葡萄器官离体再生和遗传转化体系的建立

以‘森田尼无核’为试材,研究了生长调节物质、外植体类型、抑菌素等主要因素对葡萄离体不定芽再生和转化效率的影响,建立和优化了葡萄的再生和转化体系。结果表明：相对于BA和KT,细胞分裂素TDZ无论单独使用还是与生长素配合使用均可使葡萄不定芽再生频率达到最高;在MS + TDZ 2.0 mg·L^-1 、MS + TDZ 4.0 mg·L^-1 或MS + TDZ 4.0 mg·L^-1 + IAA0.1 mg·L^-1培养基上均可以较好地诱导森田尼无核葡萄再生不定芽,再生频率分别为37.4%,40.2%和50.0%;叶盘、茎段和叶柄都可以诱导再生不定芽,在同一种培养上再生频率有差异,但差异不大;采用根癌农杆菌介导的叶盘法转化葡萄时,卡那霉素抗性筛选浓度为20 mg·L^-1;抑菌抗生素使用头胞霉素适宜浓度为400 mg·L^-1,而使用羧苄青霉素时以300 mg·L^-1最佳;获得转化芽45个,部分株系用PCR和Southern 杂交证实,外源基因已整合在葡萄基因组DNA上。     

生物活性素对富士苹果园土壤氮素利用及苹果生长发育的影响

为提高苹果生产中肥料利用效率以及解决大量施肥造成树体旺长、不易成花和果品品质下降的问题，本研究利用自制的生物活性素复合制剂，于2017—2019年在陕西省延安市选择正常管理下的4个不同树龄的红富士果园，采用常规施肥(对照)和增施生物活性素处理，从土壤理化性状、树体生长发育和果实品质等方面，去探究生物活性素对果园氮素利用及红富士苹果生长发育的影响。结果表明:1)经生物活性素处理后，土壤全氮含量提高4.69%~51.35%，其中幼龄树果园中提高效果更为明显；2)处理后幼龄树的花芽数量连年增加，平均增加58.42%，成花树的比例平均提高22%；3)4个参试果园中果实产量均有提高，果实香气普遍提高；4)肥料偏生产力在3个果园中平均提高11.32%，总体呈增加趋势。施用生物活性素，对幼龄树可促进早花早果，对成龄树有一定增产提质的作用。综合来看，生物活性素的施用是黄土高原地区红富士苹果高效利用肥料及高产优质生产的有效措施。     

小金海棠ferritin基因的克隆和表达分析

本试验从小金海棠(Malus xiaojinensisensis)中克隆得到2个具有 CDS全长的ferritin基因(1182bp和940bp)和4个具有CDS片段的ferritin基因(934bp、594bp、1070bp和834bp)。序列分析表明它们均具有真核生物铁蛋白保守区(Euk_Ferritin)这一典型的植物铁蛋白结构特征。预测蛋白质相对分子量在21.58kDa和34.32kDa之间。进化树分析表明小金海棠的ferritin基因与梨的ferritin基因在同一进化分支上。根据qPCR和半定量RT-PCR结果,可将小金海棠ferritin基因的时间表达模式划分为早期表达型(MxFer1)、晚期表达型(MxFer2)、组成表达型(MxFer6)和波动表达型(MxFer3-5);就组织部位而言,MxFer1的表达具有组织特异性,只在叶中特异表达,而MxFer2-6在根和叶中均有表达。     

