桔梗不育特性及育性稳定性研究

采用盆栽法、遮光处理法和人工杂交法研究了桔梗（Platycodon grandiflorum）雄性不育单株不育性对光照、温度的反应,主要营养元素施用量、不同纬度地区栽培对育性的影响,以及雄性不育性的遗传规律。结果表明,与可育花相比,不育花雄蕊短小、花药干瘪萎缩、花粉败育;雌蕊发育正常,而花冠略大,结实特性与可育花相似。较低温度对彻底败育单株育性无明显影响,但可使微粉单株花粉量有一定增加;而不同地域栽培、不同土壤肥力、光照对桔梗不育性无明显影响;桔梗不育材料与商洛桔梗、淄博桔梗杂交结果表明,商洛栽培种中存在不育材料PA2、PA4的保持基因,淄博栽培种中存在不育材料的恢复基因。因此,本研究发现的桔梗彻底败育单株不育性在不同环境中表现较为稳定,败育特性受核基因和细胞质基因共同控制,属核质互作不育型。     

白菜型冬油菜叶片质外体蛋白提取及响应低温胁迫的蛋白表达分析

为了研究质外体蛋白在低温胁迫下白菜型冬油菜抗寒的作用机理,以陇油7号五叶期叶片为试材,采用2种不同提取液(提取液A:0.1 mol/L p H值=7.6 Tris-HCl、0.2 mol/L KCl、1 mmol/L PMSF,提取液B:0.05 mol/L p H值=7.6 Tris-HCl、0.01 mol/L EDTA-Na2、0.02 mol/L Vc、1 mmol/L PMSF)进行质外体蛋白提取效果比较。结果表明:提取液A的蛋白提取率达到了(0.073±0.004 6)mg/g,比提取液B提高了42.88%;经六磷酸葡萄糖脱氢酶(G6PDH)活性检测,提取液A提取的蛋白质污染率较提取液B低0.91%;双向电泳第一向等电聚焦IEF中,提取液A提取的蛋白质不仅除盐时间较提取液B短4.5 h,且获得的凝胶图谱清晰;通过丰度计算,得到陇油7号低温胁迫(4℃,48 h)后具有显著差异的蛋白点339个,其中表达量变化在2倍以上的蛋白点为46个,包括上调表达蛋白点18个,下调表达蛋白点21个,特异性表达蛋白点7个,推测这些差异蛋白点可能与低温胁迫有关。对特异表达的7个蛋白点进行质谱分析鉴定,得到与低温胁迫相关的蛋白,为白菜型冬油菜超强抗寒品种陇油7号抗寒相关分子机理的研究奠定了基础理论。     

强冬性和春性甘蓝型油菜变种间杂种优势分析

为了研究甘蓝型强冬性与春性油菜变种间亲本组配的杂交组合之间的杂种优势表现,选用8个强冬性甘蓝型油菜和4个春性甘蓝型油菜作为研究材料,组配杂交组合,分析亲本及F₁的杂种优势强/弱。结果表明,冬×春组合的F₁生育期较冬性亲本明显缩短;在冬×春组合中,株高、分枝部位、主花序长度、角果长度和单株有效角果数等方面有较强的杂种优势,其中角果长度(超亲优势：10.61%,杂种优势指数：128.81%)和单株有效角果数(超亲优势：17.31%,杂种优势指数：143.92%)杂种优势最为明显。结合杂种表现和杂种优势结果,说明甘蓝型油菜变种间杂交比种内杂交具有更明显的杂种优势表现,并且角果长度和单株有效角果数的超亲优势和杂种优势指数最高。本研究结果为今后研究甘蓝型油菜变种间杂种优势的研究利用提供了基础。     

