无籽八月橘授粉受精的观察

通过设置2个授粉组合(无籽八月橘×无籽八月橘、无籽八月橘×有籽八月橘),对无籽八月橘自交和异交后花粉管的行为及授粉受精结果进行观察.结果表明,无籽八月橘自交和异交授粉后,花粉管在柱头、花柱和子房中均能正常生长,最后经珠孔进入珠心;对授粉受精果实种子数进行分析,其杂交果平均单果种子数在15粒以上.本研究表明无籽八月橘自交是可亲和的,其无籽的原因不是由自交不亲和所引起.     

自交亲和与自交不亲和日本梨中S4基因的研究进展

综述了近20年日本梨中与自交亲和和自交不亲和有关的S4基因的研究进展。这些结果包括:“二十世纪”(基因型为S2S4)为自交不亲和品种,其突变品种“奥嗄二十世纪”(基因型为S2S4SM,SM=stylarpartmutant;花柱部分突变)为自交亲和型。“奥嗄二十世纪”自交亲和的原因有三点:(1)S4SM基因被删除或者是低水平表达。(2)S4SM基因仅在柱头表达。(3)S4SM基因表达较迟。这主要是由于“二十世纪”S基因座上的S4等位基因发生了高度突变成为S4SM基因或者S4等位基因被删除,导致其基因产物花柱中的S4-RNase受到高度抑制或缺乏的缘故。S4基因由997bp组成,其中85~768bp为684bp的阅读框,925~931bp和943~950bp为多聚腺苷酸信号。S4基因的表达产物为S4蛋白,S4蛋白由228个氨基酸残基组成,其中N端的27个氨基酸残基为信号肽,成熟的S4蛋白由201个氨基酸残基组成。S4蛋白的生理功能是抑制花粉的萌发和花粉管的伸长。     

新疆野苹果不同S基因型间杂交亲和性差异比较

以不同S基因型的新疆野苹果植株为试验材料,通过田间授粉试验调查了单花花粉量及不同组合S基因型杂交的坐果率,利用花柱荧光显微观察的方法研究了不同S基因型授粉组合的亲和程度。结果表明,相同S基因型授粉组合S1S6×S1S6坐果率最低(2.67%),花粉管萌发较晚(授粉后8h),且生长速度较慢,48h后有少量花粉管到达花柱基部,大部分花粉管在花柱1/2～2/3处停止生长,自交不亲和程度较强;部分相同S基因型授粉组合S6S33×S1S6坐果率较高(8.09%),花粉管萌发较晚(授粉后8～10h大量萌发),生长速度适中,48h后80%花粉管到达花柱基部,亲和程度较弱;不同S基因型授粉组合S21S21×S1S6坐果率高(21.27%),花粉管萌发早(授粉后4～8h大量萌发),96h后全部花粉管到达花柱基部,亲和程度较强。     

牡丹与芍药的授粉亲和性表现及其生理机制分析

【目的】探究花粉-柱头相互作用及主要保护酶、内源激素与牡丹芍药远缘杂交不亲和性的关系,为阐明不亲和的生理机制奠定基础。【方法】对芍药与牡丹杂交授粉及芍药自交授粉过程中,花粉在雌蕊上不同时间(1,3,5,8,12,24,36,48,72,96h)的生长动态进行荧光显微观察,并对此过程中雌蕊内的保护酶(SOD、POD)活性和内源激素(ZR、ABA、IAA、GA3)含量变化进行比较,分析其形态变化的内在生理机制。【结果】芍药自交授粉后花粉大量萌发,花粉管伸长速度先慢后快,并通过花柱基部;芍药与牡丹杂交后,花粉大部分不能萌发,并在柱头上出现扭曲、肿胀等现象,且产生强烈的胼胝质反应。自交亲和及杂交不亲和授粉雌蕊的POD和SOD活性在授粉过程中发生明显变化,且2种雌蕊的变化趋势存在明显差异;当POD和SOD处于高活性时,花粉管迅速向胚囊伸长并进入胚囊(授粉后3h)。高含量的ZR、IAA和GA3有利于花粉-柱头识别、萌发和受精作用(授粉后3h);整个受精过程中,自交亲和授粉雌蕊的IAA和GA3含量均显著高于杂交不亲和授粉雌蕊,而杂交授粉雌蕊中的ABA含量高于自交授粉,说明高含量的ABA与杂交不亲和性相关。【结论】芍药与牡丹远缘杂交过程中的不亲和性与内部酶活性变化及内源激素含量的动态变化有关。     

