蓝色花卉分子育种

蓝色花是自然界较为奇特的一类花卉,其形成主要是由花色苷、助色素和液泡pH等方面共同作用的结果。本文综述了花色苷生物合成途径以及观赏植物花色基因工程研究进展,分析了利用基因工程技术,导入花色苷合成途径中关键酶的结构基因和调节基因,使用干扰技术以及导入液泡pH调节基因,以获得蓝色花卉品种的可行性,以期为开展蓝色花育种提供参考。     

花色研究基因新资源:瓜叶菊蓝色花形成相关基因PCFH

花色素苷代谢途径中关键酶基因的研究一直是花色分子育种工作的主要研究对象,其中F3’5’基因是蓝色花卉育种的研究热点。本研究利用PCR—RACE技术从瓜叶菊中克隆到了F3’5’H同源基因PCFH(GenBank登录号：AY791885),为新异花色的分子育种工作提供了新的基因资源。     

玉米转基因育种

育种工作者都希望培育出性状优良的品种,从20世纪80年代开始,科学家试图利用基因工程技术,将外源或经体外修饰后的内源基因导入植物,改良植物的性状,并获得成功。近年来,由于生物工程技术的兴起和发展,特别是基因工程技术在改良作物抗性中的广泛应用,为培育抗性品种提供了新的手段,从而开辟了玉米抗性育种的新时代。转基因技术将玉米基因库中不具有的抗性基因导入玉米,实现了传统育种方法无法实现的基因重组,大大提高了育种水平。     

观赏植物抗寒性改良技术分析

低温是影响观赏植物推广应用的主要限制因素,因此研究观赏植物抗寒性调控改良方法对观赏植物的应用有重要意义。影响观赏植物抗寒性的因素主要包括低温、光照和光周期、水分等外部环境条件,观赏植物自身的遗传基因、生长速率和发育水平等内部因素。传统采用选种育种、抗寒锻炼和抗寒砧木等农林栽培手段培育抗寒性观赏植物;后出现施用外源物质等化学手段培育抗寒性观赏植物;以及随着分子生物学的发展,利用基因工程手段对观赏植物抗寒性进行遗传改良。本研究从观赏植物在低温胁迫下的响应机制出发,对调控和改良观赏植物抗寒性的研究进行了总结,以期为未来观赏植物抗寒性改良研究提供一定参考。     

彩色马铃薯类黄酮-3-O-葡萄糖基转移酶基因(3GT)的生物信息学和表达分析

类黄酮-3-O-葡萄糖基转移酶(3GT)能催化无色的花色素生成有色的花色苷。本研究采用RT-PCR法从彩色马铃薯中克隆了3GT基因,并对其进行了生物信息学分析和组织表达模式分析。结果显示,3GT基因编码448个氨基酸残基,具有信号肽但无跨膜结构域,还有一定的亲水性,定位于细胞质。同源比对表明3GT与茄子等茄科植物同属一簇,亲缘关系最近,与玉米等单子叶植物亲缘关系较远。3GT蛋白主要的二级结构元件为α-螺旋和无规则卷曲,且只有一个功能结构域,即氨基酸序列中的93~407区段,它与UDP-glucoronosyl、UDP-glucosyl transferase的功能结构域相匹配,因此,3GT属于UDPGT型糖基转移酶超家族的一员。组织特异性表达结果表明:3GT相对表达量和花色苷含量均是块茎高于叶片,它们的变化趋势基本一致,花色苷含量较高的器官,其3GT的相对表达量也较高,说明花色苷的积累与3GT的表达正相关。本研究可为花色苷积累的生化及分子机制研究奠定基础,并为进一步研究该基因在花色苷合成途径中的调控功能提供理论依据。     

桉树分子育种研究进展

桉树生长周期长,遗传杂合性高,许多重要经济性状属于多基因控制的数量性状,遗传机理不明,利用常规育种手段往往难以满足不同目的定向培育桉树新品种的要求。依靠现代分子生物学技术与常规育种技术相结合,可极大地缩短桉树育种周期,加速育种进程,对创造新种质,选育新品种具有重要意义。本文综述了国内外桉树基因工程育种、遗传图谱构建以及重要性状基因定位等分子育种的研究进展,提出了当前桉树分子育种中存在的问题,并展望了分子育种技术在桉树遗传改良中应用的前景。     

