改良型Ogu NWSUAF CMS油菜恢复性的遗传研究

为了揭示改良型Ogu NWSUAF CMS的不育及恢复性的机理,以Ogu CMS 油菜和Ogu NWSUAF CMS 油菜为母本,R1、中双2号为父本进行杂交,Ogu CMS与R1、中双2号的杂交F₁均表现为不育,Ogu NWSUAF CMS与中双2号的杂交F₁表现不育,而与R1的杂交F₁全可育,表明Ogu NWSUAF CMS 和Ogu CMS的恢保关系不同。利用一步四重PCR方法对Ogu NWSUAF CMS 和Ogu CMS进行扩增,发现Ogu NWSUAF CMS既能扩增出Ogu CMS orf 138基因的特征带,又能扩增出Nap CMS orf 222基因的特征带,表明Ogu NWSUAF CMS与Ogu CMS分子特征不同。以恢复材料R1与 Ogu NWSUAF CMS杂交、自交、测交获得相应的F₁、F₂和BC₁,对F₁、F₂、BC₁的育性进行调查,并使用χ_c 测验相应的分离比例,在BC₁群体中可育株与不育株的分离比符合1∶1（χ_c=0.175＜χ_0.05(1)=3.84）,在F₂群体中,虽然χ_c测验可育株与不育株的分离比在理论上不符合3∶1与15∶1两种分离比,但更为接近3∶1,远远偏离15∶1,故Ogu NWSUAF CMS恢复性的遗传符合一对显性核基因控制的模式。     

水稻线粒体基因orf290功能的初步研究

从红莲型不育系粤泰A(YTA)线粒体基因组中克隆并鉴定了一个6.7kb的CMS相关片段HLsp1,序列预测发现了2个orf,其中一个编码290个氨基酸,暂命名为orf290。构建带有线粒体信号肽的超表达载体35S::Rf1b5'::orf290,通过农杆菌介导转化受体保持系粤泰B(YTB),以水稻的单拷贝基因蔗糖磷酸合成酶基因(SPS)作为内参基因,以潮霉素抗性基因(hpt)作为目的检测基因,基于实时荧光定量PCR鉴定转基因T0代植株中外源基因的拷贝数,并对阳性植株进行花粉镜检和结实率统计。结果显示获得了2株单拷贝转35S::Rf1b5′::orf290植株,并且都有orf290的表达。单拷贝超表达orf290植株的平均花粉可育度30.8%,平均套袋结实率41.6%。这些结果初步证实,线粒体基因orf290可能与水稻细胞质雄性不育相关。     

改良型Ogu-NWSUAF CMS油菜的生物学特征

【目的】分析细胞质雄性不育油菜Ogu-NWSUAF CMS与Ogu CMS油菜不育系的异同,并筛选其恢复系。【方法】比较了苗期、花期、成熟期Ogu-NWSUAF CMS和Ogu CMS油菜植株形态上的差异;以Ogu-NW-SUAF CMS为母本,以国内外130份油菜品种(系)为父本,测定Ogu-NWSUAF CMS与Ogu CMS油菜恢保关系的异同;采用石蜡切片法从细胞水平上研究二者花药败育时期的特征;利用位点特异PCR法,研究二者在分子水平上的差异。【结果】Ogu-NWSUAF CMS油菜叶色正常、蜜腺发育良好、雄蕊败育彻底、天然结实性好,其综合性状优于Ogu CMS油菜;Ogu-NWSUAF CMS和Ogu CMS油菜的恢保关系不同,鉴定出了2份Ogu-NWSUAF CMS油菜的恢复系;Ogu-NWSUAF CMS油菜花药发育受不育基因的影响较晚,能分化出4个花粉囊,小孢子败育于单核期;在Ogu-NWSUAF CMS油菜中能同时扩增出Ogu系统和Nap系统的特征片段。【结论】Ogu-NWSUAF CMS油菜克服了Ogu CMS油菜的黄化缺绿现象,雄蕊败育彻底,天然结实性更好,与Ogu CMS油菜的恢保关系不同,二者在细胞和分子水平上均存在差异。     