小金海棠质膜H+-ATPase基因(MxHA2)的克隆及功能分析

植物质膜H+-ATPase能把质子泵出根外酸化土壤,增加铁的溶解度,利于植物对铁的吸收.小金海棠是一个苹果铁高效基因型砧木,为研究质膜H+-ATPase在小金海棠铁吸收过程中的功能,本研究通过同源克隆的方法从小金海棠(Malus xiaojinensis)中克隆到了一条全长2865 bp含有完整编码区的质膜H+-ATPase基因(MxHA2),编码954个氨基酸(GenBank登录号:JQ867095).系统进化分析结果表明MxHA2蛋白与碧桃(Prunus persica)的PPA2蛋白亲缘关系较近.基因枪法在洋葱(Allium cepa)表皮内进行亚细胞定位分析,结果表明,MxHA2与GFP的融合蛋白定位于细胞膜上.荧光定量PCR分析表明,缺铁胁迫后,MxHA2基因在根和叶中均有不同程度的增强.把MxHA2基因转化到酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)(BJ2168)后,转MxHA2的酿酒酵母H+-ATPase活性极显著增强,且缺铁处理后其生长量持续高于对照,表明该基因编码的蛋白具有H+-ATPase活性,其过量表达能提高酵母菌株的耐缺铁性.结果提示,MxHA2可能在小金海棠的耐缺铁胁迫过程中起重要作用,为进一步研究小金海棠的铁高效机理提供了依据,在果树耐缺铁分子育种上有重要的应用前景.     

胶东半岛苹果园重金属污染评价

对胶东半岛红富士苹果园土壤和果实的重金属镉(Cd)、铅(Pb)、铬(Cr)、砷(As)、铜(Cu)含量进行测定,采用Nemerow指数法对土壤重金属污染进行评价。结果表明:采样区土壤普遍存在镉轻度污染现象,铅、铬、砷、铜元素为安全等级,土壤综合污染程度均为轻污染;化工厂附近果园土壤砷含量高于其他采样区,果实样品各元素含量均符合无公害食品重金属含量标准;苹果园土壤中重金属含量与土壤有机质含量和果实重金属含量之间相关性均不明显。     

高通量SNP芯片在牛体外早期胚胎染色体质量鉴定中的初步应用

旨在基于高通量SNP芯片建立一种可评估牛早期胚胎染色体质量和生产性能的方法,为胚胎牛育种提供技术支撑。本研究通过胚胎切割技术分别对荷斯坦奶牛体内囊胚（n=27）、体外囊胚（n=21）、体外2细胞胚胎（n=6）和8细胞胚胎（n=5）进行切割取样并统计发育率,其中体内囊胚组分为1/2体内胚组（切取半个胚胎）和体内滋养层（trophoblast cells,TE）组（切取体内胚胎少量TE）,体外囊胚组、体外2和8细胞胚胎分别为体外TE组（切取体外胚胎少量TE）、体外2细胞（切取体外2细胞胚胎的1个卵裂球）和8细胞组（切取体外8细胞胚胎的1个卵裂球）。切割取样后进行全基因组扩增（whole-genome amplification,WGA）,对扩增成功且DNA量大于1 000 ng的样品进行SNP芯片检测,芯片检出率大于90%的进行生产性能评估,低于90%的进行染色体片段缺失分析和数据填充。结果显示：1）切割部分TE后,体内TE组剩余部分和体外TE组剩余部分继续培养24 h后的发育率分别为（94.4±5.6）%和（90.5±6.6）%,而1/2体内胚组剩余部分的发育率显著降低,仅为（22.2±14.7）%。2）1/2体内胚组和体外2细胞组扩增成功率为100%,而体内TE组、体外TE组和体外8细胞组扩增的成功率分别为（94.4±5.6）%、（76.2±9.5）%和（60.0±24.5）%;与1/2体内胚组相比,体内TE组和体外TE组经WGA后DNA量均显著下降（P < 0.05）,且体外TE组扩增后DNA量显著低于体内TE组（P<0.05）。3）相较于1/2体内胚组（91.2±1.6）%,体内TE组（76.7±15.2）%、体外TE组（74.3±9.6）%、体外2细胞组（76.1±6.9）%、体外8细胞组（61.2±19.0）%芯片检出率均显著下降（P<0.05）,且检出率均低于90%。4）以至少连续7个SNPs缺失作为染色体片段缺失筛选标准,体外TE组和体内TE组分别筛选到188个和388个染色体缺失片段,相应的缺失片段各包括46和48个基因;GO和KEGG富集分析结果显示,体外TE组缺失基因主要与细胞骨架和细胞分化相关,而体内TE组缺失基因则主要与细胞物质分泌和运输相关。5）在64 958个SNPs填充位点中52 334个SNPs填充位点的填充准确性（R²）在0.99～1之间且填充准确性为91%,说明填充的准确率较高,育种值估计显示,体外TE组生产性能低于体内TE组。综上,利用胚胎切割、单细胞基因组扩增和基因组芯片可在微创的前提下,实现对植入前早期胚胎染色体质量和生产性能的评估。同时,体内外胚胎染色体缺失片段对比分析发现体外发育过程中细胞骨架等基因异常表达可能是导致体外胚胎质量差的原因之一。     

