高产、抗病同源四倍体不结球白菜黄心乌新材料的创制

不结球白菜黄心乌是长江中下游流域特别是安徽地区的主栽品种之一。为获得品质优良的黄心乌新材料,本研究使用0.2%(w/v)的秋水仙素溶液点滴处理二倍体黄心乌幼苗的子叶生长点,通过形态学和细胞学的方法筛选到同源四倍体黄心乌植株,并对二、四倍体黄心乌的农艺性状以及品质进行分析。形态学研究结果表明,四倍体植株的株型、叶片、花、种荚表现出巨大型;四倍体叶片的气孔变大,气孔密度变小;花粉粒体积比二倍体变大且呈现出棒状。细胞学分析结果发现,四倍体植株的根尖染色体数目是二倍体的2倍。流式细胞仪分析结果表明,四倍体植株的荧光强度为二倍体的2倍。营养品质方面,与二倍体相比,四倍体纤维素、有机酸含量显著上升,叶绿素、硝态氮含量显著下降,可溶性糖及可溶性蛋白含量无显著变化。此外,结合光响应曲线分析结果发现,强光条件下,四倍体对光强的适应能力更强。在抗病性检测中发现,四倍体的灰霉菌抗性明显优于二倍体。本研究获得了高产、抗病的同源四倍体不结球白菜黄心乌新材料,为不结球白菜育种工作提供了新的种质资源。     

不结球白菜BrABF1基因的克隆与功能分析

为研究BrABF1基因在不结球白菜中的表达模式并探索其在开花调控中的作用,本研究以不结球白菜苏州青品种为试验材料,通过同源克隆获得BrABF1基因序列,对其氨基酸序列进行比对和进化分析,利用亚细胞定位技术研究BrABF1的空间表达,采用β-D-葡糖醛酸酶(GUS)染色方法研究BrABF1在植物中的表达模式,利用PlantCARE在线软件预测BrABF1基因的启动子的顺式作用元件。构建植物表达载体pEarlyGate101-BrABF1-YFP转化拟南芥,统计野生型和转基因拟南芥植株的开花时间。结果表明,BrABF1基因含有1 104 bp开放阅读框(ORF),编码367个氨基酸。BrABF1与甘蓝型油菜和野甘蓝(原变种)同源性最高,进化关系最近。BrABF1定位在细胞核上。BrABF1启动子驱动的GUS蛋白主要在拟南芥的叶脉中特异性表达。BrABF1启动子序列包含大量的顺式作用元件,如光响应元件、植物激素响应元件、低温响应元件和逆境胁迫响应元件等。转基因拟南芥植株开花时间晚于野生型,表明BrABF1基因能抑制植物的开花。本研究结果为提高不结球白菜商品价值提供了理论基础。     

十三个不结球白菜杂交组合的比较试验及耐热性鉴定

2019年,在国家蔬菜改良中心华中分中心(武汉市)以青梗耐热小白菜作为对照品种,对十三个不结球白菜耐热杂交组合进行品种比较试验,分别测定了农艺性状、耐热性、相关品质性状及产量.结果表明:6个杂交组合(19 XR04、19 XR03、19 XR10、19 XR07、19 XR05、19 XR02)的耐热性优于对照,6个杂...     

海藻叶面肥对菠菜和不结球白菜产量和品质的影响

海藻叶面肥是以海藻为原料,经不同加工工艺制成的一类叶面肥品种。采用塑料大棚和露地种植方式,研究了8种海藻叶面肥对菠菜和不结球白菜产量和品质的影响。结果表明,8种海藻叶面肥对菠菜和不结球白菜都有不同程度的增产效果,大多数叶面肥增产10%以上,其中增产效果最明显的是海带浆型叶面肥,其次是甘露醇型和赤霉素型叶面肥。叶面喷施海藻叶面肥对菠菜和不结球白菜中的可溶性蛋白基本没有影响,可明显提高其可溶性糖和Vc含量,降低其硝酸盐含量。     

