低温胁迫下白菜型与甘蓝型冬油菜抗寒基因表达差异

为了解白菜型和甘蓝型冬油菜抗寒基因的表达差异,以6个抗寒性不同的冬油菜为材料,利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析常温对照以及4℃、-4℃和-8℃低温处理5d后Bn COR25、Bn ICE1和Cu/Zn-SOD三个基因的表达差异。结果表明,常温时白菜型与甘蓝型冬油菜Bn COR25、Bn ICE1和Cu/Zn-SOD基因未被激活,处于同一水平;随着温度的降低,白菜型冬油菜Bn COR25、Bn ICE1和Cu/Zn-SOD的相对表达量均上升,且均在-4℃时到达峰值;而甘蓝型冬油菜Bn COR25在4℃时到达峰值,Cu/Zn-SOD在-4℃时到达峰值,Bn ICE1的相对表达量在低温胁迫过程中始终低于常温水平;-8℃时白菜型与甘蓝型冬油菜各基因表达量均下降。在整个温度降低过程中,始终表现为白菜型冬油菜Bn COR25、Bn ICE1和Cu/Zn-SOD的相对表达量显著高于甘蓝型冬油菜,抗寒性强的品种高于抗寒性弱的品种。说明,白菜型与甘蓝型冬油菜间抗寒性的较大差异与这3个基因的表达有关。     

STM和CUC2基因对不同抗寒性白菜型冬油菜生长点的调控研究

为研究抗寒性强的白菜型冬油菜(Brassica rapa)调控生长点(shoot apical meristem,SAM)凹陷生长的SHOOT MERISTEMLESS(STM)和CUP-SHAPED COTYLEDON 2(CUC2)基因,采用RT-PCR技术克隆两基因并进行了表达分析。STM基因CDS序列开放阅读框长度为1 554bp,编码517个氨基酸,该基因在进化上高度保守,其序列属于PLN03226超家族。CUC2基因开放阅读框长度为1 104bp,编码367个氨基酸,该基因保守序列属于NAM超家族,是一个主要由不规则卷曲与延伸链组成的亲水性蛋白。荧光定量分析表明,相同温度处理下,STM基因在抗寒性较强、生长点凹陷的白菜型冬油菜陇油6号和陇油7号中相对表达量均低于抗寒性较弱、生长点凸起的天油4号和Lenox,而CUC2基因相对表达量的变化趋势与STM基因相反;低温(0℃、4℃和-4℃)处理72h后,白菜型冬油菜生长点中STM、CUC2基因均上调表达,表明STM和CUC2基因可能参与抗寒应答及白菜型冬油菜生长点对低温胁迫的响应。     

强冬性甘蓝型单低杂交油菜02N杂2的选育

甘肃省陇东南、渭河流域、泾河流域是白菜型冬油菜和甘蓝型冬油菜交替种植地带．白菜型油菜具有较强的抗寒性．但是品质差、产量低;而甘蓝型油菜具有优质高产的特点．但抗寒性较差：因此选育强冬性的甘蓝型油菜对于增强甘肃省菜子供应能力．提高油菜油用品质具有重要作用。     

不同感温性甘蓝型冬油菜DNA甲基化差异及At4g02000-like结构预测

为研究甘蓝型冬油菜(Brassica napus L.)在低温胁迫后DNA甲基化水平及模式的变化情况,以强抗寒的15TS306和14NS52-3等13个甘蓝型冬油菜为材料,利用甲基化敏感扩增多态性技术,选用12对引物组合对低温(4℃)胁迫后的冬油菜DNA甲基化水平及模式的变化情况进行检测,并对差异片段进行序列比对及克隆。结果发现:低温胁迫后,弱抗寒的14美切实7、14美切实16、14美切实20、14美切实3和美切实38等品系DNA甲基化水平有所升高,且具有较高的甲基化程度;而强抗寒的15TS306、14NS52-3、15TS309、14NS54-7和15TS312等品系去甲基化程度较高。经过对22条DNA甲基化特异片段的序列分析,有16条片段序列与已知和假定功能的酶及蛋白具有同源性,其中以At4g02000-like蛋白变化最为明显。克隆及生物信息学分析显示,At4g02000-like蛋白等电点9. 20,相对分子质量38. 89kD。甘蓝型冬油菜受低温胁迫后,抗寒性强的品种DNA甲基化水平降低,以去甲基化为主;抗寒性弱的材料DNA甲基化水平升高;而且油菜对低温环境的适应性与某些特定基因不同的甲基化模式密切相关。     

