10 个山茶岛屿天然居群的遗传多样性分析

 采用ISSR 分子标记对舟山群岛、长门岩岛、鹿儿岛、四国岛和五岛的10 个山茶（Camellia japonica）居群的遗传多样性和分化程度进行分析。20 条随机引物扩增出210 个可分析位点,多态性百分比（PPL）为90%。试验结果显示,山茶居群水平的Nei’s 基因多样性指数为0.2732,Shannon 信息多态性指数为0.4003,表明其具有较高的遗传多样性。鹿儿岛、四国岛和五岛的居群相对于舟山群岛和长门岩岛居群而言,遗传多样性水平更高。10 个居群间遗传分化系数Gst = 0.2028;地理距离与遗传距离之间具有显著相关性（r = 0.9081,P < 0.05）,表明岛屿地理隔离对山茶居群间的遗传分化具有重要影响。UPGMA 聚类显示了居群间的亲缘关系,同岛内居群间亲缘关系更近,长门岩岛居群与舟山群岛居群亲缘关系近于和鹿儿岛、四国岛以及五岛居群间的亲缘关系。     

4组形态相似川茶花品种的分子鉴别

采用ISSR分子标记,对重庆南山植物园中花色、花型十分相似的4组10个川茶花品种进行分子鉴别。从23条引物中筛选出5条谱带清晰、重复性好的引物用于PCR扩增,共获得72条谱带,其中64条谱带呈现多态性,多态位点百分率为88.89%。利用5条引物所建立的DNA指纹图谱显示,第Ⅰ组的氅盔和吊金钟是2个独立的品种;第Ⅱ组的胭脂莲、胭脂鳞和鱼鳞甲是3个独立的品种;第Ⅲ组的泸州大红和泸州二红也是2个不同的品种;第Ⅳ组的红佛鼎与紫金冠、似紫冠可以区分,但后两者难以区分,很可能就是同一个品种。     

重瓣茶花‘红十八学士’MADS-box家族B-function基因序列分析与原核表达

对山茶重瓣花‘红十八学士’(Camellia japonica‘Hong Shibaxueshi’)中的4个B类功能基因构建了系统进化树,预测了其蛋白结构,并构建了相应的原核表达载体.生物信息学分析结果表明:4个基因分属3个亚家族,其中CjHGLO1和CjHGLO2属PI亚家族,CjHTM6属TM6-1ike亚家族,CjHDEF属AP3亚家族;4个基因的编码蛋白均为不稳定蛋白,均无信号肽存在;其蛋白二、三级结构均以α-螺旋为主,其次是无规则卷曲,然后以延伸链三种构象形式存在;分析的特定位点中磷酸化位点数量最多,尤其是蛋白激酶C磷酸化位点最多.原核表达实验结果显示:当IPTG浓度在0.2 mmol/L、30℃、经1h诱导CjHGL01蛋白可获表达;当IPTG浓度在0.1 mmol/L、30℃、诱导1.5 h CjHGLO2蛋白可获表达;当IPTG浓度在0.5 mmol/L、16℃、过夜(＞16 h)诱导CjHDEF蛋白可获表达;当IPTG浓度在0.3 mmol/L、20℃、诱导5 h CjHTM6蛋白可获表达.这些研究为山茶B-function基因的更深入研究奠定了基础.     

20个茶花品种遗传关系的ISSR分析

采用ISSR分子标记技术对茶花品种群中有代表性的20个国内外茶花品种进行了品种间遗传关系的分析.从60对随机扩增引物中筛选出了21对扩增带型清晰及重复性好的引物序列,共扩增出153条带,其中146条呈现多态性,多态性条带比例为95.4%;Nei's基因多样性指数介于0.40～0.48,Shannon信息指数在0.57～0.67,基因分化系数介于0.5～0.7,基因流值介于0.2～0.5,遗传相似系数介于0.50～0.74,平均为0.63.参试的20个茶花栽培品种间遗传差异相对比较窄;结合花型形态学特征与UPGMA聚类分析结果,可将20个茶花品种分为2个大类群.此外,结果显示:ISSR分子标记适用于分析山茶品种间遗传多样性和亲缘关系.     

过量表达杜鹃红山茶CaAPX1的烟草耐热性提高

根据山茶(Camellia japonica)同源序列设计特异性引物,利用同源克隆和3′,5′-RACE技术,从杜鹃红山茶(C.azalea)嫩叶组织中克隆出抗坏血酸过氧化物酶(ascorbate peroxidase,APX)基因,命名为CaAPX1(Gen Bank登录号:KP635267),基因全长1 097 bp,开放阅读框753 bp,编码250个氨基酸。实时荧光定量分析发现,CaAPX1在4种不同的山茶中均得到表达,其中较耐热的微花连蕊茶(C.minutiflora)表达量最高,其次是中等耐热的杜鹃红山茶和‘耐冬’山茶(C.japonica‘Naidong’),最低的为耐热性较差的‘恨天高’云南山茶(C.reticulata‘Hentiangao’)。结果表明该基因的表达量高低与测试物种的耐热性有关。CaAPX1在杜鹃红山茶4种组织中均得到表达,表达量由高到低依次为:叶片、花蕾、种胚、花芽,其中叶片表达量高达其他组织的1.29~4.26倍。CaAPX1转基因烟草分析表明,过量表达CaAPX1后,APX酶活性提高了2.58~3.81倍,抗坏血酸(Ascorbate,AsA)含量也提高了2.67~3.56倍,并且转基因烟草植株及其种子的耐热能力也提高。     

