葡萄种质资源花穗形状分类标准的建立及其动态发育过程分析

【目的】葡萄是重要的经济果树,果穗形状会影响其经济价值。本研究跟踪调查255份葡萄种质资源的果穗发育过程,建立新的花序形状并完善果穗形状分类标准,为葡萄生产提供理论支撑。【方法】田间跟踪调查255份葡萄种质资源的花穗长宽发育情况,在开花期、果实膨大期以及果实成熟期3个关键时期测量主穗长宽、小穗长宽、小穗角度、果粒横纵径、果粒重以及果柄长,分析果穗形状动态发育过程中各指标变化规律。【结果】基于255份葡萄种质资源的田间调查结果,将花序与果穗形状分为长圆锥、短圆锥、长圆柱、短圆柱并建立新的花序与果穗形状分类标准。调查发现,在葡萄花序发育过程中,52.55%的花序会发生形状变化,以长圆柱花序居多,大多发育为短圆柱果穗。因此,果穗形状形成类型有16种。对葡萄穗长穗宽的分析发现,长圆锥花序在发育过程中具有较高的“稳定性”,对于短圆锥、长圆柱、短圆柱花序而言,穗长对形状影响更大,进一步探究发现小穗长/宽以及小穗角度尤其是上部小穗的长宽与角度是影响花穗形状外缘的主要因素。【结论】本研究将花序与果穗形状分为长圆锥、短圆锥、长圆柱、短圆柱4种,提出了一个花序、果穗的形状分类标准的计算方法,同时对调查数据进行了实际计算与分类。一半以上葡萄花序的形状会发生变化,圆锥花序的形状较稳定。穗长、穗宽、小穗长宽及小穗角度对穗形影响较大,分别表现在影响形状的长宽和外缘,尤其是上部小穗的长宽与角度是影响柱锥判断的最主要原因。小穗角度的变化会影响小穗反映在形状上的有效长度。本研究进一步提出了基于花穗形状的整形修剪方法,可为葡萄的整形修剪提供理论基础。     

利用双杂合位点标记资料构建芒果遗传图谱

为了建立芒果 (MangiferaindicaL )的分子标记遗传图 ,用 15对AFLP (AmplifiedFragmentLengthPolymorphism)引物组合扩增了芒果品种间杂交组合 (Keitt×Tommy Atkins)的 6 0个F1单株 ,获得了 191个多态性位点。它们的分离表现为双杂合 (Aa×Aa)和测交 (Aa×aa)分离两种类型 ,但前者占了 5 9 7%。为了充分利用双杂合位点分离所提供的遗传信息 ,我们根据群体中任意两个双杂合位点隐性个体出现的数目 ,利用二项式分布概率理论推断它们是否连锁以及它们彼此间的相引或相斥关系。在该芒果群体呈 3:1分离的 81个多态性标记中 ,39个被分为 14组 ,以此为基础构建了 15个连锁群 ;这些连锁群共覆盖了 35 4 1cM的芒果基因组。其中 ,最小与最大遗传距离分别为 3 7cM和 2 8 9cM。此外 ,对 18个 1∶1分离类型的标记 ,直接利用Mapmaker作图软件构建了两个芒果连锁群。本文对所提出的利用双杂合位点构建果树遗传图谱的策略进行了讨论。     

利用GenBank中大量葡萄EST序列分离有效基因的电子表达分析平台

 【目的】充分利用GenBank上的大量葡萄EST序列,建立本地化基因电子表达分析平台,实现基因表达模式的大规模快速分析。【方法】利用生物信息学方法对GenBank上的362 193条葡萄EST序列进行本地化及后续处理,建立电子分析平台,并通过RT-PCR技术对其电子分析准确性进行验证。【结果】建立了包含叶、花等11个组织类别和GA3等5个胁迫类型的基因电子表达分析平台。通过VvAG、VvCHS、VvF3H、VvLDOX等4个葡萄基因的RT-PCR和电子表达分析结果比较发现,平台预测效率较高,在预测EST来源数较多的果实、花序、花组织的表达效果较好,而对叶等EST来源较少的组织的预测效果需结合试验判断。随着dbEST库中源于葡萄各组织EST序列数量的大量增加,平台的预测效果将更加符合基因表达的实际情况。【结论】葡萄基因电子表达分析平台预测效率较高,为葡萄基因大规模快速表达分析以及重要相关信息的挖掘提供了很好的分析工具。     