垂花百合花色变异机制的转录组学分析

为探求两种不同花色类型的垂花百合花色变异机制,本研究以相同生境下不同花色的垂花百合(Lilium cernuum)花瓣为材料,利用高通量测序技术建立了花发育过程和两种花色类型的转录组数据库,并针对花色苷合成代谢途径的结构基因和转录因子进行差异筛选。结果表明,测序共获得57 521条Unigene,对比不同阶段花器官中花色苷合成的结构基因表达差异情况,筛选出DFR、CHS、ANR、ANS和FOMT共5条结构基因,以及MYB14、MYB98、MYBC1、PHL7、PHL8、细胞色素P45094A1、bHLH30、bHLH51、MYB13、bHLH52、bHLH35共11条转录因子,这些结构基因和转录因子被推测可能与花色苷合成调节有关。本研究认为垂花百合粉白型花色可能是在转色期转色阶段未完全完成时就进行开花过程导致。     

植物花香物质代谢与调控研究进展

花香是观赏性植物的重要性状,是评价花卉品质的主要依据.近年来,已从观赏性植物中分离出大量花香物质合成基因,研究花香释放规律.随着分子生物学技术的飞速发展,花卉的花香育种工作逐渐由传统的杂交育种转变为分子育种,提高了花卉定向育种的效率和精准度.本综述对近年来植物花香的生物合成途径、花香的释放与基因调节机制、花香基因工程的研究进展进行了综述,并对今后花香研究的发展方向进行了展望,以期为定向培育出具有新奇花香的观赏植物新品种提供参考.     

F3＇5＇H基因与蓝色花的形成

类黄酮-3’，5‘-羟基化酶(F3‘5‘H)是合成蓝色花色素的关键酶，近十多年一直都是蓝色花分子育种领域的研究热点之一。目前已从13种植物中分离到了F3‘5‘H基因。本文通过对F3‘5‘H基因已知氨基酸序列进行分析，列出了F3‘5‘H的功能基序；构建的系统进化树系图体现了各科属间的亲缘关系与进化差异；研究结果表明：不同物种F3‘5‘H基因的时空表达特性不同，与表达部位的发育进程和着色模式有关；作者还从底物特异性和遗传转化两个方面分析了该基因功能研究的进展。     

2种花色的薰衣草花色苷成分分析

为明确2种不同花色薰衣草间花色苷成分及含量差异性，探索薰衣草花色与花色苷的相关性。以‘新薰二号’（蓝花）和‘YXA-05’（白花）2种薰衣草花器官为研究材料，利用超高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱(UPLC-Q-TOF/MS)联用技术测定2种薰衣草花器官中花色苷的成分及含量。结果表明，‘新薰二号’和‘YXA-05’2种薰衣草花冠中总花色苷含量分别为42.24μg/g和35.96μg/g，均含有6类花色苷，分别为矢车菊素、芍药花素、飞燕草素、矮牵牛素、锦葵素和天竺葵素。其中‘新薰二号’含有39种花色苷‘，YXA-05’含有37种花色素苷‘，新薰二号’含有6种‘YXA-05’中不存在的花色苷，而‘YXA-05’含有4种‘新薰二号’中不存在的花色苷。可见，2种薰衣草中花色苷的种类丰富，且成分及含量存在差异，薰衣草花冠的颜色与其花色素苷的成分和含量有关。     

不同花色观赏向日葵杂交后代主要观赏性状遗传规律研究

为了解不同花色的观赏向日葵杂交后代主要观赏性状的遗传规律,分别以舌状花黄色和白色的观赏向日葵为父母本进行正反交,F₁自交,获得F₂花色分离群体,分析2个群体后代花色及柱头色分离情况,并对株高、盘径、叶片数、舌状花瓣数、分枝数、柱头色及舌状花瓣色等7个性状进行遗传变异分析。结果表明,2个群体杂交后代F₁舌状花均为黄色,F₂均分离出4种花色,表明亲本黄色由多基因控制,属于数量性状和质量性状。F₁的柱头均为紫色,F₂分离出绿色和紫色,分离比例约为1:3,符合孟德尔遗传规律,柱头紫色是由独立等位基因控制的,属于质量性状,柱头紫色对绿色是完全显性;2个群体中超亲分离现象一致,其中分枝数和叶片数高于亲本范围,舌状花瓣数低于亲本范围,存在超亲分离现象;在中亲优势分析中,YW比WY群体中亲优势明显;F₂性状相关性表现基本一致,株高与花瓣数、分枝数和叶片数,盘径与花瓣数和分枝数,花瓣数与叶片数和分枝数,分枝数与叶片数,花色与柱头色之间均呈极显著相关性。通过对不同花色杂交后代重要观赏性状的遗传规律进行探讨,为观赏向日葵的育种工作提供借鉴。     

