基于流式细胞术对27种石斛的倍性鉴定和基因组大小分析

石斛属（Dendrobium）是兰科（Orchidaceae）一个大属,我国植物志记载有76种,主要分布于我国海南省、西南和两广地区,石斛属植物种类繁多,花朵鲜艳,颜色丰富,花期长,具有极高观赏价值。目前,石斛属植物野外资源濒临灭绝,面临自交异交不亲和、观赏种数量少、缺乏优良育种亲本的困境,为保护现有良种、培育新物种及为建立基因分子库奠定基础,以石斛属植物幼嫩叶片为材料,采用MGb解离液制备细胞核悬浮液,利用玉米（Zea mays, ‘B73’）和番茄（Lycopersicon esculentum）作为内标,建立了基于流式细胞术测定石斛倍性和基因组大小的方法,用流式细胞仪对兰科（Orchidaceae）石斛属（Dendrobium）27种石斛属植物的倍性和基因组大小进行测定。研究表明：以玉米为内标区分度较好,且没有重叠峰,峰型清晰集中,对27种石斛属植物的倍性和基因组大小能准确估测;27种石斛中二倍体19种,三倍体5种,四倍体3种;27种石斛分属于8组,分别是禾叶组1种,顶叶组2种,石斛组16种,瘦轴组1种,叉唇组1种,距囊组1种,草叶组4种,基肿组1种,各个组间基因组大小不同,各组内基因组大小也存在差异;27种石斛预估基因组大小在0.98~2.41 pg之间,预估的平均基因组大小为1.44 pg,27种石斛的基因组大小均大于0.7 pg,主要集中在0.7~1.4 pg之间,其中草石斛的预估基因组最大,梳唇石斛最小,二者的预估基因组大小相差近2.5倍;27种石斛的基因组可归为极小基因组或小基因组。该研究为石斛属植物的人工杂交授粉配置、 杂交育种、多倍体诱导提供便利,同时,为石斛属植物基因分子库的建立以及石斛属植物基因组学、遗传变异、进化生物学与全基因组测序等研究奠定基础。     

利用流式细胞术对29份火龙果种质染色体的倍性鉴定

火龙果为仙人掌科量天尺属和蛇鞭柱属植物,不同类型火龙果种质的染色体倍性尚不明确。为明确所收集的种质资源以及创制的新材料的染色体倍性,利用流式细胞技术对29份火龙果材料进行了倍性鉴定。结果显示,供试的18份种质资源中共鉴定出二倍体火龙果14份,四倍体4份,无三倍体材料。通过不同倍性亲本杂交和秋水仙素诱变所创制的8份后代材料经鉴定发现有二倍体材料1份,三倍体材料3份,四倍体材料4份,这表明火龙果属间杂交和化学诱变可获得多倍体材料。研究结果对火龙果资源的遗传学评价以及开展倍性杂交育种提供重要的参考依据。     

利用流式细胞法鉴定马铃薯倍性方法的优化

为了建立适于马铃薯倍性鉴定的流式细胞法试验体系,以二倍体马铃薯‘E’和四倍体马铃薯‘青薯9号’为材料,分别利用LB01,Galbraith's和Tris·MgCl_2 3种细胞核分离缓冲液制备马铃薯组培苗幼叶单细胞核悬浮液,比较离心和不离心及不同核酸染料碘化丙啶(Propidium iodide,PI)和4',6-二脒基-2-苯基吲哚(4',6-diamidino-2-phenylindole,DAPI)对流式细胞仪检测结果的影响。结果表明,3种核分离缓冲液对制备马铃薯组培苗幼叶单细胞核悬浮液存在差异,其中核分离缓冲液LB01的效果最好;不离心的效果和离心相比,离心的悬浮液中目的细胞少于不离心的;染料DAPI与PI相比,染色效果无明显差异。从而初步建立起一套利用流式细胞术鉴定马铃薯倍性的方法,该方法样品需求量小,且制备简单,测量快速,准确度高,背景碎片和杂峰较少,主峰清晰,是鉴定马铃薯染色体倍性的理想方法。     

基于流式细胞术的芒果基因组C值测定

以‘串芒’、‘象牙22号芒’和‘白象牙芒’的嫩叶为材料,改进了细胞核提取缓冲液配方, 优化了芒果细胞核提取方法,以基因组C值已知的‘Zea mays L. CE-777’为内标,首次建立了适合于芒果的流式细胞术基因组C值测定方法。结果表明：3个芒果品种的二倍体细胞核中DNA含量分别为0.885 821 7、0.884 004 5、0.884 852 5 pg,基因组C值分别为0.433 166 8×109、0.432 278 2×109、0.432 692 9×109 bp;不同芒果品种间的基因组C值无显著差异,但与同科其他种属物种相比差异明显。本研究可为芒果的基因组学研究、细胞生物学研究和种质资源研究提供重要依据。     

