果树自交不亲和性基因型及其鉴定方法

系统介绍了应用田间授粉试验、花柱离体培养、花柱S糖蛋白电泳及自交不亲和(S)基因特异性PCR分析等来鉴定果树品种S基因型的方法及其特点与应用前景;全面地列出了迄今国际上应用这些方法鉴定出的苹果、梨、甜樱桃、杏4个树种近300个品种的S基因型,探讨了品种来源与S基因型的联系,为果树合理配置授粉品种及在自交不亲和性机理研究中合理选择试材等提供了科学依据。     

果树自交不亲和花粉S基因研究进展

果树自交不亲和属于配子体自交不亲和,配子体自交不亲和至少由S位点的花柱S基因和花粉S基因2个基因决定,花柱S基因已被确定为S-RNase基因,而花粉S基因研究在近年才取得进展,一个在花粉中特异表达的基因SFB(Shaplotype-specificF-boxprotein)被发现,并且多方面的证据表明该基因是花粉S基因的最佳代表。就花粉S基因的筛选、该基因的结构特点、可能的作用机理等方面的研究进展予以综述。     

梨花柱S糖蛋白对离体花粉萌发及花粉管生长的影响

应用CM和SP琼脂糖凝胶 (Sepharose)离子交换层析法从‘新水’梨花柱可溶性蛋白质中分离纯化出具有RNase活性的S糖蛋白 ,将其加入花粉培养基 3～ 12h ,新水花粉 (自交不亲和 )的萌发率及花粉管生长受到强烈抑制 ,当浓度为 1.2 5μg·μL- 1时 ,分别为对照的 6 5%和 38% ,低浓度 (0 .4 μg·μL- 1)抑制作用不明显 ;与新水杂交不亲和的‘幸水’花粉也出现同样的结果 ;而与其杂交亲和的‘长十郎’花粉萌发率不受影响 ,仅花粉管生长受到轻微的抑制 ,其长度为对照的 79%。不含S糖蛋白的花柱可溶性蛋白质对自花及异花的花粉萌发及花粉管生长均无影响。     

‘金坠梨’自交亲和性突变机制的初步研究

 自交不亲和性品种鸭梨的芽变品种‘金坠梨’自花授粉能结实, 但其自交亲和性突变机制至今不祥。本研究结果表明, 鸭梨自花授粉结实率仅2% , 自花花粉管在花柱中上部已经停止生长, 而金坠梨自花授粉结实率高达76% , 自花的花粉管能正常生长至花柱基部; 鸭梨花柱能够接受金坠梨花粉并受精结实, 而金坠梨花柱却与鸭梨花粉杂交不亲和; 进一步鉴定出了鸭梨和金坠梨基于S-RNase基因的S基因型, 发现两者S基因型相同, 均为S₂₁S₃₄ ; 通过克隆两品种S-RNase基因cDNA全长序列并进行比较分析发现, 该两品种的1对雌蕊S-RNase基因在核苷酸序列上完全相同, 且S-RNase基因均正常表达, 表达量没有明显差异, 从分子水平上证实了金坠梨在花柱方面和鸭梨并无差异, 可能是花粉S 基因发生突变, 导致了自交不亲和性功能的丧失, 表现出自花授粉能够结实。     

‘奥嗄二十世纪’梨自交亲和性分子机制及遗传特性研究

 ‘奥嗄二十世纪’是自交不亲和性梨品种'二十世纪'的自交亲和性花柱突变体,花粉自交不亲和性功能正常,其自交亲和性突变的分子机制及遗传特性目前仍有争议。本研究通过田间自花及相互授粉以及基因组、mRNA转录和蛋白质水平比较,分析‘奥嗄二十世纪’、‘二十世纪’及其后代S-RNase基因的存在与否、表达特性及其在后代中的遗传。结果显示,‘奥嗄二十世纪’花柱S₂-RNase基因的核苷酸序列和表达特性与其原始品种‘二十世纪’的完全一样;而S4-RNase基因信号比其原始品种‘二十世纪’的弱,而且也在花柱中正常表达(包括转录和翻译水平),但表达量低;然而在其自交亲和后代基因组中检测不到S₄-RNase基因。本研究表明,‘奥嗄二十世纪’基因组中存在花柱S₄-RNase基因,但不能遗传给后代。     

