根癌农杆菌介导的香蕉高效遗传转化系统的建立

为建立根癌农杆菌介导的香蕉高效遗传转化系统,本研究以雄性花诱导产生的贡蕉胚性悬浮系为转化受体,从潮霉素筛选浓度和筛选方法两方面进行了优化。研究结果表明,贡蕉悬浮系在M2液体培养下潮霉素的适合筛选浓度为5mg/L。将液体共培养7d后的贡蕉胚性悬浮系转接到M2液体筛选培养基进行培养,每10d继代一次。GUS组织染色表明,经过3代抗性筛选的ECS几乎全为转化细胞。经过3个月的胚诱导培养获得成熟抗性体细胞胚,平均抗性体细胞胚得率为4580个/mLPCV。同时,转化苗的PCR检测结果表明,gus基因已整合到贡蕉基因组中。本研究表明液体筛选系统有利于转化胚性悬浮细胞的增殖,大大地提高了香蕉转基因的转化效率。     

野生阿宽蕉胚性细胞悬浮系原生质体分离及植株再生

本研究以野生阿宽蕉(Musa itinerans Cheesman)未成熟种子诱导的胚性细胞悬浮系为材料,对其原生质体的分离和植株再生进行研究。结果表明:胚性悬浮细胞在酶组合:3.0%纤维素酶R-10、1.0%离析酶R-10、0.2%果胶酶Y-23、1.52%KCl、0.78%CaCl2、0.01%MES和11%甘露醇中,酶解8h,原生质体的产量和活力达到最大值,分别为19.46×106个/mL和92.17%。采用看护培养法对原生质体培养60d后,可获得大量增生的小细胞团,细胞团悬浮培养15d后转至体胚诱导培养基上培养约30d,其体胚萌发率为45.97%,然后转至生根培养基上培养35d,其再生植株率为54.76%。     

野生平贝母体细胞胚胎发生及植株再生体系的建立

以野生平贝母根尖为外植体,应用均匀设计法筛选其最适合的胚性愈伤组织及胚性细胞复合体诱导、体细胞胚烫发育及植株再生的培养基,建立了平贝母体细胞胚胎发生体系.结果表明,平贝母根尖胚性愈伤组织及胚性细胞复合体诱导最适宜的培养基为:ER(Eriksson,1965)+6-BA 1.0 mg/L+IAA2.0 mg/L+2,4-D 0.1 mg/L,诱导率为95%;体胚发育及植株再生最适宜的培养基为:ER+6-BA 1.00mg/L+IAA 0.10mg/L,体胚萌发率为100%,萌发的体胚在发育培养基上继续培养40d后全部发育成完整植株.对不同阶段培养材料的形态结构及超微结构的观察证明了平贝母体细胞胚胎的发育过程.     

番木瓜成熟种子的体细胞胚简易诱导和植株再生

目前中国番木瓜产业受到环斑花叶病等病害的严重威胁,利用生物技术手段创制新种质、培育高产优质的抗病新品种成为番木瓜产业发展的亟需。本研究以‘一尺瓜’品种的140~150 d龄果实成熟种子为外植体,研究了其体细胞胚诱导和植株再生技术。结果发现了一种非常简单有效的外植体杀菌消毒方法,即用自来水将果实外表清洗干净,然后用70%酒精对果实进行表面消毒即可。该品种成熟种子理想的胚性愈伤组织诱导培养基组成为:1/2 MS(Murashige and Skoog,1962)+2 mg/L 2,4-D(2,4 dichlorophenoxyacetic acid)+400 mg/L谷氨酰胺+60 g/L蔗糖+7 g/L琼脂粉,胚性愈伤组织诱导率可达45%。将胚性愈伤组织置于含1 mg/L2,4-D的增殖培养基继代培养2个周期后,可获得大量均质的表面含有白色体细胞胚的胚性愈伤组织。胚性愈伤组织团在不含任何激素的培养基上可完成体细胞胚的诱导、成熟、萌发和生根过程。挑取具有芽和根的体细胞胚转移到再生培养基培养30 d后可获得具有正常叶片和根系的完整植株,其发育为正常植株的百分率为52.5%。本研究为番木瓜生物技术育种建立一套简单、高效的体细胞胚再生技术体系提供技术支撑。     

