不同微地形对烟叶光合特性、碳氮代谢酶活性及品质的影响

以烤烟品种k326为材料,于2014年在贵州省凯里市大风洞设置坝地、坡地和台地等3个微地形单元处理,通过区组试验,分析其烟叶群体光合特性、碳氮代谢酶活性等部分生理生化指标的差异,并对其烟叶进行了化验评吸.结果表明,整个生育期烟叶PAR,Pn,Gs,Tr变化均呈开口向下“抛物线”趋势,成熟期由小到大依次为坝地烟叶,台地烟叶,坡地烟叶,其余时期依次为台地烟叶,坡地烟叶,坝地烟叶,各个微地形处理间差异不同时期各指标有所不同;整个生育期坝地烟叶胞间CO2浓度变化呈上升趋势,坡地烟叶和台地烟叶为“低-高-低-高”的浮动趋势.整个生育期烟叶AMS,sucrase,GS,NR,SOD,POD,CAT活性变化呈开口向下“抛物线”趋势,其中GS活性为打顶期最大,其余酶活性均为旺长期最大,成熟期各酶活表现为坡地烟叶最大,其余时期由大到小依次为坝地烟叶,坡地烟叶,台地烟叶;烟叶SS活性都呈先上升后下降的单峰曲线,由大到小依次为台地烟叶,坡地烟叶,坝地烟叶,后期微地形差异有统计学意义;烟叶SPS活性也呈单峰曲线,旺长期达到最大值,旺长期坝地烟叶明显高于台地烟叶,成熟期微地形间差异有统计学意义.总之,不同微地形...     

甘蓝型油菜BnCNGC基因家族鉴定及其在核盘菌侵染和PEG处理下的表达特性分析

CNGC是植物中普遍存在的环核苷酸门控通道,对植物的逆境响应有重要作用。系统分析甘蓝型油菜BnCNGC基因家族成员全基因组分布、结构、进化及其响应不同逆境胁迫的表达特性,对于阐明其生物学功能具有重要意义。本研究利用拟南芥和甘蓝CNGC蛋白保守结构域及特异基序氨基酸序列在全基因组水平鉴定了甘蓝型油菜BnCNGC家族成员,分析其基因结构、染色体定位、蛋白理化性质、蛋白保守结构域、系统进化及启动子顺式作用元件等。利用转录组数据,筛选甘蓝型油菜逆境响应候选BnCNGC成员,并采用实时荧光定量PCR分析其在核盘菌、PEG模拟干旱胁迫下的表达模式。结果显示,共鉴定到49个甘蓝型油菜BnCNGC成员,分布于除A08、C06的17对染色体上,含有5～10个内含子,其上游1500 bp包含大量逆境胁迫响应元件。BnCNGC家族成员编码的蛋白质含413～801个氨基酸,相对分子量(MW)范围47.62～110.58kD,等电点(pI)范围6.10～9.88。系统进化分析表明,BnCNGC分为Group Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ四类。转录组数据分析表明, BnCNGC9、BnCNGC27和BnCNGC48均参与逆境胁...     

整合GWAS和WGCNA分析挖掘甘蓝型油菜黄籽微效作用位点

甘蓝型油菜是世界上最重要的油料作物之一, 黄籽是提高品质的重要育种目标。本研究以520份具有代表性的甘蓝型油菜品种(系)为材料, 结合种子发育过程中8个时期的转录组数据, 采取整合全基因组关联分析(GWAS)和权重基因共表达网络分析(WGCNA)的策略, 挖掘油菜黄籽性状微效作用位点, 2年共检测到199个SNP位点, 在SNP位点附近共挖掘出1826个名义候选基因。利用R语言中的WGCNA软件包构建了8个共表达模块, 基因功能富集分析显示, turquoise模块和blue模块与黄籽表型相关。苯丙烷代谢途径、类黄酮途径的关键基因BnATCAD4、BnF3H以及BnANS为turquoise模块的枢纽基因(hub gene)。通过已知的黄籽相关基因, 挖掘出了一部分黄籽微效作用基因, 这些基因多参与苯丙烷、类黄酮以及原花青素代谢途径。本研究挖掘的这些位点和候选基因可作为影响油菜黄籽形成的重要候选区域和基因, 有助于探究甘蓝型油菜黄籽基因资源信息、揭示油菜黄籽性状的遗传基础和分子机制、丰富分子育种理论以及提高油菜品质。     

