用西瓜叶片气孔保卫细胞叶绿体数鉴定西瓜染色体倍性

为了寻求简便、快速的西瓜染色体倍性鉴定方法,以二倍体西瓜TS和0517及其同源四倍体为试材,通过观察叶片气孔保卫细胞叶绿体数来鉴定西瓜染色体倍性.结果表明,两倍性间的叶绿体数差异显著.二倍体叶绿体数在15个以下,四倍体叶绿体数大于等于15个;气孔叶绿体数随染色体倍性的增加而增加,用气孔保卫细胞叶绿体数预测植株倍性的准确率可达90.2%,因此,用万能荧光显微镜观察叶绿体数可以在苗期快速、准确地确定植株的染色体倍性.     

高温对不同倍性西瓜生理特性及果实品质的影响

为克服西瓜夏季保护地栽培高温障碍,为西瓜耐热育种提供依据。选取不同倍性西瓜进行高温栽培,比较不同倍性西瓜在高温下的生理特性和果实品质的变化及其耐热性。结果表明,在高温胁迫下,不同倍性西瓜叶片叶绿素含量、可溶性固形物、VC和可溶性蛋白含量均下降,且三倍体和四倍体下降幅度小于二倍体;MDA和脯氨酸含量均增加,且三倍体和四倍体增加幅度大于二倍体;POD活性均上升,且上升幅度三倍体和四倍体大于二倍体;CAT活性变化趋势不一致。结论:三倍体和四倍体西瓜的耐热性优于二倍体西瓜。     

NaCl胁迫下二倍体和同源四倍体西瓜幼苗DNA甲基化差异分析

【目的】研究二倍体和同源四倍体西瓜幼苗NaCl胁迫后形态学指标差异和DNA甲基化变化情况,分析不同倍性西瓜幼苗之间耐盐差异,结合形态学指标从表观遗传学角度解释二倍体和四倍体抗逆性差异机制。【方法】以3组不同倍性（二倍体、四倍体）西瓜幼苗为研究对象,待长至三叶一心时,用含有0、100、200、300和400 mmol·L^-1 NaCl的1/2 Hoagland营养液处理西瓜幼苗,NaCl处理8 d之后,鉴定西瓜幼苗受到的盐害指数,并运用甲基化敏感扩增多态性（methylation sensitive amplified polymorphism,MSAP）技术,分析NaCl处理8 d之后二倍体和四倍体西瓜幼苗叶片基因组DNA甲基化水平和模式的变化。【结果】NaCl处理后,形态学指标比较发现,随着NaCl浓度的增加,三组西瓜幼苗的受伤害程度都随着增加,在不同的西瓜品种之间受伤害程度有差异,但是同一品种内同一NaCl浓度下,西瓜幼苗受伤害程度二倍体大于四倍体;从甲基化水平看,西瓜幼苗基因组DNA全甲基化率、半甲基化率、总甲基化率都随着NaCl浓度的增加而降低,同一NaCl浓度处理下甲基化率二倍体大于四倍体,二倍体和四倍体西瓜甲基化水平与其受伤害程度呈正相关;从甲基化模式来看,NaCl胁迫后DNA的去甲基化比率降低,超甲基化比率升高,并且其变化幅度是四倍体大于二倍体,不同倍性西瓜幼苗的甲基化模式与其受伤害程度呈负相关。【结论】NaCl胁迫后西瓜幼苗基因组DNA的甲基化状态发生了变化,并且这种变化与NaCl胁迫程度高度线性相关,西瓜幼苗通过降低甲基化率和降低去甲基化比率来应对NaCl胁迫,四倍体较二倍体有更低的甲基化比率和去甲基化比率,抗逆性四倍体强于二倍体。     

西瓜叶表皮微形态特征与倍性相关性研究

通过显微镜观察3个西瓜品种的二倍体和同源四倍体的气孔保卫细胞叶绿体数目,同时测定气孔长度和计算气孔密度。结果表明：二倍体和四倍体的平均叶绿体数分别为9．9±0．19,18．1±0．50;符合染色体数目1：2的比例,两倍性间的叶绿体数差异达极显著水平。初步提出以叶绿体数15为界来判定倍性,少于15的为二倍体,大于或等于15的为四倍体。气孔长度与倍性相关性不显著;不同倍性间气孔密度有显著差异。叶绿体数和气孔密度可作为西瓜染色倍性的鉴定依据。     