梨配子体型自交不亲和性及其分子机理

综述了梨(Pyrus)配子体型自交不亲和性机理研究的一些进展,主要包括梨自交不亲和性的表现,雌蕊自交不亲和基因(S基因)的表达特性与克隆,S基因蛋白产物(S糖蛋白)的分离、特性鉴定,S糖蛋白的晶体结构与功能,梨S基因型的确定等方面的研究成果,并提出了梨自交不亲和性研究中尚待阐明的问题。     

果树自交不亲和性的遗传与生理机制及其研究

在简要介绍植物（包括果树）自交不亲和性与生理控制机制的基础上，着重对梨、苹果、杏等果树自交不亲和性的研究进行了综述，内容包括花柱内花粉管生长特点、花柱S糖蛋白的特性与作用机理以及果树自交不亲和的分子生物学研究，并提出了该领域有待研究的问题。     

砂梨不同S基因型异花授粉和蕾期自花授粉试验

绝大多数梨品种自花授粉结实率极低,有的甚至不结实,这种现象叫自交不亲和。当不同品种异花授粉时,自交不亲和基因型相同也会出现结实率低或不结实,这种现象在遗传学上也归属于自交不亲和现象[1-4]。自交不亲和性的本质是成熟雌蕊分泌的一种RNase抑制其相同S基因型花粉在柱头上萌发后的继续生长,造成授粉、受精受阻[1-2]。因此,梨属植物生产上为提高产量、品质和效益,配置授粉品种是常用而有效的栽培措施之一。日本已对梨自交不亲和现象进行了广泛深入的研究[1-2,5-11]。在蕾期这种RNase基因的表达量较少,其雌蕊抑制花粉在柱头上继续生长…     

菊花品种自交亲和性鉴定及其授粉后花柱内3种保护酶活性的变化

通过单管状花和单花序自交,结合苯胺蓝染色法,对菊花品种rm1-3和rm1-4的自交亲和性进行了鉴定,同时对授粉后花柱内SOD、POD和CAT的活性进行了测定.结果发现,在单管状花自交时,rm1-3每柱头上约有15粒花粉粒附着与萌发,而rm1-4柱头上没有花粉粒附着;在单花序自交时,rm1-3在授粉后0.5-2 h时平均每柱头有31粒花粉粒附着与萌发,4-6 h时花粉粒达54粒,而rm1-4在整个时间段内平均每柱头仅有0-3粒花粉粒附着,很少萌发,但当授予rm1-3的花粉时,0.5 h后平均每柱头便有26粒花粉粒附着,并开始萌发,4～6 h时花粉粒附着量达最大,平均为121粒,大量花粉管进入花柱,说明rm1-3为自交亲和品种(SC),而邢1-4为自交不亲和品种(SI).自交亲和品种rm1-3和自交不亲和品种rm1-4自交后花柱内SOD、POD和CAT 3种保护酶活性最高值分别是未授粉时的3.65、3.04和2.01倍与3.46、2.60和1.65倍,自交亲和品种的酶活性明显高于自交不亲和品种,但自交不亲和品种授予自交亲和品种花粉后,酶活性明显高于自交亲和品种自交后的酶活性,杂交后3种酶的最高值分别是未授粉时的5.23、3.12和2.52倍,说明3种酶活性的变化可能与花粉、柱头上亲和基因的调控有关.     

甜樱桃S基因型PCR鉴定技术研究

绝大部分甜樱桃品种自交不亲和,因此自交不亲和基因型的鉴定对于生产具有重要的意义。以甜樱桃主栽品种为试材,建立基于PCR技术的甜樱桃品种S基因型鉴定技术。试验根据已发表的樱桃S基因序列设计了2对引物组合BFP73/74,BFP93/94,结合S1、S5基因的特异扩增引物,利用扩增片段长度的不同,就可以对樱桃品种的S基因型进行鉴定。通过对已知S基因型品种基因组的扩增,最终建立了基于PCR技术的甜樱桃品种S基因型鉴定技术。     

兰州地区引种的美国扁桃的越冬伤害与临界致死低温

 通过田间越冬指数调查、组织变褐法和电导法配合Logistic 方程求拐点温度的方法, 对7 个从美国引入的扁桃品种的抗寒性进行评价。结果表明: 扁桃幼树1 年生休眠枝的低温半致死温度( LT50) 为- 18. 0 ~ - 24. 5; 其中 Butte和 Padre的抗寒性较强, 半致死温度约为- 24. 5; Nonpareil、Price! 和 Monterey! 的抗寒性中等, 半致死温度约为- 20. 9; Ne Plus! 和 Sonora! 的抗寒性较弱,半致死温度约为- 18. 3。     

