外源赤霉素对桃的成花效应及其作用机制

 【目的】揭示赤霉素对桃成花的影响及其可能的作用机制。【方法】在桃花诱导期叶面喷施100 mg?L-1 GA3,运用解剖学、免疫组织化学及半定量RT-PCR方法,研究‘八月脆’桃花芽分化过程中顶端分生组织赤霉素的原位分布及成花关键基因表达变化。【结果】‘八月脆’桃在7月10日前处于成花诱导期（北京）;成花诱导期叶面喷施100 mg?L-1GA3显著抑制了桃花诱导及进一步的正常分化,处理后成花率仅为11.67%;顶端分生组织中GA1的分布随花芽分化进程而变化,6月13日－7月25日,花芽中GA1主要分布在芽基部的维管组织中,顶端分生组织中没有检测到信号。GA3处理后,GA1的分布在6月13日－7月3日与正常花芽相同,在7月13日顶端分生组织中检测到了GA1信号,且芽基部维管组织中的GA1信号增强,但至7月25日顶端分生组织和芽基部维管组织中的GA1信号明显减弱;GA3处理后,芽中PpLEAFY 及MADS6基因仅在10月10日低量表达,其它时期几乎检测不到。【结论】在北京,‘八月脆’桃成花诱导期在7月10日之前;成花诱导期100 mg?L-1 GA3处理能显著抑制花诱导和进一步正常分化;赤霉素家族中GA1 类在桃成花过程中起抑制作用,并且具有一定的时期性;GA3处理抑制了成花关键基因PpLEAFY及MADS6的正常表达。     

毛棉杜鹃芽形态分化期间封顶叶内源激素含量变化的研究

本研究观察了毛棉杜鹃(Rhododendron moulmainense Hook.f.)花芽与叶芽的分化进程,测定了花芽和叶芽形态分化过程中封顶叶内源赤霉素(GA3)、生长素(IAA)、脱落酸(ABA)和玉米素核苷(ZR)的含量变化,探讨了毛棉杜鹃花芽分化与内源植物激素的关系.结果表明:毛棉杜鹃花芽分化与叶芽分化形态特征与所持续的时间明显不同,花芽分化时期从7月中下旬至9月中旬,历时约40～45 d,而叶芽分化持续35～40 d;在花芽和叶芽形态分化期,花芽封顶叶的ABA和ZR含量明显比叶芽封顶叶的高,而且其含量呈显著上升趋势,而GA3和IAA则相反,花芽封顶叶中ABA/GA3、ABA/IAA、ZR/GA3和ZR/IAA的比值都明显高于叶芽,并呈显著上升趋势,表明封顶叶内源激素及其各自之间的平衡关系对毛棉杜鹃的花芽形态分化起着重要的调控作用.     

Relation Between Endodormancy Induction and Changes in Two Main Electron Transport Pathways of Nectarine Buds

Operation regulations of two main electron transport pathways in nectarine （Prunus persica var. nectariana cv. Shuguang） buds during endodormancy induction were studied to understand possible roles which two main electron transport pathways played in the buds of deciduous fruit trees during endodormancy induction. Respiratory inhibitors （KCN and SHAM） were used to investigate total respiration rate （Vt）, the development and operation of the alternative pathway and partitioning of electrons between the cytochrome and alternative pathways in nectarine buds during endodormancy induction. Results indicated that changes of Vt in flower and leaf buds showed single and double hump-shaped curves, respectively. In endodormancy induction, the capacity （Valt,） and activity （ρValt） of the alternative pathway rapidly increased, but changes of them had different patterns during the entire measuration. At the same time, changes of engagements of the alternative （ρValt/Vt） and cytochrome pathway （ρ′Vcyt/Vt） were opposite, and ρ′Vcyt/Vt was always further higher than ρValt/Vt during the entire measuration. All these results indicated that the development and operation of the alternative pathway played important roles in endodormancy induction, but the cytochrome pathway was the main pathway for mitochondrial electron transport in buds during endodormancy induction.     

