三倍化复制对白菜花粉特异表达候选基因的影响

【目的】研究三倍化复制事件后白菜花粉特异表达候选基因的进化情况,为研究白菜的花粉特异表达基因提供理论依据。【方法】利用SynOrths软件及拟南芥花粉特异表达基因集,通过共线性分析获取白菜中的花粉特异表达候选基因。通过InterproScan获取这些候选基因的GO注释,并将这些GO注释划分到与花粉相关的13个大类。然后统计每个GO的基因数占不同拷贝类型基因总数的比例,对不同拷贝类型间进行比较。进一步根据白菜3个亚基因组集,将这些候选基因划分到不同的亚基因组上。通过分析白菜花粉特异表达候选基因中串联重复基因与拟南芥基因的共线性关系,推测这些串联重复基因是在芸薹属特有的三倍化事件之前形成,还是在其之后形成。【结果】通过对拟南芥中的1 651个花粉特异表达基因进行共线性分析,在白菜中总共找到了1 962个花粉特异表达候选基因。拟南芥特异基因集里有182个串联重复基因,而白菜包含了137个串联重复基因。白菜与拟南芥在花粉特异表达基因数目上没有明显差异,因此推测这些基因的大部分拷贝可能在三倍化复制事件后发生了丢失。549个拟南芥花粉特异表达基因在白菜上找不到相应的共线性基因,白菜在进化过程中可能丢失掉了这部分基因。拟南芥花粉特异表达基因中有898个串联重复基因在白菜中对应单或多拷贝的非串联重复基因。在白菜中对应单拷贝基因的拟南芥基因数目为480个,而且所占比例高达53.5%。另外,322个基因在白菜中对应两拷贝,比例约为35.8%。而在白菜中对应三拷贝的拟南芥基因只有96个,大约占总数目的10.7%。在白菜中,单拷贝和两拷贝的基因数目显著高于三拷贝,这说明三倍化后白菜中大部分花粉特异候选基因发生了丢失,部分两拷贝和三拷贝的基因也可能处于进化选择的过程中。白菜三拷贝基因功能在7个GO分类上的比例高于单拷贝和两拷贝,而白菜两拷贝在所有GO分类上都有分布。白菜花粉特异候选基因中的大部分串联重复基因可能在三倍化事件以后发生了基因丢失,变成了非串联重复基因。也有部分非串联重复基因在三倍化事件之后形成了串联重复基因。【结论】白菜花粉特异候选基因在芸薹属特有的三倍化事件之后处于进化之中,并且三倍化事件可能促进了3种拷贝类型基因的功能差异。     

无机元素对狭叶重楼花粉萌发及花粉管生长的影响

采用离体花粉培养法和方差分析方法,研究了钙(Ca2+)、锌(Zn2+)、钼(Mo6+)3种无机元素对狭叶重楼花粉萌发和花粉管生长的影响。结果表明:高浓度的Ca2+明显抑制花粉的萌发和花粉管的生长,低Ca2+对花粉的萌发和花粉管的生长也有轻度的抑制作用;高浓度的Zn2+抑制花粉的萌发和花粉管的生长,适量的Zn2+能促进花粉管的生长,低浓度的Zn2+对花粉的萌发和花粉管的生长无明显影响;高浓度的Mo6+抑制花粉的萌发和花粉管的生长,低浓度的Mo6+对花粉的萌发和花粉管的生长无明显影响。     

Ambrosia Artemisfifolia L. Invasive and Allergic Weed Species on the Territory of Novi Sad

