矮牵牛冷响应转录因子PhZPT2-12的特性及表达分析

从矮牵牛‘H’自交系中分离获得1个响应低温胁迫的C2H2型锌指蛋白基因PhZPT2-12,其开放阅读框为525 bp,编码1条含有两个典型的C2H2型保守结构域,长度为174 aa的氨基酸多肽链。系统进化树分析表明,PhZPT2-12与已报道的Sl ZF3亲缘关系较近。亚细胞定位和转录激活活性分析显示,Ph ZPT2-12定位于细胞核,是一种核蛋白,并且其全长在酵母细胞中不具有转录激活活性。半定量RT-PCR表达分析结果表明,正常生长条件下PhZPT2-12在矮牵牛根、茎、叶中表达量较高,而在成熟的花中仅有微弱表达;在低温、高盐和干旱胁迫处理下PhZPT2-12表现出不同程度的上调,其中对低温胁迫最为敏感,上调倍数最高,初步推测该基因与矮牵牛应答低温、高盐等非生物逆境相关。     

芜菁Br14-3-3的克隆及其在非生物胁迫下的表达分析

克隆了‘津田芜菁’（Brassica rapa subsp. rapifera‘Tsuda’）通用调节因子14-3-3基因cDNA序列,命名为Br14-3-3（GenBank登录号为MK896872）。该基因全长1 113 bp,开放阅读框全长774 bp,编码含有257个氨基酸的多肽。荧光定量PCR分析Br14-3-3在‘津田芜菁’不同组织中及其在温度、脱水、渗透、ABA和无机盐等非生物胁迫下幼苗中的表达,结果表明该基因在‘津田芜菁’的花中表达量最高,幼苗中次之;低温抑制了Br14-3-3的表达,其他非生物胁迫可诱导该基因表达,暗示Br14-3-3在非生物胁迫应答中发挥功能。     

低温胁迫下‘贝达’和‘赤霞珠’葡萄不同组织糖含量及细胞结构的变化

【目的】比较低温胁迫下‘贝达’和‘赤霞珠’葡萄不同组织糖含量及细胞结构的变化。【方法】以抗寒砧木‘贝达’和低温敏感品种‘赤霞珠’盆栽苗为试验材料,采用低温处理的方法,研究了两个葡萄品种在低温胁迫下不同组织糖含量、茎段解剖和超微结构的变化。【结果】2个品种受到低温胁迫时能通过快速提高蔗糖含量来适应外界低温。各器官对低温胁迫的敏感性不同,叶片通过提高碳水化合物含量对低温胁迫迅速响应,其次为茎段,根部最为迟缓。从茎段的解剖结构变化来看,‘贝达’细胞小、层数多,角质层厚,在低温胁迫下淀粉粒积累早、数量多,而‘赤霞珠’细胞大。层数少,角质层薄,在低温胁迫下淀粉积累晚、数量少;从茎段细胞的超微结构变化来看,低温胁迫对‘赤霞珠’细胞损伤更为严重,胁迫至6 d,叶绿体双层膜破裂,部分叶绿体的类囊体解体松散,细胞器降解。‘贝达’部分细胞质中亦发现一定数目呈同心圆排列的多层膜结构。【结论】抗寒砧木‘贝达’茎段在低温逆境下的解剖及超微结构与低温敏感品种‘赤霞珠’存在明显差异,同时各器官对低温的糖积累响应亦有不同,研究结果为不同葡萄品种间的抗寒性差异提供了细胞学证据。     

不同对樱优系低温胁迫下抗寒性的比较试验

以5个对樱优系及‘Gisela5’为试材,研究休眠期内1年生枝条在不同低温胁迫下的生理特性变化,测定不同程度低温胁迫下樱桃砧木的相关生理生化指标,统计胁迫处理后的枝条萌芽率,应用隶属函数法综合评价樱桃砧木的抗寒性,以筛选抗寒性强的砧木资源。结果表明,对樱优系红8抗寒性最强,红7、‘Gisela5’抗寒性较强,红6、红10抗寒性较弱,红2抗寒性最弱。综合评价结果与低温胁迫后樱桃砧木枝条萌芽情冴基本相符。     

