不同类型茎用芥菜核型分析

采用根尖染色体压片技术对茎瘤芥、笋子芥和抱子芥不同类型茎用芥菜的染色体核型进行分析,结果表明,茎瘤芥染色体数目为2n=2x=36,核型公式为2n=2x=2sm+34m;笋子芥染色体数目为2n=2x=36,核型公式为2n=2x=8sm+28m;抱子芥染色体数目为2n=2x=36,核型公式为2n=2x=12sm+24m。不同类型茎用芥菜没有出现染色体条数的变化,都属于小染色体,多数染色体为中部着丝点,都属于2B型;仅在染色体长度、着丝点位置、核不对称系数等核型组成上出现了细微的差异,说明不同类型茎用芥菜间具有相似的遗传特性。核不对称系数依次为笋子芥茎瘤芥抱子芥,据此推测抱子芥和茎瘤芥可能是由笋子芥进化而来,属于笋子芥的变种。     

利用Waxy基因检测不同玉米地方品种的遗传差异

为了解我国西南地区不同玉米品种间的遗传多样性,对5份玉米地方品种的Waxy基因部分编码区核苷酸序列进行克隆、测序及序列比对。结果表明,所选材料的Waxy基因序列长度约为1 370 bp,一致性为96.60%,大于3 bp的插入/缺失有8个。不同地方品种材料间的遗传相似系数在98.7%~99.6%之间,平均遗传相似系数为99.2%,根据聚类图将供试材料分为4类。说明Waxy基因具有较高的保守性,所选材料间存在一定的遗传多样性,利用Waxy基因序列可以将不同的玉米地方品种区分开来。Waxy基因序列可作为一种理想的分子标记,用于今后玉米地方品种的研究。     

西南地区玉米地方品种B染色体多态性分析

【目的】分析B染色体形态及数量多态性,从细胞水平评价西南地区玉米地方品种的遗传多样性,为中国玉米引进途径提供佐证。【方法】以来自西南地区四川、重庆、云南和贵州4省（市）的30个玉米地方品种群体为材料,各品种群体取50个单株,各单株统计镜检10个细胞,共统计镜检15 000（30 × 50 × 10）个细胞,在光学显微镜下进行B染色体细胞学鉴定;各品种群体取10个单株,制作10张染色体制片,采用改良的Giemsa染色法进行染色体C-带显带分析。【结果】细胞学鉴定结果表明,除10对常染色体外,西南地区玉米地方品种还存在3类形态的B染色体：中间着丝点B染色体（B_M）、近端着丝点B染色体（B_ST）和呈点状的微小B染色体（B_S）,B_M形态上与玉米的第1染色体相似,B_ST与B_M大小相近,B_S呈圆点状,无可见着丝点。在来自四川的7个玉米地方品种群体中检测到B_M、B_ST和B_S3类B染色体,在重庆玉米地方品种群体中检测到B_M和B_ST、B_ST和B_S存在于云南玉米地方品种群体,而在来自贵州的9个玉米地方品种群体中仅检测到1类B染色体（B_ST）。B_M、B_ST和B_S的平均长度分别为2.82、2.78和0.9 µm,与第1常染色体比较,它们的平均相对长度分别为43%、45%和15%,相对长度变幅分别为34%-52%、32%-58%和13%-18%,B_M、B_ST和B_S的平均臂比分别为1.19、1.98和1.00。在供试的30个品种群体中有18个含B染色体,分别有7个、5个、4个和2个来自四川、重庆、云南和贵州,在含B染色体的18个群体中有421个单株含B染色体,421个单株中共存在487条B染色体,具有B染色体植株的频率变幅为0-90%,平均频率为29.6%,四川玉米地方品种在群体和个体水平上表现较高的B染色体频率。细胞内B染色体数最多2个,绝大多数细胞不含B染色体,0B类、1B类和2B类细胞的平均频率分别为97.04%、2.81%和0.15%。B_ST是玉米地方品种B染色体的主要类型,占B染色体总数的比率为67%,其次是B_M（19%）,B_S比率最低（14%）,表明B_ST是原始的B染色体,B_M和B_S是B_ST的变异类型,B_M和B_S在较小的时间和空间尺度上形成与演化。Giemsa染色显示,B_M和B_ST富含GC、高度异染色质化,在染色体结构上二者共享部分同源DNA序列,形态上与A染色体区别明显。0B类、1B类和2B类细胞A染色体平均C-带数变幅分别为11.0-20.6、10.8-19.4和10.5-18.6,玉米地方品种B染色体数与A染色体C-带数负相关。【结论】西南地区玉米地方品种在细胞水平上表现较高的遗传多样性,其B染色体具有形态和数量多态性,由B染色体分布所决定的西南地区玉米地方品种的地理中心是四川省。     