During three years lasting studies on the territory of the city of Novi Sad, terrain studies of Ambrosia artemisiifolia L. distribution as well as mapping were performed on regulated and disordered green areas and on arable areas. For mapping of ragweed distribution, partially modified method of Braun-Blanquet was used, and data processing was perfomed by specially designed program Ambrosia Spot Marker. Monitoring of this species was also done because of the occurrence of retrovegetation after mowing. During vegetation period, this allergenic weed species was controlled by multiple mowing, and rough ruderal sites outside settlements were treated by glyphosate at a rate of 1.2 kg ha^-1 -2.4 kg ha^-1. The study comprehended also monitoring of pollen concentrations in the air by Rotorod pollen sampler spore collector. A. artemisiifolia L. was established in 21 city zones on over 200 localities, on the banks of the river Danube, in Petrovaradin and Sremski Karlovci. Recommended mechanical measures such as mowing, drilling in the phase of germination, and chemical control measures, resulted in significant reduction ofA. artemisiifolia L. In the second half of the August 2009 the highest number of pollen grains was found in the amount of 783 pollen grains per m3 of air.     

矮牡丹花粉形态观察与萌发特性研究

以矮牡丹花粉为材料,研究花粉的形态及不同培养基对矮牡丹花粉萌发及花粉管伸长的影响。结果表明,花粉萌发率与长球形花粉占花粉总数的百分率一致;适合矮牡丹花粉萌发的培养基为9%蔗糖+0.004 5%硼酸;低浓度(1×10-5～1×10-3 mol/L)的Ca2+促进了花粉管的伸长,高浓度(1×10-2～1×10-1 mol/L)的Ca2+抑制了花粉管的伸长,适合花粉管伸长的Ca2+浓度为1×10-3 mol/L;低浓度(0.1×10-3 mol/L)的Mg2+促进了花粉管的伸长,高浓度(0.2×10-3～1.8×10-3 mol/L)的Mg2+抑制了花粉管的伸长,适合花粉管伸长的浓度为Mg2+0.1×10-3 mol/L。     

白菜雄性不育相关基因BcMF4的反义RNA验证

根据普通白菜(Brassica campestris ssp.chinensis var.communis)雄性不育相关基因BcMF4的cDNA序列设计特异引物,从普通白菜花蕾cDNA中扩增出607 bp的片断,然后将该片段连接至双元载体pBI12l中,得到反义RNA植物表达载体并导入农杆菌LBA4404菌株中;通过组织培养途径转化菜心(B.campestris ssp.chinensis var.parachinensis),得到了12株转基因植株,其中5株的43.7%的花粉为缩小空瘪畸形,29.6%的花粉缺乏生活力,而且其花粉离体萌发率降低至24.7%.结果表明,反义RNA技术沉默BcMF4基因导致了菜心转基因植株的部分花粉发育不良,BcMF4基因在普通白菜和菜心等花粉发育中起着重要作用.     

香花槐花粉萌发特性的测定

以香花槐的新鲜花粉为试验材料,利用TTC(氯化三苯四氮唑)和碘-碘化钾染色法及培养基萌发试验,选配出最适合花粉萌发的培养基.以研究不同浓度的Ca2+对花粉萌发和花粉管伸长的影响.结果袁明:香花槐花粉管萌发和花粉管生长的最适培养基是10 mg/L蔗糖+2.0mg/L硼酸+0.8g琼脂.较低浓度的钙对花粉萌发和花粉管生长有促进作用,而较高浓度的钙对其有一定的抑制作用.     

毛车前的花粉母细胞减数分裂及核型分析

采用压片法,对武汉地区野生毛车前的花粉母细胞减数分裂及体细胞核型进行了研究。结果表明,毛车前的绝大多数花粉母细胞减数分裂中染色体行为正常,终变期同源染色体配对后可形成12个二价体;仅在2.93%的花粉母细胞减数分裂中观察到染色体落后、染色体桥等异常行为,其减数分裂为同时型;花粉粒育性为96.88%。核型分析结果表明,毛车前的染色体数目为2n=24,核型公式为K(2n)=24=22m+2sm,其核型为"1B"型。     

半枝莲花粉母细胞减数分裂观察及核型分析

应用压片法对药用植物半枝莲的花粉母细胞减数分裂过程和核型进行了研究,结果表明:半枝莲绝大多数花粉母细胞减数分裂过程中染色体的行为正常,终变期可形成13个二价体,其减数分裂为同时型;花粉粒育性为98.4%;半支莲的染色体数目为2n=2x=26,核型公式为K(2n)=2x=26=20m+4sm+2st,染色体长度范围为1.49～4.24 μm,染色体相对长度组成为2n=8S+8M1+4M2+6L,其核型为"2B"型,从染色体水平证明半枝莲在系统演化上属于较进化的种类.     