甘蓝型油菜BnKNAT2基因克隆和功能分析

为分析甘蓝型油菜中调控分生组织细胞特异分化的KNOX基因家族成员KNAT2,从品种中双11号中分离克隆了BnKNAT2基因,ORF长984bp,由5个外显子组成,该基因编码327个氨基酸残基的蛋白质,该蛋白质包含有KNOX1、KNOX2、ELK和Homeobox KN结构域,属I类KNOX蛋白。甘蓝型油菜中BnKNAT2存在4个拷贝,在主花序(原基)、授粉后7d的角果和茎中活跃表达。利用35S启动子构建了BnKNAT2的超表达载体(pD1301S-BnKNAT2)转化拟南芥野生型Col-0,21个转基因株系（T2）的叶片呈现不同程度卷曲、蜷缩以及波纹状叶缘。另外,BnKNAT2转基因株系开花期相比野生型明显推迟。     

白菜型冬油菜品种抗寒性与内源ABA含量的关系

为深入了解抗寒生理机制,阐明白菜型冬油菜抗寒性与内源ABA含量的相关性,以超强抗寒性品种(陇油6号、陇油7号)与耐寒性品种(天油2号、天油4号)为材料,研究越冬前低温胁迫后冬油菜在大田自然降温情况下叶片与根系中内源ABA含量的变化。结果表明,除天油4号,随着气温的降低,冬油菜ABA含量逐渐升高,不同抗寒性品种增加幅度不同,超强抗寒性品种(陇油6号、陇油7号)的根系及叶片的ABA含量升高时期早于耐寒性品种(天油2号)。相关性分析表明,与叶片相比,根系ABA含量与冬油菜的越冬率之间的相关系数更高;而同一时期,各品种均表现出叶片伸长叶部分的ABA含量相对较高。     

低温胁迫下白菜型冬油菜与春油菜叶片光合特性及内源激素变化比较

为探究白菜型油菜在低温胁迫下叶片内源激素与光合特性的响应对其抗寒性形成的影响,以6份抗寒性不同的品种为材料进行低温处理,利用酶联免疫吸附法(ELISA)和CIRAS-2型便携式光合测定仪,分别测定25℃、12℃、8℃、3℃、-1℃、-4℃时的内源赤霉素(GA_3)、生长素(IAA)、玉米核苷素(ZR)、脱落酸(ABA)的含量及光合特征参数,比较抗寒性强弱两类油菜在低温胁迫下叶片中内源激素含量变化、光合特性及激素与光合作用之间的相互关系。结果显示:不同温度处理下、不同品种叶片内源ABA、IAA、GA_3、ZR含量和ABA/GA_3、ABA/IAA、ABA/ZR的差异均达极显著水平(P0.001),表明温度与品种对叶片内源激素含量及激素间平衡影响较大。低温胁迫均降低了白菜型冬油菜和白菜型春油菜IAA、GA_3、ZR的合成,但春油菜降低程度明显大于冬油菜,冬油菜间抗寒性弱的品种降幅大于抗寒性强的品种。随着温度降低冬油菜叶片ABA含量呈增加趋势,抗寒性强的品种增量高于抗寒性弱的品种;春油菜呈降低趋势。低温抑制了叶片光合作用,但冬油菜光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)降低幅度明显小于春油菜,抗寒性弱的品种降幅大于抗寒性强的品种。低温下,ABA含量及ABA/GA_3、ABA/ZR和ABA/IAA的比值与Pn和Gs均表现极显著负相关。因此认为,低温下ABA与IAA、GA_3、ZR间的动态平衡对冬油菜的抗逆能力和光合利用率有重要影响。     

