低温胁迫下白菜型冬油菜差异蛋白质组学及光合特性分析

分离鉴定白菜型冬油菜低温差异表达蛋白质, 从蛋白质组角度揭示白菜型冬油菜抗寒机理奠定基础。以强抗寒白菜型冬油菜陇油7号为材料, 采用双向电泳和质谱分析技术, 比较低温(4°C、–4°C)和常温(25°C/20°C)下叶片蛋白质组差异;对差异蛋白进行KO和KEGG功能分析。结果表明,低温下陇油7号生长点下陷、植株匍匐, 气孔处于关闭或半关闭状态。2-DE和PDQuest8.0.1软件分析表明, 常温和4°C低温下叶片蛋白质斑点数分别726、738;相对于常温处理, 4°C低温下陇油7号叶片10个蛋白点特异表达、5个蛋白点未表达;MALDI-TOF-TOF MS质谱分析鉴定出11个蛋白质, 参与碳水化合物代谢、糖代谢、氨基酸代谢、有机酸代谢、核酸代谢、信号转导与细胞通讯等细胞过程。冰晶形态显微观察结果表明低温处理后陇油7号叶片蛋白质提取液中含有高活性抗冻蛋白(antifreeze proteins, AFPs)。鉴定的11个蛋白质中, 有5个蛋白质点与光合作用有关, 低温下陇油7号叶片1,5-二磷酸核酮糖羧化酶(RuBPCase)活性和净光合速率Pn下降。叶片Pn下降与RuBPCase表达抑制和活性降低有关, 非气孔限制是Pn下降的主要因素;高活性抗冻蛋白在白菜型冬油菜抗寒中发挥重要作用。     

饲用型马铃薯新品系“杂3单选-5”选育研究

从“布尔班克×唐195”杂交组合的实生苗中选出了一个适合饲料用的马铃薯新品系“杂3单选-5”。该品种块茎产量每hm2可达42450kg,比对照品种大西洋增产250.99%,鲜茎叶每hm2产量55945.51kg,比对照增产210.61%,块茎粗蛋白含量2.75%,茎叶粗蛋白含量16.82%,是一个很有推广前途的饲料专用型马铃薯新品系。     

马铃薯试管苗对盐胁迫的生理反应

利用不同浓度的NaCl对马铃薯大西洋试管苗进行了20d胁迫。结果发现:随着盐浓度的增加,根和茎叶中Na+含量大幅度增加,K+含量基本稳定,Na+/K+呈极显著的上升趋势;叶片中叶绿素含量下降,但丙二醛含量增加,质膜透性增大,脯氨酸大量积累,且在一定盐度下脯氨酸含量与丙二醛含量和质膜透性间呈极显著的正相关,表明盐胁迫下脯氨酸积累的多少可反映马铃薯试管苗的受伤害程度。研究表明,Na+积累、膜透性增大和叶绿素含量下降是影响马铃薯试管苗生长的主要原因。     

北方旱寒区冬油菜抗寒性相关指标的QTL定位

以抗寒性不同的白菜型冬油菜品种陇油7号与陇油9号为亲本构建的F2群体为材料,对白菜型冬油菜抗寒性相关的生理指标进行了QTL定位分析。在白菜型油菜的10条染色体上定位了SOD活性、POD活性、CAT活性、MDA含量、游离脯氨酸含量和可溶性蛋白含量共6个性状的24个QTL位点,可解释表型变异为11.1783%~81.1753%;10个显性效应表现为显性正效应,LOD值在3.2787~163.7958之间。染色体2A的Br ID90127-Br ID10421区、Br ID10421-Br ID10709区及Br ID10709-Br ID101165区,5A的BRMS034(R5)-Ra3-H10区、6A的Ra1-F06-Ra2-D04区、8A的Br ID10839-Ra2-E12区和10A的Br ID90115-Ra2-E07区是多个性状QTL共享的标记区间。研究结果对冬油菜抗寒性基因精确定位具有一定价值。     

北方白菜型冬油菜BrFLC家族的全基因组鉴定、克隆及表达分析

春化过程是冬性植物抽薹开花前的主要阶段。FLC（FLOWERING LOCUS C）基因在春化过程中可以整合上游信号调控植物开花。为了解白菜型冬油菜中FLC基因的特征及其春化功能,以6个拟南芥FLC基因为索引从白菜型冬油菜基因组中鉴定得到10个BrFLC基因,其中8个均含有7个外显子。10个BrFLC分布于4条染色体上,存在明显的基因复制现象。进化及保守结构分析显示聚为一类的成员蛋白质保守Motif分布相似。基因上游1500 bp的启动子区域均含有光应答元件,其中BrFLC4、BrFLC5和BrFLC6含低温响应元件,BrFLC3、BrFLC4、BrFLC7、BrFLC9含激素响应元件。比对发现,位于A02上的BrFLC6基因序列与大白菜中已注释的Bra031886差异性较大。克隆到陇油6号、陇油17、天油2号和天祝小油菜中的BrFLC6基因,序列相似性达99.5%。分析其中序列差异最大的BrFLC6基因,qRT-PCR检测发现它可在根、茎、叶、花蕾及花中表达;春化处理后则表达下调,不同品种间下调幅度有差异。结合春化率的观察,认为春化过程抑制了BrFLC6的表达,且基因表达水平与白菜型冬油菜通过春化所需的时间有关。     