苹果矮化砧和矮化中间砧‘宫藤富士’在北京的抗寒性及矮化中间砧对‘宫藤富士’生长结果的影响

以25个矮化砧木苹果树和17个矮化中间砧嫁接‘宫藤富士’苹果树为试材,研究了不同类型矮化砧木1年生枝条和不同矮化中间砧‘宫藤富士’1年生枝条的半致死温度,以及17个矮化中间砧对‘宫藤富士’树体生长和产量的影响。结果表明:SH系矮化砧木抗寒性最强,同系内砧木半致死温度相近,‘SH8’‘SH9’‘SH12’‘SH28’与其他砧木差异明显,M系和MM系砧木抗寒能力最差;17个矮化中间砧嫁接的‘宫藤富士’1年生枝条半致死温度的差异与其中间砧枝条有相似的趋势,中间砧影响栽培品种的抗寒性。不同矮化中间砧嫁接‘宫藤富士’,7年生树高度、干径、覆盖率和总枝量等差异较大,以‘GX’和‘MM106’为中间砧的树最高,以‘MM106’和‘SH3’为中间砧的树体覆盖率最大,以‘M7’为中间砧的总枝量最大,以‘SH40’和‘SH6’为中间砧的平均株产最高,以‘SH18’和‘SH6’为中间砧的大果率最高。     

基于全基因组的茶树PAL家族基因鉴定及其在生物与非生物胁迫下的表达分析

苯丙氨酸解氨酶(Phenylalanine ammonia-lyase,PAL)在植物物质代谢和抗逆过程中发挥重要作用。利用生物信息技术在茶树阿萨姆变种‘云抗10号’和茶变种‘龙井43’基因组中分别预测获得5条和6条PAL家族基因。系统发育树显示,拟南芥、杨树和茶树PAL亲缘关系较远,茶树阿萨姆变种和茶变种存在进化差异。对茶树转录组数据分析发现:盐胁迫和茉莉酸甲酯处理可显著诱导PAL家族基因表达,其对冷胁迫和干旱胁迫响应不显著,在茶树老叶中的表达较低,而在幼嫩组织和根中的表达均较高,其中PALa、PALc、PALe在花中表达最高。q RT-PCR结果表明,茶树炭疽菌(Colletotrichum camelliae)、拟盘多毛孢菌(Pseudopestalotiopsis camelliae-sinensis)和茶尺蠖(Ectropis oblique)接种处理茶变种‘龙井43’和新品系‘2807’24 h后,6个PAL家族基因均显著上调表达。以上结果表明,茶树PAL家族基因在应对不同逆境胁迫时发挥重要功能。     

结缕草转录因子基因ZjDREB1.2的克隆及胁迫下的表达分析

结缕草是一类多耐逆暖季型草坪草,但不耐低温。以日本结缕草‘Meyer’‘胶东青’和沟叶结缕草‘马尼拉’为材料,克隆获得了结缕草(Zoysia)一个新的DREB类转录因子基因,命名为ZjDREB1.2(GenBank登录号:KP696367.1)。结果表明:该基因开放阅读框长702bp,推测编码的蛋白质含233个氨基酸,平均分子量为25.2KDa,理论等电点为4.91。保守结构域预测显示ZjDREB1.2蛋白含有一个不完整的AP2结构域,结构域的上、下游均具有DREB1亚组特异性序列。系统进化树分析结果显示ZjDREB1.2蛋白属于DREB家族A-1亚组,与C4植物的同源基因遗传距离较近。在日本结缕草‘Meyer’中,ZjDREB1.2基因在低温、高盐和干旱胁迫2~12h内均上调表达,其中受低温诱导上调幅度最大。与沟叶结缕草‘马尼拉’相比较,低温胁迫72h后日本结缕草中ZjDREB1.2的表达量相对较高。酵母单杂交结果显示,ZjDREB1.2蛋白具有强的转录激活功能,但不表现出与DRE元件结合功能。暖季型植物中这种AP2结构域不完整DREB1基因的进化机制及功能值得研究。     

