黄绿叶突变体冀麦5265yg的光合生理特性分析

【目的】叶色突变体是研究叶绿素合成、叶绿体发育和光合作用的理想材料,探索小麦黄绿叶突变体的光合生理特性,旨在阐明其光合作用调控机理,为小麦黄绿叶突变体的进一步利用奠定基础。【方法】以野生型冀麦5265和突变体冀麦5265yg为试验材料,对叶色表型进行观察,采用分光光度计和试剂盒法测定色素含量和酶活性,并利用Li-6400便携式光合仪和PAM100叶绿素荧光仪进行光合气体交换参数和叶绿素荧光参数测定。【结果】表型观察和色素含量结果表明,突变体苗期叶片表现为黄绿色,抽穗后叶片逐渐转变为淡绿色。遮阴处理可以使叶片颜色部分复绿,但比野生型略浅,属于光诱导转绿型突变体。突变体叶绿素a和叶绿素b含量显著低于野生型,叶绿素a/b的比值升高,为典型的叶绿素缺乏型突变体;光响应曲线和CO₂响应曲线显示,突变体的表观量子效率（AQY）、光饱和点（LSP）、最大净光合速率（P_n-max）、光补偿点（LCP）、暗呼吸速率（Rd）、羧化效率（CE）和饱和CO₂浓度（I_-sat）显著高于野生型,说明突变体叶片的光合机构稳定,强光下光合速率更高;光合气体交换参数和叶绿素荧光动力学参数表明,突变体的净光合速率（P_n）、蒸腾速率（T_r）、气孔导度（G_s）、光化学量子效率（F_v/F_m）、实际光化学效率（ΦPSII）和光化学淬灭系数（qP）显著高于野生型,说明其具有较强的光能转化和CO₂固定能力;突变体的超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）活性均高于野生型,丙二醛（MDA）含量下降,可溶性糖和可溶性蛋白含量升高,说明抗氧化酶系统通过清除氧自由基降低了氧化损伤,突变体叶片细胞膜损害减轻,抗逆性增强;突变体的核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶（Rubisco）活性显著低于野生型,磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPC）活性显著高于野生型,推测C₄ 途径光合酶PEPC活性的升高可能是突变体具有较高净光合速率的原因之一。花后遮阴以及外源喷施抗坏血酸AsA和二硫苏糖醇DTT处理表明,突变体对光强变化更敏感、叶片内AsA含量及叶黄素循环效率更高。【结论】黄绿叶突变体冀麦5265yg叶片气孔导度明显改善、热耗散降低、C₄途径光合酶活性升高,是其光合速率提高的主要原因。该结果为小麦叶色突变体高光合特性的分子调控机制研究奠定基础。     

大白菜游离小孢子的培养及植株再生

为快速创新蔬菜种质材料,缩短大白菜杂交育种工作中自交系的选育过程,对10个优良大白菜杂交种进行游离小孢子培养。结果表明,采用游离小孢子培养方法1～2年内可获得双单倍体(DH)纯合植株,在供试的10个基因型中,有6个得到胚状体,胚诱导成功率为60%,不同基因型之间最高和最低的小孢子产胚数相差极大,春秋霸王平均每花蕾产胚10.92个,天绿58平均每花蕾产胚0.17个;出胚基因型中有5个基因型得到植株,植株诱导率为83%;经田间观察得到20个以上的株系,2012年春季试配杂交组合。     

白榆白化芽变突变体光合特性及转录组分析

为了研究白榆芽变突变体中白化叶片的光合特性以及光合通路中突变基因转录和翻译水平表达调控机制,以培育3 a的白榆芽变突变体无性系植株上的白化以及正常绿色叶片为试验材料,对其进行光合色素含量测定、叶绿素荧光参数测定以及无参转录组测序分析。结果表明,白化叶片中的叶绿素a(Chla)、叶绿素b(Chlb)、类胡萝卜素(Caro)和总叶绿素(Chla+b)均显著低于正常叶片,叶绿素a/b(Chla/Chlb)与类胡萝卜素与总叶绿素含量(Ccaro/Chl)的比值也显著降低（P<0.05）;白化叶片的Fo、Fm、Fv/Fo、Fv/Fm、ΦPSⅡ、qP和NPQ等参数均与正常叶片出现显著差异（P<0.05）,且白化叶片Fv/Fm值为0.619;而NPQ值出现白化叶片高于正常叶片,说明白化叶片在正常环境中,明显出现某些伤害。利用转录组测序技术,共获得14.38 Gb有效数据(CleanData),对Unigene进行功能注释,共获得9 226条Unigene的注释结果;对Unigenes表达量分析,共获得2 923条差异基因(DEGs),在白化叶片有1 250个基因表达为上调,1 673个基因表达为下调;对注释信息进行KEGG富集分析得到,以卟啉与叶绿素代谢过程中相关蛋白的编码基因、编码光系统Ⅱ、Ⅰ结构蛋白的psb、psa和pet以及编码光合作用-天线蛋白的LHC基因家族的下调表达,推测与白榆芽变突变体出现光合色素含量以及光系统性能降低现象有关。     