大红花蝴蝶兰杂交后代观赏性状分离规律研究

[目的]为研究蝴蝶兰观赏性状遗传规律,优化杂交亲本,更加高效的培育高品质的蝴蝶兰新品种。[方法]以5份大红花蝴蝶兰为材料,设计了3组正反交杂交组合,并对杂种后代花底色、花径、花朵数、花梗高度、植株冠幅等主要观赏性状进行了观测分析。[结果]结果表明,3个组合正反交杂种后代,花底色、花朵数、花梗高度等性状杂种优势明显,在花色上出现了亲本没有的花斑变化,正反交分离表现明显不同,深紫红色大红花作为母本时,获得深色杂种后代的几率更高;3个杂交组合正反交杂种后代花径分离表现不尽相同,‘T’和‘R’组合正反交杂种后代花径则表现超亲优势,而‘133’和‘62’,‘J’和‘62’正反交则表现出一定程度的衰退现象,当母本花径较大时,杂种后代花径总体较大,但获得超亲花径的比例低;3个组合正反交植株冠幅均表现一定程度的衰退现象。[结论]该研究结果初步阐明大红花杂种后代主要观赏性状的分离表现,为蝴蝶兰育种亲本的选配和新品种选育提供理论依据。     

绣球花花色相关基因HmF3H的克隆及其表达分析

花色是植物重要的观赏性状之一,而黄烷酮羟化酶是植物花色素物质积累的关键酶,对植物花色差异具有重要影响。本研究利用PCR技术从盛花期蓝色花绣球品种‘无尽夏’不孕花中克隆获得了Hm F3H基因的全长序列,该基因的ORF序列长度为1 095 bp,编码364个氨基酸,编码蛋白的理论分子量为41.08 k D,理论等电点为5.48,为亲水性蛋白,该蛋白属于PLNO2515超家族成员,具有2-酮戊二酸双加氧酶结构域。系统进化树分析表明,该蛋白与咖啡树和佛手瓜的亲缘关系最近。实时定量PCR分析表明,Hm F3H基因在绣球花不同组织器官中均有表达,红色绣球品种‘粉黛’盛花期不孕花比蓝色绣球品种‘无尽夏’盛花期不孕花中表达量高,说明Hm F3H基因对绣球花花色差异形成具有一定影响。本研究获得了绣球花Hm F3H基因序列及其表达情况,为探讨绣球花品种花色差异形成机制具有一定指导意义。     

鹤望兰黄色花萼色素成分分析

通过鹤望兰黄色花萼色素成分分析,对研究其花色形成机理具有重要意义。该文对鹤望兰黄色花萼进行紫外-可见光谱分析、花色表型测定和高效液相色谱分析。结果发现,黄色花萼含有类胡萝卜素和黄酮类化合物。在类胡萝卜素中,β-胡萝卜素含量最高,达825.80 μg/(g·FW),其次是β-隐黄质含量[322.28 μg/(g·FW)],含量最少是叶黄素[3.87 μg/(g·FW)]。该项研究为鹤望兰花色素成分的进一步分离和鉴定等工作提供了参考,同时也为鹤望兰花色的分子育种提供帮助。     

绢毛匍匐委陵菜染色体加倍及其应用价值研究

旨在获得具有更高观赏价值和抗逆性强的绢毛匍匐委陵菜变异植株。本研究运用秋水仙素对正常绢毛匍匐委陵菜幼苗诱导加倍。加倍成功后，对第1、2代多倍体植株染色体数目鉴定并与二倍体正常植株比较，进行对照植株、1代多倍体和2代多倍体委陵菜在植株形态、气孔大小、花径大小、叶绿素含量、SOD酶、POD酶、CAT酶的性状变异分析。最后选育出可以稳定遗传的优良性状有叶片大、花径大且花色鲜艳、叶绿素含量高、SOD酶活性高、POD酶活性高、CAT酶活性高。经过秋水仙素处理得到了观赏性高和抗逆性强的四倍体委陵菜植株，可以作为一种优良地被植物应用到园林绿化工程中。     