不同品种芜菁地上部和根部硫代葡萄糖苷组分及含量

采用高效液相色谱国际标准方法对两个外观和口味差别较大的芜菁品种红圆和白玉地上部和根部硫代葡萄糖苷（硫苷）组分与含量进行鉴定分析。结果表明,两品种所含硫苷组分相同,均包括6种脂肪族硫苷,即2-羟基-3-丁烯基硫苷、4-甲亚砜丁基硫苷、2-羟基-4-戊烯基硫苷、5-甲亚砜戊基硫苷、3-丁烯基硫苷、4-戊烯基硫苷;1种芳香族硫苷,即苯乙基硫苷;3种吲哚族硫苷,即4-羟基-3-吲哚甲基硫苷、4-甲氧-3-吲哚甲基硫苷和1-甲氧-3-吲哚甲基硫苷。红圆地上部和根部总硫苷含量分别为12.13和11.25 μmol•g^-1（DW），而白玉地上部总硫苷含量为49.98 μmol•g^-1（DW）,是根部总硫苷含量〔33.43 μmol•g^-1（DW）〕的1.5倍；白玉地上部与根部总硫苷含量显著高于红圆,主要是由于脂肪族硫苷,尤其是3-丁烯基硫苷含量差异引起的；红圆地上部和根部脂肪族硫苷占总硫苷的比例低于白玉,吲哚族和芳香族硫苷占总硫苷的比例则高于白玉。     

棚室专用型辣椒新品种‘淮椒3号’

 ‘淮椒3 号’为棚室专用型辣椒一代杂种, 适于日光温室越冬和极早熟栽培、大棚春季早熟栽培。兼有极早熟, 大果型的特点, 抗性强, 高抗疫病, 单果质量35~ 55 g, 产量45~ 60 t/ hm²。     

秋延后栽培黄瓜新品种——中农10 号

 ‘中农10 号’黄瓜母本为中国农业科学院蔬菜花卉研究所育成的7925G 与国外引进的抗源材料359 经杂交、连续自交选育而成的抗病新雌性系94261G, 父本为本所育成的优质抗病自交系273。该杂种一代具有长势强, 抗病, 抗逆, 丰产等优良特性, 适于秋露地及秋延后栽培。     

茉莉幼苗ATP 酶活性的超微细胞化学定位与耐冷性研究

 采用磷酸铅沉淀的细胞化学方法, 电镜下观察两个抗冷力显著不同的茉莉品种幼苗ATP 酶活性在细胞中超微结构定位及其经冷胁迫的变化。结果表明, 抗寒力强的双瓣茉莉品种比抗寒力弱的单瓣品种在低温胁迫下超微结构和ATP 酶活性有更强的适应能力。茉莉幼苗叶肉组织ATP 酶主要定位于细胞质膜、液泡膜、叶绿体片层、线粒体脊和胞间连丝等部位, 小叶脉维管束的ATP 酶主要分布在筛管和伴胞。     

转化CaMV基因芸薹属蔬菜植株抗病性鉴定及其遗传分析

 以转化CaMV 弱株系Bari1 基因􀀂 的大白菜、菜薹、紫菜薹和花椰菜植株为试材, 研究了CaMV 弱株系Bari􀀁1 基因􀀂 所提供的遗传工程交叉保护及其遗传规律。结果表明,在转化CaMV 弱株系Bari􀀁1 基因􀀂 的大白菜、菜薹、紫菜薹和花椰菜植株中, 48. 08%对CaMV强株系CABB􀀁BJI 具有较强的抗性, 51. 92%表现为敏感。抗性基因( CaMV Bari􀀁1 基因) 在自交代( S1) 中大多数( 76%) 表现为典型的孟德尔单基因显性遗传, 部分株系的抗性出现了15 1, 1 1, 1 3 和1 95 的非孟德尔遗传现象。     