不结球白菜BcLBD37基因的克隆及其对硝酸盐吸收的调节

LBD转录因子是高等植物特有的一类转录因子。为研究不结球白菜LBD基因对硝酸盐吸收的影响,以紫色不结球白菜自交系NJZX3-4为材料,采用同源克隆的方法克隆BcLBD37基因;通过构建PRI101过表达载体,异缘转化拟南芥,实现BcLBD37基因的过表达;同时借助病毒介导的基因沉默技术(VIGS),使不结球白菜中的BcLBD37基因沉默;并利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析BcLBD37基因过表达以及沉默后对硝酸盐吸收相关基因表达量的影响。结果表明,该基因片段长度为840 bp,编码279个氨基酸。与野生型相比,转基因拟南芥中硝酸盐代谢相关基因NIA1、NIA2、NRT1.1、NRT1.7、NRT2.1、NRT2.5的表达量均显著下调,硝酸还原酶活性和硝态氮含量亦显著降低。而在不结球白菜中沉默该基因后,沉默植株PTY-2/4中硝酸盐代谢相关基因的表达显著上调,硝酸还原酶活性和硝态氮含量亦显著提高。综上可知,BcLBD37基因通过抑制硝酸盐代谢相关基因的表达,调节硝酸还原酶的活性,进而抑制$\text{NO}_{3}^{-}$的吸收。本研究为提高不结球白菜营养品质提供了理论依据。     

青梗不结球白菜耐热性的抗氧化指标评估体系建立

为发掘耐热性不结球白菜种质资源并为生产推荐耐热性优良品种,本试验采用多元统计的方法对高温胁迫处理的19个青梗不结球白菜品种的幼苗抗氧化相关指标进行综合分析。结果表明,高温胁迫5 d后,不同品种各指标的平均变异系数为33.26%,品种间除超氧阴离子自由基(O■)产生速率差异显著,其他指标均差异极显著。各指标相关性达显著、极显著的有6个,其中O■产生速率与过氧化氢(H₂O₂)含量呈极显著正相关。将13个指标降维成5个主成分,解释了74.5%的差异来源。根据主成分得分计算隶属函数获得综合指标D值,对供试材料进行排序,筛选出耐热性前三位的品种分别为青16、青20、青2,后三位品种为青1、青8、青15。并根据D值将19种青梗不结球白菜聚为三类,聚类结果综合评价中APX、AsA、MDA、POD耐热系数和HII均与耐热性成反比,将各指标进行多元回归分析,获得精度高的综合评价模型D=0.752 75-0.021 90APX-0.042 48MDA-0.034 08AsA-0.079 84POD-0.225 61HII,可作为青梗不结球白菜耐热性综合评价模型。...     

不结球白菜游离小孢子培养及植株再生研究

为进一步优化不结球白菜游离小孢子培养技术体系,本研究以20个不同基因型的不结球白菜为试验材料,研究不同基因型、4℃低温胁迫处理时间和头孢噻胯浓度对游离小孢子胚胎发生的影响,并对小孢子胚胎发育和再生过程进行观察和倍性鉴定。结果表明,当花瓣/花药(P/A)长度比值为0.85～1.10时,不结球白菜小孢子主要处于单核晚期;共有10个基因型不结球白菜出胚,其中出胚率最大的为H20,平均出胚率为7.75胚·10蕾^-1;4℃低温胁迫处理1 d时不结球白菜出胚率最高;头孢噻胯对不结球白菜出胚率的影响与基因型密切相关;从胚状体到再生幼苗阶段,不结球白菜基因型不同,其胚胎再生频率也不同;倍性鉴定共检测出21个双单倍体和2个单倍体,自然加倍率为91.3%,不结球白菜植株形态表现出明显的多样性。本研究结果为不结球白菜游离小孢子高效培养体系的优化提供了一定的技术支撑。     

不结球白菜β-1,3-葡聚糖酶基因cDNA全长的克隆与表达分析

以不结球白菜(Brassicacampestrisssp.chinensis)抗病自交系雪克青为实验材料,通过RACE技术,获得了不结球白菜β-1,3-葡聚糖酶基因的cDNA全长序列。序列分析发现,该基因全长1275bp,编码363个氨基酸,分子量40.66kD,等电点(pI)9.27。推导的氨基酸序列与芜菁bg1基因具有96%的同源性,与拟南芥bg2基因具有61%的同源性,与其它植物β-1,3-葡聚糖酶基因的同源性为49%￣57%。将该序列提交GenBank,登录号为AY836001。Southern杂交显示该基因在不结球白菜基因组中的拷贝数多于1个。半定量RT-PCR分析表明,该基因有低水平的组成型表达,在霜霉病菌(Peronosporaparasitica)诱导后24h其表达量达到高峰。     