芹菜AgHAT4的克隆与表达模式分析

以两个芹菜品种‘六合黄心芹’和‘文图拉’为试验材料，分别克隆获得HAT4转录因子基因AgHAT4。应用生物信息学方法分别从氨基酸组成、蛋白结构与理化性质、以及系统进化树等方面对该基因进行分析。结果表明，AgHAT4含有1个长为900 bp的开放阅读框（ORF），编码299个氨基酸。‘六合黄心芹’和‘文图拉’中的AgHAT4基因有1个核苷酸位点的差异，编码的氨基酸有1个位点的差异，其蛋白质相对分子质量分别为33.71和33.68 kD，等电点均为9.12。进化树分析表明芹菜AgHAT4与胡萝卜的HAT4属于同一分支。蛋白结构预测显示，该蛋白主要由3个α螺旋和一些无规则卷曲构成，且未定位到信号肽。荧光定量PCR结果表明，AgHAT4在芹菜叶柄中的表达量最高，根中次之，叶片中表达量最低。多种非生物胁迫导致芹菜AgHAT4的表达量发生变化。与未胁迫对照相比，高温胁迫处理后‘六合黄心芹’中AgHAT4的表达量在24 h明显上调，在盐胁迫条件下‘文图拉’和‘六合黄心芹’中AgHAT4的表达有着相似的变化趋势，均先上升后下降且在处理2 h后表达量达到峰值。‘文图拉’中AgHAT4的表达量在高温处理4 h后表达量最高，而在低温条件下在处理2 h后表达量最高。     

黄秋葵盐胁迫下的转录组分析

以黄秋葵(Mesembryanthemum crystallinum L.)品种助农2号为试材,利用Illumina HiSeq TM2500高通量测序技术研究黄秋葵在400 mmol · L~(-1) NaCl胁迫下转录组基因的差异表达。结果表明,黄秋葵幼苗盐胁迫处理和对照24 h后地上部分共获得70.17 Gb有效数据,Q30碱基百分比均在93.21%以上;共获得1?396个差异表达基因(DEGs),包括588个上调基因,808个下调基因,其中功能注释的基因有1?266个。根据Unigene库序列进行GO、KOG和KEGG注释,植物体内抗氧化及活性氧清除相关基因—过氧化物酶55基因、超氧化物歧化酶基因、谷胱甘肽S-转移酶基因、4-羟基肉桂酸基因、黄酮醇合成酶基因、查尔酮合成酶基因,植物生长发育相关基因—WRKY21 转录因子基因、ERF2 转录因子基因、NAC29 转录因子基因、GATA22 转录因子基因、MYB4 转录因子基因、生长素响应蛋白基因,植物渗透调节相关基因—海藻糖-磷酸酶基因、磷酸乙醇胺N-甲基转移酶1基因,均上调表达。     

拟南芥耐寒基因AtCOR15a在番茄中异源表达增强其耐寒性

拟南芥耐寒基因AtCOR15a由冷诱导启动子RD29A控制后,重组进双元表达载体,经根癌农杆菌介导,将该基因导入‘Ailsa Craig’番茄。研究发现,筛选出的3个高表达转基因株系的耐寒性比野生型显著增强;外源基因AtCOR15a的表达量在低温处理过程中呈现先增后降的变化趋势,且在处理6h达到最大值;在冷胁迫下,该基因的表达促进了转基因植株中SlDehydrin-like(Sl DEHL)和SlDehydrin Ci7(SlCi7)等内源冷诱导基因的表达,降低了细胞膜透性和丙二醛(MDA)含量,减少了活性氧H_2O_2和O_2~.的积累,增强了超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶等活性氧清除酶的活性,提高了游离脯氨酸含量。因此,AtCOR15a异源表达能够显著增强转基因番茄的耐寒性。     