烟草不育系与保持系线粒体DNA的重测序研究

基于重测序技术,对两对不育系和对应的保持系材料的线粒体DNA进行重测序,统计并分析了不育系与保持系线粒体DNA编码区序列的突变位点,探讨了这些突变位点与烟草胞质不育的关系。对重测序结果比对分析可知:不育系和保持系在orf106b上具有一致的1个In Del位点,在orf138a、orf121b、orf129b和orf110b上具有一致的SNP位点,这些突变位点没有造成不育系与保持系编码区序列的差异,推测这些突变位点可能与CMS无关;不育系MSK326和MSK394在orf112a和orf103c上有相同的In Del位点;MSK326和MSK394在65个基因片段或开放阅读框上有一致SNP位点,且这些突变没有出现在保持系线粒体编码区。这些基因片段或开放阅读框上的In Del和SNP突变都导致了基因或开放阅读框编码序列的改变,并且造成了氨基酸的突变,推测可能与烟草CMS密切的相关。其中atp1、atp4、atp6、coxl、cox3、atp9、orf25、nad6、nad7、orf108、orf239、orf129、sdh4等基因或开放阅读框上的突变位点与报道研究一致,均被报道与烟草CMS存在密切的联系。本研究所挖掘的这些大量基因片段上的In Del和SNP位点,不仅有助于烟草CMS机理的进一步研究,也为烟草不育系育种研究提供有力的遗传工具。     

花椰菜种株的组培快繁技术探讨

以花椰菜雄性不育系的种株为材料,进行组培快繁技术研究,建立花椰菜种株组培快繁技术体系.试验结果表明：花椰菜的薹茎段是母株组培快繁的理想外植株,其不定芽分化率高达90％;适宜不定芽分化的培养基为MS＋6-BA 2 mg/L＋ NAA 0.1 mg/L;再生植株通过田间生产鉴定与实生母株相比,植株性状、花球性状、育性等都表现完全一致.     

南瓜胚囊再生植株倍性鉴定方法的比较

以南瓜胚囊再生植株为材料,采用形态学鉴定法、根尖染色体计数法和气孔保卫细胞叶绿体计数法3种方法对46株南瓜胚囊再生植株的倍性进行鉴定。结果表明:在46株再生植株中,有12株再生植株生长势弱、叶片较薄、叶脉不明显、分枝少、根系不发达,与其他倍性植株在形态上有明显差异;进一步进行染色体计数后,发现仅有7株再生植株的染色体数n=x=22,7株单倍体植株的保卫细胞叶绿体数的平均值为4.28个,正常二倍体组培苗的平均叶绿体数目为8.37个。说明形态学鉴定法只能作为倍性鉴定的一种辅助方法,而染色体计数法虽直接、准确,但效率低,气孔保卫细胞叶绿体计数法高效、简便。     

利用野生甘蓝改良油菜Ogu CMS恢复材料的菌核病抗性

【目的】油菜生产受菌核病危害严重,但油菜中缺乏抗源,严重限制了油菜抗菌核病育种进程。萝卜胞质不育系(Ogu cytoplasmic male sterility,Ogu CMS)是生产油菜杂交种最好利用的授粉控制系统之一,但目前还没有抗菌核病油菜Ogu CMS恢复系选育的报道。野生甘蓝中存在高抗菌核病的资源,以抗病野生甘蓝为抗源,拟将野生甘蓝的菌核病抗病遗传成分转入Ogu CMS材料中,发展优质抗菌核病的油菜Ogu CMS恢复材料,为进一步发展抗菌核病的油菜Ogu CMS恢复系提供资源。【方法】首先采用抗菌核病野生甘蓝Brassica incana与白菜种间杂交,经胚挽救及染色体加倍技术发展人工合成甘蓝型油菜;然后将人工合成甘蓝型油菜与含Ogu CMS的油菜杂交,后代自交,并利用与甘蓝抗病QTL连锁的marker进行分子标记辅助选择(marker-assisted selection,MAS),筛选携带主效抗病位点C1-QTL和C9-QTL的材料;MAS选中的材料通过侧枝离体接种鉴定评价其菌核病抗性,选择相对感病度S(susceptibility)显著低于甘蓝型油菜中双9号(耐病对照)的材料进行籽粒硫苷和芥酸含量测定,选择籽粒品质相对较好的材料进行恢保测定,筛选含抗病位点、抗菌核病、且结实率较好的Ogu CMS恢复材料。【结果】成功获得抗病甘蓝与白菜杂交发展的人工合成甘蓝型油菜AC1-4,其菌核病抗性显著高于甘蓝型油菜中双9号;AC1-4与Ogu CMS甘蓝型油菜4Q292杂交产生了146个F1单株,从中选择到含有甘蓝C1-QTL和C9-QTL、结实正常、相对感病度S分别为0.66和0.40的2个单株4C99和4C115发展F2世代;并从124个F2植株中筛选出8份材料自交发展了982个F2:3单株,并从中筛选到50株含有抗病位点C1-QTL和C9-QTL的植株,其相对感病度S介于0.34—0.89;其中有2份籽粒品质接近单低的材料5X82-2(硫苷含量为45.38μmol·g-1饼粕)和5X82-7(芥酸含量为6.5%)。【结论】改良了油菜Ogu CMS恢复材料的菌核病抗性。     