不结球白菜酵母杂交cDNA文库构建及BcFT上游调控因子筛选

FLOWERING LOCUS T(FT)是调控植物开花途径中的关键基因,前期研究中,在比较晚开花wym-97和早开花cx-49两个品种的BcFT启动子时,发现cx-49的BcFT启动子存在一个1 577 bp的插入片段。为探索该插入片段对不结球白菜开花的影响,本研究构建不结球白菜酵母杂交cDNA文库,继而利用酵母单杂交技术筛选与BcFT启动子互作的蛋白。结果显示,本研究所得cDNA文库的库容为1.8×10⁶ CFU,重组率为100%,插入片段长度分布范围约400～2 000 bp,平均长度大于1 000 bp,表明不结球白菜酵母杂交cDNA文库构建成功。自激活试验表明,800 ng·mL^-1的金担子素(AbA)可以抑制诱饵载体的自激活。通过酵母单杂交试验筛选到结合BcFT启动子插入片段的上游蛋白BcSAP18和BcDEAR2。综上,本研究成功构建了不结球白菜酵母杂交cDNA文库并获得了BcFT启动子插入片段的互作蛋白,为进一步研究BcFT在不结球白菜开花中的调控机制奠定了基础。     

矮紧型、抗病同源四倍体不结球白菜矮桩秋冠新材料创制

为创制矮紧型、抗病同源四倍体不结球白菜矮桩秘冠新材料,使用浓度为0.2%的秋水仙素处理二倍体不结球白菜矮桩秋冠植株子叶期生长点,通过形态学、解剖学、细胞学特征和使用流式细胞仪进行鉴定,筛选出同源四倍体植株,并进行农艺性状、营养指标、光合能力和抗病性测定。形态学鉴定结果显示,四倍体植株的种子、花器官、荚果表现出巨大化,但整体株型和叶片变小。解剖学鉴定结果发现,四倍体植株气孔变大但单位面积密度减小,花粉粒变大且形状不规则。细胞学鉴定中,二倍体植株细胞染色体数为20条,四倍体为40条,是二倍体的2倍。流式细胞仪鉴定结果表明,二倍体细胞核DNA相对含量峰值在50处,四倍体细胞核DNA相对含量峰值在100处,与细胞学鉴定结果一致。农艺性状中,四倍体植株的单叶质量、十叶厚有所增加,但叶柄长、株高、叶长等有一定程度的降低。营养品质中,四倍体可溶性糖、纤维素、叶绿素含量减少,氨基酸、有机酸含量增加。光合特性分析结果发现,与二倍体相比,四倍体的最大净光合速率、表观量子效率、暗呼吸速率分别增加了29.192%、16.071%和14.0947,光饱和点降低,说明四倍体植株比二倍体具有更强的光合效率。抗病测定结果发现,四倍体植株叶片对灰霉病的抗性明显增强。经选育获得了矮紧型、抗病不结球白菜同源四倍体矮桩秋冠新材料,为不结球白菜种质创新和新品种培育奠定了基础。     

大白菜-结球甘蓝4号单体异附加系的鉴定

大白菜-结球甘蓝异附加系是利用结球甘蓝的优良基因对大白菜进行品种改良的中间材料,在遗传理论研究和育种实践中均具有重要应用价值。本研究以大白菜-结球甘蓝异源三倍体（AAC, 2n=29）与二倍体大白菜（AA,2n=20）回交一代的自交后代为材料,经过细胞学鉴定,从中筛选出大白菜-结球甘蓝4号单体异附加系,对其减数分裂和植株性状进行了观察与调查。该异附加系的获得为研究芸薹属A、C基因组的亲缘关系,以及向大白菜中导入结球甘蓝的优良基因,扩大种质遗传背景提供了基础材料。     

菜心氮磷钾施肥效应研究

通过三个3个不同养分水平土壤上菜心氮、磷、钾"3414"田间试验,所获得的3种肥料效应方程,求取最佳施肥量。结果显示:(1)净收入最多的处理,3个试验均基本是中等水平或1水平的处理,说明试验设计水平合理。(2)3个点肥料试验的一元二次效应方程中,均是N效应的显著度最高、P效应的显著度次之、K效应的显著度最差;二元二次效应方程中只有NP效应的显著度是3个试验均较高的,NK效应则只有2个试验的显著度相对较高而PK效应则仅有1个试验的显著度相对较高;3个试验的三元二次效应方程中只有2个试验的显著;但这属于显著的2个当中又有1个的N、P、K全是负效应。(3)氮、钾肥理论最佳施肥量的高或低,基本与试验地土壤碱解氮和速效钾含量水平相吻合;磷肥的理论最佳施用量和试验中产量较高处理的施用量不与试验地土壤速效磷含量水平相吻合,而与土壤pH值有关。     

