白菜型冬油菜‘陇油7号’叶片响应低温胁迫的差异蛋白鉴定与分析

为了从蛋白质组学的角度探讨超强抗寒品种白菜型冬油菜‘陇油7号’的抗寒机理,本研究采用TCA(三氯乙酸)-丙酮沉淀法,提取低温胁迫(4℃,7 d)前后的叶片总蛋白,对蛋白提取方法、IPG(固定pH梯度)胶条种类等环节进行了优化,运用双向电泳和质谱分析技术,鉴定了低温胁迫下‘陇油7号’5叶期叶片总蛋白质组分的表达差异模式。结果表明:改进后的蛋白质提取液(含DTT,二硫苏糖醇)和PVPP(聚乙烯吡咯烷酮)得到的蛋白质平均浓度较改进前高3.42μg·μL-1,除盐时间较改进前短1.14 h;同时,含蛋白酶抑制剂苯甲基磺酰氟(PMSF)的蛋白提取液获得的蛋白质种类丰富,凝胶图谱中可检测到661个蛋白点,较改进前可测蛋白点数(587)提高11.2。采用17 cm p H 4~7的IPG胶条的电泳能更好地分离蛋白,得到重复性好、分辨率高的蛋白质组图谱。利用PDQuest 8.0软件分析比较了超强抗寒品种‘陇油7号’低温胁迫前后的蛋白组表达谱,发现低温胁迫前后共有15个质变的蛋白质点,推测这些差异蛋白点可能与低温胁迫的响应有关。进一步对质变的蛋白质点进行了质谱分析,鉴定出11个与低温胁迫相关的蛋白质点,这些蛋白包括光合作用相关的蛋白、糖代谢相关的蛋白、物质运输相关的蛋白和逆境响应相关的蛋白。而且,低温胁迫处理前后,‘陇油7号’叶片蛋白质的表达水平存在明显差异,这些差异蛋白可能在冬油菜抗寒响应中发挥重要作用。     

甘蓝型与白菜型冬油菜杂交F1代植物学性状及自交亲和性分析

通过甘蓝型冬油菜与北方白菜型冬油菜及其正反交杂种F₁植物学形态,生长习性,自交亲和性的比较,分析杂种抗寒性,植物学形态,生长习性,自交亲和性的变化.选择白菜型冬油菜陇油9号与甘蓝型冬油菜Vision组配的(陇油9号×Vision),(Vision×陇油9号)甘白杂交正反交组合,通过亲本与杂种形态比较,越冬率统计,套袋自交以及花粉-柱头互作等,对杂种抗寒性,植物学形态,生长习性,自交亲和性作出评价.陇油9号与Vision杂交,杂种F₁植物学形态,干物质积累特性为中间型,生长习性和生长点下凹程度均偏白菜型.F₁正,反交越冬率分别为68.75%和65.00%,根长为14.83和14.30 cm,根颈直径为6.08 和5.67 mm.自交亲和性为:Vision>F₁ (Vision×陇油9号)>F₁ (陇油9号×Vision)>陇油9号,其相应的自交亲和指数为20.83,1.09,1.06,0.87;杂种及其亲本的自交亲和性的大小与其花粉在柱头上的萌发数量与萌发速度相一致.陇油9号与Vision杂交,杂种F₁抗寒性强于甘蓝型冬油菜,但较白菜型冬油菜弱.同时,白菜型冬油菜与甘蓝型冬油菜杂交,杂种F₁代自交亲和,但杂种的自交亲和程度远远低于甘蓝型冬油菜,而且F₁杂种的自交亲和性因杂交组合方式而有差异.     