杏EST-SSR标记的开发

 利用MISA软件对NCBI上杏的15 387条EST序列进行SSR位点查找,发掘出含有SSR位点的序列1 073条,共有1 353个SSR位点,候选SSR位点出现的频率为8.79%。二核苷酸、三核苷酸和四核苷酸重复是最主要的重复类型,分别占23.50%、38.80%和23.43%。设计了50对EST-SSR引物并进行PCR扩增,发现40对引物能扩增出理想的PCR 产物,其中有25对引物能够扩增出多态性带。随机对7对引物的部分杏扩增片段进行了测序分析,发现有57.1%的片段具有相应的SSR位点,对梅DNA指纹中部分谱带的测序结果也证明是杏扩增出的相应的SSR位点。根据推算,从杏EST中开发SSR标记的开发效率为3.98%。进一步选用20对扩增效果最好的引物对24个杏品种,16个花梅品种以及8个果梅品种进行DNA指纹构建与遗传多样性分析,结果表明,来源于杏的EST-SSR引物在梅中有很高的通用性,杏和梅是遗传差异明显的两种植物,果梅与花梅在遗传上是不能分为两类的同种植物。     

红壤中低产桃园改造关键技术的研究

红壤中低产桃园改造关键技术的研究张谷雄，房经贵，丁华新，徐林华，饶辉茂，吴华清（南京农业大学园艺系２１００１４）（江西省临川县引进外资项目办公室）试验基地设在临川县小华山，低丘红壤，采样土壤深度０～４０ｃｍ，ｐＨ４．６１～５．３２，有机质含量０．９５...     

组织培养条件下苹果Ty1-copia类逆转座子的转录活性(英文)

研究了苹果基因组中Ty1-copia类逆转座子的转录活性、多样性及其甲基化水平。在培养基MS+2,4-D2mg/L+BA0.2mg/L+NAA0.5mg/L上诱导了1个月的愈伤组织中用RT-PCR方法检测到了270bp的目的条带,而对照、继代组培苗和不含2,4-D的愈伤中均没有目的条带的扩增,说明一定浓度的2,4-D可以诱导苹果中Ty1-copia类逆转座子的表达活性。将目的条带回收、克隆和测序后进行分析:所克隆的21条序列虽都为Ty1-copia类逆转座子逆转录酶保守序列,但存在很大的异质性,21个克隆的核甘酸序列变化范围为196-290bp;翻译成氨基酸后存在缺失、插入、移框和终止密码子突变,7个克隆在氨基酸保守序列‘SLYGLKQ’处有1-2氨基酸位点的突变,说明这些序列对应的逆转录酶多数可能已失去了其原有功能。将21条序列进行聚类分析,除ART20外,其它克隆可聚为3类,并分别与GenBank上某些物种的相应序列同源性很高,表明在不同物种间可能存在逆转座子的横向传递作用。甲基化试验表明苹果基因组内Ty1-copia类逆转座子甲基化水平高。这些都表明Ty1-copia类逆转座子对苹果基因型的多样性及基因组的进化具有重要意义。     