甘蓝型油菜显性核不育系D3A的细胞学研究

为明确甘蓝型油菜显性核不育两型系D3AB的花器官形态差异和不育材料D3A的花药败育时期与特点,并为进一步研究雄性不育机理奠定基础,分别对D3A与D3B不同时期的花蕾进行了形态学观察及细胞学研究.首先通过体视镜观察发现, D3A与D3B外观形态无明显差异,均能正常开花,且在雄蕊发育早期均表现正常,后期D3A雄蕊退化萎缩,花粉囊不能正常开裂;不育材料D3A子房柱头发育速度稍快于D3B.通过扫描电镜观察发现, D3A早期花药基部开始皱缩,表皮细胞排列紧密.随着花蕾发育, D3A花粉囊壁表皮细胞逐渐萎缩,最终塌陷且药室不能正常开裂释放花粉; D3B花粉囊始终呈现出紧致饱满状态,花药正常开裂,同时释放出大量成熟花粉粒.通过石蜡切片观察发现,不育材料D3A和可育材料D3B在花蕾发育早期,都能形成花粉母细胞,但与D3B相比, D3A花粉母细胞结构松散,且绒毡层已开始呈现液泡化状态;进入四分体时期,不育材料D3A的花粉囊中观察到高度液泡化的绒毡层细胞,且无四分体结构出现.实验结果表明:绒毡层细胞提前发生了降解而未向分泌型转化,使四分体时期丧失了发育过程中所必需的营养物质,从而不能形成小孢子并发育为成熟的花粉粒进行释放,因此认为D3A的败育属于绒毡层发育异常类型.     

施氮量和留叶数对烤烟K326碳代谢和品质的影响

研究不同施氮量和留叶数对烤烟K326碳代谢和产质量的影响,施氮量3个水平(4kg/667m2,8kg/667m2和12kg/667m2),留叶数3个水平(14片/株、18片/株和22片/株),两因素采用裂区设计,共有9个处理.研究表明,施氮量对碳代谢关键酶淀粉酶和蔗糖磷酸合成酶活力影响都达到显著水平,留叶数对蔗糖磷酸合成酶影响达到极显著水平,两者交互作用对蔗糖磷酸合成酶活力达到极显著水平.化学成分方面,在施氮量为4kg/667m2~8kg/667m2、留叶数为14~18片/株变化显著,在高氮水平和高留叶数水平时变化不显著.施氮量为8kg/667m2,留叶数为18~22片/株的处理田间长势和上等烟率均高,经济效益最好.     

利用野生甘蓝改良油菜Ogu CMS恢复材料的菌核病抗性

【目的】 油菜生产受菌核病危害严重,但油菜中缺乏抗源,严重限制了油菜抗菌核病育种进程。萝卜胞质不育系（Ogu cytoplasmic male sterility,Ogu CMS）是生产油菜杂交种最好利用的授粉控制系统之一,但目前还没有抗菌核病油菜Ogu CMS恢复系选育的报道。野生甘蓝中存在高抗菌核病的资源,以抗病野生甘蓝为抗源,拟将野生甘蓝的菌核病抗病遗传成分转入Ogu CMS材料中,发展优质抗菌核病的油菜Ogu CMS恢复材料,为进一步发展抗菌核病的油菜Ogu CMS恢复系提供资源。【方法】 首先采用抗菌核病野生甘蓝Brassica incana与白菜种间杂交,经胚挽救及染色体加倍技术发展人工合成甘蓝型油菜;然后将人工合成甘蓝型油菜与含Ogu CMS的油菜杂交,后代自交,并利用与甘蓝抗病QTL连锁的marker进行分子标记辅助选择（marker-assisted selection,MAS）,筛选携带主效抗病位点C1-QTL和C9-QTL的材料;MAS选中的材料通过侧枝离体接种鉴定评价其菌核病抗性,选择相对感病度S（susceptibility）显著低于甘蓝型油菜中双9号（耐病对照）的材料进行籽粒硫苷和芥酸含量测定,选择籽粒品质相对较好的材料进行恢保测定,筛选含抗病位点、抗菌核病、且结实率较好的Ogu CMS恢复材料。【结果】 成功获得抗病甘蓝与白菜杂交发展的人工合成甘蓝型油菜AC1-4,其菌核病抗性显著高于甘蓝型油菜中双9号;AC1-4与Ogu CMS甘蓝型油菜4Q292杂交产生了146个F₁单株,从中选择到含有甘蓝C1-QTL和C9-QTL、结实正常、相对感病度S分别为0.66和0.40的2个单株4C99和4C115发展F₂世代;并从124个F₂植株中筛选出8份材料自交发展了982个F_2:3单株,并从中筛选到50株含有抗病位点C1-QTL和C9-QTL的植株,其相对感病度S介于0.34—0.89;其中有2份籽粒品质接近单低的材料5X82-2（硫苷含量为45.38 μmol·g^-1饼粕）和5X82-7（芥酸含量为6.5%）。【结论】 改良了油菜Ogu CMS恢复材料的菌核病抗性。     

