大白菜花粉壁蛋白和柱头表膜蛋白与自交不新和的关系

以６个纯Ｓ基因型（ＳａＳａ，ＳｄＳｄ，ＳｆＳｆ，ＳｇＳｇ，ＳｉＳｉ，ＳｊＳｊ）和１个杂合Ｓ基因型（ＳｇＳｉ）的大白菜自交不亲和株系为材料，提取花粉壁蛋白和柱头表膜蛋白。用花粉壁蛋白处理相同的Ｓ基因型的柱头，可诱导乳突细胞的胼胝质反应：处理不同Ｓ基因型的柱头，可“蒙导”自交亲和。经ＳｉＳｉ柱头表膜蛋白处理过的ＳｉＳｉ花粉，授于花期的ＳｊＳｊ和ＳａＳａ以及蕾期的ＳｉＳｉ柱头上，原来的亲和性消失。显然，     

自交不亲和甘蓝亲和花粉授粉早期差异蛋白质分析

 为从蛋白质的角度揭示自交不亲和甘蓝亲和授粉早期花粉与柱头相互作用,将蛋白质组学方法应用于自交不亲和性甘蓝柱头与亲和花粉互作早期差异蛋白质的研究。结果表明,亲和授粉后3 ~ 5 min与1 h对比,有116个差异蛋白质点,而授粉后1 h与2 h差异不显著。按照特异表达与变化量大的蛋白质点优先原则,初步选取差异点中71个点做质谱分析,鉴定出31个可信差异蛋白质。与亲和授粉后3 ~ 5 min组相比,1 h组中特异表达蛋白质有19个,上调表达9个,下调表达3个。31种蛋白质的生物信息学分析表明,有两种蛋白与前人发现的与花粉管在柱头中生长发育相关蛋白相同,其他29种参与包括胁迫与防御应答在内多种生理过程。对早期差异蛋白中这种“既有促进花粉管发育的蛋白,也有与防御相关蛋白”现象分析表明,花粉管生长性侵入柱头的过程有可能伴随着柱头抗性的提高。     

甜樱桃‘拉宾斯’自交亲和性与SFB4′基因的关系研究

甜樱桃品种‘拉宾斯’与‘雷尼’均为S1S4基因型。调查其自花结实率,‘拉宾斯’为31.3%,表现自交亲和;‘雷尼’为0,表现为自交不亲和。将‘拉宾斯’与‘雷尼’相互授粉,‘拉宾斯’为父本时表现亲和,反之不亲和,推断‘拉宾斯’的自交亲和性由花粉侧突变导致;调查花粉萌发率,‘拉宾斯’为58.08%,‘雷尼’为57.82%。鉴定‘拉宾斯’自交后代及其与‘雷尼’杂交后代的S-RNase的基因型,发现所有后代中均出现S4基因型,部分后代中出现S1基因型,证明‘拉宾斯’花粉育性是正常的,其亲和性可能是由S4基因座上花粉侧的基因突变导致。测序发现‘拉宾斯’花粉SFB4′在911 bp处有4个碱基缺失。分析‘拉宾斯’花粉SFB4′与花柱S4-RNase的连锁性,发现两者连锁率为100%。以‘拉宾斯’为父本的带有SFB4′的杂交后代的自花结实率为23.3%~61.4%,表现自交亲和,说明来源于‘拉宾斯’的SFB4′基因与自交亲和性有关。RT-PCR及测序显示‘雷尼’SFB4与‘拉宾斯’SFB4′均能正常转录,但4个碱基缺失导致其C端翻译提前终止,原核表达SFB4和SFB4′蛋白发现SFB4略大于SFB4′,推测是由于SFB4′的翻译提前终止导致的。以上结果表明:‘拉宾斯’的自交亲和性可能是由花粉侧SFB4′C端的氨基酸缺失导致,该缺失可能使其丧失了与S-RNase的识别能力。     

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。     

用花粉提取液克服大白菜自交不亲和性研究

用花粉提取液涂抹大白菜自交和不亲和系的柱头，自交不亲和系的每 花结子数与不进行处理的花期自交相比，存在显差异；并且用提取液Ⅰ处理的自交不亲和系的结实能力与用３％ＮａＣｌ喷花自理伯自交不亲和系的结存在差异。     

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.     