油菜生态特性的研究 Ⅲ.油菜(B.napus)低温敏感期的研究

对甘蓝型油菜4个品种不同叶龄期幼苗进行一次自然低温处理,观察低温对花芽分化的促进作用,从而确定油菜对低温的敏感期。结果表明,不同叶龄期幼苗经低温处理后花芽分化均有提早,偏冬性冬油菜和半冬性冬油菜7—8叶和9—10叶幼苗对底温最为敏感,参试的春油菜品种以7—8叶幼苗对低温最为敏感。     

北方寒旱区不同抗寒性白菜型冬油菜幼苗物质转运和光合荧光动力学特征

本文研究了白菜型冬油菜物质转运、叶片光合、荧光动力学特征及其与冬油菜抗寒性关系,为我国西北寒旱区冬油菜抗寒育种和种质抗寒评价提供依据。在大田条件下,选用白菜型冬油菜品种陇油7号(强抗寒)和天油4号(弱抗寒),调查自然降温过程中冬油菜幼苗干物质分配、光合特征、叶绿素荧光参数和叶绿素荧光诱导动力学曲线等指标。结果发现,随着自然温度的下降,两个白菜型冬油菜根部干物质分配率增加,叶片光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、叶绿素荧光诱导动力学曲线O-J-I-P的Fo(20μs时荧光,O相)、F_k(300μs时荧光,K相)、F_j(2 ms的荧光强度,J相)和Fm(最大荧光,P相)均下降,说明低温下光合作用的抑制有利于根部干物质的分配。在冬前低温下白菜型冬油菜光系统受到损伤,发生光抑制现象,表现为PSⅡ受体库的大小(Area)、光合性能指数(PI)、最大荧光(Fm)和PSⅡ的最大光化学效率(Fv/Fm)下降,初始荧光(Fo)上升。与弱抗寒品种天油4号相比,强抗寒品种陇油7号的Pn、Fm、Fv/Fm、PSⅡ的潜在活性(Fv/Fo)、F_k-j(Q_A被还原能力)和F_j-i(Q_B含快还原PQ库)均较低,说明冬前低温条件下,陇油7号光合能力下降,由非气孔因素引起,低温导致光抑制增强。综上,白菜型冬油菜抗寒性与冬前低温下叶片光合特性以及干物质积累有关,弱的光合作用可减弱白菜型冬油菜地上部生长和根系物质消耗,有利于白菜型冬油菜根部干物质积累,以增强其抗寒性。     

甘蓝型油菜越冬死苗原因及预防措施

蓝型油菜越冬死苗与初冬低温、品种抗寒性和播期有关。选用冬性或冬性较强的品种、适时播种、及时定苗、壅根围颈、培土浇水、化学调控可减轻或预防油菜越冬死苗。     

云南2种野生苜蓿资源对酸铝胁迫的响应分析

以云南2种野生苜蓿资源为材料,采用水培法研究酸铝胁迫对幼苗生长的影响。通过分析酸、铝单一及复合处理下幼苗根长、株高、生物量、根系活力、叶绿素和丙二醛含量、过氧化物酶和超氧化物岐化酶活性变化,比较2种苜蓿对酸、铝的耐性。结果显示：随着酸度的增加,天蓝苜蓿和紫花苜蓿幼苗的生长均受抑制,pH 7.0和pH 3.0处理对比分析,天蓝苜蓿在根长、株高、生物量、根系活力增幅比紫花苜蓿的增幅小;铝胁迫后,2种苜蓿在根长、株高、生物量、根系活力指标上均具有显著差异,且随着铝浓度的增大,受抑制越严重;酸、铝共同胁迫对2种苜蓿幼苗生长的影响大于单一胁迫对它的影响,pH 4.5,Al ³⁺浓度300 mg/L时,2种苜蓿生长受抑最严重。酸、铝单一胁迫及复合处理均显著影响2种苜蓿,但天蓝苜蓿对酸、铝及酸铝的耐性优于紫花苜蓿。     