大果黄花梨自交亲和性变异机制研究

梨品种大果黄花由黄花芽变而来.田间授粉试验表明,黄花梨自花授粉结实率仅为1.5%,属于梨自交不亲和性品种;而大果黄花自花授粉的结实率高达60.0%,属于自交亲和性品种;相互授粉时,黄花×大果黄花组合的坐果率达70.0%,为杂交亲和,但反交时坐果率为1.0%,表现为杂交不亲和.荧光显微镜观察这些组合授粉后花柱内花粉管生长情况,也得到相同的结果.这些结果表明,两品种雌蕊的自交不亲和性性状正常.进一步鉴定出了黄花和大果黄花是基于S-RNase基因的S-基因型,发现两者均含有S1-RNase和S2-RNase基因;而且两品种的这1对雌蕊S-RNase基因均特异性地在花柱中表达,表达量没有明显差异,表明大果黄花和黄花的雌蕊S-RNase基因并无差异.由此推断:大果黄花的自交亲和性突变,是由于花粉自交不亲和性功能丧失,从而表现出自花授粉能够结实.     

大果黄花梨自交亲和性变异机制研究

梨品种大果黄花由黄花芽变而来.田间授粉试验表明,黄花梨自花授粉结实率仅为1.5%,属于梨自交不亲和性品种;而大果黄花自花授粉的结实率高达60.0%,属于自交亲和性品种;相互授粉时,黄花×大果黄花组合的坐果率达70.0%,为杂交亲和,但反交时坐果率为1.0%,表现为杂交不亲和.荧光显微镜观察这些组合授粉后花柱内花粉管生长情况,也得到相同的结果.这些结果表明,两品种雌蕊的自交不亲和性性状正常.进一步鉴定出了黄花和大果黄花是基于S-RNase基因的S-基因型,发现两者均含有S1-RNase和S2-RNase基因;而且两品种的这1对雌蕊S-RNase基因均特异性地在花柱中表达,表达量没有明显差异,表明大果黄花和黄花的雌蕊S-RNase基因并无差异.由此推断:大果黄花的自交亲和性突变,是由于花粉自交不亲和性功能丧失,从而表现出自花授粉能够结实.     

珍稀植物华木莲SRK基因的克隆与亚细胞定位

[目的]利用杂种优势是植物育种的重要目的,但对于自交不亲和物种来说,因为亲本杂合,很难充分利用最大杂种优势.自交不亲和是开花植物避免近交的重要繁育机制,自交不亲和与自交亲和相互转换在自交不亲和物种中非常普遍,这种转换可为自交不亲和物种育种开辟新的途径.华木莲(Sinomanglietia glauca)为木兰科珍稀物种,有重要科学价值和良好应用前景,但适应能力差,自我更新能力弱.华木莲呈现迟发性自交不亲和特征,自交不亲和机理尚不清楚.从华木莲转录组中鉴定出了与孢子体自交不亲和反应关键基因S位点受体激酶(S-locus receptor kinase,SRK)基因高度同源基因SgSRK,这是唯一一类与已知自交不亲和基因高度同源的迟发性自交不亲和基因,因此了解该基因的作用成为研究华木莲自交不亲和机理的出发点.克隆基因、分析其编码蛋白理化性质及亚细胞定位是进行基因功能分析的前提,因此了解SgSRK基因克隆与亚细胞定位可为揭示该基因在华木莲自交不亲和中的作用提供参考.[方法]以自花授粉后3h华木莲心皮为材料,根据转录组扩增出了SgSRK基因,对其编码蛋白分析了理化性质,鉴定了结构域,推断了疏水性、信号肽、跨膜结构,并对其亚细胞定位进行了预测.为探讨SgSRK基因与已知的不同物种SRK基因演化关系,基于蛋白序列利用最大似然法构建了系统发育树.将目的基因和GFP基因构建了重组表达载体并转化农杆菌,然后将含有目的基因重组表达载体的农杆菌直接注射烟草叶片,3d后利用荧光显微镜观察叶片注射部位基因瞬时表达情况,确定其编码蛋白的亚细胞定位.[结果]SgSRK基因共计2463 bp(GenBank登录号:MW139903),编码蛋白含有820个氨基酸,编码蛋白具有4个结构域:B_lectin、S_locus_glycop、PAN-2、Pkinase Tyr结构域,有跨膜结构,存在信号肽,因此编码蛋白质可分为膜外域、跨膜域、胞内磷酸激酶域.共聚焦荧光显微镜观察表明,该基因蛋白产物定位在细胞质中和细胞膜上,细胞膜上表达更多.[结论]SgSRK基因具有植物SRK基因典型特征.     