四倍体和二倍体西瓜离体组织诱导与耐盐筛选研究

通过离体组织加倍创造四倍体种质是一种快速产生多倍体的方法,为了确认获得的材料为四倍体变异,进行有效的倍性鉴定是不可缺少的。利用二倍体和四倍体西瓜的耐盐性差异,选取生长一致的二倍体和四倍体西瓜子叶再生的不定芽丛,接于含有0、8、10、12、14、16、18、20和22g/L NaCl的芽诱导培养基中,盐处理30d后,统计盐害情况和生长状况,并对四倍体西瓜子叶不定芽丛进行分离和筛选,筛选出西瓜离体组织培养过程中最适宜分离二倍体和四倍体西瓜不定芽的盐质量浓度。结果表明:当NaCl质量浓度在14~16g/L时,可以作为有效分离西瓜二倍体和四倍体,从而最终筛选出大量的能够正常生长发育的四倍体的最适盐质量浓度范围。该研究在西瓜离体组织加倍创造四倍体新种质的技术体系中,可以在早期简单有效地鉴定和筛选西瓜四倍体,加快多倍体西瓜的育种进程。     

四倍体西瓜抗枯萎病菌生理小种1的机理

【目的】近年来由于西瓜重茬种植面积的不断增加及连作障碍的发生导致枯萎病在西瓜上迅速蔓延,该病害已经成为限制西瓜生产的主要因素之一。田间观察发现四倍体西瓜比其同源二倍体西瓜抗枯萎病。本研究通过对比四倍体与二倍体抗性差异,揭示四倍体西瓜抗枯萎病的机理,为西瓜多倍体育种和抗病育种提供理论依据。【方法】以同基因型的郑州3号二倍体和四倍体西瓜幼苗为材料,在一叶一心时期接种枯萎病菌生理小种1(Fusarium oxysporum f.sp.niveum race 1,Fon 1),比较不同倍性西瓜苗期枯萎病抗性差异;运用绿色荧光蛋白标记技术观察枯萎病菌的侵染过程;并分析过氧化物酶(POD)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)、丙二醛(MDA)、总酚及类黄酮等与抗病相关代谢物质活性/含量差异,及PR3、MPK7、PAL、MYB基因表达变化。【结果】西瓜苗期接种枯萎病菌后,二倍体西瓜幼苗4 d发病,10 d时大部分枯死;四倍体西瓜幼苗7 d开始发病,13 d时大部分枯死,四倍体相对其同源二倍体延后3 d发病。枯萎病菌侵染过程对比发现,病菌在二倍体和四倍体西瓜中的侵染路径相同;此外不同倍性西瓜根系分生孢子的萌发率无明显差别,但是随着病菌的侵染,枯萎病菌在四倍体幼苗中的侵染速度明显较慢,细胞间菌丝较少;枯萎病菌在四倍体西瓜幼苗维管束中的定殖率比其同源二倍体低,且在幼苗根部差异显著、叶柄部差异极显著,病菌在四倍体植株茎部及叶部的扩展得到了一定的限制;枯萎病菌在四倍体西瓜中的侵染过程明显滞后,与枯萎病的发病症状相吻合。接种枯萎病菌后,四倍体西瓜幼苗根系POD、PAL活性均呈增加的趋势,且四倍体幼苗根系POD活性增加的幅度比二倍体大,病菌侵染后四倍体根系生成了更多的PAL和POD以增强植物抗病能力,保护细胞免受伤害;四倍体西瓜根系中总酚、类黄酮含量的增加量明显高于同源二倍体,这些次生代谢物质含量的优势,使得四倍体植株更易于抵御枯萎病菌的入侵;另外四倍体西瓜根系MDA含量明显比同时期的二倍体低,表明接种枯萎病菌后四倍体西瓜幼苗根系细胞膜损伤程度更小。抗病基因的表达分析发现,接种枯萎病菌后四倍体PR3的表达量不断增加,在接种后10 d表达量达到最大,是二倍体同时期表达量的10倍;接种后期四倍体根系能表达更多的MPK7,传递抗病信号,促进抗病基因的表达,从而降低枯萎病菌对西瓜幼苗的伤害;PAL的表达量呈现先增高后降低的趋势,表达量均高于同时期的二倍体幼苗,最大表达量是二倍体PAL表达量的6倍;四倍体MYB的表达量明显高于其同源二倍体,接种后7、10 d四倍体根系的表达量分别是二倍体的80、35倍。【结论】通过苗期枯萎病菌接种鉴定、病菌侵染过程观察、代谢物质含量及基因表达水平变化等多方面的研究,表明四倍体西瓜幼苗比同源二倍体抗枯萎病。     

