刺槐EST-SSR标记PCR反应体系的优化

为建立一套适用于刺槐EST-SSR标记的PCR反应体系,采用L₁₆(4⁵)正交试验设计结合单因素试验,对刺槐EST-SSR PCR反应体系中的5个主要因素：引物、DNA模板、dNTPs、Mg²⁺和Taq DNA聚合酶进行优化试验。结果表明：在20μL反应体系中,各反应因素的最佳水平为0.5μmol/L引物、30 ng模板DNA、0.15 mmol/L dNTP、0.5 mmol/L Mg²⁺、1.0 U Taq DNA聚合酶。利用随机挑选的3个刺槐优良无性系品种和7对EST-SSR引物对优化体系进行验证,结果均能获得稳定、清晰的条带,证明该体系稳定可靠。此优化体系的建立为刺槐EST-SSR标记的开发以及利用EST-SSR标记深入研究和利用中国刺槐种质资源奠定基础。     

栽培模式对四倍体刺槐生物量和叶片营养的影响

通过比较3种栽培模式对四倍体刺槐无性系K5的生物量及叶片营养含量的影响,以及每年刈割1次模式下3个四倍体刺槐无性系与普通刺槐的生物量差异和每年刈割2次模式下3个四倍体刺槐无性系之间的生物量差异,获得了生物量和营养含量最佳结合点的刺槐饲料林适宜栽培模式,达到了充分开发其饲料价值的目的。结果表明:每年刈割2次模式的第2次叶片的粗蛋白含量显著高于其他2种栽培模式(P0.05),且单株叶质量与其他2种栽培模式无显著差异;每年刈割1次模式下四倍体刺槐无性系K2的单株总质量和叶质量均显著高于无性系K4和K5及普通刺槐(P0.05);每年刈割2次栽培模式下无性系K2的单株总质量和叶质量显著高于无性系K4(P0.05)。综合考虑叶片生物量和营养,四倍体刺槐无性系K2表现最好,且定植当年不刈割,第2年开始每年刈割2次(春天不平茬,6月初和8月底刈割)的栽培模式最佳。     

刺槐未成熟合子胚的体细胞胚胎发生和植株再生

以刺槐不同胚龄的未成熟合子胚为外植体,采用混合正交试验设计,研究幼胚胚龄和不同外源激素种类及质量浓度对刺槐胚性愈伤组织的诱导和体细胞胚分化、萌发的影响.结果表明:开花后8周(55天左右)是胚性愈伤组织和体胚诱导的最佳外植体取材时期;MS+2,4-D 5.0 mg·L-1 +BA0.5 mg·L-1是诱导胚性愈伤组织的最佳培养基,出愈率最高为95.42％±0.02％;MS +NAA0.5 mg·L-1 +BA0.5 mg·L-1+谷氨酰胺250 mg·L-1+水解酪蛋白500 mg·L-1是体细胞胚诱导和分化的最佳培养基,直接体细胞胚发生率最高为92.40％±0.12％,通过愈伤组织诱导体细胞胚发生的频率最高为90.73％ ±0.49％.一旦形成球形胚,将培养物转接到不含任何生长调节剂的MS培养基上,体细胞胚经成熟萌发可进一步形成完整小植株.     

刺槐开花传粉及交配方式

在北京延庆县观测刺槐花朵的形态特征、开花动态以及传粉媒介,用杂交指数(OC,I)、花粉—胚珠比(P/O)、人工授粉等方法分别测定刺槐的交配方式。结果表明,刺槐为两性花,有10个雄蕊,且分布在雌蕊周围,柱头比花药最多高出(4.53±0.11)mm,雌雄蕊同熟;单花花粉量高达28 071.67±879.47,花粉保存1 d后有活力的占87.67%,花粉胚珠比(P/O)高于1 000;雌蕊的可授期从开花前2 d持续到开花后2 d,共持续4 d左右,超出这一阶段,可授性大大下降;刺槐杂交指数(OC,I)为4,授粉试验结果表明天然授粉坐果率最高,其均值为40.67%,套袋自交平均坐果率18.0%,去雄杂交平均坐果率3.56%。刺槐属于异交为主、部分自交亲和的交配方式,异花授粉方式为虫媒传粉。     