刺五加体细胞胚再生体系的研究

以刺五加种子为外植体,采用固体培养筛选出最优培养基,并成功地诱导出体细胞胚获得再生植株,以此来建立一套成熟稳定的刺五加体细胞胚再生体系。试验结果表明, 最适宜的胚性愈伤组织诱导培养基为1/3MS+1.0 mg?L-12,4-D,其诱导率可达50%;胚性愈伤组织增殖的最适培养基为1/3MS+1.0 mg?L-12,4-D,其增殖倍数可达4.24倍;胚性愈伤组织在不添加任何植物生长调节物质的1/3MS培养基上培养,可促进体细胞胚的形成、萌发及植株转化率。添加10 g?L-1蔗糖时,体细胞胚的发芽率达到90%,植株转化率达到97.8%。     

荔枝胚性悬浮细胞系的快速建立及其体胚植株的再生

荔枝幼胚诱导的胚性培养物在低糖条件下连续继代4~6次左右,可筛选到颗粒细小、不含原胚的松散型胚性愈伤组织;以这种松散的胚性愈伤组织作为起始材料,在附加2,4-D 2mg/L或2,4-D 2mg/L、KT1 mg/L、AgNO3 5mg/L的MS液体启动培养基上振荡培养（100~120 r/min）10~14 d,即可建立起分散性良好的胚性悬浮细胞系。采用激素减半的2种启动培养基交替继代培养或周期性固体－液体轮回培养,可以长期保持胚性悬浮细胞系。荔枝胚性悬浮细胞在附加NAA 0.1 mg/L、KT 或Ze 5 mg/L、肌醇100 mg/L、蔗糖50g/L、琼脂10g/L的MS固体培养基上诱导体胚,25~40d后可形成大量胚状体,诱导体胚数量达10,000个/g FW以上。经过成熟培养后,正常的体胚75%以上萌发再生完整植株。     

表达bar基因的抗除草剂转基因甘薯的获得

用农杆菌介导法将bar基因导入甘薯主栽品种徐薯18的胚性悬浮细胞中,获得了抗除草剂的转基因植株.农杆菌菌株EHA105携带的双元载体pCAMBIA3300上含有bar基因.来自于徐薯18胚性悬浮细胞的直径为0.7～1.3 min的280个胚性细胞团用于遗传转化.共培养3 d后,首先在含有2 mg/L 2,4-D、100 mg/L Carb的液体MS培养基中培养1周,然后将胚性细胞团转移到添加2 mg/L 2,4-D、100 mg/L Carb 和0.3 mg/L PPT的固体MS培养基上进行选择培养.选择8周后,将获得的37个PPT抗性愈伤组织转移到添加1 mg/L ABA、100mg/L carb和0.3 mg/L PPT的固体MS培养基上,其中的34个愈伤组织诱导得到体细胞胚并发芽形成小植株,共获得了164株拟转基因植株.PCR分析表明,其中的123株为转基因植株.Southern blot和Northern blot分析表明,bar基因稳定整合到转基因植株的基因组中并正确表达.除草剂喷洒试验结果表明,转基因植株具有高度除草剂抗性.     