播期对寒地粳稻产量及温光资源利用的影响

研究了播期对寒地稻区优质粳稻产量、生育期及温光资源利用的影响。结果表明,播期推迟,优质粳稻生育进程延迟,生育期缩短,主要与出苗至齐穗期日均温升高、全生育期日均光照时数减少有关;播期推迟,全生育期积温和光照时数利用率呈下降趋势,优质粳稻产量逐渐降低,减产的主要原因是在于有效穂数和穗粒数的减少。产量与气候因子的相关分析表明,出苗至齐穗期的日均温与相对产量呈极显著负相关,这是播期推迟导致产量降低的主要原因之一,而出苗至成熟期的太阳辐射与相对产量呈极显著正相关,说明在寒地稻区太阳辐射对水稻产量形成有正向作用。     

Quantitative trait loci for seedling vigor in rice under field conditions

Previous QTL studies on seedling vigor in rice (Oryza sativa L.) were conducted all based on laboratory germination tests. In the current study, a set of recombinant inbred lines derived from a rice cross were assessed for seedling vigor related traits in natural field environments including two treatments (drained soil and flooded soil). Composite interval mapping identified nine QTL for seedling vigor traits that correlated positively with each other. Individual QTL explained 4–14% of the total trait variation. Among the QTL, three and four were specific to the drained and flooded treatments, respectively, while two others were common between the two treatments. Four QTL (qFV-1-1, qFV-3-2, qFV-5-1 and qFV-10) each simultaneously showed effect on two or more traits with additive effects always in the same direction. The QTL qFV-5-1 could be further resolved into at least two linked loci, qFV-5-1a controlling seedling height and qFV-5-1b controlling seedling dry weight while the QTL qFV-10 could be a single locus with a pleiotropic effect on both seedling height and dry weight. The QTL qFV-1-1 and qFV-3-2 expressed specially under the flooded conditions, each pleiotropically controlling both coleoptile and seedling emergence. These two QTL were completely different from that affecting seedling emergence in the drained conditions. Comparison of the QTL indicated that the QTL mapping results based on field assessments could to some extent coincide with those based on lab tests but the discrepancy between the two kinds of experiments could not be overlooked.     

甘蓝型油菜矮秆材料LSW2018的创制

本研究以德油5号F₁作母本，自育新品系273R作父本配制杂交组合，在其F₂群体中出现6株苗期株型明显矮缩的变异株，经5代纯化后育成稳定的甘蓝型矮秆油菜新种质“LSW2018”。该种质苗期苗型矮缩、匍匐生长，叶面皱缩，叶片厚，叶柄短，叶色深；现蕾至成熟期，植株逐渐转为正常形态，茎秆粗壮，节间短，抗倒性特强，分枝部位低，其开花习性、分枝角度、花序特征、一二次分枝数等性状与同源正常高秆品系HSW2018无明显区别，而株高和分枝高度差异极显著。LSW2018育苗移栽平均株高为136.24 cm、直播平均株高为110.4 cm，是适宜机械化、轻简化种植的矮秆甘蓝型油菜新种质，具有较高的利用价值和广阔的应用前景。     

