海滨雀稗体细胞突变体SP2008-3的特异性分析

以海滨雀稗体细胞突变体SP2008-3和Adalayd(对照)为材料,对其植物学特征和叶片表皮气孔特性进行了比较,结合染色体鉴定和RAPD技术,探索了海滨雀稗体细胞突变体SP2008-3的特异性。结果表明,与对照Adalayd相比,SP2008-3匍匐茎节间长、茎直径分别显著减小34.77%和11.76%,叶片长度、宽度分别显著增加22.55%和11.11%,而直立茎节间长、茎直径无显著差异;叶片上表皮气孔器密度显著增加20.58%,气孔器长度和宽度分别显著减小9.64%和6.31%;叶片下表皮气孔器密度显著增加40.62%,气孔器长度和宽度分别显著减小6.73%和5.33%。SP2008-3体细胞染色体数目为2n=20,与对照Adalayd染色体数目相同。RAPD结果显示,采用随机引物S369扩增,SP2008-3缺失1条约1 100 bp的条带,表明其在DNA水平上与Adalayd存在差异。     

自交结实海滨雀稗新品系生长特性及坪用质量评价

为了探究自交结实海滨雀稗新品系SP2008-2和SP2008-3的生长特性和坪用质量,以自交不亲和海滨雀稗Adalady和海滨雀稗杂交种Sea Spray为对照,对新品系SP2008-2和SP2008-3开展了三年大田品比试验,从物候期、植物学特性、自交结实性、草坪密度、质地、色泽、均一性等指标进行观察、测定、分析。结果表明:SP2008-2和SP2008-3自交结实率分别为20.65%和37.67%,种子千粒重分别为0.4691g和0.4959g;叶色深绿,草坪密度较高,分别为2.66个分蘖/cm~2和2.83个分蘖/cm~2;质地细腻,叶片平均宽度分别为2.83mm和3.03mm;抗旱性、耐热性、抗寒性、抗杂草侵占能力强,全年无明显病虫危害;成坪速度较快,以1∶5比例进行草茎条播,80~90d即可成坪,在南京地区绿色期250d。     

新麦草愈伤组织多倍体诱导与倍性鉴定

以新麦草幼胚形成的胚性愈伤组织为材料,在悬浮培养基中添加不同浓度秋水仙素和1.5%DMSO诱导愈伤组织染色体加倍,并对处理后的愈伤组织再生幼苗进行根尖染色体倍性鉴定。在25℃下用100mg/L秋水仙素和1.5%DMSO处理72h的愈伤组织再生植株,平均加倍细胞比例最大,为53.58%。比较分蘖期加倍幼苗与二倍体幼苗形态差异,结果除分蘖数无显著差异外,四倍体叶片长、宽均显著高于二倍体,与混倍体叶长差异不显著。四倍体新麦草叶片气孔保卫细胞长度比二倍体增加13.52%,差异显著。同时四倍体叶表皮气孔之间距离也显著大于二倍体,混倍体以上气孔特征介于四倍体与二倍体之间。     

海滨雀稗以hpt与bar基因为筛选标记的转化体系比较研究

海滨雀稗作为耐盐性较强的暖季型草坪草,具有极大的应用潜力。为建立高效稳定的海滨雀稗遗传转化体系,本研究以海滨雀稗成熟种子为外植体,确定了筛选剂潮霉素和草丁膦在海滨雀稗的愈伤组织继代培养和再生阶段的最佳筛选压。在进一步优化遗传转化条件的基础上,比较了以hpt与bar基因作为转基因筛选标记对海滨雀稗农杆菌介导的遗传转化效率的影响。结果表明：愈伤组织的再生率在继代36周后显著下降,继代48周的最高再生率为67.9%。潮霉素的最佳筛选压在继代培养阶段为120 mg·L^-1,再生阶段为80 mg·L^-1。草丁膦的最佳筛选压均为1.2 mg·L^-1。选取继代24周的愈伤组织用于农杆菌介导的遗传转化,最佳的转化条件为菌液浓度OD600=0.6,添加100μmol·L^-1乙酰丁香酮和0.01%的Silwet L-77,并辅以超声波处理20 min或真空处理10 min,浸染30min后共培养2 d。通过多次抗性愈伤组织和抗性再生苗的筛选,2种载体均获得了转基因再生植株。通过PCR检测证明hpt和bar基因分别成功在...     