白菜型油菜春化基因BrFLCsBrFLC序列变异分析

为寻找与冬春性关系密切相关的变异,为开发冬春性品种的鉴定开发分子辅助标记提供理论依据。本研究,采用巢式和半巢式扩增法对感温性和抗寒性强弱不同的5个白菜型油菜品种的BrFLCsBrFLC基因的第4外显子至第7外显子进行了特异性扩增。除BrFLC5无扩增结果外,其余三个基因均得到扩增序列。序列比对结果发现,3个BrFLCsBrFLC在第4外显子至第7外显子均存在有不同程度的等位变异,发生的主要等位变异有SNP和Indel两种类型。BrFLC1主要变异与冬春性相关性不大,与冬春性关系密切的变异主要发生在BrFLC2和 BrFLC3上。BrFLC2中检测到1个Indel类型和5个SNP类型变异位点与冬春性有关。BrFLC3中检测到1个Indel类型和16个SNP类型变异位点与冬春性有关。       

白菜型油菜春化基因BrFLC序列变异分析

为寻找与冬春性相关的变异,以开发冬春性品种分子辅助标记,采用巢式和半巢式扩增法,对感温性和抗寒性强弱不同的5个白菜型油菜品种的Br FLC基因的第4外显子至第7外显子进行了特异性扩增。除Br FLC5无扩增结果外,其余3个基因均得到扩增。序列比对结果发现,3个Br FLC在第4外显子至第7外显子均存在有不同程度的等位变异,发生的主要等位变异有SNP和Indel两种类型。Br FLC1变异与冬春性相关性不大,与冬春性关系密切的变异主要发生在Br FLC2和Br FLC3上。Br FLC2中检测到1个Indel类型和5个SNP类型变异位点与冬春性有关。Br FLC3中检测到1个Indel类型和16个SNP类型变异位点与冬春性有关。     

白菜型冬油菜和春油菜杂交后代抗寒性与植物学特性

对强抗寒性白菜型冬油菜陇油7号和陇油9号与优质白菜型春油菜品种Parkland杂交后代群体的感温性(冬春性)、植物学特性、越冬率等进行了初步分析研究。结果表明:(1)两个杂交组合的F1代植株全部表现为冬性,可见冬性为显性,F2代和BC1冬春性发生分离,F2代冬春性均符合4∶1的分离,而BC1中以Parkland为轮回亲本时,后代冬春性符合1∶1的分离,以陇油7号和陇油9号为轮回亲本时,后代冬春性之比为4∶1。(2)以越冬率为抗寒指标分析发现陇油7号×Parkland杂交后代的抗寒性比陇油9号×Parkland杂交后代抗寒性强,这与冬性亲本抗寒性强弱一致,各世代抗寒性强弱依次是:以冬性为轮回亲本的BC1F2F1春性为轮回亲本的BC1。(3)相关性和灰色关联分析表明,越冬率与冬春杂交后代主要生物学特性紧密相关,相关程度依次为:心叶色生长习性冬春性叶色。分析得出,植株形态特征与抗寒性有密切的关系,一般心叶为紫色、叶色深绿或浅绿、匍匐或半直立生长的幼苗,其越冬率较大,抗寒性较强。     

低温胁迫下白菜型冬油菜差异蛋白质组学及光合特性分析

分离鉴定白菜型冬油菜低温差异表达蛋白质, 从蛋白质组角度揭示白菜型冬油菜抗寒机理奠定基础。以强抗寒白菜型冬油菜陇油7号为材料, 采用双向电泳和质谱分析技术, 比较低温(4°C、–4°C)和常温(25°C/20°C)下叶片蛋白质组差异;对差异蛋白进行KO和KEGG功能分析。结果表明,低温下陇油7号生长点下陷、植株匍匐, 气孔处于关闭或半关闭状态。2-DE和PDQuest8.0.1软件分析表明, 常温和4°C低温下叶片蛋白质斑点数分别726、738;相对于常温处理, 4°C低温下陇油7号叶片10个蛋白点特异表达、5个蛋白点未表达;MALDI-TOF-TOF MS质谱分析鉴定出11个蛋白质, 参与碳水化合物代谢、糖代谢、氨基酸代谢、有机酸代谢、核酸代谢、信号转导与细胞通讯等细胞过程。冰晶形态显微观察结果表明低温处理后陇油7号叶片蛋白质提取液中含有高活性抗冻蛋白(antifreeze proteins, AFPs)。鉴定的11个蛋白质中, 有5个蛋白质点与光合作用有关, 低温下陇油7号叶片1,5-二磷酸核酮糖羧化酶(RuBPCase)活性和净光合速率Pn下降。叶片Pn下降与RuBPCase表达抑制和活性降低有关, 非气孔限制是Pn下降的主要因素;高活性抗冻蛋白在白菜型冬油菜抗寒中发挥重要作用。     

