phyA、phyB基因沉默对不同秋眠型苜蓿光受体基因表达量的影响

苜蓿秋眠性是苜蓿一种生长特性，是苜蓿应对环境变化的一种特殊休眠方式，和日照长度及光周期敏感度有关。本试验研究沉默光敏色素A、B基因对苜蓿光受体基因表达的影响，检测phyA、phyB基因沉默对不同秋眠型紫花苜蓿光受体基因phyA、phyB、CRY2B、FHY1表达的影响。结果表明：秋眠型紫花苜蓿phyA沉默的转基因植株T1、T2代phyA、FHY1的表达量下降（P <0.05）,phyB、CRY2B的表达量上升（P <0.05）；非秋眠型紫花苜蓿phyA沉默的转基因植株T1代phyA、FHY1的表达量差异不显著（P> 0.05），但phyB、CRY2B的表达量显著增加（P<0.05）；非秋眠型紫花苜蓿phyB沉默的转基因植株T1代phyA、FHY1的表达量显著增加（P <0.05），但phyB、CRY2B的表达量差异不显著（P> 0.05）。在光信号转导途径，phyA、FHY1基因表达趋同，phyB与蓝光受体CRY2B基因表达趋同，沉默光敏色素A、B对几个光受体基因表达量均产生影响，phyA、phyB、FHY1、CRY2B之间可能存在互作效应。     

温度对不同秋眠型紫花苜蓿光敏色素和内源激素的影响

为探讨温度对不同秋眠型苜蓿(Medicago sativa)光敏色素表达量和内源激素含量的影响,以3个不同秋眠型紫花苜蓿品种为材料,设计5个不同的温度梯度(6,12,18,24和30℃)处理35d,测定叶片中光敏色素和植物激素的含量,分析温度与苜蓿秋眠的关系。结果表明:与半秋眠、非秋眠型苜蓿相比,秋眠型苜蓿Norseman(FD1)叶片中的PHYA表达量低,且有随着温度升高而升高的趋势;非秋眠品种CUF101(FD9)在低温(6℃)和较高温度(24和30℃)时PHYA表达量较低,12和18℃时含量较高;Dupuils(FD5)在各个温度条件下变化不大。温度对苜蓿品种Dupuils(FD5)和CUF101(FD9)中PHYB含量无规律性影响,但Norseman(FD1)从低温到高温的PHYB表达量呈明显的递减趋势,低温有利于PHYB基因的表达。在适合于苜蓿生长的温度条件下,叶片中GA3,ZR和IAA含量较高,低温(6℃)和高温(30℃)时上述生长激素含量下降。因此,苜蓿的秋眠性受温度影响,PHYA和PHYB对苜蓿的秋眠有调控作用,低温和高温不利于生长激素的合成。     

自然环境下不同秋眠型苜蓿PHYA和PHYBmRNA表达量的变化

为揭示光敏色素如何响应外界环境及作用机理,并探讨其与苜蓿（Medicago）秋眠性的关系,以田间自然生长条件下的不同秋眠类型紫花苜蓿标准对照品种Norseman（FD1）, Archer（FD5）和CUF101（FD9）为材料,应用RT-PCR测定在6月、8月、9月、11月采集的叶片PHYA和PHYB mRNA含量。结果表明：从6 月到11月,随着光照时间的逐渐缩短和温度的降低,3个不同秋眠类型紫花苜蓿品种PHYA和PHYB的mRNA含量均呈上升趋势,且PHYA mRNA含量比PHYB mRNA的含量高;除了6月份,其他月份均是随着紫花苜蓿秋眠性的提高,PHYA和PHYB mRNA表达呈上调趋势,且不同秋眠类型间的差距越来越大。据此推测PHYA和PHYB在苜蓿响应外界环境改变过程中起一定的作用,二者基因的转录受光周期与温度因子的调控,且随着光周期的缩短与温度的降低其mRNA量升高,PHYA和PHYB很可能参与了光周期与温度对紫花苜蓿秋眠性的调控。     