四倍体西瓜种质资源的抗枯萎病性鉴定及其遗传规律初探

采用苗期接种法对51份四倍体西瓜种质资源进行枯萎病抗性鉴定,并选择不同抗性的四倍体西瓜与二倍体西瓜按NCⅡ杂交设计配制三倍体西瓜组合,通过方差分析研究四倍体西瓜的枯萎病抗性遗传规律。结果表明:三倍体西瓜枯萎病抗性受其双亲的加性和非加性遗传共同控制,且以加性遗传为主,源于四倍体母本的加性遗传相对重要于二倍体父本的加性遗传;亲本的一般配合力效应与其枯萎病抗性呈显著正相关。     

通过测量叶片气孔鉴定月季染色体倍性的研究

通过测量气孔进行倍性鉴定可大大提高月季倍性鉴定的效率。在光学显微镜下对不同倍性月季的气孔器长度和气孔密度进行测量后发现,不同倍性月季间的气孔器长度存在显著差异,以气孔器长度34.69μm为界,可准确区分二倍体和四倍体月季;三倍体月季的气孔器长度界于二倍体和四倍体之间,且与二倍体、四倍体均存在交集,通过气孔器长度不能鉴别三倍体月季。月季气孔密度在二倍体和三倍体间无显著差异,四倍体月季的气孔密度显著小于三倍体和二倍体。     

秋水仙素诱导四倍体耐热长豇豆的研究

以二倍体豇豆荚天下3号为材料,用不同浓度秋水仙素处理其子叶期茎尖生长点,通过对变异株进行形态学、解剖学、农艺学、细胞学鉴定, 获得同源四倍体（2n=4x=44）。结果表明,02%秋水仙素处理4次的效果最佳,四倍体诱变率达到233%。与二倍体相比,四倍体植株叶片厚度和宽度、气孔大小、保卫细胞内叶绿体数目、花器官大小、花粉粒大小、种子宽度等均表现巨大性,气孔密度和单果荚种子数明显降低;四倍体豇豆荚果横茎、长度、鲜重、干物质含量等农艺学性状明显高于二倍体。用流式细胞仪进行倍性鉴定,二倍体DNA相对含量为250,四倍体为500。根尖染色体鉴定的结果与流式细胞仪鉴定结果一致。     

不同倍性芍药杂交亲和性及子代倍性

选取16个不同倍性的芍药品种为亲本进行杂交试验,分析不同倍性芍药杂交的亲和性,并采用常规压片法对部分子代的倍性进行鉴定.结果表明:不同倍性芍药品种间杂交亲和性存在显著差异,亲和性由大到小为二倍体×二倍体、四倍体×四倍体、二倍体×四倍体、四倍体×二倍体、三倍体×四倍体、三倍体×二倍体.相同倍性品种杂交获得子代倍性保持不变,也未发现非整倍体.而不同倍性芍药品种间杂交子代可能出现二倍体至四倍体的倍性变化,甚至得到非整倍体.四倍体芍药品种不仅表型丰富,而且与其他倍性品种的亲和性都比较高,说明其具有较大的育种潜力.