大豆体细胞胚胎发生系统组织学研究

大豆体细胞可以诱导发生在形态和结构上类似胚结构的胚状体。利用大豆体细胞胚发生系统进行大豆遗传转化,具有转化频率高、同步性好、转基因植株嵌合体少等诸多优点。对经根癌农杆菌侵染后,在含卡那霉素筛选培养基上生长的大豆未成熟子叶胚性细胞的发生、分化及发育进行了组织学研究。结果表明,体细胞胚以非芽体方式发生。胚性细胞可以从外植体表层或表层下1-2层细胞开始发生。随着胚性细胞的分裂,周围细胞开始退化解体,并形成具有类似胚柄结构的胚状体。之后,呈球形的胚状体突出于表皮之外,并依次发育成心形胚、鱼雷形胚和子叶形胚。以期为利用大豆未成熟子叶诱导体细胞胚发生系统高效转化体系的建立提供理论依据。     

不同因素对白刺花体细胞胚发育、成熟及萌发促进

为研究ABA、KNO_3和NH_4NO_3两种氮源比例及凝固剂对白刺花体细胞胚胎发育、成熟及萌发的影响。本研究利用白刺花下胚轴诱导的增殖良好的胚性愈伤组织为材料,通过ABA、氮源种类及比例和凝固剂对其体胚发生、成熟的对比试验研究,筛选最优的白刺花体细胞胚胎发育、成熟和萌发的培养基。结果表明:白刺花下胚轴诱导的愈伤组织经增殖培养得到增殖率为170%的胚性愈伤组织;添加ABA 15.0 mg/L的培养基上可使体细胞胚发生率达到85.21%,体细胞胚产生数量达112个/g,总胚数与对照相比为486.96%;氮源比例中,KNO3增加1倍,NH_4NO_3减半的培养基上体细胞胚发生率最高,达92.33%,体细胞胚产生数量最多,为139个/g,形成的体胚数是对照的124.11%;以琼脂和植物凝胶作为凝固剂的试验中,琼脂7.0 mg/L和植物凝胶为3.0 mg/L时,体细胞胚发育良好,从畸形胚及子叶胚的多少和愈伤褐化综合考虑,植物凝胶比琼脂好。不同发育期的体细胞胚萌发培养时,鱼雷胚转接最为合适,体胚萌发能力最高,为91.55%;体胚苗壮苗培养可使植株转化率高达93%,植株移栽成活率为92.92%。本研究可为白刺花体细胞胚胎发生技术和快速成苗体系提供基础资料。     

连香树胚性细胞悬浮系的建立和植株再生

本试验以连香树授粉120 d后未成熟种子子叶胚为外植体,开展胚性愈伤诱导增殖和悬浮培养体系的研究,初步建立了连香树胚性细胞悬浮系与植株再生体系。将连香树未成熟子叶胚接种在添加0.5 mg/L6-BA+1.0 mg/L NAA+1.0 g/L AC的1/2 MS基本培养基上,进行胚性愈伤组织诱导,获得的愈伤组织在0.1 mg/L 6-BA+0.1 mg/L NAA+0.5 g/L AC的1/2 MS固体培养基上进一步增殖培养。将得到的胚性愈伤组织置于添加5%聚乙二醇6000的1/2 MS的悬浮培养液中进行振荡培养,建立起细胞均一、增殖较快、稳定性较强的细胞悬浮系;将悬浮培养获得的胚性材料接种到添加5%香蕉汁的0.1 mg/L 6-BA+0.1 mg/L NAA+0.5 g/L AC的MS固体培养基中进行培养,可分化出的子叶期体胚,将获得的子叶胚转接到添加1.0 mg/L IBA的WPM固体培养基中,体胚萌发再生成植株。     