Effect and Functional Mechanism of the Action of Exogenous Gibberellin on Flowering of Peach

This study was conducted to assess the effect of gibberellin and its possible mechanism of action on peach flower formation. At flower induction, 100 mg L^-1 of gibberellic acid 3 （GA3） was sprayed on the leaves of peach [Prunus persica （L.） Batsch.] cv. Bayuecui. Using anatomy, immunohistochemistry, and semi-quantitation, the in situ distribution of GAs and the expression of the key genes involved in peach flower formation in the apical meristem were studied during flowering differentiation. The results showed that induction of flowering in the Bayuecui peach occurred prior to 10 July in Beijing, China. Flower induction and further differentiation of the peach flower organs were significantly inhibited by leaf-spraying of GA3 at a concentration of 100 mg L^-1 during the induction stage. The flowering rate was only 11.67% after treatment. The distribution of GA1 in the apical meristem varied during the process of flower bud differentiation. From 13 June to 25 July, the GA1 signal from control plants was detected mainly in the vascular bundles at the base of the flower buds. No GA1 signal was detected in the apical meristem. After treatment with GA3, the distribution was similar to that of the control from 13 June to 3 July. On 13 July, a GA1 signal was detected in the apical meristem accompanied by an increase in the GA1 signal in the vascular bundles at the base of the flower buds. The GA1 signal weakened significantly in both the vascular bundles and the apical meristem on 25 July. The expression of the genes PpLEAFY and MADS6 in flower buds could be detected only on 10 October in the GA3-treated plants. The critical period for flower induction of Bayuecui peach in Beijing was in early July, during which time, leaf-spraying with 100 mg L-1 GA3 could effectively inhibit flower induction and further differentiation of the flower buds. GA1 in the gibberellin family was the suppressor for flower induction in peach. Its action was affected by the stage of flower bud differentiation. Expression of the key gen     

短时高温打破早露蟠桃花芽休眠效应研究

以4年生早露蟠桃的1年生枝条为试材,研究40℃、45℃、50℃3个梯度高温短时间处理对早露蟠桃花芽萌芽率以及花芽和枝皮内O2-含量、MDA含量的影响,探讨短时高温处理对桃花芽自然休眠的调控作用。结果表明:12月21日各短时高温处理,均不同程度的解除花芽休眠,早露蟠桃枝皮及花芽内O2-含量、MDA含量的影响,因处理温度和处理持续时间长短的不同而异。其中50℃3 h处理效果最好,其枝皮和花芽内MDA含量以及O2-含量均极显著高于对照。     

Dormancy Characteristics of Malus ‘Snowdrift’ and Effects of Spraying 6-benzyladenine on Its Germination and Flowering in Long-day Treatment

[Objective] The dormancy characteristics of Malus ‘Snowdrift’ in long-day treatment were studied, and 6-BA was used to break the dormancy, with the aim to achieve the purpose of flowering in autumn. [Method] The new shoots of ‘Snowdrift’ in long-day treatment were conducted with hydroponics to investigate their dormancy time. And cytokinin 6-benzyladenine(6-BA)was used to treat the dormant shoots, to investigate the budding, flowering and flower bud differentiation. [Result] The shoots in long-day treatment entered endodormancy after August 7~(th) and the shoots in the natural daylight entered endodormancy before July 18~(th). In long-day treatment, 116 buds, 198 flowers were observed after 6-BA spraying. [Conclusion] The optimum concentration of 6-BA was 300 mg/L. And the flower bud differentiation of ‘Snowdrift’ in long-day treatment was faster than those in natural daylight after 6-BA spraying.     

梅花 PmAP2基因的克隆及表达1）

为了解析梅花（Prunus mume Sieb．et Zucc．）花器官发育的分子调控机理,采用RT－PCR的方法从梅花‘三轮玉蝶’中克隆了APETALE2的同源基因PmAP2,并采用荧光定量PCR对PmAP 2的表达模式进行了分析。序列分析表明,PmAP2基因CDS区域全长1647 bp,编码548个氨基酸,含有两个保守的AP2结构域,属于AP2／ERF基因家族。多序列比对和系统进化结果显示,该基因与桃、苹果AP2基因相似性较高,分别为96％和82％。PmAP2在梅花营养器官、四轮花器官和果实中均有表达,花瓣中的表达量最高;台阁花型梅花花中PmAP2表达量最高,重瓣品种次之,单瓣品种表达量最低。 PmAP2的差异表达可能与梅花的花型进化有关。     