2D-DIGE技术研究自交不亲和杏品种‘新世纪’花柱表达蛋白

 【目的】从蛋白质组水平探索杏树自交不亲和的分子遗传机制。【方法】采用双向差异凝胶电泳和质谱检测技术,对自交不亲和杏品种‘新世纪’在小蕾期、大蕾期、自花授粉后24 h及异花授粉(‘新世纪’ב巴旦水杏’)后24 h的花柱进行差异性蛋白质组学研究。【结果】在‘新世纪’杏的小蕾期、大蕾期、自花授粉后24 h、异花授粉24 h后的花柱中共检测到约1 500个蛋白点,其中有66个差异表达的蛋白点。自交不亲和杏柱头对自体与异体花粉感应在蛋白质组水平有差异,其中异花授粉后花柱中特异表达的蛋白点1个,异花授粉后表达丰度明显升高的蛋白点4个,表达丰度明显降低的蛋白点29个;质谱分析只有13个蛋白质点得到归属鉴定。【结论】明确‘新世纪’杏花花柱对自体与异体花粉感应在蛋白质组水平上有差异。     

萝卜RsSRK-a基因cDNA克隆与表达特性分析

以萝卜Nau-DY06为试材,采用亲和指数和荧光显微镜进行自交不亲和性测定,结果表明其为稳定自交不亲和系.根据不同作物SRK基因保守序列设计特异引物,以Nau-DY06柱头为材料,采用RT-PCR扩增获得SRK基因cDNA序列,包含2 562 bp开放阅读框(ORF),命名为RsSRK-a(GenBank登录号:GQ121139).该基因cDNA序列编码853个氨基酸,其核苷酸序列与甘蓝型油菜SRK3、羽衣甘蓝SRK13-b基因同源性均为89%.RsSRK-a基因序列编码的蛋白质相对分子质量为96.6×103,等电点为6.69.半定量RT-PCR分析表明,RsSRK-a基因在自交不亲和系花期柱头中表达量远远高于蕾期柱头,而在植株的其他部位均不表达,表明SRK基因与自交不亲和特性表达密切相关.     

无籽沙糖桔早结丰产栽培技术

无籽沙糖桔是华南农业大学从普通(有籽)沙糖桔的芽变植株中选育的柑桔新品系,其适应性广,抗逆性强,丰产稳产,果实无籽,味清甜,爽脆化渣,口感优良,深受广大消费者的喜爱。我省梅县、佛冈、德庆等地于1999年开始引种无籽沙糖桔,通过几年的试验观察,基本掌握了该品种的生物学特性,     

同源四倍体茄子自交亲和性遗传的初步分析

同源四倍体茄子诱变低代存在着严重的自交不亲和现象,C2代花期和蕾期人工自交,种果的无籽果实率平均为57.65%。花期自交亲和系数平均为0.0483,蕾期平均为0.0261;有籽果实平均单果种子数花期为13.26粒,蕾期为12.67粒,平均自交传递系数分别为0.0957与0.0914。在多亲本轮回自然选择条件下,4个圆果四倍体的C20代选系花期自交亲和系数平均上升为0.2326,自交传递系数为0.2938,自交平均单果种子数增长为80.18粒。平均自交单果种子数的广义遗传率h2B=(99.34±0.66)%,遗传变异系数GCV为14.69%。5%和1%选择强度的相对遗传进度为30.16%与39.08%。C20代自交亲和系数仍然是花期高于蕾期,且差距进一步增大,蕾期自交亲和系数和自交传递系数仅为花期的1/3.5。多亲本轮回自然选择对提高同源四倍体茄子的自交亲和力有显著效果。蕾期自交对四倍体茄子自交不亲和性的改善有害而无益,这间接说明,同源四倍体茄子的自交不亲和性与S基因及S-RNase的累积无关。此外,本文还对自交亲和系数及自交传递系数的概念以及自然选择条件下自交亲和力增强的生物学意义等问题进行了讨论。     

不同授粉条件对甘蓝亲和指数的影响

选用3份甘蓝自交不亲和系材料,对其不同花枝部位、授粉方式、花龄、蕾龄的亲和指数进行测定,并对实验结果进行统计分析。结果表明,不同花枝部位花期及蕾期授粉亲和指数差异较大,花期上部高,蕾期中部高。花期授粉的亲和指数5d较高,3~4d次之,1~2d最低,即:花期延后授粉能提高亲和指数;蕾期授粉的亲和指数以开花前1~2d为最高,3~4d次之,5d最低,蕾期授粉以开花前1~2d的大蕾为最好,能提高结籽数。重复授粉能提高亲和指数。     