山丹新麦草染色体加倍方法研究

本研究以山丹新麦草为材料,通过秋水仙素处理萌动种子、胚芽、二倍体植株幼苗染色体加倍研究,探讨了不同诱变材料的适宜处理浓度和时间,从而比较出最适宜的染色体加倍方法。结果显示：最好的加倍方法是用0．1％的秋水仙素溶液处理二倍体幼苗24h诱变率最高,为62．5％。     

海滨雀稗自交结实突变体及野生型幼穗组织的转录组分析

二倍体海滨雀稗Adalayd作为自交不亲和的暖季型草坪草,在环境保护及修复上发挥着重要的作用,但由于自身自交不亲和性减缓了其大面积推广。至今海滨雀稗自交不亲和的机制尚且未知并且基因数据库资源十分匮乏。为了研究海滨雀稗自交不亲和的机制,以二倍体海滨雀稗自交亲和体细胞突变体SP2008-3和自交不亲和野生型Adalayd为材料,采用Illumina Hiseq 2000高通量测序技术进行转录组测序。获得2个材料幼穗组织的表达谱,共获得68175654个Raw reads片段,测序结果de novo拼接获得117619个单基因簇(Unigene),其中50%的Unigene被注释。比较两个基因表达谱,发现1303个差异表达基因并对这些差异基因进行了基因本体论(gene ontology, GO)和京都基因与基因组百科全书(kyoto encyclopedia of genes and genomes, KEGG)分类,筛选出了22个与植物自交不亲和反应相关的基因,其中14个钙离子信号通路(钙调素、钙依赖蛋白激酶、类钙调素互作蛋白激酶)、3个F-box和5个硫氧还蛋白(thioredoxin)基因在体细胞突变体SP2008-3和野生型Adalayd之间存在差异表达,测序结果获得了很多与海滨雀稗自交不亲和相关的遗传资源信息。本研究首次将转录组学研究应用于海滨雀稗自交不亲和研究,为海滨雀稗自交不亲和进一步研究提供了宝贵且有价值的基因信息基础。     

海滨雀稗自交结实突变体及野生型幼穗组织的转录组分析

二倍体海滨雀稗Adalayd作为自交不亲和的暖季型草坪草,在环境保护及修复上发挥着重要的作用,但由于自身自交不亲和性减缓了其大面积推广。至今海滨雀稗自交不亲和的机制尚且未知并且基因数据库资源十分匮乏。为了研究海滨雀稗自交不亲和的机制,以二倍体海滨雀稗自交亲和体细胞突变体SP2008-3和自交不亲和野生型Adalayd为材料,采用Illumina Hiseq 2000高通量测序技术进行转录组测序。获得2个材料幼穗组织的表达谱,共获得68175654个Raw reads片段,测序结果de novo拼接获得117619个单基因簇(Unigene),其中50%的Unigene被注释。比较两个基因表达谱,发现1303个差异表达基因并对这些差异基因进行了基因本体论(gene ontology, GO)和京都基因与基因组百科全书(kyoto encyclopedia of genes and genomes, KEGG)分类,筛选出了22个与植物自交不亲和反应相关的基因,其中14个钙离子信号通路(钙调素、钙依赖蛋白激酶、类钙调素互作蛋白激酶)、3个F-box和5个硫氧还蛋白(thioredoxin)基因在体细胞突变体SP2008-3和野生型Adalayd之间存在差异表达,测序结果获得了很多与海滨雀稗自交不亲和相关的遗传资源信息。本研究首次将转录组学研究应用于海滨雀稗自交不亲和研究,为海滨雀稗自交不亲和进一步研究提供了宝贵且有价值的基因信息基础。     

紫花苜蓿EMS突变体库的构建和形态学性状鉴定

通过不同浓度的EMS(甲基磺酸乙酯)溶液诱变处理紫花苜蓿种子,系统分析了EMS对M₁代种子萌发和生长的影响,对M₁代突变植株的形态学性状进行了初步鉴定。结果表明,EMS处理抑制了M₁代种子的最终发芽率、发芽指数和胚根胚芽长度。初步鉴定了M₁代1039个单株的形态学性状,共获得378份叶(不含叶形和叶数)、株高、分枝数、株型以及其他性状发生变异的突变株,其中叶色、分枝数、株型和其他性状突变体依次为215,40,95和28株,突变率依次为20.69%,3.85%,9.14%,2.69%。本研究初步构建的紫花苜蓿EMS突变群体为苜蓿功能基因组研究、遗传改良及育种奠定了基础。     