龙眼GA信号受体基因LonGID1的功能初步分析

龙眼LonGID1基因编码赤霉素(gibberellin, GA)受体,是赤霉素信号途径中一个非常关键的调节基因。本研究的主要目的是探讨龙眼GA信号受体基因LonGID1的功能初步分析。通过将克隆得到的龙眼LonGID1基因转入拟南芥Atgid1b/c缺失突变,野生型植株中,观察其表型变化及GA信号途径中上下游基因的变化。结果表明:(1) Atgid1b/c缺失突变株系种子萌发率明显低于哥伦比亚野生型株系(columbia, Col-0);Atgid1 b/c×35S::LonGID1缺失突变恢复株系种子萌发率与Atgid1b/c缺失突变株系相比明显提高。10 nmol/L的GA处理可以提高4个拟南芥株系的萌发率,但是GA处理Atgid1b/c缺失突变株系种子萌发率仍然明显低于其他株系。5 nmol/L多效唑(Paclobutrazol, PAC)处理显著降低4个拟南芥株系的萌发率。(2) Atgid1b/c缺失突变株系花苞发育的时间比Atgid1 b/c×35S::LonGID1缺失突变恢复株系推迟约13～14 d。Atgid1 b/c×35S::LonGID1缺失突变恢复株系花苞发育的时间与Col-0野生型株系相比提前约5～6 d,35S::LonGID1超表达株系花苞发育的时间与Col-0野生型株系相比提前4～5 d。10 nmol/L的GA处理,35S::LonGID1超表达植株的花苞发育时间与Col-0野生型相比提前了5～6 d,Atgid1 b/c×35S::LonGID1缺失突变恢复株系的花苞发育时间与Atgid1b/c缺失突变株系相比提前了5～6 d。5 nmol/L的PAC处理使各株系花苞发育时间推迟。(3)GA处理Col-0野生型株系,AtGA4、AtSOC1、AtLFY、AtFT、AtGID1和AtGAI的表达变化明显;这种表达变化会因为GA受体基因Atgid1b/c的缺失而降低,而龙眼的LonGID1基因可以弥补拟南芥GA受体基因Atgid1b/c的缺失而引起的GA作用效果的降低。龙眼LonGID1基因功能的分析,对于我们了解龙眼GA信号传导途径具有积极的意义,也有助于我们更好的利用GA来调控龙眼的生长发育过程,为在生产上指导农户合理利用GA提供理论基础。     

茶树油粕中茶皂素的提取及其对果蔬采后致病菌的抑制作用

以从茶树油粕中提取茶皂素的得率为评价指标,研究提取溶剂、方法、时间、温度和料液比等因素对茶皂素得率的影响,并通过正交试验确定茶皂素最佳提取工艺条件,同时考察了所得茶皂素对几种果蔬采后致病菌的抑制作用。结果表明,茶树油粕中提取茶皂素的最佳工艺条件为:以75%乙醇作为提取溶剂,料液比1∶14(g/mL),85℃热回流提取2.5 h,茶皂素的得率达13.3%,经AB-8大孔吸附树脂纯化后,纯度达95.64%。所获茶皂素对胶胞炭疽菌(Colletotrichum gloeosporioides)、灰葡萄孢霉(Botrytis cinerea)和链格孢菌(Alternaria alternata)菌丝的生长均有显著的抑制作用,半最大效应浓度(EC50)值分别为203.62、165.87和550.61mg·L^-1,其中以对B. cinerea的抑制作用最强。     

菠萝蜜锈病分级标准及田间病害调查

海南省是菠萝蜜的重要产区之一。自2016年起对海南省11个菠萝蜜规模化种植地区的果园进行了菠萝蜜锈病普查,对发病较严重的5个市县进行了连续两年的固定点监测。结果表明:万宁、定安、澄迈、琼海等地的菠萝蜜锈病发病率极显著高于其他地区;除琼海外,其它市县菠萝蜜果锈病发病率4～6月的均高于9～11月;发病率最高的是2017年五指山,达20.00%,最低的是2018年澄迈,为9.33%;病情指数方面五个监测点2017年均大于2018年。单苞和单果锈病严重度均为5级。综上,4～6月是菠萝蜜锈病发病的高峰期;综合两年比较,各地区的平均发病率与平均病情指数均有所下降,病果数量也在下降。通过提出锈病分级标准,为明确锈病害发生规律,提高防治水平提供参考依据。     