甘蓝自交不亲和系、自交系花粉、柱头蛋白质的等电聚焦电泳和游离氨基酸分析

结球甘兰(Brassica oleracea L. var. capitata)自交不亲和系的测定,通常是用田间自交法来进行,这种方法费工费时。自建立了用水溶性苯胺蓝显示花柱中花粉管的技术后,又逐渐发展了利用荧光染色法快速测定自交不亲和性的方法。此法根据柱头上花粉萌发的数量确定不亲和程度,尚欠精确。研究表明,孢子体自交不亲和系统的花粉与柱头的识别机制是由S等位基因编码的S蛋白质决定的。美、英、日等国已先后分离鉴定出了这类S蛋白质。本试验旨在通过对甘蓝自交不亲和系及自交系花粉、柱头的蛋白质和氨基酸组分的分析,探讨利用蛋白质特性来快速测定植物孢子体型自交不亲和性的可能性。 材料与方法 试材采用西南农大园艺系蔬菜育种教研室选育的甘蓝自交不亲和系‘二乌叶86057’、‘北黑大86035’,二系统均是多代自交、高度稳定的自交不亲和系,1983年以来田间自交亲和指数均接近于0;自交系‘虹桥86047’,该材料也为多代自交,但亲和性稳定,1986年田间自交亲和指数达13.06。 等电聚焦电泳和氨基酸分析均测试“花粉”(P)、“柱头”(S)和“受粉后柱头”( P S)三项。花粉:取自开花前套袋隔离的花枝;枝头:隔离袋内,开花前1-2天彻底去雄,     

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…     

甜樱桃SFB4与SFB4’基因的鉴别

 本研究以最近发现的李属花粉决定子候选基因“S 单元型特异F-box蛋白基因(SFB ) ”为基础, 根据甜樱桃SFB 4基因设计引物, 从自交不亲和‘雷尼’和‘佳红’以及自交亲和的‘斯坦拉’总DNA中分别扩增出SFB 4和SFB 4’基因的部分序列。经测序结果发现: SFB 4’基因比SFB 4基因缺失了4个碱基TAAA。根据这个缺失差异, 设计了一对引物BFP200和BFP201, 这对引物只能扩增SFB 4’基因,而不能扩增SFB 4基因, 从而利用SFB 基因区分开了甜樱桃自交不亲和的S4和自交亲和的S4’单元型。     

等电聚焦电泳法测定甘蓝自交不亲和性

采用等电聚焦电泳法对１０个甘蓝自交不亲和系、５个亲和系的柱头、花粉蛋白质谱带进行了分析。对比自交不亲和系开花前２～３ｄ的柱头与成熟柱头,发现各试材在等电点为８．３～８．５的区域内有一条特异带,该带在成熟柱头中清晰可见,在开花前２～３ｄ的柱头中没有或较弱。据此特征推断该带即为Ｓ蛋白质特征谱带。以双蒸水和巯基乙醇作为提取液处理花粉,均未发现自交不亲和系共有的特征带。     

甘菊与栽培菊‘金陵黄玉’种间杂交失败的原因

 二倍体野菊与栽培菊种间杂交常不能结实, 从而严重影响了野菊优异基因的利用, 为了揭示其原因, 以栽培菊(Dendranthema grandiflorum) ‘金陵黄玉’为母本, 二倍体野生菊甘菊(D. lavandulifolium ) 为父本, 开展了种间杂交, 测定了父本花粉活力, 研究了授粉后花粉在柱头萌发行为及胚胎发育情况等。结果发现, 父本甘菊的花粉活力在授粉时为11.2% , 人工授粉4 h内未观察到柱头上有花粉萌发;授粉后8 h时平均每个柱头上只有7.5粒花粉萌发; 到授粉后12 h时数量达到最多, 为16.1粒; 随后数量急剧下降, 到24和48 h时柱头萌发花粉数量分别只有3.2粒和2.4粒, 且大部分花粉管生长异常并停留在柱头表面。此外, 在授粉8 d后观察到12.0%子房中含有正常的球形胚, 但之后就未观察到正常胚胎, 最终未获得杂交种子, 而母本自然开放结实率高达42.3%。以上结果表明, 受精前、后的生殖障碍, 即母本柱头上花粉萌发数量少且萌发异常和受精后胚胎大量败育, 是引起种间杂交不结实的主要原因。     