不同诱变处理对芒多倍体诱导效果的研究

以芒（Miscanthus sinensis）种子为外植体诱导出愈伤组织,对愈伤进行处理,探讨秋水仙素、诺考达唑、安磺灵3种不同诱变剂在相应条件下对芒多倍体诱导的作用效果。通过流式细胞仪进行DNA含量测定、染色体制片技术进行染色体数目鉴定和比较四倍体与二倍体叶片中气孔保卫细胞大小和密度等手段检测再生植株的倍性。结果表明：在对芒的愈伤进行处理时,最佳组合为安磺灵浓度10 μmol·L^-1,温度5℃,1.02 mmol·L^-1的Ca²⁺浓度,处理15 min,其诱导率为35.19%。诱变剂对材料的毒害作用表现为秋水仙素毒害作用最大;诺考达唑和安磺灵对材料的毒害作用次之,且二者无显著差别。     

文心兰多倍体诱导及其鉴定

以类原球茎薄切片为外植体,用秋水仙素对离体薄切片再生类原球茎过程进行多倍体诱导,建立文心兰多倍体离体化学诱变技术体系。探讨了不同浓度的秋水仙素在不同诱变时间内对离体薄切片类原球茎形成及苗再生的诱变效应,比较了二倍体和多倍体试管苗的形态特征、叶片下表皮组织细胞结构特征,并对多倍体根尖细胞染色体数进行了鉴定。结果表明,秋水仙素对文心兰离体薄切片类原球茎的形成及其再生苗产生较大影响,较高浓度的秋水仙素处理较长时间时,形成类原球茎的薄切片比率及再生苗数减少明显,但多倍体形成的比率相对较高;多倍体苗叶片厚实、紧凑、植株较矮;叶片下表皮组织细胞、气孔结构与二倍体存在一定差异,细胞核明显较大,染色体加倍成功。     

海雀稗幼穗离体培养植株再生

本研究旨在离体培养条件下建立起海雀稗植株再生的技术体系,为开展海雀稗细胞和分子生物学育种工作创造条件。以Adalay海雀稗(Paspalum vaginatum Sw.cv.Adalay)的幼穗为外植体材料,在附加2,4-D 2.0~4.0 mg/L稍作修改的MS培养基上,愈伤组织诱导率达90%以上。不同发育时期的幼穗影响其愈伤组织的诱导发生频率:1.0~2.0 cm长的幼穗,愈伤组织诱导率达80%以上;2. 0 cm以上的幼穗,诱导率降至60%以下。在添加2,4-D2.0 mg/L和BAP 0.05 mg/L的愈伤组织诱导培养基上,诱导产生的颗粒状愈伤组织占愈伤组织总数的40%以上。愈伤组织继代培养基中琼脂的用量提高到16 g/L时,愈伤组织在继代培养过程中保持颗粒状结构。颗粒状愈伤组织经连续继代培养3次后转移到附加BAP 2.0 mg/L的分化培养基上,植株再生频率达98%。通过提高愈伤组织继代培养基的渗透压,海雀稗幼穗诱导产生的颗粒状愈伤组织在继代培养过程中能够保持颗粒状的结构和高频率植株再生的能力。     

美洲狼尾草组织培养再生体系的建立

构建美洲狼尾草(Pennisetum glaucum)的组织培养再生体系对于该物种的育种研究具有重要意义。以美洲狼尾草的种子、幼叶、幼穗和茎节作为外植体，研究这几种外植体的最佳消毒方式并挑选最合适的外植体进行组织培养,在组培体系中添加不同浓度的植物激素,研究其对愈伤组织诱导与分化的影响。结果表明:以种子作为外植体效果最好，5%NaClO消毒5 min后污染率为1.33%;诱导种子产生愈伤组织的最佳培养基为MS+3 mg·L^-1 2,4-D + 1 mg·L^-1 6-KT+0.1 mg·L^-1 6-BA,诱导率为93.3%;诱导胚性愈伤组织分化的最佳培养基为MS+3 mg·L^-1 6-BA+1 mg·L^-1 NAA,分化率为81.4%。     