基于转录组的荔枝XTH家族基因的鉴定及分析

为了研究木葡聚糖内切葡聚糖酶/水解酶(xyloglucan endotransglucosylase/hydrolase, XTH)基因家族在荔枝花穗发育过程中的分布及表达情况,本研究基于‘妃子笑’荔枝花穗转录组数据,利用生物信息学研究方法,首次对‘妃子笑’荔枝XTH基因家族进行鉴定,包括基因的基本物理和化学特征,亚细胞定位,蛋白质保守结构域,进化关系和表达模式。结果表明:Lc XTH基因家族成员有29个,其蛋白长度范围在37~311 AA之间,对应的相对分子量范围在4.398~35.711 k D之间,等电点(pI)范围为4.39~9.46。此外,亚细胞定位分析显示所有LcXTH蛋白均位于细胞壁;Lc XTH含有2个相对保守的结构域(Glyco_hydro_16结构域和XET_C结构域);系统发育树分析表明LcXTH基因家族分为四组(Ⅰ~Ⅳ组),不同发育阶段LcXTHF基因的表达模式不同。本研究为进一步对XTH基因的功能研究提供理论依据。     

转植酸酶-抗菌肽融合基因水稻BPL9K的植酸酶活性分析

本研究检测了转植酸酶-抗菌肽融合基因水稻BPL9K及其杂交组合种子的植酸酶活性。结果表明:(1) 3个转化体的植酸酶活性差异极显著(p<0.01),BPL9K-1植酸酶活性最高,平均为28.82 U/g,BPL9K-4次之,平均为25.77 U/g,BPL9K-2最低,平均为17.11 U/g;各转化体的植酸酶活性均能稳定遗传;纯合体和杂合体间植酸酶活性差异不显著(p>0.05)。(2)植酸酶基因表达显著受遗传背景和栽培条件的影响,3个转化体盆栽的植酸酶活性均极显著高于大田(p<0.01);不同杂交组合的植酸酶活性差异显著(p<0.05),最高达到20.01 U/g,最低只有8.59 U/g。(3)常温储存6个月,BPL9K-1和BPL9K-2的植酸酶活性下降均不显著(p>0.05),但BPL9K-4的植酸酶活性均显著下降(p<0.05);常温贮存12个月,3个转化体的种子植酸酶活性均显著降低(p<0.05),但仍保持较高的植酸酶活性。证明在适宜条件下BPL9K可以进行较长时间的保存。本研究结果为高植酸酶活性水稻品种培育提供了技术支撑。     

风味萝卜加工研究进展

风味萝卜是指以萝卜为原材料,经过腌制、发酵等工艺制成的具有特殊风味的萝卜食品,口感爽脆、营养丰富,加工方法历史悠久,品种多样,深受人们喜爱。对风味萝卜的加工原料、加工方法、影响因素等进行了综述,并对风味萝卜加工存在的问题提出了建议,以期能促进风味萝卜加工产业的发展。     

崇明岛地方菜用大豆指纹图谱构建及遗传多样性分析

利用大豆的13对核心SSR引物,对来自上海市崇明岛的61份菜用大豆品种(系)的基因组DNA进行PCR扩增。结果表明,有7对引物在61份菜用大豆之间具有稳定的多态性。一共有31个等位基因被这7对多态性引物检测到,每对引物检测到的等位基因为3～7个,其平均变异数为4.43个。利用这7对SSR引物对61份菜用大豆品种(系)进行遗传相似性分析,构建了每份品种(系)的遗传图谱。根据非加权类平均法进行聚类分析,61份菜用大豆品种(系)间遗传相似系数为0.57～1.0,以相似系数0.79为划分标准,可将其分为9个类别。并根据其主要植物学特性和籽粒特征,将这61份菜用大豆也分为9大类型,但是基于农艺性状和SSR多态性所分类群间存在较大的差异。本研究在一定程度上反映了崇明岛的菜用大豆品种资源之间的亲缘关系,为充分利用崇明岛菜用大豆地方品种资源、拓宽育种遗传基础提供了理论依据。     