60Co-γ射线辐照对东方百合鳞片再生植株生长的影响及其细胞学效应

    以60Co-γ射线辐照东方百合鳞片后组培诱导芽的发生及增殖,对增殖的不定芽进行诱导生根以探讨辐照处理对不定芽生根的影响及射线辐射的细胞学效应.结果表明:辐射处理对不定芽生根率的影响不明显,而对生根芽叶片数、根数、根长等各生长指标的影响均达到极显著水平;在0.5～4.0 Gy范围内,再生植株芽高随辐射剂量升高呈显著下降的趋势.在0.5～1.0 Gy范围内对根尖细胞的有丝分裂表现为刺激效应,在2.0～4.0 Gy范围内表现为抑制效应;各辐照处理的畸形细胞率均高于对照,其中以2.0 Gy处理最高;辐照处理对再生植株根尖细胞染色体畸变类型的影响程度不同,染色体桥率受辐射剂量影响最严重,其次是落后染色体率和染色体片段率,对微核率产生的影响最弱.不同形态变异再生植株在染色体水平上的变异情况不同.1.0 Gy辐照处理是百合鳞片辐照结合组培的适宜辐照剂量.     

不同电场条件对黄瓜与黑子南瓜子叶原生质体对称融合的影响

从小黄瓜和黑子南瓜的幼嫩子叶分离的原生质体在不同交流电场及直流脉冲参数诱导下进行对称融合的试验结果表明,采用含0.5 mol·L-1的甘露醇溶液作为融合液,在交流场强25 V·cm-1、交流频率2 000 kHz、直流脉冲强度200 V·cm-1、幅宽40μs、脉冲次数3次的条件下,能获得最佳融合效果;融合产物经液体浅层培养再生成大量愈伤组织.该文同时对愈伤组织的遗传鉴定及植株再生进行了评述.     

利用野生甘蓝改良油菜Ogu CMS恢复材料的菌核病抗性

【目的】 油菜生产受菌核病危害严重,但油菜中缺乏抗源,严重限制了油菜抗菌核病育种进程。萝卜胞质不育系（Ogu cytoplasmic male sterility,Ogu CMS）是生产油菜杂交种最好利用的授粉控制系统之一,但目前还没有抗菌核病油菜Ogu CMS恢复系选育的报道。野生甘蓝中存在高抗菌核病的资源,以抗病野生甘蓝为抗源,拟将野生甘蓝的菌核病抗病遗传成分转入Ogu CMS材料中,发展优质抗菌核病的油菜Ogu CMS恢复材料,为进一步发展抗菌核病的油菜Ogu CMS恢复系提供资源。【方法】 首先采用抗菌核病野生甘蓝Brassica incana与白菜种间杂交,经胚挽救及染色体加倍技术发展人工合成甘蓝型油菜;然后将人工合成甘蓝型油菜与含Ogu CMS的油菜杂交,后代自交,并利用与甘蓝抗病QTL连锁的marker进行分子标记辅助选择（marker-assisted selection,MAS）,筛选携带主效抗病位点C1-QTL和C9-QTL的材料;MAS选中的材料通过侧枝离体接种鉴定评价其菌核病抗性,选择相对感病度S（susceptibility）显著低于甘蓝型油菜中双9号（耐病对照）的材料进行籽粒硫苷和芥酸含量测定,选择籽粒品质相对较好的材料进行恢保测定,筛选含抗病位点、抗菌核病、且结实率较好的Ogu CMS恢复材料。【结果】 成功获得抗病甘蓝与白菜杂交发展的人工合成甘蓝型油菜AC1-4,其菌核病抗性显著高于甘蓝型油菜中双9号;AC1-4与Ogu CMS甘蓝型油菜4Q292杂交产生了146个F₁单株,从中选择到含有甘蓝C1-QTL和C9-QTL、结实正常、相对感病度S分别为0.66和0.40的2个单株4C99和4C115发展F₂世代;并从124个F₂植株中筛选出8份材料自交发展了982个F_2:3单株,并从中筛选到50株含有抗病位点C1-QTL和C9-QTL的植株,其相对感病度S介于0.34—0.89;其中有2份籽粒品质接近单低的材料5X82-2（硫苷含量为45.38 μmol·g^-1饼粕）和5X82-7（芥酸含量为6.5%）。【结论】 改良了油菜Ogu CMS恢复材料的菌核病抗性。     