干旱胁迫下不同中间砧嫁接苹果苗的导水特性

 以基砧为八棱海棠的4 种不同中间砧嫁接的苹果幼苗长富2 号/八棱海棠、长富2 号/M9、长 富2 号/M26、长富2 号/SH6 为试验材料,研究干旱胁迫对其导水特性的影响。结果表明：在干旱胁迫下, 4 种中间砧木嫁接苗的整体、冠层、茎干、根系叶比导水率均有减小,各器官叶比导水率基本趋势是乔 化 > 半矮化 > 矮化,其中矮化中间砧的变化幅度最大,乔化中间砧的变化最小。中间砧嫁接口导水阻 力表现为矮化砧比半矮化、乔化砧高,在正常水分条件下,八棱海棠、M9、M26 和SH6 中间砧嫁接区域 导水阻力在植株总体导水阻力中所占的比率分别为4.07%、6.60%、4.97%和5.11%,当受到干旱胁迫后, 嫁接区域所占比率均有不同程度减小。由于矮化苗有效导水率长期低下,根系吸水和运输水分的能力下 降,导致地上部分水分供给减少,从而影响树体的生长。     

苹果树矮化中间砧SH6 对幼树氮素吸收、分配和贮藏的影响

 以2 年生大田栽培矮化中间砧富士苹果（宫藤富士/SH6/平邑甜茶）幼树和乔砧富士苹果（宫 藤富士/平邑甜茶）幼树为试材,通过春季土施15N–尿素研究了SH6 矮化中间砧对苹果幼树N 素的吸收、 利用及贮藏的影响。结果表明：与SH6 矮化中间砧幼树相比,乔砧幼树长势强,净生长量大。树体各器 官的Ndff 值均表现为乔砧幼树大于SH6 矮化中间砧幼树;两种类型苹果幼树15N 分配率表现出一致规律, 即叶片中最高,新梢和粗根中次之,中心干最小,其中40% ~ 70%氮素分配给新生器官（新梢和叶）;秋 梢停长期,乔砧幼树地上部新生器官N 肥分配率（63.66%）明显高于SH6 矮化中间砧幼树（57.68%）, 乔砧幼树氮素利用率（14.32%）显著高于SH6 矮化中间砧幼树氮素利用率（8.55%）;秋季落叶后,乔砧 幼树叶片中有33.11%的氮素回撤到树体内,而SH6 矮化中间砧幼树叶片有36.92%回撤到树体内,除细根 外,各个器官均有氮素回流贮藏,其中粗根和皮层是苹果氮素主要的贮藏部位,乔砧幼树地下部氮素增 量为8.34%,明显大于SH6 矮化中间砧幼树的增量6.85%。SH6 中间砧对苹果幼树氮素吸收及回流上均 有显著的阻滞作用。     

苹果半矮化砧木新品种‘青矮2号’

 ‘青矮2号’是由M₉自然实生后代中选育而成的苹果半矮化砧木。树冠中等,长势中庸,节间长2.3 cm。嫁接基砧（平邑甜茶）成活率88.2%,嫁接品种成活率100%。3年生矮化中间砧幼苗生长量278 cm,出圃率88.2%。作中间砧嫁接红富士,基砧/中间砧干周比为1.18,品种/中间砧干周比为0.81,接口无肿瘤,无气生根,亲和力强;嫁接红富士盛果期树,树高3.80 m,冠径3.63 m,矮化性与砧木M₇相近,属半矮化砧木;嫁接红富士树,2年生树结果株率为26.7%,7 ~ 14年生树平均产量43 140 kg · hm^-2;果实可溶性固形物为14.3%,硬度为8.1 kg · cm^-2,果形指数为0.85。适宜在山东、陕西、山西、河南、河北等苹果主产区应用。     

