行研究。结果表明：（1）掌叶木每年开花1次,花期在4月下旬到5月中下旬,开花的起止时间及花期的长短受当地气候影响较大;（2）花多为假两性花,即形态上为雌、雄蕊完整的两性花,而功能上为雌、雄蕊选择性败育形成的单性花,偶见雌、雄蕊可育的真两性花植株;单性花通常雌、雄异株,且雌株较雄株少,花序较雄株短5.6 cm,花期也较雄株短2周左右,雄株花序上偶尔见雌花单花;（3）单花经历萌动、露白、展开、盛开、凋落5个阶段,历时5 ~ 6 d;雄花从萌动到开花1 d的花粉活力高达90.5%,开花2 d后活力显著下降;雌花柱头在展开前部分具可授性,展开后1 ~ 3 d均具可授性,花粉活力与柱头可授性重叠;（4）雄花单花花粉量为51 461个,雌花单花胚珠数6,花粉胚珠比（P/O）为8 577,杂交指数为4,结合人工授粉、套袋、套网和自然授粉坐果率判断,掌叶木繁育系统为专性异交,传粉过程需要传粉者,可能存在无融合生殖。（5）掌叶木花性别分化复杂,可孕花数量较不孕花少,可育雌、雄蕊存在较大的空间隔离,加之不稳定的传粉环境,可能是其濒危的重要生殖生物学原因。     

早实核桃花器官发育的解剖学研究

 通过形态解剖方法,观察早实核桃品种‘香玲’第1次开花的雌花芽和雄花芽发育特点,结果发现：在山东泰安地区,早实核桃‘香玲’雌花芽的分化从5月上旬—中旬进入形态分化临界期后,历经雌花花序分化期、花柄原基和雌花原基分化期、花被原基分化期、苞片原基分化期、花萼原基分化期、花瓣原基分化期、雌蕊原基分化期和胚珠分化期;个别雌花原基还能分化出花瓣原基和雄蕊原基,雌花花瓣原基和雄蕊原基在随后的发育过程中退化。在晚实核桃品种‘青林’雌花发育过程中没有发现花瓣原基和雄蕊原基的分化。‘香玲’核桃雄花芽的分化从4月上—中旬次第进入雄花序分化期、雄花原基分化期、花萼原基分化期、雄蕊原基分化期、花药分化期、花粉囊和花粉粒形成期。     

牡丹花枝不同发育时期各器官乙烯释放和ACC含量的变化

以牡丹( Paeonia suffruticosa) 品种‘胡红’为试材, 测定了不同发育时期花枝以及不同器(花瓣、雌蕊、雄蕊、花托、花萼、茎、叶柄、叶) 的乙烯释放量和ACC含量的变化。花的乙烯释放量变化类型主要取决于花瓣, 花朵衰老时花托和雄蕊是乙烯释放的主要部位。雄蕊在初开期有一明显的乙烯释放高峰。花朵开放过程中花瓣的ACC含量缓慢减少, 进入衰老期ACC含量又有快速上升的趋势; 而茎的ACC含量一直处于下降趋势。叶柄和叶片的ACC含量在花朵的整个开放过程中变化不大。结果提示器官之间乙烯和ACC梯度在花朵开放和衰老前后起着重要的调节作用, 而乙烯和ACC在花器不同部位间的运输及分配上有差异。     

‘厚瓣金桂’桂花花芽形态分化的研究

 采用石蜡切片法观察了‘厚瓣金桂’桂花(Osmanthus fragrans‘Houban Jingui’) 花芽形态分化过程。研究表明: 厚瓣金桂花芽分化从4 月中旬开始分化苞片原基至8 月底心皮原基形成历时约4 个月,其过程可分为苞片分化期、花序原基分化期、花蕾原基分化期、顶花花萼分化期、花瓣分化期、雄蕊分化期和雌蕊分化期7 个时期。其中, 苞片分化期和雄蕊分化期历时长, 分化较慢, 其它时期历时短, 分化较快。聚伞花序的中间顶花先分化, 需时长, 侧花后分化, 需时短, 因此各小花几乎同时完成花芽分化进程。     

蜡梅小GTP结合蛋白基因CpRAC1的克隆及表达分析

以‘小樱桃’文心兰为材料克隆了铁氧还蛋白氧化还原酶（FNR）两种类型基因RFNR（Root-type Ferredoxin-NADP+ oxidoreductase）和LFNR（Leaf-type Ferredoxin-NADP+ oxidoreductase）。生物信息学分析表明,RFNR与LFNR都属于FNR-like超家族,具有黄素腺嘌呤二核苷酸（flavin adenine dinucleotide,FAD）和烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（nicotinamide adenine dinucleotide,NAD）功能结合域,在进化过程中比较保守;两种类型的FNR在氨基酸组成、蛋白结构和构型方面存在明显差异,RFNR比LFNR有更强的保守性。FNR蛋白亚细胞定位结果表明文心兰FNR蛋白都定位于叶绿体。实时荧光定量PCR分析表明,LFNR和RFNR具有器官表达特异性：LFNR更多地在叶中表达,RFNR更多地在根中表达;在软腐病胁迫下LFNR下调响应,RFNR上调响应;两种类型的FNR在盐胁迫以及高温胁迫处理时上调响应,但RFNR响应较快且强度更大;LFNR和RFNR在水杨酸（salicylic acid,SA）处理时轻微波动,茉莉酸甲酯（methyl jasmonate,MeJA）处理时呈现单峰反应。文心兰两种类型的FNR基因在不同类型的胁迫中显示相似的和有区别的表达特性,表明其具有不同的胁迫响应分子机理。     

苹果梨花芽分化期几种酶活性的变化

 对‘苹果梨’花芽分化各时期叶片中过氧化物酶(POD) 、吲哚乙酸(IAA) 氧化酶、蔗糖酶和过氧化氢酶(CAT) 活性进行研究, 前三者在花芽分化临界期(7月23日) 达高值, 而后者处于低值; 在花蕾、花萼分化期CAT 活性增强, 蔗糖酶、IAA 氧化酶、POD 活性降低; 花瓣、雄蕊、雌蕊分化期POD、IAA 氧化酶活性增加, 蔗糖酶变化不大, CAT降至最低。     

中国水仙NTMADS1基因表达分析及转化拟南芥研究

 利用RT-PCR技术分析了中国水仙（Narcissus tazetta var.chinensis）花器官特征基因NTMADS1在花期不同器官及花不同部位的表达模式。结果表明，该基因只在花器官中表达，且在雄蕊和副冠中的表达量高于雌蕊，在花瓣中未检测到该基因的表达。将该基因置于CaMV 35S启动子控制下，构建到载体pBI121的多克隆位点，获得了包含35S启动子、NTMADS1基因的编码区和NOS终止区域的植物表达载体。在农杆菌介导下将该基因转入模式植物拟南芥（Arabidopsis thaliana）中，获得了卷叶、花期提早和花型改变的转基因植株。