基于SSR标记的冬瓜种质资源遗传多样性分析

为了加强冬瓜种质资源的保护和评价,明确资源间的亲缘关系,本研究利用SSR标记在分子水平上对111份冬瓜种质资源进行遗传多样性分析。结果表明,19对SSR引物共扩增出182条条带,其中多态性条带169条,多态率92.86%;通过POPGENE 1.31软件计算每对引物的平均有效等位基因数(Ne)为1.393 2,平均Nei's遗传多样性指数(He)为0.260 1,平均Shannon's信息指数(I)为0.418 7。采用Jaccard相似系数进行种质间的聚类分析,在遗传距离为0.70的位置可将全部种质分为6个类群。通过聚类结果可知,种质材料未按照地理来源划分,但相同果型、籽型的种质资源间亲缘关系较近。本研究基于SSR标记分析冬瓜种质资源遗传多样性并进行亲缘关系的聚类,将为冬瓜种质的保存和利用提供理论依据。     

陆地棉衣分性状的主基因-多基因遗传分析

【目的】衣分是决定棉花产量的重要因素之一,有关其遗传研究相对较少,解析衣分性状遗传的特点,明确不同环境下衣分对产量形成的贡献机制。【方法】以国审优质棉中棉所70为基础构建的250个RIL(Recombinant inbred lines)群体,在黄河流域、长江流域和西北内陆棉区9个环境下对该RIL群体及其亲本进行了表型鉴定,并利用主基因+多基因混合遗传模型综合研究衣分性状遗传变化特点。【结果】母本s GK中156衣分性状在9个环境下均大于父本901-001,RIL群体衣分分布范围为33.91%～40.18%,平均为38.01%,表现为双向超亲,偏度和峰度绝对值都小于1.0,呈正态分布,变异系数为5.36%～8.17%;不同环境下衣分表现为西北内陆棉区>黄河流域棉区>长江流域棉区的趋势;遗传模型是以2～4对主基因或2对主基因+多基因遗传控制,主基因遗传率在1.26%～83.13%,多基因遗传率在27.35%～90.83%,主基因+多基因遗传率在92.00%～99.35%,一般情况下衣分是以2对主基因+多基因遗传为主,在2015年河南安阳、2016年河南安阳和2016年山东临清环境下以2～4对主基因遗传,遗传效应较高,在2015年河南安阳环境下最多检测到4对主基因的存在。【结论】衣分性状主基因+多基因遗传率大于90%,结果有助于进一步阐明优质棉中棉所70产量性状衣分的遗传特征,为不同生态区条件下相互引种和推广提供科学依据,为提高棉花产量、农民增收、QTL定位和高衣分品种选育提供理论基础。     

灵芝不同生长期子实体多糖含量及糖代谢相关酶活性研究

研究灵芝(Ganoderma lucidum Karst)不同生长阶段子实体多糖含量和糖代谢相关酶活性的变化,初步探讨灵芝子实体多糖含量变化的酶学机制。以袋料栽培灵芝为试材,采用苯酚-硫酸法测定子实体多糖含量,分光光度法测定糖代谢相关酶活性。结果表明,3种糖代谢相关酶(己糖激酶、α-磷酸葡萄糖变位酶、磷酸葡萄糖异构酶)的活性变化趋势与子实体多糖含量的变化趋势基本一致。菌蕾期子实体多糖含量最低,为11.7mg/g。从菌蕾期开始,随着糖代谢相关酶活性逐渐升高,子实体多糖含量逐渐增加,在子实体成熟后孢子弹射前达到最大值,为23.3mg/g,此时,己糖激酶、α-磷酸葡萄糖变位酶、磷酸葡萄糖异构酶的活性也达到最大值,分别为23.9、25.1、18.7U/g。之后子实体多糖含量随着糖代谢相关酶活性的显著下降而降低,孢子弹射后,子实体多糖含量仅为16.3mg/g。三种糖代谢相关酶活性与灵芝子实体多糖含量呈现正相关,推测己糖激酶、α-磷酸葡萄糖变位酶、磷酸葡萄糖异构酶是灵芝多糖合成的关键酶。