球孢白僵菌Bbchitinase 1和Bbchitinase 2在侵染宿主过程中的不同作用

球孢白僵菌（Beauveria bassiana）在宿主昆虫体壁穿透和体内定植过程中分泌了Bbchitinase 1和Bbchitinase 2两种胞外几丁质酶,但二者的作用分工尚不明确。本文通过菌株胞外总几丁质酶活性与侵染毒力的相关性分析,Bbchitinase 1和Bbchitinase 2基因表达水平与侵染毒力的相关性分析,Bbchitinase 1和Bbchitinase 2的生物信息学分析以及在侵染过程中的表达模式分析,以期明晰Bbchitinase 1和Bbchitinase 2在菌株侵染宿主过程中的作用分工。结果表明,菌株胞外几丁质酶活性与侵染毒力呈正相关,但Bbchitinase 1和Bbchitinase 2表达水平不同。菌株间Bbchitinase 1表达水平与菌株侵染毒力（MMT和LT₅₀）呈显著正相关,而Bbchitinase 2表达水平却与侵染毒力不相关。生物信息学分析结果显示,Bbchitinase 1和Bbchitinase 2具有显著的结构和功能差异,可能结合不同的配体蛋白,参与不同的代谢过程。表达模式分析结果表明,Bbchitinase 1和Bbchitinase 2基因在侵染宿主过程中均上调表达;但Bbchitinase 1仅在侵染家蚕的体壁穿透阶段显著上调表达,而Bbchitinase 2在芽生孢子生成阶段和菌丝大量增殖阶段显著上调表达。以上研究结果说明,Bbchitinase 1可能参与菌株侵染早期的侵入钉形成和体壁穿透过程,与侵染毒力呈正相关;而Bbchitinase 2可能参与侵染过程中的芽生孢子发育和菌丝大量增殖代谢调控。本研究明晰了球孢白僵菌不同几丁质酶在侵染过程中的作用分工,建立了以Bbchitinase 1基因表达水平判定菌株毒力的数学模型,为高毒、高稳定性球孢白僵菌生防菌株的筛选提供重要科学依据,对提升绿色生态防治应用效果具有重要意义。     

苏北沿海地区播期和密度对苏垦118和扬粳805产量的影响

本试验分析了苏垦118和扬粳805在3个播期、2个密度处理下的产量等农艺性状。结果表明:2个品种都在5月22日浸种、33.33万穴/hm²密度处理下产量最高。相关性分析表明:苏垦118的产量与全生育期、高峰苗、有效穗数、株高、每穗粒数极显著相关,与结实率显著相关;扬粳805的产量与基本苗、高峰苗、有效穗数、株高、每穗粒数、千粒质量极显著相关。     

水稻类病斑突变体lmm7的鉴定与基因定位

【目的】对水稻类病斑突变体的研究有助于解析其与植物生长和防御反应的关系。【方法】本研究在粳稻品系FI135胚培养过程中获得了1个类病斑突变体lmm7(lesion mimic mutant 7)。通过对其进行系统的表型鉴定、农艺性状考查、超微结构观察、生理学特性分析，阐明LMM7基因对植物生长的调控。通过病原菌抗性鉴定，明确lmm7对植物防御反应的影响。利用9311B与突变体lmm7杂交所得F₂群体对该突变体进行了遗传分析和基因精细定位。【结果】该突变体苗期表型正常，分蘖初期，植株基部叶片从叶尖开始不断出现褐色斑点，并向整株扩散，且斑点数目随植株生长不断增加。与野生型相比，突变体的株高、穗长、有效穗数、每穗粒数、结实率及剑叶长宽都显著降低，但籽粒性状和抽穗期没有显著性差异。遮光处理表明，突变体lmm7的表型受到光照诱导，抽穗期突变体lmm7叶肉细胞严重失绿，光合色素含量显著降低。组织化学分析表明，突变体病斑处的H₂O₂含量显著升高。透射电镜观察结果表明，突变体lmm7叶肉细胞的叶绿体数目减少，叶绿体类囊体片层结构严重受损，细胞器肿胀解体，并出现大量嗜锇小体，同时病斑内部和周围区域积累了大量的ROS。抗性鉴定结果显示突变体lmm7稻瘟病抗性水平显著高于野生型。遗传分析表明lmm7的突变表型受单个隐性基因控制。利用图位克隆的方法，目的基因被定位于水稻第7染色体短臂两InDel标记7B35和7B43之间，区间范围约260 kb。测序结果表明该区间内候选基因LOC_Os07g0203700第2891位碱基T发生了单碱基缺失，导致后续移码突变及翻译提前终止。【结论】lmm7与spl5互为等位基因，其突变抑制了植株的生长，同时增强了对稻瘟病的抗性。     