一个新的黄瓜叶色突变体的光合特性分析

叶色突变体是研究植物光合系统结构与功能、叶绿素生物合成与代谢以及叶绿体发育的理想材料。该研究以黄瓜黄绿叶突变体C777及其野生型CCMC为试材,对其苗期叶片的光合色素质量分数、光合特性、叶绿素荧光参数等进行测定。结果表明,突变体叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素以及总叶绿素质量分数均显著低于野生型;光合特性方面,突变体净光合速率显著低于野生型,而胞间CO_2浓度显著高于野生型,表明突变体对CO2的利用率较野生型低;叶绿素荧光动力学参数的测定结果表明,突变体的F_o、F_m、F_v/F_m、F′_v/F′_m、Φ_(PSⅡ)、qP、ETR和NPQ均显著降低,说明光合色素质量分数的降低导致PSⅡ反应中心捕光能力较弱和光化学转化效率较低,使得突变体光合速率降低。试验为进一步阐明该黄瓜黄绿叶突变体的叶色突变机制和该种质的合理利用提供相关基础资料。     

速效氮对叶色突变体谷子苗期光合生理的影响

叶色突变体具有易于辨识的表型,在理论研究和实际应用方面都具有重要价值。对EMS诱变的晋谷21号突变体库中筛选获得叶色突变体进行叶面喷施速效氮肥试验。结果表明,速效氮使叶色突变体谷子的净光合速率(Pn)增加了78.58%、水分利用率(WUE)增加了57.34%,但气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、胞间CO2浓度(Ci)均没有显著变化;叶色突变体谷子叶片光系统II最大的(潜在)光化学量子效率(Fv/Fm)、叶片光系统II有效光化学量子效率(Fv′/Fm′)、光系统II实际光化学量子效率(ΦPSII)和电子传递速率(ETR)分别比对照增加了33.06%,28.89%,15.88%,15.88%,光化学淬灭系数(q P)和非光化学淬灭系数(q N)无显著变化;速效氮能增加叶色突变体谷子叶绿素a、叶绿素b以及叶绿素a+b的含量,但类胡萝卜素施肥处理与对照间差异不明显。总之,速效氮能够提高叶色突变体谷子的光合作用,改善叶色突变带来的不利影响,从而促进生长。     

大白菜游离小孢子胚诱导及植株再生

以15个大白菜[Brassica campestris ssp. Pekinensis (Lour.) Olsson]自交系和杂交种为试材进行游离小孢子培养,研究了影响胚状体发生及植株再生的几个主要因素。结果表明,有12个品种的游离小孢子在NLN-13液体培养基上诱导出胚;各品种间小孢子胚产量差别很大,每个花蕾产胚在0.25~65.4个之间;将成熟的子叶形胚及时转移至再生培养基上,对提高植株获得率至关重要;在NLN-13液体培养基上附加0.2mg.L-1的6-BA对胚状体的发生和发育有促进作用;B5+0.2 mg.L-16-BA+0.02 mg.L-1NAA的培养基有利于小孢子胚发育成植株;1/2 MS+0.1 mg.L-1NAA为小孢子植株生根最适宜的培养基。     

提高大白菜小孢子植株试管苗移栽成活率的研究

为提高大白菜小孢子植株试管苗移栽的成活率,对影响其成活率的水质、栽培方式、基质、栽培时间4个因素进行了研究。结果表明:移栽时用蒸馏水浇灌,成活率达87.33%;根部带培养基移栽,成活率达93.67%;12月份移栽成活率达80%;介质使用纯腐殖质移栽成活率最高,达100%。大白菜小孢子植株试管苗最好在12月份、以纯腐殖质作为基质、根部带培养基、用蒸馏水浇灌,移栽成活率最为理想。     

苏丹革生长及光合相关指标对生根剂的响应研究

[目的]探讨植株生长和光合指标对生根剂的响应性。[方法]采用完全随机区组试验设计,研究苏丹草（Sorghum sudanense）植株生长及光合相关指标对NKII-298、NKII-888和NKII-16共3种生根剂的响应。[结果]经NKII-298处理的苏丹草植株,叶片的叶绿素a和类胡萝卜素含量、叶绿素荧光参数（PSII量子效率、光化学猝灭系数和电子传递效率）显著高于对照（P〈0.05）,光合速率-光响应曲线模拟得出的最大光合速率和呼吸速率较高,单株生物量累积最大;经NKII-888和NKII-16处理的苏丹草幼苗,仅叶绿素荧光参数显著高于对照（P〈0.05）,其余指标与对照差异不显著。[结论]苏丹草对生根剂种类敏感,在实际生产上应根据生产目的而进行选择。     