非洲栽培稻基因渗入系的稻米品质鉴定与筛选

稻米品质改良越来越成为现代水稻育种工作的重要目标,探明新选育非洲栽培稻基因渗入系的稻米品质潜力将为其在水稻优质育种工作中的进一步应用奠定基础。对50份非洲栽培稻基因渗入系的12个稻米品质性状进行了考察鉴定,并结合相关性分析、聚类分析和判别分析方法对其综合品质表现进行了分类评价。供试材料均表现较高的糙米率(≥74.19%)、精米率(≥67.83%)、较大的长宽比(≥2.79)和低水分含量(≤13.03%),多数选系具有适宜的直链淀粉含量(17.00-22.00%)。聚类分析将供试材料分为5组,其中第I组的综合米质性状最优;典型判别分析获得2个典型判别函数,分别可解释89.5%和7.2%的方差变异,主要反映垩白粒率和长宽比等指标。新选育的非洲栽培稻基因渗入系在糙米率、精米率、长宽比和直链淀粉含量方面具有优势,垩白粒率和长宽比是非洲栽培稻基因渗入系品质改良的重要指标；本研究将为非洲栽培稻基因渗入系在高产优质水稻新品种选育中的研究应用提供依据。     

环境因素和嫁接方法对甘蓝型油菜幼苗嫁接成功率的影响

以甘蓝型油菜品种中双11为相互嫁接材料，利用正交试验和二次正交回归试验，解析保湿、遮光处理、光照时长、子叶去留、温度、相对空气湿度等环境因素对甘蓝型油菜苗期嫁接的影响；对3个不同时期的幼苗分别采用平接、斜接、插接、侧接和舌接法进行嫁接，综合评价各时期的最佳嫁接方法。结果表明，保湿处理对幼苗期嫁接成功率影响最显著，其次是遮光处理；光照时长和子叶去留影响较小。温度和湿度二次正交回归试验分析表明，缓冲期嫁接伤口愈合最适宜温度为24.4℃，相对空气湿度为88%左右；高空气湿度下，接穗在伤口愈合处极易生长不定根，适当降低空气湿度能抑制不定根的生长。10d的幼苗进行嫁接，5种嫁接方法成功率均达到85%以上；20d的幼苗用舌接法嫁接成功率达到93.3%，而平接和斜接法只有56.7%和46.7%；40d的幼苗在5种嫁接方法下成功率均显著下降，舌接、插接和侧接成功率分别为45%、35%和23.3%，而平接和斜接仅有13.3%和10%。 存、快速繁育，在提高果树和农作物产量、抗逆和抗 病能力以及改良作物品质等方面具有重要的应用价 值［１～４］。嫁接成功率是衡量嫁接效率的重要指标， 不仅受到接穗和砧木亲和力等自身因素影响，同时 也受环境因素和嫁接技术等外界因素控制。拟南芥 （Ａｒａｂｉｄｏｐｓｉｓｔｈａｌｉａｎａ）嫁接研究中，Ｔｓｕｋａｙａ等［５］利 用ａｃｌ１（ａｃａｕｌｉｓ１）突变体与野生型进行花序嫁接，采 用了楔形嫁接法将花序作为接穗嫁接到砧木的茎 上。随后Ｒｈｅｅ等［６］对Ｔｓｕｋａｙａ的方法进行改进，在 最佳生长周期进行楔形嫁接成活率可达８７％。拟 南芥根茎嫁接中，Ｔｕｒｎｂｕｌｌ等［８］发现“Ｙ”型嫁接成 功率稍高于水平嫁接和楔形嫁接。Ｈｕａｎｇ和Ｙｕ［９］ 等利用针头固定嫁接技术，改善了拟南芥的嫁接环 境，大幅度提高了拟南芥的嫁接效率。Ｍａｒｓｃｈ－ Ｍａｒｔíｎｅｚ［１０］从光照时间、子叶数目等方面系统地分 析了外界因素对嫁接成活率的影响，发现短日照有 利于嫁接植株伤口的愈合，去除子叶更有利于嫁接 体存活；西瓜（Ｃｉｔｒｕｌｌｕｓｌａｎａｔｕｓ）嫁接中也发现了相 似的结果［１１］。可乐果（Ｃｏｌａａｃｕｍｉｎａｔａ）嫁接中发 现，相同时期的接穗嫁接到不同苗龄期砧木上，低苗 龄砧木成功率高于高苗龄砧木［１２］。 油菜嫁接研究中，Ｆｉｌｅｋ等［１３］用插接法把未春 化的接穗嫁接到春化的砧木上，电流刺激试验记录 开花百分比，结果发现极性电流能促进短日照下的 开花。官春云等［１４］用插接法对不同油菜品种进行 嫁接，嫁接成功率达到５０％以上。Ｏｓｔｅｎｄｏｒｐ等［１５］ 用平接法对生长６ｄ的甘蓝型油菜幼苗嫁接发现，除 去子叶的幼苗在长日照下有更高的成功率。耿建明 等［１６］对不同品种甘蓝型油菜幼苗嫁接发现，在空气 湿度为９０％的保湿遮光处理下，嫁接苗具有较高的 成活率。在不同甘蓝型油菜基因型硼效率差异机制 研究中，郭丽丽对传统的插接法进行改进，发现改进 后的嫁接方法在幼苗期嫁接成功率明显提高［１７］。 总结前人研究发现，环境因素和嫁接方法对嫁 接     