盐水胁迫下接种AM真菌对牡丹幼苗抗氧化酶活性的影响

将牡丹（Paeonia suffruticosa）幼苗接种丛枝菌根（arbuscular mycorrhizas,AM）真菌摩西球囊霉（Glomus mosseae）和地表球囊霉（G. versiforme）后,在4个不同盐水处理（质量百分比0、8%、16%和24%）下,研究AM真菌对牡丹抗氧化酶活性的影响。研究结果表明,8%盐水处理,牡丹幼苗菌根依赖性最高,且接种G. mosseae的处理显著高于接种G. versiforme的处理,分别为172%和150%;该胁迫30 d时,接种G. mosseae和G. versiforme植株干质量分别为0.51和0.45 g,叶片相对含水量分别为80.5%和78.5%,叶片超氧化物歧化酶（SOD）的活性分别为4.72 和4.46 U • g-1,过氧化物酶（POD）活性分别为60.3和57.4 U • min-1 • g-1,过氧化氢酶（CAT）活性分别为51.3和47.2 U • min-1 • g-1,均显著高于对照。16%和24%盐水处理下的表现与此相似。随盐胁迫时间的延长,SOD和CAT活性呈先升高后降低趋势,POD活性呈持续上升趋势。AM真菌通过增强牡丹幼苗抗氧化酶活性,提高其耐盐性,以G. mosseae接种效果较好。     

磨盘柿温水脱涩过程中单宁含量及自由基清除能力的变化

 通过研究磨盘柿果实温水脱涩过程中单宁含量和ABTS［2,2–联氮–二（3–乙基–苯并噻唑–6–磺酸）］自由基清除能力的变化,进一步为涩柿果实利用及营养评价提供参考依据。采用40 ℃温水对磨盘柿进行脱涩处理,测定了脱涩过程中果实硬度、可溶性固形物、单宁含量、总酚含量及ABTS自由基清除能力的变化。经24 ~ 27 h脱涩,脱涩过程中果实硬度和可溶性固形物均呈缓慢下降的趋势;总单宁含量介于7.32 ~ 10.62 mg &;#8226; g-1FW之间;可溶性单宁含量、总酚含量及亲水性物质的ABTS自由基清除能力在前12 h下降明显,之后维持较低水平;亲脂性物质的ABTS清除能力在整个脱涩过程中变化不大且一直维持较低水平。其中,总酚含量与ABTS自由基清除能力呈极显著正相关。     

葡萄离体叶片和果实白藜芦醇及其糖苷合成对UV-C辐射诱导的响应

以‘北丰’和‘北全’葡萄离体叶片和果实为试材,研究了葡萄不同器官内白藜芦醇（Res）及其糖苷合成对紫外线C（UV-C）辐射诱导的响应,结果表明：不同器官反式白藜芦醇（trans-Res）合成积累对UV-C辐射诱导反应存在差异。叶片适宜的UV-C辐射剂量为1.8 kJ · m-2,而果皮为1.8 ~ 5.4 kJ · m-2,果实Res合成积累对UV-C辐射诱导的敏感性低于叶片。3.6 kJ · m-2 UV-C辐射果粒对种子中trans-Res含量没有显著影响,直接辐射完整种子或剖开种子切面也不能显著提高trans-Res含量。UV-C辐射处理的叶片和果皮中trans-Res含量随辐射后常温避光孵育时间的延迟表现出先升后降的趋势,而反式白藜芦醇苷（trans-PD）和顺式白藜芦醇苷（cis-PD）含量在12 ~ 48 h内迅速提高,之后维持在相对稳定状态。种子中trans-Res含量在整个孵育过程中与对照之间均不存在显著差异。     

外源赤霉素对青花菜茎尖内源激素含量的影响

以不同浓度赤霉素（GA）分别在青花菜花芽分化前20 d（播后40 d）和花芽分化后10 d（播后70 d）叶面各喷施1次,研究外源GA对青花菜茎尖内源激素含量的影响。结果表明,青花菜生长发育过程与植株内源激素含量变化密切相关,在花芽分化期茎尖IAA、GA1/3含量保持较低的水平和适宜的iPAs含量有利于花芽分化,而在现蕾期保持适宜水平的IAA、GA1/3含量及较低水平的iPAs含量则有利于花球的形成。外源GA明显地影响了青花菜茎尖内源激素的平衡,GA处理在花芽分化期和现蕾期均抑制了茎尖IAA合成,降低了茎尖IAA含量;较低浓度的GA处理在花芽分化期可增加茎尖GA1/3含量,浓度升高反而降低其含量,但在现蕾期正好相反;GA处理在花芽分化期促进了iPAs含量的升高,而且浓度越高iPAs含量也越高,但在现蕾期低浓度GA处理可提高茎尖iPAs含量,而浓度过高反而导致iPAs含量下降。