转扁桃AcCBF1基因对烟草光合及叶绿素荧光特性的影响

【目的】扁桃AcCBF1基因对光合作用的影响,为扁桃新品种选育提供科学依据。【方法】采用农杆菌介导法获得转AcCBF1基因烟草,在经过连续室外37℃高温天气一周后,以野生烟草为对照,测定和分析试验烟草的光合参数和叶绿素荧光参数日变化特性。【结果】利用农杆菌介导法成功获得3株转基因烟草,经PCR检测证明AcCBF1基因已稳定地整合到烟草基因组中。转基因烟草和野生烟草的Pn、Gs均呈现“双峰”曲线,且峰值出现时间一致。12:00达到第一个峰值,16:00出现光合“午休”,18:00达到第二个峰值。二者的Pn日均值分别为6.496 、4.553 μmol/(m²·s);Gs日均值分别为157.357 、133.371 μmol/(m²·s)。转基因烟草和野生烟草的Fo均呈现出先上升后下降的趋势,Fm呈现先下降后上升的趋势。Fv/Fm、Fv/Fo、ΦPSII与Fm日变化趋势一致,均呈现先下降后上升的趋势,二者的Fv/Fm日均值分别为0.821、0.736;Fv/Fo日均值分别为5.044、3.391、ΦPSII日均值分别为0.763、0.600。【结论】与野生烟草相比,转AcCBF1基因烟草同化CO₂能力较高,光合能力较强,光合反应中心较稳定,对高温的适应能力较强。扁桃AcCBF1基因能够有效改善烟草的光合作用,维护光合反应中心的稳定;选育扁桃AcCBF1高表达品种应对夏季的干旱高温。     

白菜谷胱甘肽过氧化物酶基因GPX的鉴定与分析

为研究白菜谷胱甘肽过氧化物酶（Glutathione peroxidase,GPX）基因的生物学特征,从白菜全基因组数据库中筛选了10个GPX基因。基于公开的白菜转录组测序数据,分析了GPX基因在胚胎发育和器官中的表达情况,并且通过生物信息学手段对这10个GPX基因进行基因定位、启动子分析、基因结构、系统树构建和基因表达等研究。结果表明,BrGPX5基因的编码区中有6个内含子,其余基因均只有5个内含子,说明BrGPX5基因在进化过程中获得了一个内含子,导致氨基酸分子量增加;另外,每个GPX基因的启动子区都有2个及以上的E\|box元件。     

大白菜小株采种技术要点

本文主要介绍了利用大白菜自交不亲和系繁殖的纯度高、整齐度好的优良大白菜杂交种是获得丰产的关键，大白菜自交不亲和系主要是通过小株采种利用蕾期人工授粉的方法繁殖。     

大白菜CMS雄性不育发生相关基因的克隆与分析

【目的】筛选和克隆与大白菜CMS雄性不育相关的应答基因。【方法】以大白菜不育系06J45和恢复系01S325-1为材料,利用cDNA-AFLP方法从F2S5群体不育株和可育株花蕾中筛选分离差异表达基因,通过RACE技术对该差异表达基因进行克隆,对基因序列进行生物信息学分析,并利用qRT-PCR定量分析不育株和可育株花蕾发育过程中基因表达的变化。【结果】在F2S5可育株花蕾cDNA混合池中扩增出1条特异表达条带,通过3′RACE和5′RACE克隆得到相应的BrUP基因,全长1 407bp,编码403个氨基酸残基。生物信息学分析表明,BrUP基因与大白菜Bra007268基因序列相近,由6个外显子和5个内含子组成,与拟南芥未知功能基因AT3G56750同源,一致性达90%。保守结构域分析表明,BrUP基因可能是1个具有跨膜结构的O-型岩澡糖基转移酶基因,主要功能是进行糖基化修饰。qRT-PCR定量发现,BrUP只在花蕾发育早中期表达,且在大白菜不育株花蕾发育早期其表达量显著性下调。【结论】成功筛选克隆获得1个与大白菜雄性不育发生相关的功能未知基因BrUP。     

利用粉煤灰配制筛选黄瓜和娃娃菜的育苗基质

【目的】为了实现废弃物循环利用。【方法】利用粉煤灰、菇渣、蛭石等工业、农业废弃物为主要试材,采用三因素三水平的正交试验方法,进行黄瓜和娃娃菜育苗试验。测定各配方基质物理及化学性质,统计黄瓜和娃娃菜幼苗生长发育状况。【结果】综合分析各项结果表明:V(粉煤灰)∶V(菇渣)∶V(蛭石)=4∶2∶2为最佳黄瓜育苗基质配方,V(粉煤灰)∶V(菇渣)∶V(蛭石)=4∶3∶2为最佳娃娃菜育苗基质配方,两种配方均优于对照组的市售商品育苗基质。【结论】说明利用农业废弃物菇渣、工业废弃物粉煤灰来进行蔬菜育苗基质可行。     