以六倍体（AnAnCnCnCoCo）为桥梁创制抗旱新型甘蓝型油菜（AnArCnCo）

【目的】作为甘蓝型油菜的祖先种之一,白菜型油菜具有遗传多样性丰富、耐干旱、耐土壤瘠薄等优良特性。分析白菜型油菜的抗旱性,并以六倍体为桥梁,创造导入白菜型油菜优良抗旱性的新型甘蓝型油菜。【方法】以甘蓝型油菜和甘蓝为亲本,经杂交、胚挽救、染色体加倍,获得六倍体材料（AⁿAⁿCⁿCⁿC^oC^o）。以六倍体（AⁿAⁿCⁿCⁿC^oC^o）与白菜型油菜（A^rA^r）为亲本,杂交获得新型甘蓝型油菜（AⁿA^rCⁿC^o）;以PEG-6000溶液于萌发期模拟干旱处理新型甘蓝型油菜、白菜型油菜,测算种子萌发抗旱指数、相对萌发率、相对萌发势、相对根长和相对胚轴长,评价其抗旱性,并运用隶属函数法对抗旱性鉴定指标进行分析,筛选具有优良抗旱性的新型甘蓝型油菜。【结果】以11份六倍体材料和68份白菜型油菜为亲本,创建了124份新型甘蓝型油菜。新型甘蓝型油菜苗期表型介于六倍体和白菜型油菜之间。所选六倍体材料的染色体数目为56条,花粉育性约90%,合成的新型甘蓝型油菜的染色体数目为38条,花粉育性约80%。选取59份长势优良的新型甘蓝型油菜、7份六倍体材料、10份白菜型油菜以及20份自然甘蓝型油菜,进行主成分分析,四类材料分成三类,即六倍体材料、自然甘蓝型油菜和新型甘蓝型油菜、白菜型油菜,但自然甘蓝型油菜和新型甘蓝型油菜明显分开。以PEG-6000溶液模拟干旱,测定抗旱性指标,确定了用于白菜型油菜和新型甘蓝型油菜模拟干旱处理的PEG-6000溶液浓度,分别为200和250 g·L^-1。从59份新型甘蓝型油菜中选取9份进行抗旱性鉴定,发现其中有3份新型甘蓝型油菜的抗旱性优于对照甘蓝型油菜中双11号,而且这三份新型甘蓝型油菜的抗旱性与各自的父本白菜型油菜的抗旱性呈正相关性。【结论】以具备优良抗旱性的白菜型油菜为亲本,以六倍体材料为桥梁,可创制具备优良抗旱性的新型甘蓝型油菜。     

甘蓝型油菜BnMAPK1超量表达及中油821的转录差异表达分析

甘蓝型油菜(Brassica napus L.)是我国重要的油料作物之一,具有较高的产量及营养价值。挖掘油菜广谱抗逆基因并深入探究其分子机制,对提高油菜抗逆性且保证产量及品质具有重要意义。MAPK级联(Mitogen-activated protein kinase cascades)是多种信号跨膜传递的交汇点,参与生长发育、生物及非生物胁迫应答等生物学过程。为了解甘蓝型油菜BnMAPK1基因的生物学功能,本研究以BnMAPK1超量表达(OE)和中油821(CK)油菜为材料进行数字基因表达谱分析。结果显示,与CK相比, 650个基因在OE油菜中差异表达;其中上调表达基因243个,下调表达基因407个。GO注释共富集到生物学过程118条途径,其中18条与光合作用相关(包含77个差异表达基因);分子功能7条途径,包括草酸氧化酶活性、锰离子结合、氧化还原酶活性等;细胞组分38条途径,包括叶绿体、质体、类囊体等。KEGG分析结果表明, BnMAPK1参与调控油菜光合作用、碳代谢、次生代谢物生物合成等14条过程。此外,利用实时荧光定量PCR验证8个候选基因在OE和CK油菜中的表达,其表达变化与测...