不同采集地割手密种质资源的耐寒性评价

本研究对不同采集地割手密无性系进行耐寒性综合评价,探究割手密耐寒性与其生长地海拔、纬度的关系,筛选耐寒性种质资源。以40份割手密无性系为试验材料,在苗期低温胁迫后测定各无性系材料的7项生理指标,利用相关性分析、聚类分析和模糊隶属函数分析法对其耐寒性差异进行综合评价。低温胁迫处理后,割手密的脯氨酸(Pro)、丙二醛(MDA)、电导率(PMP)、可溶性蛋含量(SP)均呈上升趋势,其中脯氨酸含量上升最大,升高了43.81%,而叶绿素(Chl)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)均呈下降趋势,其中叶绿素含量减少35.01%,下降程度最大;叶绿素、脯氨酸、超氧化物歧化酶的变异系数较对照有不同程度的增加,其中增长最大的是叶绿素,是对照的1.76倍;相关性分析显示,40份割手密无性系耐寒性与其生长地的海拔、纬度呈极显著正相关,相关系数分别为0.867、0.686;模糊隶属函数和聚类分析将40份割手密无性系的耐寒性分为三类,其中高耐寒类型有10份材料,中耐寒性有19份,不耐寒性11份。研究结果表明,不同采集地割手密材料之间耐寒性指标存在明显差异;耐寒隶属函数与海拔、纬度呈极显著正相关,即高海拔和高纬度的割手密耐寒性强、低海拔和低纬度的割手密耐寒性弱,表明在相近海拔范围内决定耐寒性的主要因素是纬度,在相近纬度范围内决定耐寒性的主要因素是海拔。该结果为割手密种质资源在甘蔗耐寒育种中的进一步利用提供依据。     

龙眼类受体蛋白激酶CRK家族全基因组鉴定及表达调控分析

为了解龙眼富含半胱氨酸的类受体蛋白激酶（cysteine-rich receptor-like kinase,CRK）家族的基本特征与功能,本研究采用生物信息学分析方法对筛选出的98个龙眼CRK基因家族的成员进行分析鉴定,包括分子进化树的构建和对蛋白结构域及其特性、启动子及其顺式作用元件、体胚发生的过程以及组织器官特异性表达的分析。结果显示：通过对龙眼和拟南芥CRK基因做进化树分析,可根据亲缘关系的远近将其分为7个亚家族;不同亚家族成员的蛋白质特性（氨基酸数量、相对分子质量、等电点、信号肽及糖基化位点）有所不同;各成员基因结构特性,启动子顺式作用元件,蛋白结构域特性等与进化树中家族成员亲缘关系的远近相关;98个CRK家族成员在体胚发生过程（NEC、EC、ICpEC、GE）以及生长发育过程中组织器官特异性表达情况有所不同,其中在非胚性愈伤组织以及幼果中表达量较高,在种子和果实中几乎未表达。此外,富含半胱氨酸的类受体蛋白激酶在生物胁迫、非生物胁迫（抗病虫害、抗旱、抗寒、抗盐胁迫等）以及在植物生长发育过程中起着重要作用。     

缺磷响应基因OsSQD2.1对水稻生长发育的影响

【目的】旨在研究水稻缺磷响应基因OsSQD2.1对水稻生长发育的影响,从而解析其作用。【方法】通过生物信息学的方法,确定OsSQD2.1基因及蛋白结构并分析OsSQD2.1启动子上的顺式作用元件;通过荧光定量PCR检测,研究不同缺素条件下OsSQD2.1的表达;测定T-DNA插入突变体和沉默干涉材料不同时期表型、磷含量和净光合速率,研究OsSQD2.1对转基因植株生长发育及光合作用的影响。【结果】OsSQD2.1基因编码区全长为3548 bp,位于第1染色体上,具有11个外显子和10个内含子,OsSQD2.1属于糖基转移酶家族;OsSQD2.1启动子上含有多个缺磷响应顺式作用元件;OsSQD2.1受缺磷诱导,缺硫抑制。营养生长期突变体或沉默材料地上部长度和主根长均显著低于野生型。生殖生长期,突变体或沉默材料株高和千粒重显著低于野生型,结实率无显著差异。OsSQD2.1的突变与沉默增加正常供磷时叶片中的总磷,在缺磷条件时野生型相比无明显差异;此外,苗期和成熟期突变体的净光合速率显著低于野生型,初步推测OsSQD2.1影响水稻净光合速率。【结论】OsSQD2.1受缺磷响应,并影响水稻生长发育。