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。     

葡萄microRNA156b和microRNA172c及其靶基因在冬芽二次成花过程中的表达特性研究

利用半定量RT-PCR与实时荧光定量RT-PCR(qRT-PCR)技术检测‘藤稔’葡萄microRNA156b(Vv-miR156b)和microRNA172c(Vv-miR172c)及其靶基因(Vv-SPL9和Vv-AP2)在摘心处理(5月14日、5月20日、5月28日)后不同发育时期冬芽中的表达情况,并利用RLM-5’-RACE验证了miRNAs作用其靶基因的方式。结果表明:仅5月28日摘心处理的冬芽能够进行花芽分化并形成花序,而其他处理及对照未能花芽分化。2种RT-PCR检测结果基本一致,5月28日摘心处理的2条miRNAs表达水平明显下降,且花序中有最低表达。相应的靶基因在冬芽二次成花过程中的表达水平呈现出与其miRNAs相反的变化趋势。RLM-5’-RACE结果显示,2条miRNAs介导靶基因裂解,裂解位点均在miRNAs 5’端的第10和11位碱基之间。表明microRNA156b和microRNA172c通过介导相应靶基因的裂解调控其靶基因的表达,从而影响葡萄冬芽的二次成花。     

vvi-miR160s介导VvARF18应答赤霉素调控葡萄种子的发育

【目的】研究vvi-miR160家族（vvi-miR160s）及其靶基因在‘魏可’葡萄种子发育过程中的作用,探究其应答赤霉素（GA）调控葡萄果实无核的潜在机理。【方法】采用miR-RACE、生物信息学分析、RT-qPCR、RLM-RACE等方法,鉴定vvi-miR160家族成员及其靶基因,分析vvi-miR160s及其靶基因应答GA的时空表达模式及其潜在功能。【结果】花前GA处理强烈抑制‘魏可’葡萄胚珠及种子发育,高效诱导其无核,且无核率达99.8%。克隆鉴定了VvMIR160s前体基因序列（501 bp）及成熟体序列,且它们在不同物种间具有较高的保守性;基于vvi-miR160s序列,预测到靶基因VvARF18,利用RLM-RACE技术检测到vvi-miR160s对VvARF18的裂解位点在第10和第11位之间,裂解频度9/17,证明VvARF18是vvi-miR160s的真实靶基因。该靶基因编码683个氨基酸,在398—411位存在核定位信号,且该蛋白亚细胞定位于细胞核上。VvARF18与其他物种间序列的同源保守性较高,基因结构相似,其中VvARF18蛋白与茶、烟草、梅花等物种亲缘关系较近。VvARF18启动子中包含4种作用元件,且含有较多激素相关元件。RT-qPCR结果显示,随着葡萄果实的发育,vvi-miR160c/d/e呈现‘V’形表达趋势,在硬核种子发育期表达较低,而VvARF18表现出与前者相反的表达趋势,在硬核种子发育期呈现高表达,表明vvi-miR160c/d/e对VvARF18负调控,但vvi-miR160a/b与VvARF18表达水平却不存在明显负相关。GA处理极显著地上调了vvi-miR160a/b在葡萄硬核种子发育期的表达,同时也显著抑制了VvARF18在同时期的表达,且它们的表达水平呈负相关,表明GA处理促进了vvi-miR160a/b对VvARF18的负调控作用;相反,GA减弱了vvi-miR160c/d/e对VvARF18的负调控作用。【结论】在vvi-miR160家族中,vvi-miR160c/d/e可能介导VvARF18在葡萄种子发育的特定阶段调控种子的发育形成,而vvi-miR160a/b可能主要介导VvARF18参与调控GA诱导葡萄种子败育的过程。     

植物谷胱甘肽应答非生物胁迫的分子机制

谷胱甘肽(GSH)是一种普遍存在于植物中的抗氧化剂,在维持组织抗氧化防御和调节氧化还原敏感信号转导中起着关键作用。深入研究GSH在非生物胁迫中的作用,对从分子水平揭示植物GSH积累的调控机制具有重要意义。本研究从植物GSH代谢途径及其相关酶、GSH在植物应激反应中的调节、GSH参与植物激素代谢等方面进行综述,并对谷胱甘肽在植物生长发育、与其它信号通路间交互作用的研究前景进行展望,以期为植物谷胱甘肽代谢以及其在非生物胁迫方面的研究提供一定的理论参考。