水杨酸对鸭梨和雪花梨花粉萌发及花粉管生长的影响

适宜浓度的外源水杨酸(SA)可以促进鸭梨(Pyrus bretschneideri Rehd.cv.Yali)和雪花梨(P.breschneideri Redh.cv.Xuehuali)花粉的萌发和花粉管的生长.采用质膜Ca2+通道抑制剂LaCl3、胞外Ca2+螯合剂乙二醇-双-(2-氨基乙醚)四乙酸(EGTA)及CaCl2分别与不同浓度SA组成培养基对鸭梨和雪花梨的花粉进行培养,结果表明,0.000 2、0.002 0、0.0200 mmol/L的SA均可拮抗EGTA对花粉萌发及花粉管生长的抑制作用,花粉发芽率比对照高,花粉管生长速度快,LaCl3与SA培养花粉有同样的效果.CaCl2与SA共同培养一定程度上可削弱SA对花粉的促进作用,但0.0020 mmol/L SA处理,花粉的发芽率和花粉管的生长速度高于对照.说明Ca2+参与了SA对花粉萌发及花粉管生长调节作用的信号转导过程,SA通过提高花粉内[Ca2+],的浓度促进花粉萌发及花粉管生长,胞内钙库可能是Ca2+的主要来源.     

堇菜属植物花粉及叶表皮超微形态多样性的研究

对华北地区分布的２５种堇菜属植物花粉和２６种堇菜属植物叶表皮进行了形态观察。结果表明：堇菜属植物花粉外壁光滑,无纹饰;三色堇具有５个萌发沟,其他物种具有３个萌发沟;叶表皮具有复杂的多样性特征,对访属分类提供有价值的证据;支持成立裂叶堇菜组和将毛萼堇菜作为细距堇菜一个亚种的意见。     

两种刺玫花粉离体萌发培养液配方的优化

以报春刺玫(Rosa primula)和单瓣黄刺玫(R.xanthina)储存花粉为材料,设计单因素试验和正交试验,考察了蔗糖、硼酸及Ca(NO3)2.4H2O浓度对两种刺玫花粉萌发率的影响。结果表明,适宜浓度的蔗糖和硼酸能促进花粉萌发,而较高浓度的Ca(NO3)2.4H2O会抑制花粉萌发。正交试验结果表明适合报春刺玫花粉萌发的最佳培养基为20%蔗糖(质量分数,下同)+100 mg/L硼酸;适合单瓣黄刺玫花粉萌发的最佳培养基为10%蔗糖+50 mg/L硼酸。     

生长调节物质对楸树花粉萌发及花粉管生长的影响

采用离体花粉液体培养法研究4种植物生长调节物质对不同来源楸树花粉萌发及花粉管生长的影响。结果表明：较低浓度的赤霉素促进花粉萌发及花粉管生长,高浓度则表现为明显的抑制作用,最适浓度为300 mg/L;吲哚乙酸和2,4-D对花粉的作用效果与楸树的种源有关,总体上均呈低浓度促进,高浓度抑制的规律;花粉萌发率均在吲哚乙酸为15 mg/L时达到最大值,只有2个种源与对照间差异极显著,花粉萌发率在2,4-D为200 mg/L时均达到最大值,超过最适浓度后,吲哚乙酸和2,4-D均对花粉萌发及花粉管生长表现为抑制作用;各个浓度的萘乙酸均抑制花粉萌发及花粉管生长,且抑制程度随浓度增加而加强。     