混种鬼针草属植物对葡萄幼苗生长及镉积累的影响

【目的】研究混种鬼针草属植物对葡萄幼苗生长及镉积累的影响,以期筛选出能显著降低葡萄幼苗镉含量的鬼针草属植物。【方法】采用盆栽试验,研究了镉胁迫下,混种婆婆针(Bidens bipinnata L.)、三叶鬼针草(Bidens pilosa L.)、小花鬼针草(Bidens parviflora Willd.)、金盏银盘(Bidens biternata Merr.et Scherff.)4种鬼针草属植物对葡萄幼苗生长及镉积累情况的影响。【结果】混种4种鬼针草属植物均降低了葡萄幼苗的生物量、光合色素(叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素和类胡萝卜素)含量及与金盏银盘混种的葡萄幼苗CAT活性,但提高了混种的葡萄幼苗SOD活性。混种4种鬼针草属植物使得葡萄幼苗根系及地上部分的镉含量均低于单种,其中与三叶鬼针草混种的葡萄幼苗镉含量最低,其根系及地上部分镉含量分别较单种降低了50.72%和92.21%。对于土壤有效态镉含量,除了金盏银盘与葡萄混种外,其余3种混种处理后的土壤有效态镉含量均低于单种,其中三叶鬼针草混种葡萄后的土壤有效态镉含量最低,较单种降低了4.84%。【结论】4种鬼针草属植物均可降低葡萄幼苗的镉含量,可应用于葡萄园镉污染土壤的修复,其中最佳材料是三叶鬼针草。     

施用富集植物秸秆对水田芥生长及镉积累的影响

【目的】研究陆生富集植物秸秆对水生富集植物的镉积累影响。【方法】采用盆栽试验,通过向土壤中施用4种陆生镉富集植物(白三叶、旱莲草、小飞蓬和繁缕)秸秆,研究在镉胁迫条件下,施用富集植物秸秆对挺水镉富集植物水田芥生长以及镉积累的影响。【结果】施用4种镉富集植物均提高了水田芥茎秆、叶片和地上部分生物量。与未施用相比,施用富集植物秸秆均提高了水田芥叶片的抗氧化酶活性,增加水田芥叶片的可溶性蛋白含量。施用白三叶、旱莲草、小飞蓬秸秆均降低了水田芥茎秆、叶片与地上部分的镉含量,只有施用繁缕秸秆增加了水田芥茎秆、叶片和地上部分镉含量,较未施用分别增加了40.57%、13.76%和25.44%。施用旱莲草秸秆与施用繁缕秸秆的水田芥茎秆、叶片和地上部分镉积累量增加,其中施用繁缕秸秆比未施用分别增加了53.70%、21.19%和35.62%。施用繁缕秸秆提高了土壤酶(过氧化氢酶、脲酶和蔗糖酶)活性,而其他3种处理则降低了土壤酶活性。【结论】施用繁缕秸秆能够增加水田芥对镉的积累,提高水田芥对镉污染土壤的修复能力。     

不同肉质颜色萝卜ANS基因表达差异分析

为了解不同肉质颜色萝卜ANS基因的表达量与萝卜色素含量的关系,以16份不同肉质颜色萝卜为材料,采用荧光定量PCR法检测cDNA样本中的ANS基因表达量,同时测定萝卜肉质根的色素含量,分析萝卜色素含量与ANS基因表达量的相关关系。结果表明,16份不同肉质颜色萝卜间色素含量存在极显著差异(F=114.294 0,P=0.000 1)。其中,红皮红心萝卜肉质根色素含量(23.80‰)显著高于白皮白心萝卜色素含量(0.10‰);16份不同肉质颜色萝卜ANS基因表达量也存在极显著差异(F=95.984 0,P=0.000 1),其中,红皮红心萝卜ANS基因表达量最高(6.439 0),白皮白心萝卜ANS基因表达量最低(0.126 8)。相关分析结果表明,萝卜ANS基因表达量与萝卜色素含量的相关系数为0.83,且达到极显著水平。ANS基因可能是萝卜色素合成的关键结构基因。     