刺槐无性系叶片营养价值变异分析

为了比较刺槐无性系间的营养差异,分析19个3年生刺槐无性系（6个来自于国内,3个来源于匈牙利,10个来源于韩国）的叶片粗蛋白质、纤维、钙、磷、单宁和18种氨基酸含量,利用必需氨基酸分（AAS）、必需氨基酸指数（EAAI）和模糊最优局势决策法对其营养价值进行了综合评价。结果表明:各刺槐无性系叶片的粗蛋白质、中性洗涤纤维、钙和磷含量均差异不显著,仅无性系K4、K5、A、B和G的酸性洗涤纤维含量显著低于普通刺槐2N（P0.05）,无性系G的单宁含量（6.9 g/kg）显著低于2N（28.9 g/kg）（P0.05）;各无性系的18种氨基酸总量为159.8~240.0 g/kg,且其组成平衡;必需氨基酸分为84.1~118.8,明显高于苜蓿草粉（64.3）;必需氨基酸指数表明其可作为牛、鸡、猪、草鱼、羊和兔的优良饲料;综合营养价值除2N、H1、K3和K4与苜蓿草粉相似外,其他无性系均高于苜蓿草粉。      

刺槐优良无性系饲料特性区域化试验初报

为了选育生物量大、营养含量高且适生性好的饲料型刺槐优良无性系,以初选的8 个刺槐优良无性系为试 材,在北京延庆、北京海淀、河南洛宁3 个试验点进行了区域化试验,并应用回归分析法和AMMI 模型等方法对2 年生试验林的生长和叶片营养进行了分析。结果表明:控制生长及叶片营养的不同基因型与环境存在显著的互作 效应,但叶片营养的互作效应可能是由叶片成熟度不同造成的;仅从生长性状考虑,适合海淀、延庆和洛宁的无性 系分别为K2 和84023、H2 和8044、K4 和8048;综合考虑生长性状和营养含量的遗传适应性和稳定性,无性系 83002 和K2 均适合在这3 个试验点用于饲料林栽培。      

红花槐花药培养最适取材时期及选蕾标准

【目的】确定红花槐花药离体培养的最适宜取样时期及其相应的花器官形态特征判断标准。【方法】采用小孢子染色压片观察、花器官形态特征观测和花药离体培养试验,研究红花槐花药小孢子发育阶段,探讨小孢子发育阶段与花器官形态特征及花药愈伤组织诱导率的关系。【结果】1)小孢子发育过程可分为四分体、单核及二细胞花粉3个时期,这3个时期之间具有明显的细胞学特征差异,其中单核时期又分为单核早中期和单核靠边期。2)小孢子单核时期(单核早中期及单核靠边期)花药适宜离体培养,其中单核靠边期愈伤组织诱导率高达(77.05±1.56)%,为红花槐花药离体培养的最佳时期。3)在单核靠边期,花蕾纵径介于10.01～12.20 mm、花冠与花萼的长度比>1/4～≤2/5。同时,小花花萼上部为红色,白色花冠从花萼中露出且顶部开始变为粉红色,花序大而松散,小花间距离较大。【结论】红花槐花药离体培养最适取材时期为小孢子单核靠边期,并可通过小孢子与花器官形态特征的对应关系进行取材。     

刺槐花粉萌发和花粉管伸长生长过程中柱头与花柱内钙离子的分布特征

以去雄后人工授粉的刺槐花为试验材料,并以去雄后不授粉的花为对照,利用焦锑酸钙沉淀法分析刺槐柱头和花柱内钙离子分布对花粉萌发和花粉管生长的影响。结果发现:花粉在萌发前,其萌发孔聚集了大量的钙沉淀。授粉作用会很快促使柱头表面泡状分泌物和胞外基质钙含量增加。随着大量花粉萌发完成,柱头泡状分泌物内的钙含量开始下降,但是柱头胞外基质的钙含量下降不明显,这表明柱头泡状分泌物的钙离子对花粉萌发可能有促进作用。刺槐的花柱含有一个中空花柱道,中空花柱道周围有一层通道细胞,不论授粉与否,通道细胞液泡和细胞壁上都有大量钙离子,这些钙离子对花粉管的生长可能有诱导作用。刺槐花柱内的钙离子梯度现象不明显。本研究结果有利于揭示刺槐乃至其他豆科植物柱头和花柱内钙离子分布对花粉萌发和花粉管生长的影响。      