氮磷钾肥配施对不同品种大白菜硝酸盐累积的影响

通过采用二次饱和D-最优回归设计(311B方案),对氮磷钾肥配施与大白菜硝酸盐累积之间的关系进行研究,建立了能调控大白菜硝酸盐含量的施肥模型。分析表明,不同品种大白菜硝酸盐含量与施肥有很大关系,但品种间存在着较大的差异。在相同施肥处理下,绿星80大白菜硝酸盐含量略低于五福菜的硝酸盐含量。不同品种大白菜硝酸盐累积量和硝酸还原酶活性具有很大的相关性,可作为大白菜体内硝酸盐累积的一项指标。     

Availability of Trace Elements for Chinese Cabbage Amended with Lime in a Periurban Market Garden in Yunnan Province,China

Pot experiments were conducted in the laboratory with lime applications to decrease trace elements in Chinese cabbage produced on soils contaminated by trace elements in the intensive periurban area in Chenggong County, Yunnan Province, China. Soil was an acidic loam developed from lacustrine-alluvial deposits. Results showed the following: (1) soil pH increased from 5.3 to 6.5, and acetic-acid-extractable trace-element contents and ratio of acetic-acid-extractable trace-element contents in treatments relative to those in the control (RRCT) decreased with increased rate of lime application. (2) Chinese cabbage more easily absorbed acetic-acid-extractable trace elements. Enrichment coefficients related to trace-element availability (AEC) of lead (Pb; mean: 3.3) and zinc (Zn; mean: 5.8) were stable, and the AEC of cadmium (Cd) was 1.8–2.0 with increased lime application rate. (3) Trace-element contents in Chinese cabbage decreased, and biomass of Chinese cabbage increased, with lime application rate. Trace-element contents in soil solution and acetic-acid-extractable trace-element contents can predict trace-element contents in Chinese cabbage, especially for soil solution. Lime quality and trace-element accumulation in Chinese cabbage should be taken into account when amendment is added to in situ soil contaminated with trace elements.     

一种基于花器形态特征、育性、恢保关系和分子标记的新型甘蓝型油菜雄性不育材料的鉴定和分类

细胞质雄性不育(cytoplasmic male sterility,CMS)材料的创制已成为油菜(Brassica napus)遗传改良和杂种优势利用的有效手段.通过甘蓝型油菜品种Pfnergy(PF)与陇油2号(Longyou 2)的杂交,在后代中发现了植物学形态特征不同于油菜品种玻里马(Polima cytoplasmic male sterility,Pol CMS)的雄性不育材料PL (Pfnergy×Longyou 2)CMS.为了明确PL CMS不育系是否为一种不同于现有雄性不育系的新型不育材料,本研究以Pol CMS和Ogura不育系(Ogura cytoplasmic male sterility,Ogu CMS)为对照,分别从花器表型特征、不育性、恢保关系和DNA分子标记这4个方面进行了对比分析.结果表明,雄性不育系PL CMS的植物学形态特征与Ogu CMS和Pol CMS的不同.PL CMS的不育株率和不育度都达到了100％,而Ogu CMS的不育株率和不育度分别是98.5％和99.71％,Pol 5A的不育株率和不育度分别是93.84％和99.36％.PL CMS的恢保关系与Pol CMS、Ogu CMS的完全不同.Pol CMS的保持系和恢复系都是PL CMS和Ogu CMS的保持系,而PL CMS的恢复系是Pol CMS和Ogu CMS的保持系,且Ebolite-04冬134和Ebleme-04冬151仅是PL CMS的恢复系.mtDNA的随机扩增多态性DNA(randomamplified polymorphic DNA,RAPD)标记结果表明,研究中所用的3类不育系被聚为3类.研究表明,PLCMS为一种不同于Pol CMS和Ogu CMS的新型不育系,这一结果有助于扩大油菜种质资源的类型,避免不育材料的单一化和遗传脆弱性.