大白菜小孢子植株的倍性变异及倍性鉴定方法的研究

对大白菜小孢子植株群体的倍性变异进行观察,并以染色体计数法的鉴定结果为依据,研究利用DNA流式细胞仪测定法、气孔保卫细胞特征、形态学特征鉴定大白菜小孢子植株倍性的可靠性。结果表明,小孢子植株是倍性水平不同的混合群体,但不同基因型各倍性植株所占比例不同;DNA流式细胞仪鉴定法的准确率达94.44%,可用于植株群体的倍性鉴定;植株形态鉴定法可用于成株倍性鉴定;气孔特征鉴定法的应用有待进一步探讨。     

植物单倍体植株的倍性鉴定

单倍体植株在倍性育种中具有极大的优点和巨大的应用潜力，快速、准确地筛选出单倍体植株对加速育种进程具有重要的意义。植株倍性的鉴定方法主要有直接鉴定法和间接鉴定法。现综述了直接鉴定法即染色体计数法和流式细胞分析法（flow cytometric measurement）、叶片气孔大小及保卫细胞叶绿体数目鉴定法、染色中心直径和异染色质数目以及植株形态观察等间接鉴定法的应用进展，并对各自的优缺点作了简要的评述。     

5个黄皮品种实生苗倍性鉴定

酸解去壁及低渗处理后,对根尖细胞进行压片,对从城黄皮、岐山屈督黄皮、甜黄皮、鸡心黄皮和郁南无核黄皮等5个品种的实生苗进行倍性鉴定,结果显示,它们均为二倍体,2n=2x=18,未发现随体、多倍和混倍现象。     

利用苹果花粉粒形态进行倍性鉴定

以苹果１０个二倍体和５个三倍体品种为试材,对不同倍性品种产生的花粉粒形状和大小进行了比较。结果表明：（１）倍性间不同形状花粉粒分布明显不同,二倍体品种三角形花粉粒数目多,而三倍体品种三角形花粉粒数目少;三倍体品种圆形及方形花粉粒数目均大幅增多;计算三角形花粉粒数目与圆形花粉粒及方形花粉粒数目之和的比值发现,倍性品种间差异较大,该比值１．２可作为鉴定倍性的临界值。（２）三倍体同一形状花粉粒大小比较分散,二倍体则相对集中,三角形花粉粒中等大小花粉粒数目与大花粉粒及小花粉粒数目之和的比值在倍性间存在明显差异,该比值２．５０可作为判别二倍体与三倍体的临界值。利用这两个指标对诱变植株产生的花粉粒形状和大小进行了比较,对孢原组织细胞的倍性水平进行了估计。     

黄瓜耐湿热性鉴定方程的建立

针对黄瓜耐湿热性鉴定方法鲜见报道的情况,以8个耐湿热性不同的黄瓜品种为试材,在人工湿热(42℃/32℃+RH 95%)和常温常湿(28℃/18℃+RH 75%)条件下采集幼苗形态和生理指标,在夏季大棚湿热和露地种植采集成株期生长和结瓜指标;经主成分分析构建独立向量,逐步回归分析构建方程。结果表明,8个品种间14个指标表现出不同程度的差异,其5个主成分的累积贡献率达94.1%。逐步回归分析构建了含不同变量的4个预测方程,以含4个自变量的方程预测效果最好,Y=3.586+1.021X_dw+0.369X_hf+0.635X_tr-3.064X_ci,R=0.999,R²=0.998,式中Xdw、Xhf、Xtr和Xci分别为苗干质量、采瓜数、蒸腾速率和胞间CO₂浓度的相对值;Y值越大,耐湿热性越强。以4个耐湿热性不同的品种验证表明,该回归方程预测准确度高于96%,可用于黄瓜耐湿热性鉴定。     

四倍体大白菜小孢子植株的获得与倍性鉴定

以同源四倍体大白菜为试材,进行了游离小孢子培养的胚胎诱导条件及植株再生研究,并对再生株的染色体数进行了鉴定。结果表明：单核靠边期小孢子是诱导胚胎发生的最佳时期;     

甘蓝小孢子植株倍性简易鉴定方法研究

以编号为12、22的甘蓝材料（F1）经小孢子培养得到的植株为试材,先利用流式细胞仪对供试材料进行倍性鉴定,再利用普通光学显微镜观察已通过倍性鉴定的双单倍体与单倍体的气孔保卫细胞,以测定其大小与叶绿体数。结果表明：气孔保卫细胞叶绿体数与甘蓝倍性高低呈正比关系,甘蓝双单倍体气孔保卫细胞叶绿体数变异幅度为12~17,单倍体气孔保卫细胞叶绿体数的变异幅度为6~10;同一材料双单倍体与单倍体气孔保卫细胞叶绿体数的比值≈2,两者数值差异非常显著直观,易于辨别。因此观测气孔保卫细胞叶绿体数是鉴定甘蓝小孢子植株倍性的简易有效手段。     