石硖龙眼花芽分化的研究

在深圳市，“石硖”龙眼（Dimocarpus longana Lour.)“梢状芽”的生理分化期在12月中旬至翌年1月，花芽形态分化在1月下旬开始，2月上旬整个“梢状芽”进入花序发育期，2月底进入经分化期，“梢状芽”的发育具有可塑性，顶端与腋生分生组织的形态分化具独立性是发生“冲梢”的解剖学基础，“冲梢”时摘小叶能促进侧花序的抽生，芽内较高水平的iPA,ABA含量和b(iPA)/b(GA1/3)比值，双及叶片较高水平的总糖含量和b(C)/b(N)比值与花诱导有关，同时较高水平的b(iPA)/b(GA1/3),ABA和b(C)/b(N)与花序原基形成有关。     

不同时期叶面喷施多效唑对桃成花及FT基因表达的影响

为阐明多效唑(PP333)对桃叶片FT基因表达的影响,选用桃2年生中农红久保(01-04-190)、03-15-065和03-30-035于2012-04-28—09-01叶面喷施2mg/g的PP333,分析花芽量、花芽比率及FT基因表达量的动态变化。结果表明:自然条件下,FT基因在05-05—05-26期间活跃表达,6/23后FT基因关闭。04-28—05-12喷施PP333对3个品种中FT基因表达显著降低,且对于01-04-19和03-15-0650的花芽数量与花芽比率也无影响。05-26—07-07喷施PP333,诱导FT基因继续或再次启动表达,花芽量和花芽比率均显著增加;而07-21后喷施PP333显著降低FT基因表达,但仍然能显著增加花芽量,并显著提高花芽比率。     

‘无籽’瓯柑小孢子母细胞减数分裂特性基因RAD51和MS1的表达差异分析

‘无籽’瓯柑Citrus suavissima ‘Seedless’是野生型瓯柑Citrus suavissima的芽变,其花粉完全败育,败育起始于小孢子母细胞减数分裂形成四分体时期。研究‘无籽’瓯柑小孢子母细胞减数分裂异常的分子机制,有利于深入认识果树芽变的发生机制。随机选择“无籽”瓯柑和瓯柑各3株,根据花蕾直径采集花粉母细胞时期（Ⅰ）,四分体时期（Ⅱ）,单核花粉粒时期（Ⅲ）,双核花粉粒时期（Ⅳ）及花粉粒成熟期（Ⅴ）共5个时期的花蕾并分离花药,利用实时荧光定量聚合酶链式反应（qRT-PCR）分析减数分裂特性基因RAD51和MS1的相对表达量,3次重复。通过SPSS 16.0的最小显著差法（LSD）在0.01水平上进行各样品间的相对表达量差异分析。结果表明:RAD51和MS1基因的表达高峰均集中在第Ⅰ时期和第Ⅱ时期,且此时花药中的相对表达量均极显著（P<0.01）高于花蕾。第Ⅰ时期花药中,‘无籽’瓯柑RAD51的相对表达量为瓯柑的3.7倍,MS1可达300倍;但同时期花蕾中,RAD51的相对表达量仅1.1倍,MS1为140.0倍。‘无籽’瓯柑RAD51基因在第Ⅰ时期和第Ⅱ时期的相对表达量极显著（P<0.01）高于瓯柑,说明‘无籽’瓯柑小孢子母细胞和四分体时期的细胞内均存在DNA受损现象;‘无籽’瓯柑MS1基因在第Ⅰ时期的相对表达量极显著（P<0.01）高于瓯柑,但第Ⅱ时期极显著（P<0.01）低于瓯柑,推测‘无籽’瓯柑败育花粉的形成与MS1基因表达紊乱引起油脂分泌、转运异常密切相关。图6表1参24     