春黄菊族部分植物CYC2d同源基因的分离与功能初步分析

CYC同源基因作为控制花瓣对称性形成的关键基因,在菊科头状花序中主要调控着舌状花(两侧对称)的生长发育。菊科植物中舌状花的有或无及其分子调控机制和演化过程一直备受关注。本研究从花型不同的川甘亚菊、戈壁短舌菊和神农香菊中分别同源克隆了转录因子基因CYC2d。3个序列与菊花CmCYC2d基因氨基酸序列的比对结果显示其同源性均超过90%,且均含有保守的TCP和R结构域。半定量RT-qPCR结果显示,CYC2d在地被菊品种‘毛香玉’幼嫩花序中的表达量最高,而在川甘亚菊和戈壁短舌菊中的表达量非常微弱。因此,进一步通过实时荧光定量检测了CmCYC2d在‘毛香玉’6个发育时期舌状花和管状花中的表达情况,结果表明, CmCYC2d各个时期管状花中的表达量均很低,而在相应时期舌状花中的表达均很丰富。在不同花型的杂交F1代优株中,CmCYC2d也主要在不同位置的舌状花中高表达。通过农杆菌转化重组质粒pSUPER1300-CmCYC2d-GFP在烟草表皮细胞瞬时表达,亚细胞定位结果显示其定位于表皮细胞核。分别在野生型拟南芥和tcp1突变体(SALK-022364)中过表达CmCYC2d基因的结果表明,转基因阳性株系的营养生长受到抑制,花期延迟,花瓣大小和排列均发生了变化,使原本辐射对称的花瓣呈现两侧对称的趋势。从研究结果可知, 转录因子基因CmCYC2d对菊花舌状花的发育有重要调控作用。本研究为菊科舌状花演化的分子调控机制研究奠定了基础。      

刺槐幼林不同无性系性状比较及相关分析

为了比较刺槐不同无性系在延庆地区的生长表现,选取匈牙利、韩国、中国河南及延庆本地刺槐优良无性系11 个,于2008 年4 月种植在北京延庆县。在生长季测定各无性系的净光合速率和叶片的叶绿素、可溶性糖等生化指标,并且连续3 年测定各无性系的株高、地径等表型性状。结果表明:匈牙利刺槐H2、韩国刺槐K2、韩国刺槐K4、河南刺槐8048 和延庆本地刺槐2N 的株高、地径表现较好,这些无性系株高、地径3 年的数据经多重比较分析后均被归为数值最高的一类;净光合速率较高的无性系为匈牙利刺槐H2 (11.78 ±0.24) 滋mol/ (m2·s)、河南8044 (12.57 ±0.21) 滋mol/ (m2·s) 和延庆本地刺槐2N (12,92 ±0.46) 滋mol/ (m2·s);可溶性糖、还原性糖和自由氨基酸含量最高的无性系为河南84023 (68.97 ±8.61) mg/ g、韩国K2(111.69 ±6.85) mg/ g 和河南8048(426.34 ±5.43) 滋g/ g;叶绿素a、叶绿素b 含量最高的无性系都是匈牙利刺槐H2,其均值分别为(3 512.33± 38.27 ) 滋g/ g 和 (3 824.19 ±118.21) 滋g/ g;类胡萝卜素含量最高的无性系为匈牙利刺槐YDL (532.67 ±13.99) 滋g/ g;除叶绿素a、b 和第一年所测株高显著相关(P 0.05)外,其他生化指标和净光合速率与3 年所测表型指标没有显著的相关性。 综合分析表明,匈牙利刺槐H2、韩国刺槐K2、韩国刺槐K4、河南刺槐8048 和延庆本地刺槐2N 无性系在延庆地区 生长较好,目前无性系选优还主要依靠株高、地径等表型指标的测定。