植物染色体倍性鉴定方法概述

综述了植物细胞染色体倍性鉴定的染色体计数法、流式细胞分析法、植物形态以及细胞形态学方法等各种检测法,并对其优缺点进行了评述。     

三倍体葡萄种质创新及倍性快速鉴定

 以二倍体葡萄品种玫瑰香、红地球、摩尔多瓦、无核奥迪亚及四倍体葡萄品种巨峰为亲本进行杂交授粉,对杂种进行胚培养,成株率最高可达30.6%。对杂种后代用流式细胞仪初选,确定30个杂交后代为三倍体植株。组合不同,获得三倍体植株的比例不同,目前获得的225个胚培养的葡萄杂种后代全部栽入大田。     

黄瓜苗期耐高温性鉴定

选用耐高温和不耐高温的黄瓜高代自交系15份,在人工气候箱(SANYOMLR-350T)条件下进行耐高温筛选试验。通过设置不同的温度和光照条件,研究幼苗的生长发育,最终确定了如下耐高温鉴定筛选条件:采用36℃/3h～40℃/4h～36℃/3h光照,26℃/14h黑暗条件进行高温胁迫处理;确定了与耐高温性状相关性密切的几个形态指标,依次为总叶面积、叶片数、株高和茎粗,其权重系数分别为0.5、0.3、0.1和0.1,并根据植株的苗端分化和株型情况进行总体评价。     

黄瓜耐热性研究进展

就近年来有关高温对黄瓜生长发育的影响、黄瓜耐热性的评价以及耐热性的遗传作了简要综述,对黄瓜耐热性研究存在的问题进行了总结,并展望了黄瓜耐热性研究的方向。     

壳聚糖对黄瓜幼苗抗热性的影响

试验分别采用0(对照,CK)、50、75和100 mg/L 4个浓度的壳聚糖(CTS)处理一叶一心的黄瓜幼苗,喷施一次CTS溶液,进行白天/夜间温度(45℃/40℃)的高温处理4 d,并每隔24h喷一次CTS溶液,以研究CTS对黄瓜幼苗抗熟性的影响.结果表明,CTS处理可以提高高温胁迫下黄瓜叶片超氧化歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)的活性,有效降低O2-产生速率.表明适宜浓度的CTS具有增强活性氧清除能力,降低细胞膜脂过氧化水平和膜透性增加的程度,保护生物膜功能,提高黄瓜幼苗抗高温的作用.     

黄瓜种质资源遗传亲缘关系的RAPD分析

利用ＲＡＰＤ技术对多个生态型的黄瓜材料的遗传亲缘关系进行了研究。从２００个１０碱基随机引物中筛选出２０个用于ＰＣＲ反应,３９．２％的扩增条带表现多态性;每个生态型品种都具有其特有的扩增（缺失）带以区别其他生态型品种;聚类分析将供试材料分为３大类群：华北类群、华南类群和欧洲温室类群。从分子水平验证了传统的黄瓜地域分类标准及黄瓜是遗传基础狭窄的蔬菜作物。对利用ＲＡＰＤ技术进行亲缘控制研究的可能性进行了探讨。     

金属硫蛋白基因转化黄瓜的研究

以黄瓜无菌苗子叶切段为外植体,通过叶盘转化法与根瘤农杆菌进行共培养建立了黄瓜的遗传转化体系.比较了不同苗龄,不同侵染时间对黄瓜离体再生的影响,并做了潮霉素敏感性测试.结果表明:苗龄3～4 d的子叶,侵染时间为15min,潮霉素浓度为25 mg/L最适分化出抗性小苗.最终获得3株抗性植株,经过PCR和PT-PCR检测,初步确定均为阳性转化植株.     

利用黄瓜远缘群体遗传连锁图谱进行始花节位定位

利用黄瓜远缘群体的分子遗传连锁图谱,对雌花节位性状进行了QTL定位。共找到8个控制雌花节位的QTL位点:ff-1、ff-2、ff-3、ff-4、ff-5、ff-6、ff-7、ff-8,分别位于LG2、LG3、LG6、LG7连锁群上,这些QTL位点对雌花节位性状表型变异贡献率分别为81.6%、81.0%、81.0%、80.0%、80.6%、81.1%、81.0%、80.7%,其中ff-1、ff-2、ff-5、ff-6、ff-7、ff-8加性效应值为正,为增效加性效应,ff-3、ff-4加性效应值为负,是减效加性效应。     