菜心EMS诱变条件优化与突变体库构建

【目的】明确甲基磺酸乙酯（EMS）诱变处理菜心种子的最佳浓度和处理时间,为EMS诱变技术在菜心种质资源创新利用方面及丰富菜心种质资源选育提供支持。【方法】设4种不同浓度的EMS溶液（0.2%,0.4%,0.6%和0.8%）和3种不同处理时间（8、12和16 h）共12个组合,诱变处理2个菜心自交系（C40和小80天）的种子,并对诱变后代出苗率和结籽株比例进行分析,筛选EMS诱变菜心种子的最佳处理条件。【结果】随着EMS浓度的增加,菜心种子成苗率和结籽株比例逐渐降低。诱变处理8 h,EMS浓度为0.6%时,C40和小80天菜心的成苗率分别65%和70%,结籽株比例分别为13%和31%;EMS浓度升高至0.8%时,C40菜心的成苗率降至50%,2个菜心材料的结籽株比例均低于20%。随着EMS处理时间的延长,菜心种子成苗率和结籽株比例逐渐降低。EMS处理浓度为0.4%时,诱变12 h,2个菜心材料（C40和小80天）的成苗率均为75%,结籽株比例分别为30%和45%;诱变16 h,C40和小80天菜心的成苗率分别降至60%和55%,结籽株比例均低于20%。EMS诱变处理不仅抑制成苗率,还严重影响结实情况。根据成苗率和M₁群体植株的结籽株比例,并保证最大诱变效率和突变体群体,确定菜心种子EMS诱变处理的最佳条件为0.4% EMS诱变处理12 h。不同基因型菜心材料对EMS的耐受性不同,生长势强的菜心材料EMS处理的时间或浓度可适当增大或降低。采用最佳诱变条件处理3000粒小80天菜心种子,在M₁群体中出现黄化、白化、皱缩、矮化及嵌合等变异性状,M₁群体包含500个突变株系。随机选取种子量大的M₁群体中176个家系,构建包含2110个单株的M₂群体,在M₂群体中发现94个突变单株,总的突变频率为4.3%。其中,叶片叶色或形状突变的单株61株,株型变异的单株共31株,花色突变的单株2株。【结论】利用EMS诱变菜心种子有明显效果,构建的菜心EMS突变体库表型变异丰富,尤其是出现株型紧凑,叶色浓绿的有益突变,可用于菜心功能基因组学研究和育种。     

不结球白菜谷胱甘肽还原酶基因NhccGR1的克隆与表达分析

利用cDNA-AFLP技术,从芜菁花叶病毒(TuMV)侵染的不结球白菜(Brassica campestris ssp.chinensis Makino)幼叶中分离到1条编码谷胱甘肽还原酶的基因片段,通过电子克隆得到其cDNA全长为1 503 bp,编码501个氨基酸,命名为Nhc-cGR1。对该基因进行生物信息学分析,并利用实时定量PCR研究其在TuMV侵染和水杨酸(SA)、茉莉酸(JA)、乙烯(ET)诱导下的表达情况。结果表明:该基因作为病原相关基因参与了TuMV病害响应,并通过增加自身表达量来激活细胞内的信号转导途径,诱导各种防卫反应相关基因的表达;同时,SA和JA抑制该基因的表达,外施ET能诱导其正向表达。     

绿色木霉诱变菌株HZ0501对大白菜霜霉病的防治效果

用绿色木霉诱变菌株HZ0501制剂防治大白菜霜霉病田间试验表明,木霉菌制剂对大白菜霜霉病具有良好的防治效果,但不同制剂及浓度的防治效果存在显著差异,其中3号和4号制剂的防治效果较为突出。此外,施用木霉菌制剂能提高大白菜的有效商品产量,以木霉菌3号和5号稀释100倍的产量最高。     

不结球白菜株高性状主基因+多基因遗传分析

应用主基因 多基因6个世代联合分离分析方法对不结球白菜SI×秋017组合的株高性状进行了分析.结果表明,SI×秋017组合的株高性状遗传受1对负向完全显性主基因 加性-显性多基因控制,主基因加性效应为5.79;多基因加性效应为-7.85,多基因显性效应为14.95;B1、B2和F2世代株高的主基因遗传率分别为33.28%、37.05%和51.68%;多基因遗传率分别为5.84%、12.67%和1.34%,说明F2世代株高表现出较高的主基因遗传率,并受环境影响.对SI×秋017组合株高性状的改良要以主基因为主,同时注意环境的影响.