不同苹果品种自交不亲和强度的研究

[目的]研究不同苹果品种的自交不亲和强度。[方法]通过田间授粉和花柱半离体培养方法对8个苹果品种进行试验,分析不同苹果品种自交不亲和强度。[结果]早红香苹果自花授粉花序坐果率为90.17%,确定为自交亲和品种,嘎拉、夏光、红奥、桑萨、金冠、富士和斗南自花授粉花序坐果率均在30%以下,为自交不亲和品种。不同授粉组合花柱半离体试验表明,早红香苹果为自交不亲和强度弱的品种,金冠、富士和斗南3个品种为自交不亲和强度强的品种,与田间授粉试验结果一致。[结论]苹果多数品种为自交不亲和品种,需要合理配制授粉树以满足生产中对产量的要求。     

不结球白菜S位点受体激酶基因片段的克隆与表达分析

以不结球白菜自交不亲和系03的基因组DNA和柱头cDNA为模板,利用引物SRKF/SRKR扩增获得长度为964 bp和646 bp的SRK基因片段。序列比较分析表明,克隆的基因片段属于SRK基因的激酶域,该序列包含4个外显子和3个内含子,编码215个氨基酸,与芜菁、甘蓝、芥蓝等SRK基因有90%以上的相似性。荧光定量PCR分析结果表明:自交不亲和系03和自交亲和系105不同组织中SRK基因的表达水平存在显著的差异,SRK基因主要在自交不亲和系的柱头中高度表达,自交亲和系中该基因的表达主要分布于叶片、花蕾和柱头组织中。     

白菜型油菜自交不亲和性及授粉方式的研究

通过对白菜型油菜不亲和性以及授粉方式的研究表明:①白菜型油菜的亲和性因品种(系)而异,不同品种(系)的亲和程度有很大的差异,可根据其亲和程度采用不同的繁种方式。②具有自交不亲和性的品种(系),其自交不亲和性表现在特定的时期,说明控制自交不亲和的基因只在特定时期表达。③具有自交亲和性的品种其自交后代的亲和性呈现下降趋势,其原因有待进一步研究。④自交亲和性品种(系)的雌蕊发育较自交不亲和品种(系)晚,蕾期授粉能力弱。     

甘蓝型油菜光合基因的表达及其与含油量的关系

以双低油菜高含油品系855和低含油品系868为材料,对9个光合基因(Bna0391450、Bna0449040、Bna0104450、Bna0501620、Bna0197350、Bna0305890、Bna0087590、Bna0084310、Bna0280620)在叶片、花蕾和种子中的表达及其与油分积累的相关性进行研究。结果表明:除Bna0280620基因在高油品系855中、Bna0084310基因在低油品系868授粉后15 d的种子中基本不表达外,其他基因在叶片、花蕾和授粉后不同时期的种子中均有表达,且基因表达量均呈先上升后下降的趋势;高油品系855中的基因表达量峰值出现在授粉后20 d;低油品系868中的基因表达量峰值出现在授粉后25 d;2个品系中,光合基因表达差异集中在苗期叶片和授粉后20 d的种子中,油分积累差异主要集中在授粉后30～40 d种子中。品系855中,除Bna0197350和Bna0280620外,油分积累与光合基因表达量均呈负相关,且相关性不显著;品系868中,除Bna0501620基因外,油分积累与光合基因表达量也呈负相关,相关性不显著。说明油菜光合基因在种子中有表达,但不影响种子中的油分积累量。     

鸭梨自交不亲和性与花柱内源激素关系的研究

以自交不亲和梨品种鸭梨及其亲和变异品种金坠梨为材料,测定了鸭梨和金坠梨自花授粉、鸭梨异花授粉后花柱激素含量的变化,以期阐明内源激素与自交不亲和性的关系。结果表明:金坠梨大气球期花柱中促进生长的激素IAA、GA3、ZR含量均极显著高于鸭梨,而ABA含量极显著低于鸭梨。2个品种自花授粉后72 h内,花柱内IAA、ZR含量呈下降趋势;在授粉后24 h时内GA3含量下降,随后上升;金坠梨花柱ABA含量授粉后24h内上升,然后下降;鸭梨花柱ABA含量变化在自花授粉24 h内处于下降趋势,然后上升;鸭梨异花授粉的花柱内激素变化与自花授粉的不同,授粉24 h后花柱内IAA、GA3、ZR含量与金坠梨自花授粉的相近。     