甘蓝型油菜WOX基因家族的鉴定与表达分析

对甘蓝型油菜WOX基因家族进行研究，利用生物信息学方法鉴定到58个家族成员，对其理化性质、系统发育树、基因结构、保守结构域、染色体位置、顺式作用元件和表达模式等进行分析，结果表明：氨基酸长度为121~397，分子质量为13 962.77~44 157.46 u，等电点为5.23~9.63，亲水性均小于0，不稳定系数为42.12~75.63，亚细胞定位在细胞核和叶绿体；系统进化树将WOX基因分为3大类和9个亚支；相同亚支的成员motif和基因结构相似或相同；除 BnWOX1、 BnWOX3、 BnWOX4、 BnWOX15、 BnWOX32、 BnWOX42、 BnWOX43、 BnWOX51、 BnWOX53 基因外，其余 49 个BnWOX基因不均匀分布在19条染色体中的18条染色体上(ChrC06 除外)，有38对串联重复基因；基因上游序列中包含转录因子结合位点、逆境响应、光响应、激素响应、分生组织调控等顺式作用元件等；各组织器官表达分析表明，BnWOX基因在根、茎尖、种子、角果中表达量较高；对WOX基因进行定量分析发现，在冷胁迫和干旱胁迫下基因表达量有显著变化，表明BnWOX基因可能在油菜响应冷/旱胁迫的调控机制中发挥着重要作用。     

低温胁迫下甘蓝型冬油菜BnYUCCA8基因差异表达及内源生长素含量变化

甘蓝型冬油菜下胚轴长短与其抗寒性强弱呈负相关关系。为研究下胚轴伸长相关的BnYUCCA8基因对低温胁迫的响应，采用同源克隆技术从甘蓝型冬油菜中克隆了BnYUCCA8基因，其CDS全长1 281 bp,编码426个氨基酸。生物信息学分析表明，BnYUCCA8蛋白是一个不稳定的疏水性蛋白，与埃塞俄比亚芥和甘蓝中YUCCA8蛋白的亲缘关系最近。荧光定量PCR结果表明，BnYUCCA8在叶和根中表达量最高，花和角果中表达量相对较低，且苗期表达量高于花期。随低温胁迫加剧，BnYUCCA8表达量总体呈降低趋势，且‘天油2288’(下胚轴伸长较长的弱抗寒品种)较‘16VHNTS158’(下胚轴伸长较短的强抗寒品种)基因表达量高。内源IAA含量的测定结果表明，在低温处理24 h时，‘16VHNTS158’中IAA含量在4℃、0℃、-4℃较常温(22℃)分别降低68%、92%、97%,‘天油2288’中分别降低了77%、89%、94%,且‘16VHNTS158’较‘天油2288’IAA含量在常温、4℃、0℃、-4℃分别低19%、14%、40%、39%。对BnYUCCA8相对表达量、内源IAA含量和下胚轴...     

北方强冬性甘蓝型冬油菜生长锥与抗寒性的关系研究

为探究北方强冬性甘蓝型冬油菜（Brassica napus L.）生长锥低温响应特性及其与抗寒性的关系，以冬性不同的甘蓝型冬油菜为试验材料，通过体式显微镜解剖、石蜡切片、扫描电镜等方法观察生长锥形态，通过测定半致死温度（LT₅₀）鉴定不同品种的抗寒性，并对STM等生长锥调控关键基因进行克隆和表达分析。结果表明，冬前低温处理后，强冬性抗寒品种VHTSG10与VHTS309-4苗期的生长锥表面光滑，相对高度较低，弱冬性材料VH天油2288和VH新油23号苗期的生长锥表面有小突起组织，相对高度较高；不同品种间LT₅₀与生长锥相对高度极显著正相关；调控苗期生长锥分化的关键基因BnSTM，其相对表达量与生长锥相对高度显著正相关，而BnCUC2基因相对表达量与生长锥相对高度极显著负相关；BnSTM基因存在1149 bp的完整开放阅读框，编码382个氨基酸，包含KNOX1、KNOX2、ELK和Homeobox_KN 4个保守结构域，与白菜型油菜（Brassica rapa L.）的亲缘关系较近，蛋白序列相似性为98.69%，亚细胞定位分析表明BnSTM蛋白在细胞核表达，参与茎尖分生组织的生长发育，与预测结果一致。因此，冬性越强的甘蓝型冬油菜，苗期生长锥相对高度越低，抗寒性越强，而冬性弱的品种苗期生长锥相对高度越高，抗寒性越差。     

白菜型油菜开花调控基因BrFT的生物信息学特性和表达分析

FT基因是调控植物开花的重要基因，为探究FT基因在白菜型油菜光周期途径中调控开花的作用，本研究以拟南芥FT蛋白序列为索引从白菜型油菜基因组中检索到3个BrFT基因，利用生物信息学方法对基因序列特征进行分析，通过qRT-PCR技术研究基因的器官特异性表达，筛选基因在不同白菜型油菜中克隆并检测其在4℃,16 h光照/8 h黑暗条件下的表达模式。结果表明，3个BrFT均由4个外显子和3个内含子组成，分布于A02和A07染色体上，其中BrFT1和BrFT2存在明显的共线关系，3个BrFT蛋白都包含PEBP保守基序。基因上游2 000 bp启动子区域均含有大量的光应答元件，一些参与厌氧诱导、防御和应激反应的调控元件，另外BrFT1和BrFT2含有参与植物生长发育、激素诱导的元件。qRT-PCR检测发现，BrFT在白菜型油菜根、茎、叶、花蕾和花中均有表达，在叶中表达量高于其他器官，且BrFT1表达量高于其余两个成员，克隆到陇油6号、陇油17号、天油2号中的BrFT1基因，序列比对相似性为99.5%。在4℃,16 h光照/8 h黑暗条件下不同白菜型油菜中BrFT1随处理时间均呈现上调表达，但品种间存...