Screening of Quality Ornamental Trees in Xinyang City

Located in the transitional area from subtropical zone to warm temperate zone,Xinyang City is endowed with rich plant resources.With the development of modem urban landscape architecture,Xinyang City has had increasing needs on quality ornamental tree species.In view of the badly-needed ornamental tree species of local landscaping,this paper screened 20 ornamental tree species from the previously-investigated ones,then applied Analytical Hierarchy Process(AHP) to establish the evaluation system according to ornamental characteristics of these species(such as flower color),and used this system to evaluate the preliminarily-chosen species,finally selected 7 species that can be widely applied,and 5 species that can be moderately applied.     

优良草本花卉的引种评价与应用

本研究对引进的 30 种草本花卉在郴州地区进行了引种栽培试验，观测并记录了其生物学特性、观赏性状、生态适应性等，并在此基础上运用层次分析法建立了一套适合草本花卉的综合评价模型，以草花的观赏性、适应性、生长性作为优良草花品种选择的主要依据，确定了花色、花姿、花期长度、花覆盖度、抗逆性、抗病虫性、管理难易、繁殖能力等14个评价指标，对30种花卉进行了综合评价。筛选出香彩雀等Ⅰ级草花15种，雏菊等Ⅱ级草花13种，天竺葵等Ⅲ级花草花 2种，为草本花卉在城区园林绿化中大规模的推广应用提供参考。     

温度对红曲菌以荞麦为基质固态发酵产色素的影响

发酵温度是影响微生物繁殖和代谢最重要的因素之一。利用红曲菌以荞麦为基质进行固态发酵,考查发酵温度对发酵产红曲荞麦中的生物量、色价和总黄酮含量的影响。结果表明,在发酵的前6 d,生物量随着发酵温度的升高而增大;6 d之后,30℃条件下生长量增长最快;发酵4 d后产生色素,黄、橙、红3种色素的色价在30℃条件下都增长最快。荞麦基质中的黄酮含量在发酵过程中变化不显著。     

Inheritance of flower colour and flavonoid pigments in Gerbera

The flower colour of Gerbera, an important ornamental cut flower, is derived from carotenoids and flavonoids. The knowledge of enzymological and genetic control of flavonoid biosynthesis is still incomplete. The present paper summarizes the results obtained at our institute between 1981 and 1993. The material for the investigation of phenotypic segregation and segregation of flavonoids after chromatographic analysis came from 408 progenies of controlled crosses. Phenotypic segregation analysis showed acyanic genotypes to be homozygous recessive and recessive epistatic over cyanic genotypes, respectively. This was confirmed by the existence of two loci controlling steps in biosynthesis (fht, dfr or ans) showing recessive mutants and complementary gene action after crosses. Flavone formation is effected by one dominant allele (fns⁺); dominant and recessive genotypes are now available. Regarding anthocyanidin inheritance, an unusual epistasis of 4′-hydroxylation (pelargonidin formation) over 3′,4′-hydroxylation (cyanidin formation) was observed. Final proof of the postulated gene actions will come from enzymological and molecular biological investigations of the chemogenetically defined Gerbera genotypes now available.     

不同土壤pH对多叶羽扇豆花色影响研究

以5种不同土壤pH的蓝色多叶羽扇豆（Lupinus polyphyllus ‘Nanus Russell Gallery Blue’）为材料,对其花色、花色素组成及含量的变化进行了研究。花色测定采用英国皇家园艺学会比色卡（RHSCC）和分光色差计,色素定性及定量分析采用高效液相色谱-二极管阵列检测技术（HPLC-PAD）和分光光度计进行测定。结果发现：随着土壤pH的降低,花朵翼瓣亮度L*值、色相a*值、彩度C*值逐渐降低,色相b*值逐渐升高,总花青苷、叶绿素含量升高;旗瓣中总花青苷也逐渐升高,其他各检测结果无明显相关性。推断土壤酸碱性影响蓝色多叶羽扇豆花瓣中花青苷的含量,从而影响花色的深浅。