利用iTRAQ技术和转录组筛选芍药属远缘杂交不亲和基因

【目的】远缘杂交育种是目前牡丹、芍药品种改良和育种的主要方法,而远缘杂交不亲和一直是制约其快速发展的主要因素。本研究从牡丹、芍药远缘杂交授粉后不亲和应答相关的柱头差异蛋白与转录组方面深入研究,揭示牡丹、芍药远缘杂交不亲和的分子机理,为杂交育种提供理论依据。【方法】以芍药‘粉玉奴’自交、芍药‘粉玉奴’与牡丹‘凤丹白’杂交为供试材料,在授粉后24 h采取柱头,分别进行同位素标记相对定量(iTRAQ)和转录组技术分析。对所获得的蛋白和转录组数据进行生物信息学分析,并对其中可能与远缘杂交不亲和相关的基因进行定量PCR验证。【结果】利用iTRAQ技术分析牡丹、芍药远缘杂交后柱头中蛋白质的表达差异,共鉴定到685个差异蛋白,富集到了188条通路,其中显著富集的Pathway有18条。与不亲和授粉相关代谢通路有RNA降解、钙信号途径、丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase signaling pathway,MAPK)信号途径、磷脂酰肌醇信号系统。在RNA降解代谢通路中,烯醇酶(Enolase)、热休克蛋白DnaK(HSP70)及病菌抗原(GroEL)均表达下调。在钙信号途径中,钙调蛋白(CALM)表达下调,腺苷酸转运酶(adenine nucleotide translocase,ANT)表达量增加,表达上调。MAPK信号途径中,乙二醛酶Ⅰ(GloI)表达下调。磷脂酰肌醇信号系统中的钙调蛋白(CALM)表达下调。随机选取与差异蛋白相关的6个基因进行qRT-PCR验证,结果显示,6个基因的表达与蛋白质水平趋势相一致,均表达下调。通过转录组测序,共获得了52 998个有注释信息的Unigene,占所有Unigene的40.37%。基于6组样品的RPKM(Reads Per Kilobase per Million)值,共筛选到16 224个差异基因。其中上调基因13 361,下调基因2 863个。对差异基因进行Pathway显著富集分析,杂交与自交相比,不亲和差异表达的基因主要富集在氧化磷酸化代谢、ABC转运蛋白、次级代谢产物等通路。与远缘杂交不亲和相关且发生显著变化的基因有CalS-5、CalS-12(胼胝质酶)和SPL(squamosa promoter binding protein-like)表达上调,ABCF(ABC transporter family protein)表达下调。【结论】在转录组和蛋白数据共注释到6个蛋白、4个基因与植物不亲和性密切相关,这些蛋白与基因可能在远缘杂交不亲和方面发挥着重要作用。     

芸芥果胶酸裂解酶基因的克隆及序列分析

采用RACE技术从芸芥自交亲和系花药中克隆出果胶酸裂解酶(Pectate lyases,PL)基因,全长1 657bp,其完整开放阅读框(Open Read Frame,ORF)为1 371bp,编码456个氨基酸,分子质量51.179ku,等电点9.42。序列比对结果表明,该蛋白与其他植物的PL蛋白具有较高的同源性,因此命名为EsPL。进化树分析表明,芸芥EsPL基因与十字花科芸薹属植物甘蓝型油菜、白菜型油菜的PL基因亲缘关系较近。实时荧光定量PCR结果显示,EsPL在芸芥开花后自交亲和系花药中的表达量显著高于自交不亲和系花药中表达量,该基因可能在芸芥自交亲和性状调控过程中发挥重要作用。     

无籽西瓜高产栽培六要点

无籽西瓜是以四倍体少籽西瓜为母本,以普通二倍体西瓜为父本,经杂交配制而成的杂交1代种子培育所得的果实。无籽西瓜具备普通西瓜所没有的特点:一是食用方便,果实折光糖略有提高;二是具有明显的杂交优势,植株长势较强,抗病性增强,产量提高;三是无籽西瓜生育需较高的温度,耐热性相应提高;四是无籽西瓜生产效益较高。但在生产上,无籽西瓜与普通西瓜相比,种子需经人工破壳才能发芽;幼苗期生长缓慢,后期生长迅速,易徒长;自交不能结实,需配植二倍体西瓜作为授粉品种。1.选种选择适应性广,商品性好的深新1号、郑抗无籽5号、洞庭3号、雪峰无籽304、雪峰花皮无籽等优良品种。同时应选择授粉品种,授粉品种果实性状与无籽西瓜品种应有明显差别。