钙盐胁迫对3份葛藤种质种子萌发及幼苗生理特性的影响

为探明葛藤对喀斯特山区土壤富钙环境的适应机制,以3份不同产地葛藤种质种子为试验材料,采用室内模拟试验,研究不同浓度（0、50、100、150和200 mmol·L^-1 CaCl₂）钙盐胁迫对3份葛藤种质种子萌发、幼苗生长、渗透调节物质、抗氧化酶系统及植物内源激素的影响。结果表明,随钙盐胁迫浓度升高,澳大利亚（AUS）和江苏（JS）种质种子发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数均显著降低,种子萌发率、萌发速度及种苗生活力均受到显著抑制（P<0.05）,湖南（HN）种质在胁迫浓度为100 mmol·L^-1时,种子发芽率、发芽势、发芽指数升高;3份葛藤种质幼苗叶长、叶宽、株高和生物量显著降低;叶片丙二醛（MDA）含量和相对电导率均显著升高;叶片脯氨酸（Pro）、可溶性糖含量和超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）活性均先增后降;AUS和HN种质叶片过氧化物酶（POD）活性先增后降,JS种质表现为显著上升;HN和JS种质叶片抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性显著升高,AUS种质则表现为先升后降;3份葛藤种质叶片脱落酸（ABA）、生长素（IAA）、赤霉素（GA₃）、玉米素（ZT）（除JS种质）含量均先增后减。0~50 mmol·L^-1 CaCl₂胁迫对3份葛藤种质种子萌发及幼苗生长抑制不显著,150~200 mmol·L^-1 钙盐胁迫显著抑制3种葛藤种子萌发及幼苗生长,HN种质种子依靠种子休眠抵御钙盐胁迫,说明葛藤幼苗对低钙盐胁迫具有一定的耐受性。中高钙盐浓度胁迫时,葛藤幼苗通过提高自身渗透物质含量、增强抗氧化酶活性、增加部分激素含量、改变地上地下生物量等方式积极调节自身生理代谢, 以适应高钙盐环境。结合隶属函数和主成分分析,除Pro含量和APX活性外,其余指标均可作为评价3份葛藤种质耐盐性的主要指标,3份种质的耐盐性大小顺序为JS>HN>AUS。     

假俭草体细胞抗寒突变体的获得及其SRAP分子鉴定

假俭草抗寒性差是限制其广泛应用的主要因素之一。本研究目标是以优良假俭草选系E-126为材料,经低温诱导和筛选获得体细胞抗寒突变体。结果表明,假俭草种子诱导的愈伤组织在继代培养的过程中,经0℃的低温条件下培养26 d,获得了2块存活的愈伤组织,该愈伤组织经过继代增殖后,进行分化、生根和移栽,获得株系1和株系2。苗期外部形态观察结果表明,假俭草低温诱导的株系1、株系2和对照在叶色、叶毛、叶长和叶宽上均没有显著性差异。半致死温度分析结果表明,株系1、株系2以及对照叶片半致死温度(LT₅₀)分别为-6.646,-6.546和-5.351℃,处理与对照之间差异显著,且都低于对照,但株系1和株系2之间无显著性差异。SRAP的结果表明,假俭草低温诱导的株系1和株系2在110,230以及240 bp处均存在相同特征带,表明假俭草体细胞突变体植株的变异稳定且在分子水平与对照存在差异,但株系1和株系2无差异。因此,株系1和株系2可作为同一体细胞抗寒突变体株系加以利用。     

三种荒漠植物种子萌发的水热响应

种子萌发水热模型量化了温度和水分对种子萌发的作用,是开展种子生理生态研究的重要方法之一。本研究测定了采自内蒙古阿拉善干旱荒漠区的无芒隐子草、多裂骆驼蓬和雾滨藜3种荒漠植物种子在15,20,25,30℃恒温、-2.1～0 MPa水势条件下种子的累计萌发率和萌发速率(1/t₅₀),利用水热模型对萌发的水分时间累计值(θ_H)和温度时间累计值(θ_T)进行了估测。结果表明,3种供试植物种子的累计萌发率与水分呈极显著正相关(r²=0.54～0.93, P＜0.01);除多裂骆驼蓬(发芽率未达到50%)外,其他2种植物种子的萌发速率也与水分呈极显著正相关(r²=0.66～0.95, P＜0.01)。3种种子萌发的水分时间累计值的变化因温度而异,在15～25℃内都表现为多裂骆驼蓬＜雾滨藜＜无芒隐子草;萌发的温度时间累计值(θ_T)亦因渗透势的变化而变化,在0～-1.5 MPa水势间都表现为多裂骆驼蓬＜雾滨藜＜无芒隐子草。     