不同类型萝卜肉质根色素含量与Chs基因的相关性分析

为探究萝卜肉质根中Chs基因的表达量与色素含量的关系,以16份不同类型萝卜为材料,在抽薹前测定肉质根色素含量和Chs基因的表达量。结果表明,不同类型萝卜肉质根Chs基因的表达量在0.098 8~6.432 1之间,平均值为1.401 7,肉质根色素含量在0.001%~2.543%之间,平均值为0.804%。方差分析表明,16份不同类型萝卜肉质根间Chs基因表达量(F=2.354 0,p=0.000 1)和色素含量(F=114.294 0,p=0.000 1)差异均极显著,红皮红心萝卜的Chs基因表达量和色素含量均显著高于其他肉质颜色萝卜。相关分析表明,萝卜肉质根Chs基因的表达量与色素含量的相关系数为0.83,且相关系数达极显著水平。说明萝卜肉质根的色素含量与Chs基因的表达量高度相关,Chs基因可能是萝卜花青素合成的关键基因之一。Chs基因可作为萝卜色素生产基因工程中的候选基因,用于高色素含量萝卜新品种的选育。     

不同肉质颜色萝卜DFR基因表达差异分析

为了探明DFR基因的表达量与萝卜红色素含量之间的关系,以16个色素含量不同的萝卜品种为研究材料,测定肉质根色素含量和DFR基因的表达量,并进行方差分析。结果表明,不同类型萝卜品种间色素含量存在真实的差异,16个萝卜品种间色素含量变幅在0.01‰～25.43‰,平均值为7.40‰。采用RT-PCR法定量分析DFR基因相对表达量,结果表明,DFR基因在16个品种萝卜中的表达差异达到了极显著水平,DFR基因表达量在0.077 9～6.639 3之间,平均值为1.574 1。对16个萝卜品种的DFR基因表达量与色素含量进行相关分析,结果表明,DFR基因相对表达量与色素含量之间的相关系数为0.89,达到了极显著水平,说明DFR基因的表达量越高,萝卜红色素的含量越高。推测DFR基因可能是萝卜红色素合成的关键基因,可将其作为萝卜或其他作物色素生产基因工程的候选基因。     

胭脂萝卜肉质根生长动态分析

为了解胭脂萝卜不同生长时期主要形态性状的动态变化过程,测定不同生长时期的肉质根根长、肉质根根粗、肉质根鲜质量、肉质根干质量、肉质根含水量、叶鲜质量、色素含量及色素总量等性状。结果表明,8个性状在不同生长时期均差异极显著,除肉质根含水量外,其余性状生长均呈上升趋势。多数性状在膨大初期至膨大后期增长较快。膨大初期肉质根含水量最高,为93.28%;抽薹期肉质根鲜质量、肉质根干质量、肉质根根粗、肉质根色素总量均达到最大值,分别为321.166 g、23.616 g、17.567 cm、4.051 g/株;开花期肉质根根长和叶鲜质量达到最大值,分别为26.051 cm、252.452 g。因此,在膨大初期至膨大后期可以适当施用肥料,以促进胭脂萝卜的生长。抽薹前期多数性状测定值较高,为最适宜的采收期。     

涪陵红心萝卜起源进化的分子系统学

为探讨不同皮色和肉质颜色萝卜间的亲缘关系,以6份不同皮色和肉质颜色的萝卜及6份外类群为材料,进行 Chs 基因克隆、测序,研究不同皮色和肉质颜色的萝卜间系统发育关系。结果表明：6份不同皮色及肉质颜色萝卜 Chs 基因序列长度变异为1427～1430 bp,其中变异位点占0．6491％。可将12个Chs 基因序列分成3个分支。第一分支全部为不同肉色萝卜,说明不同肉色萝卜间亲缘关系较近;不同皮色及肉质颜色萝卜品种及其近缘植物间不仅存在树状的进化关系,还存在非树状的进化史,未存在明显的星状结构。单拷贝的 Chs 基因可作为一个较好的候选基因用于研究不同皮色和肉质颜色的萝卜系统发育关系。