不同光周期条件下PhyB和ABA对不同苜蓿品种的秋眠性调控

短日照和低温是导致苜蓿秋眠的主要环境因子。本研究检测了3个不同秋眠型苜蓿在8,12和16 h光照光周期条件下叶片和顶芽中PhyB和ABA的含量,并探讨其对秋眠的影响机制。结果表明,1)和非秋眠苜蓿相比,秋眠苜蓿叶片中PhyB含量高,PhyB作为绿色植物主要光受体可能通过光周期调控或参与了苜蓿的秋眠;并且3个品种均是在8 h光照下PhyB合成量高,暗示长暗期利于其合成。2)和12,16 h光照相比,8 h处理顶芽和第一展开叶中ABA含量最高,显然短日照利于ABA的合成;8 h光照处理时,秋眠型苜蓿品种Vernal ABA含量分别比半秋眠型CW5 0 2和非秋眠型CUF1 0 1高2.1 2和2.0 3倍,1 2 h光照处理ABA含量Vernal比CW5 0 2和CUF1 0 1分别高3 6.2 4%和46.46%,但16 h光照处理ABA含量并不表现上述规律,说明8和12 h光照程度不同地为苜蓿创造了逆境效应,ABA可能是调控或诱导秋眠的激素。3)8 h光照下苜蓿秋眠特征明显,生长严重受抑,不开花;12 h光照下苜蓿秋眠特征比8 h光照处理轻,生长受抑但抑制程度低于8 h光照处理,不开花;16 h光照下3个品种生长、开花正常。可能是PhyB含量多寡程度不同地调控了光周期反应,进而影响了ABA合成,而ABA在不同光周期诱导下通过合成量不同调控了不同秋眠基因表达,诱发了秋眠。     

苜蓿SKU5基因的表达调控及其在秋眠中的作用

为了探索SKU5基因在紫花苜蓿（Medicago sativa L.）中表达调控规律和在苜蓿秋眠中的作用,本研究拟检测春、夏、秋季和人工条件下不同温度、不同日照长度下秋眠型和非秋眠型苜蓿叶片中SKU5基因mRNA相对表达量,分析同一秋眠型苜蓿品种不同时期SKU5基因mRNA相对表达量差异和不同时期2种秋眠型苜蓿品种间SKU5基因mRNA相对表达量的差异,以及SKU5基因mRNA相对表达量与苜蓿株高、叶面积、日照长度、温度的相关性。结果表明：SKU5基因的表达受日照长度极显著负调控,受温度极显著正调控;2种苜蓿叶片中SKU5基因的表达受日照长度和温度的调控结果不一致;秋眠型苜蓿叶中SKU5基因mRNA相对表达量与株高、叶面积呈显著负相关。因此,随着日照长度的缩短,SKU5基因高表达很可能促进秋眠型苜蓿的秋眠。     

光周期对秋眠型苜蓿Vernal SOD、POD活性的影响

研究了16h(long day,LD)、12h(middle day,MD)8h(short day,SD)三个不同的光照时间对秋眠型苜蓿Vernal超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase,SOD)和过氧化物酶(Peroxidase,POD)活性的影响,为进一步研究苜蓿秋眠性的生理机制奠定基础.结果表明:秋眠型苜蓿Vernal SOD和POD的活性呈现8 h光照处理最高,12h次之,16h最低的趋势;同一光周期条件下,SOD、POD的活性随着生长时间的延长而升高,提示SOD、POD的活性与苜蓿的光周期有关,短日照可提高SOD、POD的活性.     

光周期对不同秋眠型苜蓿SOD、POD活性的影响

短日照是导致苜蓿(Medicago sativa L.)秋眠的主要环境因子,同时也可能是苜蓿生长的一种逆境。本文研究了光周期对不同秋眠型苜蓿超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)的活性的影响,以及两种抗氧化物酶活性与苜蓿秋眠性的关系,为进一步研究秋眠性的生理机制奠定基础。结果表明:无论是秋眠型苜蓿Vernal,半秋眠型苜蓿CW502,还是非秋眠型苜蓿CUF101,其叶片中SOD和POD的活性均呈现出8h光照最高,12h次之,16h最低的趋势,暗示SOD、POD的活性与长日照苜蓿的光周期有关,短日照可提高SOD、POD的活性;在同一光周期下,不同秋眠类型苜蓿品种之间并未在SOD活性上表现出规律性,而POD活性则有随着秋眠性增强而增强的趋势;在同一苜蓿品种中POD活性多随生长期延长而升高。     