慈溪茄科草本野生植物资源利用价值研究

据调查研究,浙江慈溪共有茄科草本野生植物5属7种。浆果类6种,蒴果类1种;成熟果实可鲜食者2种,嫩茎叶或果实可作野菜者3种;7种全部具有药用价值和观赏价值,其中,龙葵、千年不烂心和白英3种的全草有抗癌功效。并对开发利用作了简评。     

杜鹃花品种间杂交F1代主要形态性状变异

采用形态性状离散特征描述、Pearson相关性分析等统计学方法,对杜鹃花(Rhododendron spp.)品种'紫鹤'与'红苹果'、'白鹤'与'粉红泡泡'、'紫波'与'麒麟'3组杂交组合的亲本及杂交F1子代的9个形态性状变异趋势进行了统计和分析.结果 表明:9个性状的平均变异系数为10.48％～ 38.65％.花色、花冠类型、花瓣形状、花梗长度的平均变异系数均在15％以上,显示这些性状在F1群体中存在广泛的遗传变异;数量性状的平均杂种优势指数为89.29％～136.68％,花梗长度具有明显杂种优势,叶长和叶宽出现不同程度的退化现象,但不同组合杂种优势指数略有不同;通过数量性状的相关性分析发现,有多对性状的相关性达到极显著水平(P＜0.01)和显著水平(P＜0.05).综上表明,杜鹃花杂交F1代各形态性状分离广泛,具有丰富的变异性,不同杂交组合的杂种优势略有不同,生殖生长和营养生长具有一定相关性,可利用这种相关性根据育种目标对所需性状进行早期定向选择,缩短育种进程.     

岛屿地理隔离对山茶种群遗传结构的影响

利用简单重复序列间扩增(ISSR)分子标记对分布于我国浙江和山东的8个山茶种群共240个个体进行了遗传结构分析。结果表明:筛选出的20条引物扩增得到210条清晰条带,其中184条为多态性条带,多态位点百分率(PPB)为87.62%。经POPGENE1.32软件分析,山茶种群平均多态位点百分率(PPB)为68.99%,Nei’s基因多样性指数(HE)为0.256 9,Shannon信息指数(H)为0.377 9,种群遗传多样性较高。基因分化系数Gst=0.182 9,表明遗传变异主要存在于种群内个体间。地理距离与遗传距离具有显著相关性(r=0.856 7,P<0.05),岛屿地理隔离对山茶种群的遗传分化具有重要影响。UPGMA聚类表明:浙江5个山茶种群间的遗传相似度较高,山东青岛的植物园种群和五四广场种群可能移植自长门岩岛。我国野生山茶资源受人为破坏严重,建议在加强现有岛屿自然种群就地保护力度的同时,建立山茶种质资源库,促进基因交流。     

红叶山茶品种花青素苷相关基因表达水平及代谢产物分析

[目的]通过对花青素苷相关合成基因的表达水平和代谢产物的分析,系统地阐明‘金华美女’叶色变异与基因表达的关系。[方法]以‘金华美女’为材料,‘贝拉大玫瑰’、杜鹃红山茶和红山茶为参照组,使用NCBI Primer Designing Tool设计山茶DFR、ANS、LAR、ANR和UFGT基因的荧光定量引物,使用实时荧光定量PCR仪测定这5个基因在叶片4个发育时期的表达量;采用高效液相色谱仪测定对应时期的多酚合成途径的主要次生代谢产物(儿茶素、表儿茶素),以及花青素苷合成途径的主要代谢产物矢车菊素-3-O-葡萄糖苷的含量。[结果]表明:(1)在4个时期中,红叶品种叶片中DFR基因表达量与对照组差异不显著,ANS、LAR、ANR和UFGT基因在4个时期的表达量与对照组存在显著差异,这说明‘金华美女’类黄酮代谢途径相关基因在表达水平上发生了改变;(2)‘金华美女’叶片中多酚含量明显低于对照组,其中,表儿茶素含量仅为0.04 0.21 mg·g-1,这说明在生理水平上,‘金华美女’叶片中多酚合成途径可能受阻;(3)‘金华美女’叶片中矢车菊素-3-O-葡萄糖苷含量达1.2 1.4 mg·g-1,4个生长阶段均显著高于对照组,这说明‘金华美女’叶片具备持续合成花青素苷的能力。[结论]根据试验结果,推断‘金华美女’叶色变异的主要原因可能是由于花青素还原酶基因的表达水平受到了抑制,降低了矢车菊素催化成表儿茶素的效率,使叶片类黄酮代谢途径中以多酚为主的合成方向转向花青素苷合成方向。     

完全重瓣型山茶花品种‘红十八学士’CjHTM6基因cDNA的克隆与分析

为研究山茶重瓣性状形成分子机理,采用RACE技术从完全重瓣型山茶花品种‘红十八学士’中克隆TM6基因全长cDNA,再利用生物信息学和Real-time PCR技术对其进行分析。结果表明:该基因cDNA全长729 bp,命名为CjHTM6,有一个完整的开放阅读框(627 bp),编码208个氨基酸,蛋白质分子量24.31 ku,理论等电点为9.53,不稳定系数达44.07;编码蛋白为MADS-box蛋白,其预测的二级结构和三级结构主要以α-螺旋为主,其次为无规卷曲,延伸链所占比重最小;与单瓣花型短柄山茶至少有4个氨基酸差异。定量分析结果表明,CjHTM6基因在花中各部均有表达,其中在花心的花瓣中表达量最高,而在苞片中表达量最低。初步表明,CjHTM6基因在山茶重瓣花形成中起重要作用。