黄瓜全雌性基因连锁的AFLP和SCAR分子标记

 本研究以全雌品种‘戴多星’自交系和弱雌品种‘北京截头’自交系为双亲杂交获得F₁ ,然后得到F₂ 性型分离群体, 利用分离群体分组分析法(Bulked Segregant Analysis, BSA) 构建全雌和弱雌两个基因池, 筛选了64对AFLP选择性引物EcoR I-NN +Mse I-NNN组合, 发现EcoR I-TG +Mse I-CAC引物组合在全雌基因池中扩增出一条分子量为234 bp的特异带。经F₂ 代单株验证, 该特异条带能在全雌单株中稳定出现。以MAP MAKER (Version 310) 软件分析, 该标记与全雌性位点的连锁距离在617 cM。命名该连锁标记为TG/CAC₂₃₄。将该特异条带回收、克隆、测序, 设计特异SCAR引物, 再对F₂ 代单株基因组DNA进行扩增, 仅在全雌单株中扩增出1条分子量为166 bp 的特异带, 表明已成功地将与黄瓜全雌性连锁的AFLP标记转化为操作简便、表现稳定的SCAR标记, 该标记命名为SA₁₆₆。     

黄瓜抗病基因类似序列( RGA) 的同源性分析和Southern鉴定

 使用ClustalW和DNAMAN 3.0分析了本实验室克隆的15个黄瓜抗病基因类似序列(RGA)之间以及与烟草的N 基因、亚麻的L6基因和拟南芥的RPS2基因之间的同源性, 并对这些RGA进行了PCR和Southern验证与分析。结果表明: 15个黄瓜RGA中, 核苷酸序列同源性最高的是CsRGA2、CsRGA4和CsRGA5, 其次是CsRGA6、CsRGA7、CsRGA8和CsRGA9, CsRGA1和CsRGA3也存在较高的同源性; 其余的RGA同源性较低。在氨基酸序列上也表现了相同的特征。与N、L6和RPS2等抗病基因的产物之间同源性最高46% , 最低22%。根据核苷酸序列设计了15对特异引物, 用PCR方法验证了所有黄瓜RGA的存在, 其中CsRGA3在黄瓜品种间表现出多态性。利用特异引物PCR方法合成了15个黄瓜RGA的地高辛探针, 与EcoRⅤ酶解的黄瓜‘215’、‘129’和‘L18’的基因组DNA进行Southern杂交, 证实了各个RGA在基因组上的存在, 同时发现, CsRGA9、CsRGA11～CsRGA15都是多拷贝,CsRGA3是单拷贝, 其余为双拷贝。     

黄瓜子叶离体再生体系研究

以20个黄瓜自交系2～3天的子叶为外植体,比较了不同植物生长调节物质组合、AgNO3质量浓度和基因型对芽的诱导、增殖、伸长、生根的影响,从而建立了快速高效的黄瓜子叶离体再生体系.结果表明,最佳的培养基配方:诱导培养基为MS 6-BA 1.0 mg/L AgNO3 1.0 mg/L,增殖培养基为MS 6-BA 2.0 mg/L AgNO3 1.0 mg/L,伸长培养基为MS 6-BA 0.1～0.2 mg/L;生根培养基为MS.20种基因型均能诱导出再生芽,诱导率较高的自交系排序:IL 69＞IL 103＞IL 67＞IL 99＞IL 77＞IL 57,其诱导率依次为94%,88%,87%,78%,70%,62%.     

伴生小麦对黄瓜生长及生理指标的影响

采用田间试验,研究了伴生小麦对黄瓜生长及生理指标的影响。结果表明：伴生小麦栽培模式与黄瓜单作相比,在一定程度上能够促进黄瓜生长,延缓黄瓜叶绿素和可溶性蛋白含量的下降,提高黄瓜光合作用的强度,增强黄瓜SOD、POD的活性,同时抑制黄瓜MDA 含量的持续上升。伴生小麦栽培模式可以降低黄瓜叶绿素和蛋白质的降解速度,提高黄瓜抗氧化酶的活性,通过阻止氧自由基的积累,从而减缓黄瓜叶片的衰老。     

黄瓜种质资源遗传多样性及其亲缘关系的AFLP分析

 采用AFLP分子标记技术，对中国黄瓜种质资源遗传多样性及其与外来种质的关系进行了分析， 结果表明8对AFLP引物在70份黄瓜种质中共扩增出425条带，多态性带的比例为66％。供试黄瓜种质的平 均期望杂合度为0．376，中国种质的平均期望杂合度为0．387，明显高于国外种质的n 291。西双版纳黄瓜和印度野生黄瓜具有一些栽培种质没有的特异位点，中国栽培种质的特异位点多于外来栽培种质，后者也有一些中国栽培种质没有的特异位点。聚类分析将70份种质分为三大组群，即西双版纳黄瓜(Cucumis sativus L.vaF．xishuangbannanesis Qi et Yuan)组群，e sativus var．hardwickii野生黄瓜组群和栽培黄瓜组群。西双版纳黄瓜与栽培黄瓜的距离最远，与野生黄瓜次之。按一定的遗传距离可以将中国和外来栽培种质分开。大多数 华南型和华北型种质归属于不同的亚组。这些结果有助于有目的地利用这些变异拓宽育种材料的遗传背景。