新疆与美国早实核桃(Juglans regia L.)品种生长结实与成花特性比较

以引进的美国核桃品种‘维纳’、‘艾米格’和新疆本地品种‘温185’和‘新新2号’为试材,研究分析不同品种的植物学和生物学特性、花芽分化过程以及相关成花基因的表达。结果显示:4个品种在树体生长、枝芽发育特性、物侯期以及成花率和坐果率方面没有明显差异。在结果枝同一坐果部位形成双果、三果或以上的能力‘新新2号’明显强于‘维纳’,但‘新新2号’的果实大小和单果重都低于‘维纳’,而‘维纳’平均结果母枝上形成侧花芽的数量和坐果率高于‘新新2号’。从萌芽到开花结束直至当年侧芽发育过程中‘维纳’混合芽中的JrFT和JrLFY基因表达也高于‘新新2号’,而同时期的JrFLC基因表达则相对较低,说明‘维纳’在花芽分化和花器官形成过程中通过高表达JrFT和JrLFY基因,低表达JrFLC基因促进结果母枝上形成大量侧花芽,并利用大量侧花芽抽生结果枝坐果,形成较大的果实,使得最终产量并不低于同一个坐果部位大量着生2个或多个果实的‘新新2号’品种。     

新疆野生樱桃李SSR体系的建立及应用

为建立适宜新疆野生樱桃李的SSR分子标记技术体系,通过对PCR反应程序、反应体系(DNA模板量、引物浓度、Mg2+浓度、dNTP浓度、Taq酶用量)以及退火温度进行了探索,建立了适宜野生樱桃李的SSR-PCR反应体系。结果表明:在25μL反应体系中,Mg2+1.0 mmol/L、引物0.5μmol/L、dNTPs 0.20 mmol/L、TaqDNA聚合酶1.0 U、模板DNA 30 ng、退火温度为60℃。SSR扩增程序:94℃预变性5 min,35个循环(94℃30 s,60℃1 min,72℃1 min),72℃延伸10 min,可筛选出稳定性好、多态性高的SSR引物。     

京白梨与鸭梨雄配子体发育特性的比较及其花粉败育的研究

探讨了京白梨花粉萌发率低的原因。用石蜡切片等技术对京白梨和鸭梨雄配子体发育以及花粉败育进行了解剖学观察。结果表明：京白梨花药大小、花药重以及每朵花中的花药数略低于鸭梨;花粉染色率两者之间差异不大,而京白梨花粉萌发率为23.19%,鸭梨为58.77%,京白梨明显低于鸭梨。京白梨和鸭梨在雄配子体发育特征方面没有显著差异,但在京白梨雄蕊发育的各个阶段都观察到了不同类型的发育异常,即不能形成正常的小孢子母细胞、花药发育异常、绒毡层细胞不退化或退化不及时、形成少花粉的花粉囊或空花粉囊等,同时在大量切片中很容易观察到绒毡层发育异常类型。据此推断京白梨雄蕊败育类型属于花药退化型和绒毡层发育异常型,并认为造成京白梨花粉萌发率低的主要原因可能是绒毡层细胞发育的异常。     

‘巨峰’葡萄主梢和副梢花器官与种子发育的研究

 ‘巨峰’葡萄主梢花粉粒大于副梢, 花粉染色率与副梢差异不显著, 发芽率低于副梢, 但花粉发芽率不影响种子的形成。主梢小花雌蕊在减数分裂后形成的功能大孢子小于副梢。同时开花前主梢胚囊的发育状况优于副梢, 开花期正常胚囊率主梢也明显低于副梢。因此, 开花前后主梢异常胚囊的出现是导致受精发生障碍并使结籽率低下的原因。     

转新疆野生樱桃李psoRPM1 基因烟草抵抗南方根结线虫

 从新疆野生樱桃李（Prunus sogdiana）抗南方根结线虫单株中分离克隆得到一个能响应南方 根结线虫侵染的抗病基因psoRPM1,利用农杆菌介导方法将其导入烟草中,并对其抗性进行了鉴定。结 果显示,构建的pCAMBA1305.1 表达载体能成功地将psoRPM1 基因导入高度感病的烟草‘W38’中,并 获得了9 株转基因单株。对转基因单株进行抗性鉴定,结果显示转入psoRPM1 基因后使烟草‘W38’对 南方根结线虫的抗性由高度感病变为中度抗病。这一结果预示着psoRPM1 基因可能是一个新的与抗根结 线虫相关的基因。     

3个生态群杏品种遗传多样性SSR分析

利用8对SSR引物对中亚生态群、华北生态群、欧洲生态群30个杏品种进行了分析。结果表明,在遗传相似系数为0.73时,供试材料分为3组,第1组包括欧洲生态群10个品种和中亚生态群2个品种;第2组包括华北生态群10个品种和中亚生态群5个品种;第3组包括中亚生态群3个品种。其中3对引物(aprigms1、aprigms6、UDP96-018b)在中亚生态群杏中扩增出了特殊基因,1对引物(UDP96-003b)在华北生态群杏中扩增出了特殊基因。中亚生态群杏品种的遗传多样性最为丰富,与华北生态群杏品种亲缘关系较近,可能是我国栽培杏的起源中心。     