外源激素对观赏五彩椒试管内开花的影响

试验探讨外源激素6-BA、KT、ABA、PP333对观赏五彩椒试管内开花的影响。结果表明：单独添加6-BA不能诱导五彩椒形成花蕾;KT在浓度为1.0mg/L的时候可以诱导少量五彩椒形成花蕾;ABA和PP333都能诱导五彩椒形成花蕾,但形成的花蕾都不开花。用ABA预处理后再在附加有6-BA、KT的培养基中诱导培养,当ABA浓度为0.1mg/L、KT浓度为1.0mg/L时,形成花蕾株率为80.0%;用PP333预处理后再在附加有6-BA、KT的诱导培养基中诱导培养,当PP333浓度为0.3mg/L、KT浓度为1.0mg/L时,形成花蕾株率最高达到93.3%。     

蝴蝶兰催花过程中叶片内源激素含量的动态变化

为研究蝴蝶兰‘绿熊’在催花过程中的内源激素的动态变化,以2年生健康成熟的‘绿熊’为试验材料,测定其在花芽分化期、抽梗期、着苞期和开花期内的生长素(IAA)、赤霉素(GA)、脱落酸(ABA)和玉米素核苷(ZR)的含量变化。结果表明,在催花15~45天（花芽分化期）,IAA和GA开始大幅度降低,在45天时达到了花芽分化时期内的最低值;在抽梗期内IAA和GA开始迅速升高并在催花95天时达到最大,显著高于其他各时期的IAA和GA含量;催花195~240天（开花期）内两者均降低。ABA和ZR在催花15天（花芽分化期）时开始显著上升;抽梗期内ABA的含量下降,而ZR变化不显著;着苞期和开花期内两者均上升,ABA和ZR催花240天（开花期）时达最高值,分别为催花0天（花芽分化期）时的3.2倍和2.97倍。研究认为,内源激素变化对‘绿熊’的花芽分化花器官发育起着十分显著的调控作用,低浓度的IAA、GA和高水平的ABA、ZR有促进‘绿熊’花芽分化的作用,高浓度的IAA、GA和ZR有利于‘绿熊’花梗的伸长。     

大樱桃花芽分化期内源激素含量的变化

在大樱桃花芽分化期观察的基础上，对该期花芽和叶芽内源激素ZRs（玉米素核苷）、IAA（生长素）、GA1／3（赤霉素）、ABA（脱落酸）含量变化进行了研究。结果表明：大樱桃花芽分化期需要有高水平的ZRs、低水平的GA1／3和IAA。结合激素平衡学说，本研究认为：ZRs/IAA、ZR s/GA1/3、ABA／IAA和ABA／GA1／3值增大，可促进芽体上营养生长向生殖生长转变，有利于花芽的形成。     

应用抑制消减杂交技术筛选葡萄冬芽和夏芽生理休眠相关基因

【目的】葡萄新梢上的芽有冬芽和夏芽两种,根据这两种芽休眠特性的差异,筛选与芽生理休眠相关基因,进而从分子水平研究葡萄芽生理休眠的相关机制。【方法】以‘赤霞珠’葡萄新梢上冬芽和夏芽为材料,夏芽作为驱动方（driver）,冬芽作为实验方（tester）,采用抑制消减杂交技术（suppression subtractive hybridization,SSH）构建冬芽和夏芽的SSH-cDNA文库,筛选冬芽和夏芽差异表达的基因片段。通过NCBI同源比对,寻找与葡萄芽生理休眠相关的基因,并对差异表达基因进行功能注释和分类。最后,运用Real-time PCR技术对部分候选基因进行检测,以验证其与葡萄芽生理休眠的相关性。【结果】共获得359条有效、高质量的差异基因片段,经CAP3软件聚类拼接,得到106个unique EST。在GenBank中进行BLASTN同源比对,有98条EST与已知蛋白或基因具有不同程度的同源性,占全部EST的92.4%。进行BLASTX同源比对,有54条EST与功能已知蛋白或基因具有不同程度的同源性,占全部EST的51%。已知功能的EST涉及休眠、逆境胁迫、细胞代谢、胞内物质运输等方面,且绝大多数基因信息来源于葡萄、苜蓿、橄榄、油菜、高粱、棉花、大蒜、拟南芥等植物。对差异基因片段进一步的功能分析发现,调控开花的基因占生物学过程的20%;与环境胁迫相关的基因占生物学过程的6%;与细胞代谢相关的基因占生物学过程的20%;与胞内物质运输相关的基因占总生物学过程的6%;其他包括DNA转录、减数分裂、细胞死亡及细胞壁松弛作用等。这些基因的分子功能主要有半胱氨酸型肽链内切酶、甲基转移酶、蛋白激酶、催化活性、结构分子活性、蛋白结合功能、DNA结合功能、ATP结合功能、蛋白质二聚体催化活性及丙酮酸氨基转移酶活性等。经Real-time PCR检测得知,在夏芽萌发过程中,候选基因在冬芽和夏芽中表达量呈不规律变化,且同一基因在相同节位的冬芽和夏芽中表达量均有较大差异。【结论】发现了一些在冬芽中表达频率较高的基因,如编码MADS FLC-like蛋白、钙依赖蛋白激酶、NADP依赖型的苹果酸酶、细胞壁水解酶、细胞壁松弛蛋白、外被体蛋白β亚基、热激蛋白、衰老相关蛋白、细胞色素P450、细胞壁关联蛋白等基因,认为线粒体蛋白基因、未知蛋白基因、开花相关基因、ATP合成酶β亚基基因、MADs FLC-like蛋白基因等与葡萄芽生理休眠具有相关性。     