NaCl和Na2SO4胁迫对白菜型冬油菜种子萌发的影响及其耐盐性分析

以6个耐盐性不同的白菜型冬油菜种子为材料,将NaCl和Na_2SO_4按摩尔比1:1混合,设浓度为0(CK)、45、90、135、180、240 mmol·L~(-1)6个处理,测定其对种子萌发和生长参数的影响,研究不同冬油菜种子萌发时的耐盐能力,以期为耐盐冬油菜的筛选提供依据。结果表明:(1)45 mmol·L~(-1)和90 mmol·L~(-1)盐浓度对种子萌发的影响不明显;135 mmol·L~(-1)和180 mmol·L~(-1)盐浓度明显抑制了种子萌发,表现为种子发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数、胚根长、胚芽长、鲜重和干重均随盐浓度的增大而明显降低。因此,135~180 mmol·L~(-1)盐浓度可认为是耐盐性鉴定的适宜范围。(2)不同指标对盐胁迫的敏感程度差异较大,发芽指数、活力指数、胚芽长和鲜重与盐浓度均为极显著负相关,对盐胁迫最为敏感。(3)3个耐盐冬油菜ky-1、ky-10-191和ky-NDJ的种子发芽指数、活力指数、胚芽长和鲜重的耐盐临界值显著高于原有品系平油1号、10-191和ky-NDJ。ky-1、ky-10-191、ky-NDJ的耐盐临界值分别为133.895、123.264、107.399 mmol·L~(-1),而平油1号、10-191、NDJ的耐盐临界值分别为117.394、103.947、93.834 mmol·L~(-1)。用隶属函数法综合评价,耐盐性强弱顺序依次为ky-1ky-10-191平油1号kyNDJ10-191NDJ。可见,ky-1、ky-10-191和ky-NDJ的耐盐性较平油1号、10-191和NDJ均有所提高。     

基于表型的棉花遗传多样性分析及核心材料的筛选

通过对来自3个栽培种（陆地棉、海岛棉和亚洲棉）的92份棉花资源的9个性状的调查和分析,变异系数、特异材料百分比和Shannon-Weaver多样性值均表明该群体蕴含较丰富的遗传变异;利用软件NTSYS-pc,采用类平均法（UPGMA）对相似系数矩阵和遗传距离矩阵进行聚类分析,结果表明品种间的遗传关系与品种所属的种及系谱吻合性较高;利用软件QGAStation筛选出核心材料22份,方差差异百分率、均值差异百分率、极差符合率和变异系数变化率相关统计学指标显示核心材料组遗传多样性与原群体基本一致。基于表型的遗传多样性分析及核心材料的筛选将为后续的育种工作和基础研究提供重要的参考信息。     

PEG模拟水分胁迫下白菜型冬油菜芽期根系特征及抗旱性研究

本试验采用砂培法,以18%(w/V)聚乙二醇(PEG6000)模拟水分胁迫研究18份白菜型冬油菜芽期根系特征,并结合盆栽试验研究根系特征与抗旱性关系。结果显示,水分胁迫对白菜型冬油菜侧根数、根重、根冠比有显著的抑制作用,对根长影响相对较小。相关性分析结果显示:相对侧根数、相对根长与相对活力指数之间呈显著正相关,可以作为白菜型冬油菜抗旱评价的辅助指标。不同来源的材料在根系侧根数、根重、根冠比方面差异显著,可作为区别不同来源材料抗旱性强弱的指标。对材料抗旱性进行聚类分析,在距离10时18份材料可以分五个类群,其中A类抗旱性最强,平均相对侧根数72.90%、平均相对根长100.37%、平均相对根重79.60%、平均相对根冠比119.93、平均相对活力指数0.64。根据相对活力指数及聚类分析结果,筛选出抗旱性较强的3份白菜型冬油菜:宁油2号、陇油7号和平油1号。对比分析盆栽试验,幼苗期总生物量干重与根冠比、根系干重、地上部干重、主根长均呈极显著正相关;芽期PEG胁迫下根系特征分析结果显示:早期生长活力较好的材料在盆栽试验有较高的生长势。早期采用模拟干旱的方法可以筛选抗旱性较强的材料。     

朗县辣椒不同苗龄期定植对生长及产量的影响

为研究西藏本地辣椒不同苗龄期定植对生长及产量的影响,采用育苗基质统一育苗,本试验采用随机区组排列的方式,定植不同苗龄的朗县辣椒幼苗,观测其物候期、生长状况、植物学特性及产量.     