枸杞混倍体中草药饲草型新品种天精1号选育研究

为获得枸杞混倍体中草药饲草型新品种,用秋水仙素(C₂₂H₂₅O₆N)和二甲基亚砜(DMSO)混合水溶液处理枸杞种子,进行不同处理时间与不同培养温度的试验。结果表明,培养温度为15～16℃时,用0.05%秋水仙素和2%DMSO混合水溶液间歇处理昌选1号枸杞种子48 h,植株成活率和诱导率均最高,分别为54.0%和8.5%。对处理后代进行形态学和细胞学观察比较,发现突变体根尖中具有48条染色体的细胞占53.3%,具有24条染色体的细胞占35.1%,还有少量细胞具有22,19,12等染色体数,为混倍体。选育出的混倍体新品种天精1号染色体倍性优势强大,表现为植株高大,茎秆粗壮,嫩茎梢延长,叶面积增大,结实率低,营养生长旺盛,比对照品种宁杞菜1号增产102.8%;粗蛋白质、总氨基酸、枸杞多糖、黄酮等含量高于对照品种,因此,该品种具有重要的中草药饲草开发价值。     

盐胁迫对三种盐生禾草种子萌发及其胚生长的影响

采用不同浓度的NaCl、Na₂CO₃和二者混合盐的胁迫,对羊草、野大麦和朝鲜碱茅种子的发芽率、发芽速度、胚根和胚芽的影响以及盐胁迫解除后的发芽率、胚根和胚芽的生长进行测定与分析。结果表明,随着Na₂CO₃和混合盐溶液浓度的增加,羊草和野大麦种子的发芽率、发芽速度、胚根和胚芽的相对生长均呈下降趋势;而12.5mmol/LNaCl和37.5mmol/LNa⁺混合盐的低浓度胁迫对朝鲜碱茅种子的萌发、胚根和胚芽的生长有促进作用,但发芽速度则随着盐浓度的升高而降低;Na₂CO₃溶液对3种禾草胚根和胚芽的生长均有明显的抑制作用;3种盐分胁迫对羊草和朝鲜碱茅胚根生长的影响均大于胚芽生长;朝鲜碱茅种子萌发时的耐盐性强于野大麦和羊草;盐胁迫解除后,3种禾草的发芽率随原胁迫盐浓度的增加呈升高趋势。     

28个中国紫苏属种质资源的染色体核型分析

为了探明我国紫苏属（Perilla Linn.）植物的染色体特点,本研究采用常规压片法对我国紫苏属的28份材料的染色体核型进行分析研究。结果表明：供试的28份紫苏属材料,染色体基数均为x=20,其中3个为四倍体,2n=80,其余25份皆为二倍体,2n=40;28份材料中均有发现至少一个随体,染色体类型包含m,sm,st 3种,核型有2A,3A,2B,3B 4个类型,最长染色体/最短染色体值1.50~2.80,臂比大于2的染色体占染色体总数的百分比为10%~65%,核型不对称系数59.69%~68.52%;通过核型分析,回回苏和多倍体紫苏类型可能具有更高的进化地位,而野生紫苏与之相反。这些数据表明了我国紫苏属植物资源在细胞学方面具有较为丰富的多样性,同时本研究也对我国紫苏属植物的分类、鉴定等提供了理论参考。     

蚕茧草的繁殖生物学研究

首次详细报道了蚕茧草的异型花柱现象,研究表明,除了其雄蕊、柱头高度有二型性外,其花瓣大小、柱头形态、花粉粒大小、数量和种子质量也表现出明显的二态性。与短柱花相比,长柱花有较大的花瓣,其柱头有稀而高的柱头突起,其花药产生较多而直径较小的花粉粒。扫描电镜显示,长、短柱花的种子均卵形,无喙突,具有拟脑状纹饰;长、短柱花的花粉均为球形,具散孔,孔近圆形,边缘不规则,通过其花粉和种子微形态的观察,可将其划分为春蓼组。野外调查发现蚂蚁常常是其访花者。通过对其野生居群的型比调查发现在野外蚕茧草往往为单型居群,并通过对不同居群座果率的统计发现长柱花的结实率较大。根据其繁育系统特征,对其传粉适应方式进行了探讨。