剑麻种质资源表型多样性分析与倍性鉴定

利用常规方法结合流式细胞仪对25份剑麻种质资源叶色、叶缘刺有无、叶缘刺类型、叶顶刺类型、叶长、叶宽、叶长/宽比、叶基厚度、顶刺长、顶刺基部宽等10个农艺性状以及倍性进行了分析和鉴定,结果表明:同一种质资源内叶长、叶宽、叶长/宽比、叶基厚度、顶刺基部宽和顶刺长等变异系数分别在0.9%~13.33%、1.69%~9.13%、1.77%~7.61%、3.99%~11.62%、7.82%~14.31%、9.08%~14.84%之间,不同种质资源间变异系数分别为21.60%、13.95%、15.9%、21.48%、36.59%和30.77%。同一种质资源内叶长、叶宽、叶长/宽比、叶基厚度、顶刺基部宽和顶刺长差异不明显,不同种质资源间存在极显著差异(α=0.05)。基于10个表型性状将25份剑麻种质资源聚为3类,第一类主要包括番麻、广西76416、南亚1号、东368、蓝剑麻、普通剑麻、粤西75等7份种质;第二类主要包括桂辐4号、H.11648、东74、东27、东26和东16等6份种质;第三类主要包括东18、东2、肯3等12份种质。多变量的主成分分析显示4个主成分的特征值总和为5.84,累计贡献率达97.29%。流式细胞仪分析表明,25份剑麻种质资源中,H.11648、东2等14份种质为二倍体,东16和广西76416两份种质为三倍体,粤西75、粤西114等5份种质为四倍体,肯3和普通剑麻2份种质为五倍体,东74为六倍体,番麻为五倍体和六倍体的混倍体。以上结果为剑麻种质资源的鉴定评价提供理论依据。     

50份蝴蝶兰种质的染色体数目与倍性分析

采用常规压片法对蝴蝶兰属（Phalaenopsis）的50份种质资源进行染色体计数和倍性分析,包括2份原生种、6份杂交组合后代、42份杂交品种。结果表明,二倍体的种质3个（2个为原生种）,三倍体的种质4个,四倍体的种质31个,12个种质为非整倍体。并根据部分杂交品种的系谱,对蝴蝶兰的倍性遗传进行了分析和讨论。     

白芦笋花药培养再生植株染色体倍性检测研究

采用茎尖压片染色体计数法对两个品种的白芦笋花药培养的再生植株进行了染色体的倍性检测。试验结果显示了芦笋花药培养再生植株中染色体构成的多样性,还观察到再生植株中极个别细胞出现染色体缺失现象。‘Thielim’品种中再生植株的染色体变异率为11．1％,单倍体占1-8％,双倍体占88．9％,三倍体占4．2％,四倍体占5．1％。‘硕丰’品种中再生植株的染色体变异率为9．1％,双倍体占90．9％,三倍体占5,9％,四倍体占3,2％,没有发现单倍体。     

不同染色体倍性水稻植株光合特性的研究

 以花培获得的粳稻02428单倍体、二倍体和四倍体植株为材料,测定了与光合作用有关的若干性状。气孔大小、比叶重随染色体倍性的增加而递增;而单位面积的气孔数则呈递减的趋势;叶绿素含量与染色体倍性无明显的相关性。剑叶净光合作用速率的两年测定结果相符,单倍体是9.39和10.16 mg CO^₂/dm²·h,二倍体是17.57和15.80 mg CO^₂/dm²·h,四倍体是22.64和22.52 mg CO^₂/dm²·h。讨论了性状表达与DNA剂量的关系。     

甘薯近缘种Ipomoea cordatotriloba基因组大小测定及高通量调查测序

利用流式细胞术,以大豆Williams 82为内参,对甘薯近缘野生种Ipomoea cordatotriloba进行基因组大小测定,结合染色体压片技术进行倍性鉴定,并利用二代高通量测序技术对测定结果进行验证。结果表明:利用流式细胞术测得I. cordatotriloba基因组大小为(539.69±13.76)Mb;染色体压片结果显示其染色体数目为30条,由于其基数x=15,从而获知I. cordatotriloba为二倍体;经K-mer计算并修正后得出的C值为560.70 Mb,与流式细胞分析结果相近;同时,测序结果显示其基因组杂合率为0.40%;重复序列比率为57.93%;GC含量为38.10%。以上结果为此物种全基因组精细图谱绘制打下基础,同时为甘薯近缘野生种的利用提供参考。     