基于表型的棉花遗传多样性分析及核心材料的筛选

通过对来自3个栽培种（陆地棉、海岛棉和亚洲棉）的92份棉花资源的9个性状的调查和分析,变异系数、特异材料百分比和Shannon-Weaver多样性值均表明该群体蕴含较丰富的遗传变异;利用软件NTSYS-pc,采用类平均法（UPGMA）对相似系数矩阵和遗传距离矩阵进行聚类分析,结果表明品种间的遗传关系与品种所属的种及系谱吻合性较高;利用软件QGAStation筛选出核心材料22份,方差差异百分率、均值差异百分率、极差符合率和变异系数变化率相关统计学指标显示核心材料组遗传多样性与原群体基本一致。基于表型的遗传多样性分析及核心材料的筛选将为后续的育种工作和基础研究提供重要的参考信息。     

白菜型冬油菜RuBisCo蛋白亚基基因rbcL和rbcS的克隆及其在干旱胁迫下的表达

应用双向电泳结合液相色谱-质谱联用(LC-MS)分析, 筛选得到干旱胁迫下白菜型冬油菜与光合作用相关差异蛋白质RuBisCo小亚基。根据已发表白菜型油菜(Brassica rapa) RuBisCo亚基rbcL和rbcS保守序列设计引物, 采用RT-PCR扩增陇油7号的cDNA, 获得rbcL和rbcS基因开放阅读框, 长度分别为1095 bp和549 bp, 编码364和181个氨基酸的蛋白质。生物信息学分析结果显示, rbcL与大白菜(Brassica rapa subsp. chinensis)的蛋白质同源性达到99%以上, 其保守序列属于RuBisCo Large超家族, 该蛋白质理论相对分子量及等电点分别为40.29 kDa和6.70, 不稳定指数(instability index, II>40为不稳定蛋白质)为41.67, 属于不稳定蛋白; 脂融指数(aliphatic index)为83.63, 平均亲水性值(grand average of hydropathicity)为-0.232, 属于亲水性蛋白质; 二级结构包括38.74% α-螺旋(alpha helix)、10.99%延伸链(extended strand)及50.27%自由卷曲(random coil); 三级结构具有5个不同的活性口袋。rbcS与甘蓝(Brassica oleracea)蛋白质同源性达到99%, 其保守序列具有rbcS超家族和RuBisCo Small Like超家族, 理论相对分子量为20.32 kDa, 理论等电点为8.23, 不稳定指数为33.66, 属于稳定蛋白质; 脂融指数为74.86, 平均亲水性值为-0.142, 属于亲水性蛋白质; 二级结构包括16.02% α-螺旋、28.73%的延伸链及55.25%自由卷曲; 三级结构具有4个不同的活性口袋。实时荧光定量和半定量分析显示, 干旱胁迫下, 白菜型冬油菜叶片rbcL和rbcS基因表达量下调是光合作用下降的原因。并且, 冬油菜叶片P_n下降与RuBPCase表达抑制和活性降低有关, 非气孔限制是P_n下降的主要因素。     

PEG模拟水分胁迫对白菜型冬油菜幼苗生长及生长特性的影响

采用不同质量分数的聚乙二醇6000(Polyethylene glycol 6000,PEG6000)溶液模拟水分胁迫,研究4种白菜型冬油菜幼苗形态特征及生理生化特性,评判不同品种的抗旱性强弱。结果表明,PEG对4种白菜型冬油菜的成苗率、主根长、苗高、单株鲜质量、相对活力指数有显著的抑制效应;PEG质量分数为5%~15%时,超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性与胁迫质量分数呈正相关关系,在质量分数15%~20%时酶活性出现峰值,达显著性水平(P0.05),随之下降。可溶性糖(SS)含量、可溶性蛋白(SPr)含量、脯氨酸(Proline)含量、相对电导率、丙二醛(MDA)含量与胁迫质量分数呈显著正相关关系。线性回归分析得到白菜型冬油菜PEG胁迫的半致死质量分数(LC50)为18.2%、半致死相对电导率(EC of LC50)为15.73%。4个品种的抗旱性顺序依次为:陇油6号陇油7号天油7号≥天油5号。