外界条件对4个安祖花品种花粉萌发及生长的影响

通过体外萌发的方法,研究了火焰、密西西比、成功、火鹤4种安祖花花粉萌发的最佳培养基配方、花粉的最佳采集时间以及光暗条件对安祖花花粉萌发率的影响。结果表明,火焰、密西西比和火鹤花粉萌发的最佳培养基配方为:蔗糖5%+硼酸10μL/mL,pH值为6.0;成功花粉萌发的最佳培养基配方为:蔗糖5%+硼酸25μL/mL,pH值为6.5。在最适培养条件下,4种安祖花花粉萌发率由高到低依次为密西西比>成功>火焰>火鹤;不同品种的安祖花均在16:00采集的花粉萌发率最高;4种安祖花的花粉均在光照条件下萌发率高,畸形率则相反,大多数品种的花粉在黑暗条件下萌发时会形成更高比例的畸形花粉;花粉管生长速率以火焰最大。     

朱顶红花粉萌发和花粉贮藏性研究

采用正交设计筛选适宜朱顶红花粉萌发的最佳培养基,并通过萌发试验了解其贮藏性。研究表明,适宜朱顶红花粉萌发的培养条件为20℃、5％蔗糖、0．01％硼酸、0．05％钙和5％PEG-4000,培养时间为2h。室温贮藏朱顶红花粉1个月之后完全丧失萌发能力,冷藏（4℃）和冷冻（-18℃）有利于保存花粉生活力：短期贮藏（1个月、2个月和3个月）,冷藏和冷冻处理的效果由于品种的不同而有变化,长期贮藏（1年）则几乎都表现为冷冻比冷藏具有更高的花粉萌发率。     

仙客来花粉生活力及发芽率的测定

采用TTC染色法对仙客来7个品种的花粉生活力进行了测定。结果表明:仙客来不同品种的花粉生活力在15.30%~51.41%之间,品种间差异显著。培养基法对3个仙客来品种花粉发芽率测定结果表明,品种、蔗糖浓度对花粉发芽率影响显著。其中美国山脊白色发芽率最高,培养基最优组合为15%蔗糖+2%琼脂+0.1%硼酸。     

基于近红外光谱反射技术的砀山酥梨花粉活力快速检测

【目的】研究基于近红外光谱反射技术的砀山酥梨花粉活力快速检测。【方法】以砀山酥梨花粉为试材。4℃下贮藏,以0、7、27、43与65 d贮藏后花粉为试材,用离体萌发法测定花粉活力,利用近红外光谱仪扫描花粉采集光谱数据。以修正偏最小二乘法(MPLS)对采集的100个梨花粉近红外反射光谱与花粉活力进行定标模型拟合,判别鉴定砀山酥梨花粉近红外光谱。【结果】砀山酥梨花粉活力分别为70.6%、60.3%、57.1%、53.2%与34.1%,从开始贮藏活力的70.6%下降到34.1%,活力下降了52%,且不同贮藏花粉活力相互差异均显著。利用近红外光谱快速预测砀山酥梨花粉活力,其定标模型相关系数R²为0.985,交互验证相关系数1-VR为0.952 9,其活力测定的交互验证标准差SECV为2.5%。以光谱反射率算术相加后取对数lg(R1540+R1956)为自变量,拟合的ExpAssoc方程R²为0.999 8,花粉活力与其光谱反射率存在函数关系。【结论】利用近红外反射技术快速测定砀山酥梨花粉活力可行。     