树体休眠期前苹果花芽对低温早期响应的转录组分析

【目的】从总体上了解苹果花芽早期响应低温信号的基因表达情况,以期了解苹果休眠期花芽早期反应的分子网络,从而为苹果抗冷性研究提供理论依据。【方法】于树体休眠前收集花芽,低温(4℃)处理45 min(T1)、90 min(T2)和240 min(T3),常温处理为对照(T0),利用转录组技术分析了树体休眠前苹果花芽响应低温信号早期的基因表达情况,利用实时荧光定量PCR(Quantitative Real-time PCR,qRT-PCR)进行数据验证。【结果】与对照相比,T1、T2和T3分别获得237、508和990个差异表达基因(Differentially expressed genes,DEGs)。GO富集分析表明:处理前期的DEGs主要涉及碳水化合物有关的代谢、单体碳水化合物代谢过程,而后期主要涉及刺激反应、胁迫响应和DNA的转录等生物学过程。KEGG富集分析表明DEGs主要参与了"植物-病原菌互作","植物激素信号转导"等。其中,在响应低温信号后,参与钙调素/钙调素类蛋白(Ca2+–CaM/CML)代谢的基因MDP0000808334、MDP0000263349等及参与脱落酸(Abscisic acid,ABA)、油菜素内酯(Brassinosteroid,BR)和赤霉素(Gibberellin,GA)信号代谢的基因MDP0000189486、MDP0000122792和MDP0000287039等上调表达显著。【结论】Ca2+信号通路可能主要参与了苹果花芽的冷响应过程。此外,ABA、BR和GA等激素可能在苹果花芽响应低温信号中也起重要的调控作用。     

不同砧木对黄瓜产量、品质及枯萎病抗性的影响

以不同砧木为试材,研究砧木嫁接对黄瓜产量、品质及枯萎病抗性的影响。结果表明：采用10 个不同砧木嫁接黄瓜,可使接穗品种鲁黄瓜3号的产量提高40.3 %～68.3 %,其中以神力1号对黄瓜的增产效果最好,其次是黄砧3号、新动力和阿纳姆,增产50.5 %～57.5 %。嫁接对黄瓜果实品质没有明显影响,其中黄瓜果实中VC含量除阿纳姆和黄砧4号嫁接的显著增加外,其余砧木嫁接的与自根苗差异不显著;可溶性糖含量除根力神、卧底龙和黄砧4号嫁接的显著减少外,其余砧木嫁接的与自根苗差异不显著;砧木嫁接的硝酸盐和可溶性蛋白质含量与自根苗均差异不显著。嫁接植株的枯萎病发病率为0～8.3 %,明显低于自根苗（29.5 %）。从综合影响结果来看,在黄瓜生产中,优先选择神力1号和黄砧3号作为黄瓜嫁接的砧木品种,其次为新动力和阿纳姆。     

番茄嫁接苗根穗互作对其耐冷性的影响

以耐冷性强的番茄‘060112’（R）和冷敏感番茄‘060911’（S）为试材,采用靠接法进行嫁接,形成双根双穗嫁接苗RS/RS,嫁接苗成活后,通过断根或断穗,设RS/RS、RS/R、RS/S、R/RS、R/S、R/R、S/RS、S/R、S/S共9个处理,置于光强22 klx、光周期12 h/12 h的光照培养箱内,测定昼夜温度10 ℃/3 ℃低温胁迫9 d及25 ℃/15 ℃常温恢复3 d过程中嫁接苗的冷害指数、根系活力、电解质渗透率及渗透调节物质含量,探讨番茄根系、接穗及其互作效应对嫁接苗耐冷性的影响。经统计分析表明,低温胁迫过程中,具“R”根系或接穗的嫁接苗组合中,以R/R处理冷害指数较低,而具“S”根系或接穗的嫁接苗组合中,以S/S处理的冷害指数较高,同时R/R的叶片及根系电解质渗透率最低,可溶性糖及脯氨酸含量最高,R/RS、RS/R、RS/S、S/RS等处理的冷害指数、电解质渗透率、可溶性糖及脯氨酸含量均介于R/R与S/S之间,表明冷敏感的S根系或接穗均降低了嫁接苗中R的耐冷性,而耐冷性强的R根系或接穗均提高了嫁接苗中S的耐冷性。RS/RS处理的耐冷性高于S/RS而低于R/RS,表明根系在增强嫁接苗耐冷性中的作用大于接穗;而具“RS”根或穗的嫁接苗中,以RS-R的耐冷性显著高于RS-S,且互作效应的P值小于0.01,表明根、穗对嫁接苗耐冷性存在显著的互作效应。低温胁迫处理前,不同耐冷性番茄根系活力、根系及叶片电解质渗透率、可溶性糖及脯氨酸含量等无显著差异,但低温胁迫9 d后,常温恢复3 d时,不同处理间均表现出显著差异。     