低温胁迫下内源ABA、GA及比值对白菜型和 甘蓝型冬油菜抗寒性的响应

为阐明低温胁迫下激素含量对冬油菜枯叶期的调控和对抗寒性的响应,为冬油菜抗寒性研究提供依据,以8份不同抗寒等级的白菜型和甘蓝型冬油菜为材料,利用盆栽试验,待幼苗长至5~6片真叶时在人工气候箱中进行低温处理(25℃、10℃、2℃、?5℃),分析低温胁迫后冬油菜内源ABA、GA含量和叶绿素的变化。回归分析表明温度与ABA含量存在显著的负相关,回归方程符合y=?ax+b,随着温度的降低,内源ABA含量呈先缓慢(10℃)后迅速上升(2℃、?5℃)的趋势,且温度处理间、温度与品种互作间差异极显著;由于激素间的拮抗作用GA含量变化则恰好相反。当在0℃以上低温时,品种间ABA含量无明显差异,当温度降到?5℃,白菜型冬油菜ABA含量明显高于甘蓝型,抗寒性强的品种高于抗寒性弱的品种。ABA含量的升高导致叶绿素含量的变化,随着温度降低,叶绿素含量呈先降低后增加的趋势,但总体呈下降趋势,且白菜型冬油菜和甘蓝型冬油菜之间存在不同的响应机制,这种作用使白菜型冬油菜叶绿素含量低于甘蓝型冬油菜,导致白菜型冬油菜枯叶期提前,提早进入越冬期,增加了对低温冻害的御性和避性。因此,随着温度的降低冬油菜叶片ABA含量上升,叶绿素降解,白菜型冬油菜更早进入枯叶期,枯叶期较早和降温后ABA含量高是白菜型冬油菜抗寒性较强的主要原因。     

桔梗雄性不育花蕾抗氧化及渗透调节物代谢特性研究

在桔梗花器官发育过程中,取不同发育时期的桔梗花蕾,测定其可溶性糖含量、游离脯氨酸含量、可溶性蛋白质含量、超氧化物歧化酶活性、过氧化物酶活性、过氧化氢酶活性和丙二醛含量,比较分析桔梗不育材料与可育材料花蕾发育过程中生理生化特性差异。结果表明,1)花前花蕾发育的各阶段,桔梗不育花蕾可溶性糖含量、游离脯氨酸含量和可溶性蛋白质含量均低于相应可育花蕾,其中尤以游离脯氨酸表现最为明显,随开花前花蕾的发育,可育花游离脯氨酸含量不断升高,而不育花蕾中其含量较低且变化很小。2)与可育花蕾相比,不育花蕾在发育过程中SOD、POD、CAT活性变化趋势基本相同,但其活性明显高于可育花蕾。3)在桔梗花蕾发育的各阶段,不育花丙二醛含量均明显高于相应可育花。桔梗不育花蕾(开花前)生长发育过程中,体内活性氧代谢紊乱、丙二醛积累及游离脯氨酸等“物质代谢损亏”可能是引起桔梗雄性败育的原因。     

桔梗种子休眠解除方法研究

由于桔梗种子内含有活性较高的萌发抑制物质,使种子处于休眠状态,新鲜种子在适宜条件也不易萌发,常给生产和科研工作带来不便.通过研究外源物质对桔梗种子休眠的影响,以探讨种子休眠解除方法,结果表明:20-100 mg/L 6-BA浸种明显抑制种子萌发;KMnO4、H2O2和NAA浸种对种子萌发和解除休眠无显著作用;KN03和GA3浸种显著促进种子萌发,可有效解除种子休眠,其中以O.5%KNO3和250mg/LGA3浸种24 h效果最佳,是解除桔梗种子休眠的2种有效措施.