紫花苜蓿光敏色素A基因片段的克隆及其RNA干扰载体的构建

苜蓿(Medicago sativa L.)的秋眠性是一种光周期效应。研究植物体内重要的光受体-光敏色素A(phyto-chromeA,phyA),可能揭示其调控苜蓿秋眠性的机理。为研究其与苜蓿秋眠性的关系,本研究根据RNA干扰(RNAinterference,RNAi)技术原理,以紫花苜蓿幼嫩叶片为材料,提取总RNA,选取基因cDNA序列同源性较低区域设计特异性引物,并引入相应的酶切位点,利用RT-PCR克隆phyA正、反向片段,经过3次亚克隆,构建了phyA的RNAi表达载体,制备了适合转染植物组织的农杆菌菌液,为获得缺失phyA植株创超了条件。     

两种策略分别克隆紫花苜蓿光敏色素A、B基因

短日照是苜蓿秋眠性的主要影响因子,故苜蓿秋眠被认为是一种光周期反应。光敏色素是光周期反应的主要受体,因而探究光敏色素与苜蓿秋眠性之间的关系可能是揭示苜蓿秋眠性机理的有效途径之一。紫花苜蓿光敏色素A、B基因尚未被克隆,本研究采用2种不同的试验策略,分别以mRNA和基因组DNA为起点,根据比较基因组学原理和生物信息学方法,利用RACE和染色体步移等手段,克隆得到了紫花苜蓿光敏色素A 全长和光敏色素B近全长基因序列,为进一步探讨两者在苜蓿生长发育,特别是苜蓿秋眠性的光周期调控机制中的作用奠定了基础, 并为克隆紫花苜蓿其他未知基因等研究提供思路和参考。     

光周期对秋眠型苜蓿Vernal SOD、POD活性的影响

研究了16h（long day，LD）、12h（middle day，MD）和8h（short day，SD）三个不同的光照时间对秋眠型苜蓿Vernal超氧化物歧酶（Superoxide Dismutase，SOD）和过氧化物酶（Peroxidase，POD）活性的影响，为进一步研究苜蓿秋眠性的生理机制奠定基础。结果表明：秋眠型苜蓿Vernal SOD和POD的活性呈现8h光照处理最高，12h次之，16h最低的趋势；同一光周期条件下，SOD、POD的活性随着生长时间的延长而升高，提示SOD、POD的活性与苜蓿的光周期有关，短日照可提高SOD、POD的活性。     

上海地区紫花苜蓿生产特点及主要保健营养成分的变化

选用EUREKA(FD8)和DERBY(FD5)2个不同秋眠级别紫花苜蓿Medicago sativa品种,于2001年10月-2003年10月在上海地区进行系统考察和研究.结果表明:以上海为代表的过渡带地区,就年累计鲜草产量而言,半秋眠型品种DERBY极显著高于非秋眠型品种EUREKA;2年各刈次鲜草产量分布特点表明,2个不同秋眠级别品种产量高峰都在入夏之前;EUREKA品种与DERBY品种相比,突出的产量优势表现在高温高湿、高温干旱的不利气候条件期间;2个不同秋眠级别品种,每年3月中下旬的第1刈次鲜草产量的高低都与越冬期间低温阴湿强度和持续时间密切相关;决定上海地区苜蓿年累计鲜革产量高低的关键是有利气候条件下的再生力和生长势;上海地区生产的苜蓿草粉,其主要保健营养成分及含量与西北地区草粉相近或略有超过,2个品种叶蛋白和粗多糖含量,年份间、刈次间都有较大波动.     

5个紫花苜蓿品种在川中丘陵地区的适应性

在川中丘陵区遂宁市河沙镇和天保镇,对‘西部之星’、‘WL-525HQ’、‘WL-440HQ’、‘WL-656HQ’和‘昆德拉’5个紫花苜蓿(Medicago sativa)品种进行适应性研究,旨在筛选出适宜川中丘陵地区种植的品种。结果表明:‘WL-525HQ’在两试验地株高、平均生长速度均显著高于其他品种(P <0.05);‘西部之星’在河沙镇和天保镇干草产量分别为5 458和4 138 kg·hm–2,均显著高于其他品种(P <0.05)。‘WL-525HQ’在河沙镇和天保镇粗蛋白含量(21.93%、22.47%)、可溶性碳水化合物含量(5.60%、5.60%)均显著高于其他品种(P <0.05),且‘WL-525HQ’在河沙镇和天保镇酸性洗涤纤维含量(31.95%、31.15%)均显著低于其他品种(P <0.05);‘WL-440HQ’在河沙镇和天保镇中性洗涤纤维含量分别为39.27%和39.89%,均显著低于其他品种(P <0.05);隶属函数综合分析得出两试验地均以‘WL-525HQ’隶属度最高,分别为0.8和0.9。综上,‘WL-525HQ’表现...     