不同砧木对西瓜两茬果应用效果的比较

以早熟优质小型西瓜L600为接穗,南瓜砧京欣砧4号、冬瓜砧1号、葫芦砧砧力1号和京欣砧1号(CK)为砧木,研究4种砧木对西瓜嫁接后嫁接苗成活率、生长势、产量和品质等方面的影响。结果表明:综合分析植株耐热性、两茬果产量、果实性状和品质等指标,冬瓜砧1号热害指数低,两茬果产量较高,为5232.0kg·(667m2)-1,第1茬和第2茬果中心、边部可溶性固形物均高于对照,嫁接后西瓜果实的瓤质脆,风味口感优,品质较好,是提高西瓜耐热性较理想的砧木材料。     

苹果矮化砧木致矮机理的研究进展

从解剖结构、光合作用和物质运输、激素代谢、遗传标记等4个方面对国内外在苹果矮化砧木致矮机制研究上的工作进行概括总结,并对近年来所取得的进展、尤其在分子层面对致矮性的解释进行简要评述,以期为苹果矮化砧木致矮机理的深入研究提供参考。     

苹果矮化砧木新品种‘冀砧2号’

苹果矮化砧木新品种‘冀砧2号’由‘SH40’实生后代中选出,嫁接亲和性好。红富士系苹果品种‘天红2号’嫁接到‘冀砧2号’中间砧上,定植翌年始花,3年生开花结果株率达90%,4年生树产量可达15 000 kg ? hm-2,成龄树株高是SH40的85%左右,枝展是SH40的75% ~ 85%,中短枝占总枝量的75%以上,产量可保持在45 000 ~ 52 500 kg ? hm-2,果实整齐度好,平均单果质量256.0 g,硬度8.7 kg ? cm-2,可溶性固形物含量14.5% ~ 16.5%,着色90%以上。适宜在河北省中南部或气候类似的区域应用。     

低温胁迫下番茄幼苗根穗互作对其抗坏血酸—谷胱甘肽循环的影响

为探讨番茄根系与接穗及其互作效应影响嫁接苗耐冷性的效应大小与生理机制,以耐冷性强的番茄‘060112’(R)和冷敏感番茄‘060911’(S)为试材,采用靠接法进行嫁接,组成双根双穗嫁接苗RS/RS,待嫁接苗成活后通过断根或断穗,形成R/R、R/RS、R/S、S/R、S/RS和S/S共6个根/穗组合处理,置于光强22 klx、光周期12 h/12 h光照培养箱,测定昼夜温度10℃/3℃低温胁迫9 d及25℃/15℃常温恢复3 d时嫁接苗叶片和根系中活性氧水平及As A-GSH循环中关键酶和抗氧化物质的变化。结果表明,低温胁迫显著提高了番茄嫁接苗叶片和根系中H_2O_2含量及超氧阴离子产生速率,但耐冷性强的R根系嫁接苗活性氧水平显著低于冷敏感的S根系嫁接苗,虽然R接穗嫁接苗活性氧水平亦显著低于S接穗嫁接苗,但降幅不及根系嫁接苗的大,表明根系在增强嫁接苗耐冷性中的作用大于接穗。低温胁迫下,各处理嫁接苗叶片和根系As A-GSH循环中关键酶(APX、MDHAR、DHAR、GR)活性和抗氧化物质(As A、DHA、GSH、GSSG)的含量均显著增加,且除DHA和GSSG外,均以R根系或R接穗嫁接苗较高,S根系或S接穗嫁接苗较低,RS根系或RS接穗嫁接苗居中,表明低温胁迫下耐冷性强的R根系或接穗嫁接苗的抗氧化能力显著高于S根系或接穗嫁接苗。具RS双接穗的嫁接苗中又以RS-R叶片的抗氧化能力显著高于RS-S叶片,且互作效应的P值小于0.01(或0.05),表明根、穗对嫁接苗耐冷性存在显著的互作效应。