白榆D33雄性不育花芽发育的形态及内源激素的动态变化

为了探究榆树雄性不育系花芽形态的特征及内源激素在榆树雄性不育系花芽中的调控作用,在花芽发育的不同时期,观察白榆D33雄性不育株和可育株Y3、Y4的花芽形态特征,并利用石蜡切片对其花药的内部形态进行观察;采用高效液相色谱法,对不育植株和可育植株花芽发育过程的玉米素(ZT)、赤霉素(GA3)和生长素(IAA)含量的动态变化进行比较分析。结果表明,与可育株Y3、Y4相比,不育系白榆D33在花蕾发育期间,花丝不伸长,花药干瘪,不能形成正常的花粉,但其雌蕊发育正常,能接受花粉而形成翅果;不育系白榆D33的ZT含量明显高于Y3、Y4,GA3含量动态变化较大,IAA含量出现下降趋势,并且在D33中GA3/IAA和GA3/ZT值动态变化幅度较大。不育系白榆花芽雄蕊发育不正常,花药不能产生花粉进行自花授粉,但其雌蕊发育正常;不育系白榆花芽的ZT、GA3和IAA含量不稳定。     

黄花柳3个无性系叶色及叶绿素荧光特性比较

[目的]了解黄花柳资源的变异特性。[方法]以黄花柳3个无性系为材料,通过柯尼卡CR-400全自动色差计对其叶色参数进行测定,通过乙醇提取方法对其叶绿素含量进行测定,使用Pocket PEA快速荧光仪对其叶绿素荧光特性进行分析比较。[结果]叶绿素含量与L、a均呈显著负相关;金枝黄花柳的叶色偏黄、叶绿素含量较低,但其潜在光化学活性最强,对强光胁迫具有较强的自我保护能力;普通黄花柳叶色偏绿、叶绿素含量较高,其潜在光化学活性也较强,但其对光能的利用率最低;红枝黄花柳的叶色较金枝黄花柳偏绿,较普通黄花柳偏黄,其叶绿素含量与光能利用率均介于二者之间。[结论]叶绿素含量越高叶片颜色越偏绿色且越明亮;金枝黄柳较其他2个黄花柳无性系叶片颜色更鲜艳,且其光化学活性最强,对光能的利用率最大。     

白榆白化芽变突变体光合特性及转录组分析

为了研究白榆芽变突变体中白化叶片的光合特性以及光合通路中突变基因转录和翻译水平表达调控机制，以培育3 a的白榆芽变突变体无性系植株上的白化以及正常绿色叶片为试验材料，对其进行光合色素含量测定、叶绿素荧光参数测定以及无参转录组测序分析。结果表明，白化叶片中的叶绿素a(Chla)、叶绿素b(Chlb)、类胡萝卜素(Caro)和总叶绿素(Chla+b)均显著低于正常叶片，叶绿素a/b(Chla/Chlb)与类胡萝卜素与总叶绿素含量(Ccaro/Chl)的比值也显著降低（P<0.05）；白化叶片的Fo、Fm、Fv/Fo、Fv/Fm、ΦPSⅡ、qP和NPQ等参数均与正常叶片出现显著差异（P<0.05），且白化叶片Fv/Fm值为0.619；而NPQ值出现白化叶片高于正常叶片，说明白化叶片在正常环境中，明显出现某些伤害。利用转录组测序技术，共获得14.38 Gb有效数据(CleanData)，对Unigene进行功能注释，共获得9 226条Unigene的注释结果；对Unigenes表达量分析，共获得2 923条差异基因(DEGs)，在白化叶片有1 250个基因表达为上调，1 673个基因表达为下调；对注释信息进行KEGG富集分析得到，以卟啉与叶绿素代谢过程中相关蛋白的编码基因、编码光系统Ⅱ、Ⅰ结构蛋白的psb、psa和pet以及编码光合作用-天线蛋白的LHC基因家族的下调表达，推测与白榆芽变突变体出现光合色素含量以及光系统性能降低现象有关。     

白榆二倍体及同源四倍体的生理特性及转录组差异分析

为了探究白榆二倍体及其同源四倍体的基因表达谱差异情况，以白榆二倍体及其同源四倍体为材料，比较二者成熟叶片的生理特征并采摘幼嫩叶片进行转录组数据分析。结果显示，与二倍体相比，同源四倍体丙二醛含量、可溶性蛋白含量及叶绿素含量增加，可溶性糖含量降低。转录组测序结果共得到2 407个差异表达基因，其中上调基因为1 076个，下调基因为1 331个。在COG蛋白质的同源注释分析得到918个差异表达基因，主要涉及21个方面。共有1 380个差异表达基因被GO注释，主要与细胞组分、代谢功能、催化活性等相关。通过KEGG通路注释发现，共有930个差异表达基因分布到5大类KEGG通路中，其中以代谢机制中差异表达基因被注释到的最多。叶绿素含量的增加使四倍体的叶片颜色变得更加浓绿，丙二醛、可溶性糖、可溶性蛋白的含量的增加与减少与四倍体植物在植物代谢与生长上有一定关系，经过转录组测序分析，糖酵解途径的基因表达为下调，还原性戊糖磷酸循环与光呼吸等与叶绿体有关的基因为上调。