FaesCAL基因在同型长花柱甜荞中的表达分析

为探究同型长花柱甜荞花的发育调控的分子机制，从同型长花柱甜荞中分离得到1个全长984 bp的CAL同源基因cDNA 序列，命名为FaesCAL。FaesCAL基因包含长726 bp的完整开放阅读框，编码1个由241个氨基酸残基组成的MADS-box转录因子。蛋白序列比对及系统发育分析结果表明：FaesCAL 蛋白属于MADS-box转录因子中的CAL进化系，包含1个由57个氨基酸残基组成的高度保守的 MADS 结构域和1个由68个氨基酸残基组成的次级保守区域的 K 结构域。通过实时荧光定量(qRT-PCR)检测FaesCAL基因在同型长花柱甜荞中的组织表达特异性显示:FaesCAL基因主要在根、雄蕊、花被片和5 d果实中表达，在雌蕊中表达量很低，在茎和叶片中不表达，并且在雄蕊和花被片中的表达量极显著高于其他组织（LSD， P<0.01）。进一步通过qRT-PCR检测FaesCAL基因在甜荞花芽分化5个关键时期表达量的动态变化显示：FaesCAL基因的表达量在开花前雌雄蕊成熟时表达量最高，在雄蕊花丝的迅速伸长和花被片原基的出现时期的表达量其次。推测该基因参与了甜荞的成花转变，并在雄蕊以及花被片的发育中发挥作用。     

杉木花芽分化过程中含氮化合物和内源激素的作用*

杉木雄球花芽分化中前期核酸含量比雌球花芽和叶第高17%~33%,后期雄的下降而雌的上升。RNA/DNA前期为2~3,后期为5~6。初期花芽的蛋白质含量与叶茅相近,随后增加。花芽中有16种氨基酸,脯氨酸与花芽分化关系密切。雄球花芽发生赤霉酸(GA3)水平很高而脱落酸(ABA)很低。雌球花芽的GA3稍低于叶茅而ABA相近。开花时的雌球花ABA显著减少而雄球花ABA、引味乙酸(IAA)上升,GA3下降。花茅中玉米素(ZT)变化平稳,仅略高于叶芽。文章讨论了花茅分化与各类含氮物质及其内源激素的生理作用。     

枣ATP1基因克隆及其在雄性可育和不育品种中的表达分析

以枣树雄性不育材料JMS1及雄性可育品种‘月光’及花粉中度可育品种‘冬枣’为试材,克隆ATP1基因,并比较其在枣雄性可育和不育材料之间的表达差异。枣ATP1基因包含完整开放阅读框为1 530bp,其编码蛋白与苹果和西瓜同源蛋白相似性系数分别达95.88%和98.62%。ATP1基因在3个品种中不存在碱基差异,且确定该基因为线粒体基因。利用实时荧光定量PCR技术检测ATP1基因组织特异表达发现,JMS1的嫩枝、老枝、叶、蕾中ATP1基因的表达量较高,但在花、花药、花萼、子房中,JMS1的ATP1基因表达量均低于‘月光’。在单花发育前期JMS1中ATP1表达量高于‘月光’和‘冬枣’,在单花发育后期其表达量低于‘月光’,但高于‘冬枣’。枣花蕾发育早期ATP1基因异常高表达可能影响了ATP合酶的合成,可能与JMS1花粉完全败育的主要原因有关。     

