利用iTRAQ技术和转录组筛选芍药属远缘杂交不亲和基因

【目的】远缘杂交育种是目前牡丹、芍药品种改良和育种的主要方法,而远缘杂交不亲和一直是制约其快速发展的主要因素。本研究从牡丹、芍药远缘杂交授粉后不亲和应答相关的柱头差异蛋白与转录组方面深入研究,揭示牡丹、芍药远缘杂交不亲和的分子机理,为杂交育种提供理论依据。【方法】以芍药‘粉玉奴’自交、芍药‘粉玉奴’与牡丹‘凤丹白’杂交为供试材料,在授粉后24 h采取柱头,分别进行同位素标记相对定量（iTRAQ）和转录组技术分析。对所获得的蛋白和转录组数据进行生物信息学分析,并对其中可能与远缘杂交不亲和相关的基因进行定量PCR验证。【结果】利用iTRAQ技术分析牡丹、芍药远缘杂交后柱头中蛋白质的表达差异,共鉴定到685个差异蛋白,富集到了188条通路,其中显著富集的Pathway有18条。与不亲和授粉相关代谢通路有RNA降解、钙信号途径、丝裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase signaling pathway,MAPK）信号途径、磷脂酰肌醇信号系统。在RNA降解代谢通路中,烯醇酶（Enolase）、热休克蛋白DnaK（HSP70）及病菌抗原（GroEL）均表达下调。在钙信号途径中,钙调蛋白（CALM）表达下调,腺苷酸转运酶（adenine nucleotide translocase,ANT）表达量增加,表达上调。MAPK信号途径中,乙二醛酶Ⅰ（GloI）表达下调。磷脂酰肌醇信号系统中的钙调蛋白（CALM）表达下调。随机选取与差异蛋白相关的6个基因进行qRT-PCR验证,结果显示,6个基因的表达与蛋白质水平趋势相一致,均表达下调。通过转录组测序,共获得了52 998个有注释信息的Unigene,占所有Unigene的40.37%。基于6组样品的RPKM（Reads Per Kilobase per Million）值,共筛选到16 224个差异基因。其中上调基因13 361,下调基因2 863个。对差异基因进行Pathway显著富集分析,杂交与自交相比,不亲和差异表达的基因主要富集在氧化磷酸化代谢、ABC转运蛋白、次级代谢产物等通路。与远缘杂交不亲和相关且发生显著变化的基因有CalS-5、CalS-12（胼胝质酶）和SPL（squamosa promoter binding protein-like）表达上调,ABCF（ABC transporter family protein）表达下调。【结论】在转录组和蛋白数据共注释到6个蛋白、4个基因与植物不亲和性密切相关,这些蛋白与基因可能在远缘杂交不亲和方面发挥着重要作用。     

‘月月粉’月季PP2C家族基因鉴定及非生物胁迫响应分析

利用生物信息方法从月季‘月月粉’(Rosa chinensis ‘Old Blush’)基因组中共鉴定出69个PP2C家族成员,其编码氨基酸的长度在122～1 082 aa之间,等电点介于4.03～9.34,大部分蛋白呈亲水性。系统进化树分析将其分为12个亚族,同一亚族内基因结构和保守基序具有较高的相似性。基因片段复制事件是PP2C家族基因扩张的主要原因。启动子顺式作用元件分析表明约85%的月季PP2C含有逆境应答元件、激素应答元件等,推测其在响应逆境胁迫的过程中发挥重要作用。月季PP2C基因的表达具有组织和发育时期特异性,且部分基因参与干旱和高温胁迫响应过程,其中3个A亚族基因在干旱胁迫中响应明显,1个A亚族基因和2个G亚族基因在高温胁迫中响应明显。通过qRT-PCR分析11个不同亚族PP2C基因在月季失水胁迫和ABA处理下的表达模式,发现6个A亚族基因(RC0G0099200、RC1G0458700、RC1G0569200、RC2G0066800、RC2G0089100和RC5G0571100)和1个G亚族基因(RC3G0083700)的表达量显著升高,表明这些基因可能受ABA诱导...     

不同基本培养基及培养方式对文心兰原球茎增殖的影响

以薄叶系文心兰Alha′Iwanaga′茎尖诱导形成的原球茎 (PLB)为材料 ,比较不同基本培养基类型 (MS、1/ 2MS、VW )及不同培养方式 (固体培养、液体培养 )对原球茎增殖的影响 ,结果表明 :文心兰PLB增殖以 1/ 2MS为基本培养基配合振荡及回旋培养方式较好 ,固体培养方式因其幼苗形成率高 ,不适合进行文心兰PLB增殖培养     