甘蓝型油菜与花椰菜种间杂种子房离体培养研究初报

在甘蓝型油菜×花椰菜种间杂种子房离体培养克服远缘杂交不孕的研究中,观察到不同基本培养基、离体培养时杂种子房的发育天数对杂交结实率有明显的影响。结果表明杂交授粉后12d的杂种子房离体培养效果最好,获得15粒种子,其中11粒种子能萌发成苗;培养基试验表明,1/2MS无机 B5有机 IAA1.5mg/L 蔗糖50g/L的培养基效果最好,结籽率达23%,种子萌发率达100%。     

寄主植物对小菜蛾实验种群生物学参数的影响

实验观察了小菜蛾取食不同种白菜和油菜的主要生物参数，包括幼虫，蛹的历期，蛹质量，化蛹率，羽化率和雌虫产卵量。结果表明：（1）取食苔菜（Brassica camelina)幼虫历期最短，取食花椰菜（B.oleracea var.botrytis)幼虫历期最长；（2）取食不同蔬菜化蛹率变化明显，其中以白芥（Brassica alba)最高达90．7％，羽化率变化很大，以欧洲油菜（Brassica napus)最高达84％；（3）蛹质量也因寄主不同而异，取食蔬菜B.napus最低为5.68mg,取食香花芥菜（E.sativus)最高为7.54mg。（4）取食香花芥菜雌虫产卵量最高为165．50粒；（5）蛹质量和寄主含氮量，产卵量和寄主含氮量，产卵量和蛹质量分别相关性显著，并建立了回归方程分别为：Y＝4．027＋0．6505N，Y＝－118．5740＋57．5625N和Y＝－379．420＋71．881X。     

上海崇明生态农业园区花菜田的碳平衡

以上海崇明岛生态农业园区花菜Brassica oleracea var.botrytis田为研究对象,主要运用生物量法对花菜田植被碳储量、土壤呼吸及人工管理碳源进行测定,估算花菜田碳平衡情况,旨在通过对花菜田碳平衡的估算,探讨农田碳增汇减排措施。研究表明:①花菜在1个生育期内含碳率最小值为25.73%,最大值为41.61%,平均值为34.12%。②植被在成熟收割时植被碳储量为5.18 t·hm-2,土壤碳储量84.74 t·hm-2。③花菜田土壤呼吸速率在生长初期最高,然后逐渐减弱,土壤异养呼吸通量为2.38 t·hm-2。④生育期内人工碳源总排放量为1.81 t·hm-2。⑤花菜1个生育期净固碳量为0.99 t·hm-2,相当于固定二氧化碳4.01 t·hm-2。崇明岛花菜田碳平衡测定结果为微弱碳汇,针对地区土壤盐碱化现状,当前最主要增汇减排措施是合理配施有机肥,改善土壤,增加产量从而增加碳汇,其次还可以农林间种,调整人员管理结构,减少碳源。     

根癌农杆菌介导Bt杀虫基因对花椰菜的转化初报

采用 Ti质粒 p KSB带有 Bt杀虫蛋白基因、NPT 选择标记基因及 GUS基因 ,通过根癌农杆菌 L BA40 44菌株的介导 ,将 Bt杀虫基因导入花椰菜品种中。试验以花椰菜下胚轴为外植体 ,将下胚轴切段置于分化培养基 (MS+ 6 - BA1 .0～ 2 .0mg/L + NAA 0～ 0 .5 mg/L)上 ,对影响转化的种种因素进行了试验。得到了转化的愈伤组织及再生植株 ,用组织化学法检测 GUS活性 ,观察到愈伤组织内的转化细胞呈阳性蓝色反应     