苜蓿秋眠型与其超氧化物歧化酶和过氧化物酶关系的研究

为进一步研究苜蓿Medicago sativa秋眠性的生理机制,提高苜蓿的抗寒性和生产性能,研究了短日照（8 h光照/16 h黑暗）条件下,不同秋眠型对苜蓿超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）活性的影响。结果表明：苜蓿SOD、POD的活性随着秋眠性的增强而升高,呈现秋眠型苜蓿Vernal最高,半秋眠型苜蓿CW502次之,非秋眠型苜蓿CUF101最低的趋势;3种不同秋眠型苜蓿的SOD、POD活性均随着生长期的延长而升高。     

覆雪厚度对不同秋眠级苜蓿抗寒性及越冬率的影响

本试验旨在研究覆雪厚度对不同秋眠级紫花苜蓿抗寒性及越冬率的影响,选择秋眠级分别为2级的皇后(Alfaqueen)、5级的巨能551(Magna551)、8级的WL525HQ和10级的赛迪10(Sardi10)紫花苜蓿,设定0,10和15 cm三个覆雪厚度处理,通过动态观测紫花苜蓿根冠处及田间土层(1~10 cm)的温度、根颈中丙二醛(MDA)、可溶性糖(WSC)和可溶性蛋白(SP)含量及越冬率。结果表明,无积雪覆盖时低秋眠级(2和5级)紫花苜蓿越冬率分别为:64%和59%;而高秋眠级(8和10级)紫花苜蓿全部死亡。覆雪厚度10 cm即可以保证除秋眠级10(赛迪10)外的苜蓿安全越冬,且越冬率均在90%以上。随着覆雪厚度的增加,积雪对紫花苜蓿根冠及根颈下土层温度有显著影响,能显著提高各秋眠级紫花苜蓿的越冬率(P<0.05),降低MDA的含量,增加非/极非秋眠型的紫花苜蓿根颈中SP和WSC的含量。运用隶属函数综合评价,无覆雪条件下苜蓿品种的抗寒性及越冬率顺序为:皇后>巨能551;覆雪厚度10 cm下苜蓿的抗寒性及越冬率顺序为:巨能551>皇后>WL525HQ>赛迪10;覆雪厚度15 cm下苜蓿的抗寒性及越冬率顺序为:巨能551>皇后=WL525HQ=赛迪10。     

苜蓿秋眠性及其与抗寒性和产量的关系

秋眠性是苜蓿对日照缩短的一种生长反应,用苜蓿在秋季的再生高度来唯一划分.由于传统苜蓿品种的秋眠性与抗寒性之间存在表型相关,秋眠性被普遍用于抗寒性的预测.但许多研究表明,秋眠性和抗寒性是苜蓿适应不同的环境因素、为了不同的原因、同时而又独立进化的.与非秋眠品种相比,秋眠品种在夏末和秋季生长下降,导致全年刈割次数减少,故全年产草量较低.在深入认识秋眠性和抗寒性之间的遗传独立性的基础上,美国育种家致力于非秋眠而又抗寒、高产的苜蓿品种培育,使得新品种的抗寒性超过其秋眠级所预测的水平.随着我国引进苜蓿品种的增加,国内产业界人士有必要对苜蓿秋眠性的科学内涵及在品种改良和适应性选择的意义上有更进一步的认识.     

积雪覆盖对不同秋眠型紫花苜蓿产草量及营养品质的影响

为了明确冬季田间积雪覆盖对紫花苜蓿(Medicago sativa L.)越冬率、产草量及营养品质的影响,本研究选择秋眠型(1,3级)、半秋眠型(5级)及非秋眠型(7,9级)紫花苜蓿,设置覆雪及不覆雪处理,观测紫花苜蓿根冠处及田间土层(1,20 cm)温度变化,测定其越冬率、株高、干草产量及营养品质.结果表明:与不覆雪...