新疆野生樱桃李扦插繁殖不定根的形成及生长调节剂对扦插成活率的影响

利用扦插繁殖研究新疆野生樱桃李绿枝扦插的生根机制及不同生长调节剂处理对硬枝扦插生根的影响。结果显示:扦插前,新疆野生樱桃李的茎中没有根原始体细胞,属于诱导型生根。其生根形式主要是愈伤组织生根和皮部生根。绿枝扦插生根包括切口处愈伤组织的形成、根原基的形成和不定根的发育3个过程。愈伤组织由形成层细胞分裂形成,并对不定根的形成起诱导和促进作用;不定根原基起源于形成层,发生部位是形成层与韧皮部射线相交叉的区域。外源生长素类生长调节剂能够促进硬枝扦插的成活率,其中IBA+NAA(1∶1)2 000mg/L蘸根处理插条成活率为30.2%,并且蘸根处理时间以20s为宜。生长调节剂处理后平均根数、平均根长和平均根径变化不大,但平均生根率与成活率的关系密切,说明生长调节剂主要诱导不定根的形成,对根后期发育影响不大。     

巨峰葡萄(Vitis labruscana Kyoho)闭花受精机理的研究

为研究葡萄闭花受精机理,利用石蜡切片观察了巨峰葡萄雌雄配子体发育的相关性、花粉萌发、人工授粉结实等,结果表明:雌配子体开始发育略晚于雄配子体,雌雄配子体分别在开花前4~5和2~3日完成结构发育。花粉在开花前5日已有少量萌发,开花前3日到开花日花粉萌发率和花前人工援粉率分别为14.8%和22.7%,呈逐渐上升的趋势,开花前2、3日进行人工授粉雌蕊坐果率分别为3.2%和4.59%,说明雌雄配子体在结构和生理功能上已发育成熟,为闭花受精提供了条件。利用水溶性胶人为闭花授粉条件下胚囊发育正常,并能完成受精,同时在花柱、子房和珠孔萌发的花粉管数、座果率与开花授粉条件没有差异,显示巨峰葡萄主要为花前闭花受精类型,在不适宜开花的环境条件下也可发生假闭花受精。闭花受精可能并不是导致坐果率低的主要原因,而与自身发育结构有关,同时也是为适应外界环境条件所表现的一种发育对策。     

外施赤霉素对‘峰后’葡萄坐果及VvAG基因表达的影响

为探明‘峰后’葡萄在赤霉素(GA3)处理促使葡萄座果率增加原因和VvAG基因在葡萄坐果过程中的作用,在开花前10d用0.02mg/g的GA3和赤霉素合成抑制剂PAC处理葡萄花序并通过石蜡切片观察葡萄早期果实发育结构的变化,通过RT-PCR分析了VvAG基因的表达。结果显示:GA3处理提高了葡萄座果率,PAC处理则降低座果率,而PAC+GA3处理可以恢复葡萄正常坐果。GA3处理在开花后0~10d幼果纵横径大于对照,而PAC处理则小于对照。进一步分析发现,GA3处理后中果皮细胞明显大于对照,而PAC处理则小于对照,说明GA3处理导致开花后0~10d幼果增大的原因是由于细胞分裂和中果皮细胞增大的缘故。VvAG基因的表达呈现出组织特异性,VvAG2在叶片,茎和卷须中均有少量表达,VvAG1和VvAG3则表达量很低,在花和果实中VvAG1和VvAG2有较高的表达,表明这2个基因对于葡萄花发育和坐果是必需的。VvAG3在花和果实中的表达量相对较低,但在GA3处理后表达上调;相反,在PAC处理后,VvAG3表达量下调,表明VvAG3在坐果过程中的表达可能受到赤霉素的调控。     

CCS52A基因与核内复制在新疆野生樱桃李巨细胞发育中的作用

为探究新疆野生樱桃李在接种南方根结线虫形成根结的过程中,线虫建立的取食位点诱导巨细胞形成过程中常出现的核内复制现象的原因,以扦插繁殖的新疆野生樱桃李为材料接种南方根结线虫进一步鉴定其抗性,通过石蜡切片观察根结发育以及核内复制现象,并分析了相关酶活性变化以及CCS52A基因表达方面的差异。结果显示:新疆野生樱桃李实生群体中大约1/4的个体表现为抗病。抗病植株中的POD、SOD和GLU酶活性在接种南方根结线虫6d时达到峰值并明显高于感病植株,而CHI酶活性在接种后8d达到最高,一直到14d都明显高于感病植株。组织学观察发现,接种后5d巨细胞内可以观察到正在分裂的细胞,到7d巨细胞内细胞核开始聚集,这种状态一直维持到接种后21d。说明接种后5~7d是巨细胞核进行分裂的时期,而7~21d是进行核内复制的主要过程。CCS52A基因在接种后7d也开始大量表达并持续到21d,与核内复制过程正好吻合。同时原位杂交结果也显示CCS52A基因主要在巨细胞中表达。说明CCS52A基因在巨细胞进行的核内复制过程中起作用,其高表达有利于线虫取食位点的成功建立。