甘蓝与大白菜的原生质体融合

[目的]研究两种近缘物种原生质体的最佳融合条件。[方法]利用培养好的甘蓝与白菜的幼苗在果胶酶与纤维素酶的作用下分离出原生质体,再利用PEG融合液将这2种原生质体融合。[结果]用6％甘露醇＋8％纤维素酶＋2％果胶酶处理材料,酶解4h后,可以获得大量的游离原生质体,大部分原生质体呈圆形,散乱地游离在原生质体溶液各处。利用30％PEG融合液及0．1mol／LCaCI：溶液（含9％甘露醇,pH值9．5）将这两种原生质体融合可以获得稳定的、可育的细胞杂种植株,可以直接作为育种的种质材料。[结论]该研究为远缘杂交和进一步研究原生质体的培养及再生奠定了基础。     

十字花科蔬菜根肿病菌的PCR检测

 利用设计合成的1对根肿病菌（Plasmodiophora brassicae）特异性寡聚核苷酸引物（前引物:5’GAA GAT GCC CAC GCC GTC GT3’和后引物:5’ATC TGT TCA GCA AAG CGT CGA3’）,对分离自十字花科作物（白菜、青菜、甘蓝、芥蓝、花椰菜等）及土壤中的根肿病菌全基因组DNA进行PCR（Polymerase Chain Reaction）特异性扩增试验。试验结果表明,试验设计合成的引物能从十字花科根肿病菌全基因组DNA中扩增到629 bp长度的分子片段,该对引物可用于十字花科蔬菜根肿病的分子鉴定和分子监测,为十字花科根肿病的早期准确诊断和病菌检测提供了快速、简便的方法。     

花椰菜再生体系的优化

以子叶和上胚轴为外植体,研究了不同激素浓度下花椰菜离体培养的再生体系.结果表明,上胚轴作为外植体时不定芽分化率较高,在不加IAA或添加0.5 mg/L IAA的培养基上均能达到100%,最佳诱导培养基为MS+1.0 mg/L 6-BA+0.5 mg/L IAA.子叶作为外植体时不定芽分化率低,最高为40%.     

上海地区花椰菜栽培最佳氮用量及其运筹

通过设置花椰菜(Brassica oleracea var.botrytis L.)横向与纵向的氮肥施肥田间试验,来探讨花椰菜最佳氮肥用量和最佳氮肥运筹。结果表明,当花椰菜的氮肥施用量为369.45kg/hm2时,其产量最高,为25 920kg/hm2;在同样磷钾肥背景条件下,氮肥最佳运筹比例为5:5,其产量均高于其他处理。这为上海地区花椰菜科学施肥决策提供了依据。     

拟南芥P5CS1基因转化羽衣甘蓝增强耐盐性分析

【目的】分析转拟南芥△1-吡咯啉-5-羧酸合成酶(P5CS1)基因羽衣甘蓝的耐盐性,为获得较强的耐盐性羽衣甘蓝品种及其抗逆育种提供理论依据。【方法】将拟南芥P5CS1基因(AtP5CS1)经农杆菌介导转入羽衣甘蓝植物中,在盐胁迫下,分别检测转基因植株与野生型植株的AtP5CS1 mRNA表达量、幼苗脯氨酸含量、株系根系性状、整株干质量和鲜质量、叶片相对水含量、叶片电导率和整株存活率。【结果】在150 mmol/L NaCl胁迫下,转基因植株的P5CS1基因mRNA可正常表达,与对照相比,转基因株系Y1、Y2的主根和最长侧根长度较长,侧根数目较多,整株干质量和鲜质量较重;而且相对水含量显著高于对照植株(P0.05,下同),脯氨酸含量及存活率均极显著高于对照植株(P0.01),叶片相对电导率显著低于对照植株。【结论】转AtP5CS1基因植株的耐盐表型优于对照,即AtP5CS1基因在羽衣甘蓝中的表达明显改善了转基因植株的耐盐性。     

花椰菜多倍体诱导研究初报

 以花椰菜二倍体小花为材料，在离体培养条件下，采用不同浓度（0.03%～0.1%）秋水仙素，在不同的处理时间（24～72h）条件下进行诱导。试验表明，在0.05%浓度，48h条件下诱导效果最好。本试验首次鉴定出了二倍体花椰菜染色体数目为2n=2×=18，诱导出的同源四倍体花椰菜的色体数目为2n=4×=36。四倍体与二倍体在形态学和细胞学上有明显差异。