发根农杆菌介导转化小金海棠的影响因素

为了研究发根农杆菌介导的小金海棠的遗传转化体系,采用农杆菌侵染的方法,对影响Ri质粒诱导小金海棠产生发状根的各种因素进行了研究,结果发现,Ri质粒转化小金海棠形成发状根的效率,受发根农杆菌种类、浓度、生理状态及小金海棠外植体的种类、外植体在菌液中的侵染时间、共培养时间、基本培养基等多种因素的影响,加入20mg/L AS对转化效率影响不大。采用稀释5倍的处于对数生长期的8196菌株,感染小金海棠无菌苗幼嫩叶片5-10min,在MS培养基上共培养2d后转入含卡那霉素10mg/L、头孢霉素250mg/L的1/4MS诱导培养基上培养一个月,发根诱导效率最高可达93.3%.随机选择50条诱导的发根进行GUS染色,结果发现有96%发根GUS染色呈阳性。对48条GUS阳性的发根进行PCR检测,其阳性率为100%。高效的发根诱导体系为发根的进一步再生及转入外源基因奠定了基础。     

小金海棠实生后代耐缺铁性状分离分析

【目的】采用直接鉴定的方法,对四倍体小金海棠(高耐缺铁,兼性无融合生殖)×山定子(不耐缺铁)杂交后代实生群体中杂种、重组型无融合生殖及非重组型无融合生殖等不同倍性的后代单株的耐缺铁性状进行评价,对筛选高耐缺铁新种质和培育抗缺铁砧木有重要的指导意义。【方法】通过观察叶片黄化情况以及测定铁含量和SPAD(土壤、作物分析仪器开发,Soil and Plant Analyzer Development)值,比较沙培-滴灌条件下小金海棠无融合生殖后代与小金海棠×山定子杂种后代的耐缺铁能力,并分析其分离情况。【结果】结果表明,小金海棠无融合生殖后代耐缺铁能力基本保持,但仍表现出与倍性相关的多样性分离;杂种后代耐缺铁能力不及无融合生殖后代,杂种后代中三倍体分离更广泛,出现耐缺铁后代比率更高;小金海棠耐缺铁性状为多基因控制的隐性性状。并筛选出若干优异的个体。【结论】小金海棠实生后代耐缺铁性状分离复杂,通过杂交育种得到兼有小金海棠与其他优良砧木品种优良性状的杂种可能性虽小却并非不可能。     

苹果矮化砧木致矮机理的研究进展

从解剖结构、光合作用和物质运输、激素代谢、遗传标记等4个方面对国内外在苹果矮化砧木致矮机制研究上的工作进行概括总结,并对近年来所取得的进展、尤其在分子层面对致矮性的解释进行简要评述,以期为苹果矮化砧木致矮机理的深入研究提供参考。     

环剥对小金海棠缺铁适应性反应的影响

利用环剥技术研究了液体培养下小金海棠根系缺铁适应性反应的变化情况,结果显示,缺铁条件下小金海棠表现出根际pH值降低及根系Fe3+还原酶活性升高等缺铁适应性反应,而环剥后小金海棠根系的缺铁适应性反应受到抑制,根际pH值与对照相比无显著差异,根系Fe3+还原酶活性也无显著升高。半根供铁植株环剥的试验结果显示,只对缺铁一侧进行环剥则缺铁侧根系无显著的根际酸化和还原酶活性增加等生理变化,但正常供铁一侧根际pH值从第2天开始降低,第6天达到最低。根系Fe3+还原酶活性在处理后第2天有所增加,第6天达到最高值。如对正常供铁一侧根系环剥,则正常供铁一侧根系无显著生理变化,缺铁一侧出现根际pH值降低及根系Fe3+还原酶活性升高等现象。