G蛋白调节剂对梨花粉原位萌发和花粉管生长的影响

用荧光显微镜观察了G蛋白调节剂处理柱头后对梨花粉萌发和花粉管伸长的影响,结果表明:1)G蛋白激活剂霍乱毒素(CTX)处理柱头后进行自花授粉,授粉后24h和48h,可明显促进自花花粉的萌发;而G蛋白抑制剂百日咳毒素(PTX)处理柱头后异花授粉则抑制异花花粉萌发。2)CTX处理柱头后自花授粉对自花花粉管的生长具有促进作用;而PTX处理柱头后异花授粉,表现出对异花花粉管生长的抑制作用。     

转MLPK反义基因对甘蓝自交不亲和性的影响

对反义MLPK基因在甘蓝柱头特异启动子SLR的驱动下,通过农杆菌介导转化法将其导入高度自交不亲和甘蓝材料‘TF’。转基因甘蓝T0代植株定量PCR分析结果显示,不同的转MLPK反义基因单株内源MLPK mRNA积累量具有明显差异,其中转基因植株花期柱头内源MLPK mRNA积累量明显低于野生型对照。花粉原位萌发的荧光显微镜观察结果显示,转基因甘蓝植株花期自交后,吸附在柱头上的花粉粒大量萌发,且穿过柱头的花粉管明显增加,并导致花期自交结籽数上升,转基因植株花期和蕾期自交亲和指数均明显高于野生型对照植株。结果表明,下调MLPK基因表达能部分打破甘蓝自交不亲和,提高其花期自交结籽能力。     

The use of a New Technique in Breeding for Solidity in Radish

Summary

Field and laboratory experiments were conducted to study if rain could wash-off pollen grains from the surface of the stigma and consequently affect the efficiency of fertilisation in loquat (Eriobotrya japonica Lindl.). Flowers of the loquat cultivar, ‘Dawuxing’, growing in the field, were emasculated, pollinated by hand with pollen of the cultivar ‘Longquan No.5’, then sprayed with water to simulate the effect of rain at –8, –4, –2 h before, –0 h (immediately before hand-pollination) , +0 h (immediately after hand-pollination), and 2, 4, 8, or 12 h after pollination. A control to which no water treatment was applied was also included in the assay. Meanwhile, additional assays were performed in the laboratory to improve the resolution of the field study by using earlier treatments. Here, treatments were performed by pollinating, immersing, and shaking a branch with flowers in a container of water in the laboratory –120, –60, –30, –0, +0, 30, 60, or 120 min before or after hand-pollination. One additional sample was immersed, shaken, then hand-pollinated, and immersed and shaken (ISPIS) again. The results showed that the numbers of pollen grains that germinated, and the percentages of fruit set, differed significantly between the –4, –2, –0, or +0 h treatments and the non-water-treated control in the field assays, especially in the case of the –0 h and +0 h treatments in which the stigmas were washed immediately before or after hand-pollination. However, the –8, 2, 4, 8, and 12 h treatments did not show significant differences from the non-treated control. On the other hand, the laboratory experiments showed that all washing treatments reduced the number of germinated pollen grains retained on the stigma, and the immersion treatments at –30, –0, +0, or 30 min as well as the additional ISPIS treatment, showed significant differences from the non-treated controls in the numbers of pollen grains retained on the stigmas. In conclusion, the results showed that adhesion of pollen grains to the stigmas in loquat was rapid and strong, and that the simulated rain treatment was not able to wash-off pollen grains completely from the stigma surface, except in the –0 h and +0 h treatments.     

杏品种授粉生物学研究

以红丰、新世纪等11个杏品种及特新一号等4个新品系为试材,对自交与杂交亲和性、花粉管形态及花粉、花柱氨基酸组分进行了研究,旨在为杏生产和进一步研究提供科学依据。结果表明:(1)按照白花授粉坐果率≥6％为自交亲和这个标准,红丰、新世纪等10个品种为自交不亲和品种(SI),而特新一号等4个新品系是自交亲和的(SC);(2)选自同一杂交组合不同姊妹系的红丰与新世纪杏品种相互授粉坐果率仅为0~0.73％,属于杂交不亲和;(3)不同品种间相互授粉的坐果率差异很大,据此筛选出特早红、红玉杏及凯特等品种是红丰杏适宜的授粉品种;而新世纪用骆驼黄及金太阳等品种授粉的坐果率最高;(4)自交不亲和组合在授粉后72 h花粉管到达花柱3／4处,末端膨大,停止生长,而自交亲和组合的花粉管可以继续生长,并在授粉后96 h进入子房;(5)自交不亲和品种(系)与自交亲和品种(系)花粉的17种氨基酸含量并无显著差异,而花柱氨基酸的组分与花粉氨基酸组分有所不同,其中自交不亲和品种(系)酪氨酸、苏氨酸、甲硫氨酸和精氨酸含量明显高于自交亲和品种(系),差异显著或极显著。     