花叶滇苦菜浸提液对3种花卉种子萌发和幼苗生长的化感作用

为探讨花叶滇苦菜与常见草本花卉协同生长过程中的化感作用机制,采用培养皿生物测定法,研究了花叶滇苦菜地上部（DS）和地下部（DX）不同浓度浸提液对二月兰、石竹、观赏油菜3种花卉种子萌发、幼苗生长的生理指标及相关酶活性、丙二醛（MDA）含量的影响,以期为花卉植物大规模应用及杂草生物防治提供理论依据。结果表明：花叶滇苦菜浸提液对3种花卉种子萌发、幼苗生长均呈低浓度促进、高浓度抑制的趋势,在5 g·L^-1时2种浸提液中促进效应最大的是二月兰,其次是石竹,均在100 g·L^-1浓度下抑制效应达最大。2种浸提液提高了3种花卉幼苗的超氧化物歧化酶（SOD）活性,二月兰、观赏油菜在50 g·L^-1时达到峰值,石竹在25 g·L^-1时达到峰值,100 g·L^-1时均高于对照组,过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）活性均呈先升高后降低的趋势,丙二醛含量随浸提液浓度的升高而增加。石竹种子POD活性与种子发芽率呈极显著正相关;观赏油菜POD活性与茎长和根长呈显著正相关;二月兰根长与POD、CAT活性呈极显著正相关,CAT活性与茎长和发芽率呈极显著正相关。浸提液对种子萌发和幼苗生长的化感作用综合效应强弱依次为观赏油菜>石竹>二月兰。综上所述,浸提液对3种花卉幼苗细胞膜均具有一定的损伤作用,应尽量避免在花叶滇苦菜危害严重的地块大规模种植3种花卉或者种植前彻底清除杂草。     

组织培养容器环境因子调控技术研究进展

综述了组织培养容器中空气环境因子和培养基环境因子调控技术的研究现状，重点介绍了外环境因子中光照强度、光质、照光方式、温度、相对湿度、CO2质量浓度、O2质量浓度、乙烯含量等及内环境因子中的糖含量和培养基支持体等因子对试管苗生长的影响。找出了该方面存在的问题，提出了可能解决的途径。     

植物组培环境调控与规模化育苗技术研究进展

综述了增施CO2、新型光源的开发和培养基支持体的改良对规模化生产组培苗的促进作用,以及国内外大型环境调控设施和规模化育苗的研究进展,并提出了组培环境调控技术的研究展望。     

CO_2施肥时树脂膜培养容器在文心兰试管苗培养中的应用

采用在培养室内CO2 施肥的方法 ,以C3植物文心兰 (Oncidium)品种‘AlohaIwanaga’试管苗为实验植物材料 ,分别以氟乙烯树脂膜容器 (CP)和三角瓶作为培养容器进行培养 .结果表明 :CO2 施肥时 ,树脂膜培养容器 (CP)内生长的试管苗在株高、叶数、叶长、叶幅、根数、根长、鲜重、干物重、干物率、叶绿素指数 (SPAD值 )等生长指标上高于无CO2施肥处理 .采用SSR法进行比较 (显著水平P≤ 0 0 5 ) ,其中在株高、叶长、叶幅、根数、鲜重、干物重等重要生长指标之间存在显著性差异 .以三角瓶为培养容器时其生长虽优于无CO2 施肥处理 ,但多数指标差异并不显著 .实验证明 ,使用CP作为培养容器 ,培养室内CO2 施肥对促进文心兰试管苗的生长和提高其品质效果明显 .     

不同培养方式对大花蕙兰试管苗生长的影响

以大花蕙兰(Cym bidium)试管苗为试验植物材料,以树脂膜容器(CP)和玻璃培养瓶作为培养容器,比较不同培养方式对大花蕙兰试管苗生长的影响.结果表明,与常规玻璃培养容器相比,以岩棉块作为培养基支持体,并配合CP使用的培养方式(CP.RW)对促进大花蕙兰试管苗生长效果显著.     

牡丹试管苗生根研究进展和展望

从生根培养基、蔗糖浓度、环境因子、生根移栽等方面论述了牡丹试管苗的生根研究进展,提出今后的研究可以从生理生化及细胞学方面入手探索牡丹试管苗的生根机理.     

LED红蓝光质比对红叶石楠试管苗生长和抗氧化酶活性的影响

【目的】研究不同红蓝光质比LED对红叶石楠试管苗生长和抗氧化酶活性的影响,为高品质红叶石楠试管苗的生产提供理论依据。【方法】以红叶石楠试管苗为材料,采用LED光源的红光R(主波长640nm)和蓝光B(主波长464nm)设计5种不同光质配比(100%R、80%R+20%B、70%R+30%B、60%R+40%B、100%B),以普通荧光灯为对照(CK),探究不同光质比对红叶石楠试管苗形态指标、叶绿素、类胡萝卜素、根系活力、可溶性总糖、蔗糖、可溶性蛋白及抗氧化酶活性的影响。【结果】(1)红叶石楠试管苗株高、地下部鲜质量和干质量、总鲜质量在100%R处理下达到最大值;叶数、叶长、叶幅、地上部干物率、总干物率和类胡萝卜素含量在100%B处理下达到最大值;而根数、地上部鲜质量、地上部干质量和总干质量、地下部干物率、叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总含量及根系活力在70%R+30%B处理下达到最大值。(2)各处理试管苗的可溶性糖、蔗糖和可溶性蛋白含量均以70%R+30%B处理最高。(3)叶片POD和SOD活性以70%R+30%B处理最高,CAT活性以100%R处理最高,MDA含量以80%R+20%B处理最高。【结论】红蓝光比为7∶3时有利于提高红叶石楠试管苗叶绿素、可溶性总糖、蔗糖、可溶性蛋白含量和根系活力及抗氧化酶活性,进而有效促进红叶石楠试管苗的生长,可以作为红叶石楠植物离体培养的最佳光质比。