果梅PmKNAT2基因全长cDNA克隆及表达分析

【目的】从‘大嵌蒂’果梅中克隆PmKNAT2,并对其结构特征及表达模式进行分析,为研究果梅雌蕊败育的分子机理和分子育种奠定基础。【方法】在NCBI中查找与果梅相似性很高的桃KNOPE2（KNAT2的同源基因）序列（EF093491）,根据桃的KNOPE2序列设计特异引物;采用改良CTAB法提取‘大嵌蒂’果梅花芽总RNA;通过RT-PCR和RACE技术获得基因cDNA序列全长;使用DNAMAN软件进行序列拼接;利用NCBI数据库中的BLASTn和BLASTp程序进行相似性分析;通过生物信息学方法分析结构特征;用DNAMAN软件分析基因的ORF和氨基酸序列;MEGA4.0软件进行系统进化树的构建;利用Bioxm2.6推测分析蛋白分子量和等电点;根据NCBI中Conserved Domains程序进行蛋白质保守域结构预测;用ExPaSy提供的在线SOPMA程序进行蛋白质二级结构预测;构建PJIT166-PmKNAT2-GFP的融合亚细胞定位表达载体,采用基因枪法转化洋葱表皮细胞,经暗培养后在激光共聚焦显微镜下观察;利用实时荧光定量RT-PCR研究其表达模式,分析其在‘大嵌蒂’花芽发育不同时期、不同器官中的表达特性。【结果】在‘大嵌蒂’果梅中获得一个KNAT2的同源基因,命名为PmKNAT2,其cDNA全长为1 402 bp,5'UTR 47 bp,3'UTR 293 bp,编码区全长为1 062 bp,编码353个氨基酸,预测蛋白质分子量为40.41 kD,理论等电点为4.85。蛋白结构分析表明该基因编码的氨基酸具有2个结构域,MEINOX结构域（KNOXⅠ和KNOXⅡ 2个亚结构域）和HD（homomeodomain）结构域,属于KNOX蛋白;相似性分析发现该基因与GenBank中其它来源的KNOX蛋白序列的相似性为50%-100%;系统进化树分析显示果梅PmKNAT2与桃KNOX聚为一类,表明与其亲缘关系最近。二级结构预测结果表明PmKNAT2所编码蛋白由47.14%的α-螺旋（Alpha helix）、3.43%的β-转角（Beta turn）、3.14的β-折叠（Extended strand ）和46.29%的随机卷曲（Random coil）组成。亚细胞定位结果显示该基因编码的蛋白定位于细胞核和细胞膜中。实时荧光定量RT-PCR分析表明,在‘大嵌蒂’果梅不同时期花芽中PmKNAT2的表达量存在一定差异,PmKNAT2在11月份的表达量最高,9月、10月和11月的表达量差异不明显,但与12月和1月花芽中的表达量差异明显;生长素在1月份含量最高,9、10、11月份差异不明显,其含量变化趋势与PmKNAT2表达趋势相反。对该基因表达量最高的11月份的花芽进行实时荧光定量分析发现：PmKNAT2在各种花芽中均有表达,在不完全花（雌蕊褐色、雌蕊畸形和无雌蕊）中的表达量高于完全花（雌蕊正常）。进一步分析PmKNAT2在完全花与不完全花的不同花器官中的表达量,结果表明PmKNAT2在完全花与不完全花的各部位的表达量趋势相似均为：萼片>雄蕊>花瓣,在完全花雌蕊中的表达量最低。【结论】推测PmKNAT2在雌蕊发育阶段的异常表达可能与‘大嵌蒂’果梅雌蕊败育有关。