甘蓝柱头蛋白质双向电泳体系的建立

蛋白质提取方法和电泳条件是蛋白质组学研究中双向电泳的关键。为建立适合甘蓝柱头总蛋白质的双向电泳体系,本试验以甘蓝柱头为材料,采用改良TCA/丙酮沉淀法提取柱头总蛋白质,通过对IPG胶条、上样量、聚焦程序、SDS-PAGE胶浓度等的优化,建立了甘蓝柱头总蛋白质双向电泳体系,即选用长17 cm、pH 3～10 NL的IPG胶条,上样量150 μg,按照聚焦程序Ⅰ进行等电聚焦,第二向SDS-PAGE胶浓度选用12%,得到了分辨率高、重复性好的双向电泳图片。     

基于SRK基因序列分析的甘蓝自交不亲和系单倍型鉴定及验证

根据甘蓝自交不亲和性雌蕊决定因子SRK基因保守序列设计简并引物,克隆23份甘蓝自交不亲和系SRK基因并测序。利用NCBI数据库进行克隆序列的Blast比较以及序列之间的相似性分析,初步确定23份甘蓝自交不亲和系分属于SRK3、SRK7、SRK8、SRK16、SRK28、SRK36、SRK45、SRK46、SRK58、SRK68等10种S单倍型。其中有5份甘蓝自交不亲和系属于SRK36单倍型,占参试自交不亲和系的22%;SRK7、SRK16和SRK58单倍型均只有1份甘蓝自交不亲和系。进一步对不同自交不亲和系之间花期杂交后花粉萌发及花粉管伸长情况进行荧光显微观察,并对20个杂交组合的花期杂交亲和指数进行调查分析,结果表明根据SRK基因序列所确定的相同S单倍型自交不亲和系之间花期授粉表现为不亲和,花粉在柱头上萌发受阻,花期亲和指数低;而不同S单倍型自交不亲和系之间花期授粉表现高度亲和,花粉管伸入雌蕊正常,花期亲和指数高。表明基于SRK基因序列分析确定甘蓝自交不亲和系所属单倍型是一种简单而可靠的快速鉴定方法,有利于育种时有针对性地设计甘蓝自交不亲和系杂交组合配制,从而提高育种效率。     

宿根补血草种间杂交育种研究

研究了宿根性阔叶补血草（ＬｉｍｏｎｉｕｍｌａｔｉｆｏｌｉｕｍＯ．Ｋｕｎｔｚｅ）和里海补血草（Ｌ．ｃａｓｐｉｕｍＧｏｕａｎ）各植株间花粉和柱头的异型性，采用异型授粉方法进行种间杂交，克服了同型杂交不孕的困难，获得了种间杂种。通过染色体组型分析确认了杂种的真实性。入选的里海补血草×阔叶补血草杂种Ｆ１４号株性状优良，可通过组培繁殖形成无性系，作为补血草新类型推广。试验也为我国补血草野生资源的开发利用提供杂交育种技术参考     

白及的花部特征与繁育系统

 通过野外观察、授粉特性分析、杂交指数估算及人工控制授粉试验等方法对白及野生居群的花部特征和繁育系统进行了研究。结果表明：在自然条件下,白及4-5月开花,群体花期约44 d,群体盛花期约12 d,集中在4月29日-5月10日,单株花期11 ~ 27 d,单花花期6 ~ 8 d。总状花序上具两性花3 ~ 11朵。在花朵开放的整个过程中,花药始终高于柱头且两者之间存在隔离。花粉成熟时由粘性物质聚结成团,无法散落至柱头。开花后3 d 内花粉活力和柱头可授性均较高。白及杂交指数为4。无论去雄与否,套袋后的花均不结实,说明其不能进行自然的自花授粉和无融合生殖。白及人工自花授粉、同株异花授粉和异株授粉的结实率分别为93.33%、90.00%和93.33%,自然条件下的结实率为5.26%。花粉成熟时由粘性物质聚结成团和缺乏有效的传粉媒介可能是白及自然条件下结实率低的主要原因。