茉莉花白绢病露天接种技术及盆栽抗病性鉴定

为了鉴定茉莉花资源对白绢病的抗性,从主产区广西横县的病株分离白绢病菌株,以横县双瓣茉莉花为材料,对露天条件下茉莉花白绢病接种方法进行了研究,并对盆栽的不同茉莉花品种(系)进行接种,采用相对抗病程度评价法鉴定供试材料的抗病性.结果表明:(1)在5种接种方法中,带菌燕麦粒埋土法的病情指数、发病率最高,分别为47.93％、8...     

茉莉花JsMYB108和JsMYB305基因的克隆及其对TPS基因的激活作用

基于茉莉花叶转录组(GenBank登录号为GHOY00000000)筛选了2个在花瓣中及夜间优势表达,且与其他物种中香气调控转录因子同源度高的MYB基因进行克隆并分析了它们在花朵开放中的表达模式.2个MYB基因编码序列长度分别为864 bp和588 bp,编码287 aa和195 aa个氨基酸残基.分别与拟南芥AtMY...     

茉莉花香气相关基因JsTPS启动子的克隆与活性分析

以茉莉(Jasminum sambac)的花苞为材料,采用染色体步移技术,分离出JsTPS基因的5'端调控序列,对该启动子序列进行顺式作用元件预测.根据茉莉花TPS基因启动子的顺式作用元件分布,扩增出5个不同片段长度的启动子,分别命名为JsTPS-1(494 bp)、JsTPS-2(689 bp)、JsTPS-3(10...     

Rapid Sorting of Fucoxanthin-Producing Phaeodactylum tricornutum Mutants by Flow Cytometry

Fucoxanthin, which is widely found in seaweeds and diatoms, has many benefits to human health, such as anti-diabetes, anti-obesity, and anti-inflammatory physiological activities. However, the low content of fucoxanthin in brown algae and diatoms limits the commercialization of this product. In this study, we introduced an excitation light at 488 nm to analyze the emitted fluorescence of Phaeodactylum tricornutum, a diatom model organism rich in fucoxanthin. We observed a unique spectrum peak at 710 nm and found a linear correlation between fucoxanthin content and the mean fluorescence intensity. We subsequently used flow cytometry to screen high-fucoxanthin-content mutants created by heavy ion irradiation. After 20 days of cultivation, the fucoxanthin content of sorted cells was 25.5% higher than in the wild type. This method provides an efficient, rapid, and high-throughput approach to screen fucoxanthin-overproducing mutants.     

花生种子大小和形状对出苗和幼苗建成的影响

以不同花生品种的饱满种子为试验材料,采用盆栽方法,在幼苗3叶期和6叶期不同幼苗生长阶段研究种子大小(重量)、形状(长、宽、长/宽比)等特性与出苗速率及幼苗生长的关系。结果表明,花生种子大小、形状影响萌发出苗和幼苗生长。①花生种子质量愈大且种形愈长,其出苗后残留于子叶中的物质能量愈多,幼苗地上部鲜重较小;种子质量较小时,其长、宽、厚等性状与幼苗生长无明显相关关系,但种子质量和长/宽比显著影响地上部干物质的积累;适中质量的种子其长、宽、质量和长/宽比均明显促进地上部和根系的生长发育,且其种子长度和质量与残留物间呈显著相关关系。②中等质量的种子对根系生长的影响很小,且适中的长/宽比明显促进种子萌发时物质的运转和幼苗的生长。③较长粒型花生种子其长度与子叶残留物呈极显著正相关,宽度与子叶残留物呈显著负相关,且与地上部生长无显著相关关系;中等长度和较短粒型的种子的质量明显利于幼苗地上部的生长。     

金钱树四倍体的诱导与鉴定

以金钱树块茎为材料,采用秋水仙素溶液处理不定芽生长点,研究秋水仙素浓度和处理时间的诱变效果。结果表明：0.1%的秋水仙素溶液浸泡处理块茎的不定芽48 h效果最好,其诱导率为30%。通过流式细胞仪对金钱树植株DNA相对含量的测定,鉴别出四倍体和嵌合体。四倍体植株与二倍体植株在叶厚、保卫细胞大小、气孔密度等方面存在明显差异,其中气孔的形态及密度可作为鉴别四倍体、嵌合体和二倍体的重要性状。