榆林沙区黑沙蒿花粉二型性特征观察

以毛乌素沙地南缘榆林沙区的黑沙蒿为研究对象,采用扫描电镜（SEM）显微技术,对其花粉形态特征进行详细的观察描述。结果表明,黑沙蒿花粉粒属单粒小型花粉,具有蒿属植物花粉的共性特征,属于较为进化物种的花粉形态,同时其花粉粒二型性特征亦比较突出。长球形和圆球形2种形态不同的花粉粒,同时存在于同一花药中,长球形花粉粒极轴长(P)23.43（20.10～24.91）μm,赤道(E)轴长16.93（15.81～17.32）μm,P/E=1.38,极轴与赤道轴长度差异显著（P<0.05）,赤道面观椭圆形;圆球形花粉粒极轴与赤道轴近等长,极轴长17.56（16.11～18.43）μm,赤道轴长17.10（15.99～18.01）μm,P/E=1.03,极轴与赤道轴长度差异不显著（P>0.05）,赤道面观圆球形;经T检验,2种形态花粉粒的极轴与赤道轴长度比值P/E,差异达显著水平（P<0.05）。2种形态花粉萌发器官都具3孔沟,但长球形花粉的沟深而细长,边缘整齐光滑,内孔深陷,沟间稍窄,极区面积较小;圆球形花粉的沟较浅较短,沟缘粗糙,内孔外突,沟间较宽,极区面积较大;外壁表面纹饰都为退化小刺与颗粒状纹饰的组合,但刺的分布、基部大小及刺间颗粒的大小和排列等有所差异。样本中长球形花粉粒占比为64.1%,圆球形花粉粒占比为35.9%。     

菊花和几种其他菊科植物花粉的试管萌发

用改良Monnier培养基ME_3(N.Leduc et al,1990)的盐和维生素,添加180g/1聚乙二醇(PEG)1500,使菊花Dendranthema×grangiflora(Ramat.)Kitam.花粉萌发率达到30％.在此培养基中再添加蔗糖有促进萌发的作用.180g/1 PEG1500+100g/1蔗糖,菊花花粉萌发率达54.1％.该培养基对其他菊科植物也有良好效果.南茼蒿Chrysanthemum segetum、雏菊Bellispetennis和膜冠菊Hymenostemma paludosum(Poiret)Pomel在蔗糖200g/1时,花粉萌发率分别达到79％、96.1％和24.3％.     

杨树2n花粉形态判别方法的比较

采用醋酸洋红染色法,在研究胡杨和毛白杨不同无性系间花粉粒形态差异的基础上,研究不同形态判别标准条件下2n花粉发生频率调查的准确性。研究结果表明,胡杨花粉粒的平均直径为29.7μm,比毛白杨花粉粒的平均直径32.4μm略小。胡杨或毛白杨无性系对花粉粒直径影响显著。通过调查四分体时期四分体、三分体以及二分体的比例,可估算2n花粉的理论频率。胡杨和毛白杨各无性系2n花粉的理论频率与以2n花粉粒直径大于花粉粒平均直径的1.28倍为标准时统计的2n花粉实际频率差异不显著,而与以2n花粉粒直径大于37.0μm为标准时统计的2n花粉实际频率差异极显著。这说明以37.0μm作为判别胡杨或毛白杨2n花粉形态判别标准会导致较大的误差。而以各无性系花粉粒平均直径的1.28倍作为2n花粉形态判别标准更加科学合理。     

Expression of an Antisense BcMF3 Affects Microsporogenesis and Pollen Tube Growth in Arabidopsis

In an effort to provide some information relevant to the molecular mechanism of genic male sterility in plants, BcMF3 gene that encodes a pectin methylesterase was isolated from the fertile B line of Chinese cabbage-pak-choi （Brassica rapa ssp. chinensis, syn. B. campestris ssp. chinensis）. In the present paper, a 455-bp antisense cDNA fragment of BcMF3 was introduced to binary vector pB1121, and then was mobilized into Agrobacterium tumefaciens strain LBA4404. The A. tumefaciens harboring the BcMF3 antisense fragment was transformed to Arabidopsis thaliana by floral dip. Scanning electronic microscopy examination demonstrated that 47.8% of BcMF3 antisense pollen grains exhibited abnormal shape, which might lead to decreased germination of pollens, suggesting that the product of BcMF3 gene plays an important role during microsporogenesis. The evidence on burst of 45.7% of BcMF3 antisense pollen tubes in vitro and a majority of BcMF3 antisense pollens restricted within the stigmatic tissue revealed that BcMF3 is involved in aiding the growth of pollen tubes. The results suggest that BcMF3 acts at both stages of microsporogensis and pollen tube growth.