夜间低温对白菜型冬油菜光合机构的影响

【目的】探讨夜间低温对白菜型冬油菜叶片光合机构的影响机理及品种间差异。【方法】采用人工气候室内模拟夜间低温对白菜型冬油菜幼苗叶片气孔形态、叶绿体超微结构、光合特性及产物分配与积累的影响。【结果】昼/夜温度为20℃/10℃时,与弱抗寒品种天油2号相比,超强抗寒品种陇油7号生长点较低,株型匍匐,叶色深,叶绿素含量、胞间CO₂ 浓度（C_i）、叶片净光合速率（P_n）处于同一显著水平。当夜间温度降至5℃处理7 d后,不同抗寒品种气孔导度（G_s）、C_i、P_n下降,叶绿素含量、根/冠升高,表明低夜温下不同品种均有更多光合产物被优先输送到根部;天油2号叶片叶缘、叶尖呈卷曲状或水渍斑状,表现明显冻害症状,陇油7号叶色加深,叶片平展,生长点下陷,未见冻害;夜温降低处理后白菜型冬油菜叶片叶绿素均升高,不同品种叶绿素升高幅度明显不同,天油2号比对照升高6.0%,陇油7号升高9.6%;此时,天油2号大部分气孔关闭或半关闭,其叶片胞间C_i高于陇油7号,G_S、P_n显著低于陇油7号,表明在夜间温度为5℃时,天油2号光合作用受到显著抑制,非气孔限制是引起其光合效率降低的主要原因;而陇油7号在5℃低夜温条件下,叶片气孔大部分仍保持开放,叶片P_n、C_i虽略有下降,但与对照（昼夜温度为20℃/10℃）处于同一显著水平,在5℃低夜温条件下仍保持较高的光合能力。昼/夜温度为20℃/10℃时,白菜型冬油菜叶绿体紧贴细胞内壁整齐排列,基粒片层垛堞整齐紧密,基质片层整齐有序,叶绿体外形呈梭状或单面凹透镜形,内含淀粉颗粒,陇油7号淀粉粒数量和直径均大于天油2号;当昼/夜温度降为20℃/-5℃时,天油2号下部叶片已全部干枯,持绿叶片叶出现水渍状冻害,陇油7号心叶深绿色,下部叶变黄,但叶片平展,叶面呈块状泛红;天油2号相邻叶绿体融合、叶绿体外膜破裂、释放出內溶物,基粒溶解、基质片层断裂,叶绿体膜有序结构完全损坏;陇油7号叶绿体外膜完整清晰,保持部分基粒结构,基质片层结构较完整,其内仍有少量淀粉粒存在;-5℃低夜温处理后冬油菜不同品种C_i升高,叶绿素含量、G_s、P_n下降;但不同品种叶绿素含量、气体交换参数等存在显著差异,天油2号叶绿素含量显著低于陇油7号,其P_n迅速降低到0.210 μmol CO₂·m^-2·s^-1,比对照下降256.2%,陇油7号P_n为0.434 μmolCO₂·m^-2·s^-1,是天油2号的2.06倍,在-5℃低夜温处理后陇油7号仍有较高的光合速率;陇油7号根/冠显著高于天油2号,表明陇油7号更多光合物质被优先输送到根部保存。【结论】低夜温造成白菜型冬油菜叶绿体光合膜结构损伤,引起叶片P_n降低,昼/夜温度为20℃/5℃时,P_n的下降主要与气孔限制相关,而昼/夜温度为20℃/-5℃时,P_n下降主要由非气孔限制引起。     

氯化钠对豌豆根尖细胞的致畸效应

以不同浓度的氯化钠为诱变剂,运用根尖细胞微核检测技术和染色体畸变实验方法,测定了豌豆根尖细胞的有丝分裂指数、微核率和染色体畸变率。结果表明：氯化钠能降低豌豆根尖细胞的有丝分裂指数,诱发较高频率的微核率和染色体畸变。浓度为0．05～0．25mol／L时,随着氯化钠浓度的增加,有丝分裂指数降低,而微核率、染色体畸变率均升高。即氯化钠对豌豆根尖细胞具有明显的致畸效应。     

播期对北方白菜型冬油菜生长发育及产量的影响

研究不同播期下对北方旱寒区5个白菜型冬油菜品种的越冬率、生长发育、根冠比及产量构成因素的变化,分析了播期对白菜型冬油菜生长发育和产量的影响。结果表明,随着播期的推迟,白菜型冬油菜越冬率下降,播期与越冬率呈显著负相关;播期推迟7d,品种的出苗所需天数增加,出苗期推迟,全生育期缩短4～7d,干物质积累、根冠比下降,株高、主花序长、单株角果数、千粒重、产量以及含油率均随着播期的推迟相应降低;试验表明适期早播对促进白菜型冬油菜的生长发育,提高越冬率,增加产量有重要作用。     

盐碱胁迫对油菜种子萌发和根尖细胞有丝分裂的影响

以冬油菜品种“陇油6号”为材料,通过中性盐NaCl∶Na₂SO₄(9 mol∶1 mol)混合胁迫(浓度为40、80、120、160、200 mmol·L^-1和240 mmol·L^-1,Na⁺浓度依次为44、88、132、176、220 mmol·L^-1和264 mmol·L^-1)和碱性盐NaHCO₃∶Na₂CO₃ (9 mol∶1 mol)混合胁迫(浓度为10、20、30、40、50 mmol·L^-1和60 mmol·L^-1,Na⁺浓度依次为11、22、33、44、55 mmol·L^-1和66 mmol·L^-1)处理油菜种子和幼苗,研究不同盐、碱胁迫下油菜种子萌发特性并观察根尖细胞有丝分裂的形态变化。结果表明：对“陇油6号”种子萌发和幼苗生长无害的最大混合盐浓度为160 mmol·L^-(pH=6.67,Na⁺=176 mmol·L^-1),最大混合碱浓度为50 mmol·L^-1(pH=9.29,Na ⁺=55 mmol·L^-1);随着盐、碱胁迫浓度增大,“陇油6号”幼苗根尖细胞有丝分裂指数逐渐 降低,细胞微核率和染色体畸变率先上升后下降,碱性盐溶液胁迫下降幅度明显大于中性盐溶液胁迫;在同一盐、碱胁迫浓度时,处理时间越长,根尖细胞有丝分裂指数越低,染色体畸变率和微核率越高。这表明盐、碱胁迫对“陇油6号”种子萌发和幼苗生长是两种不同的胁迫,且碱性盐胁迫强于中性盐。     

北方强冬性甘蓝型冬油菜生长锥与抗寒性的关系研究

为探究北方强冬性甘蓝型冬油菜（Brassica napus L.）生长锥低温响应特性及其与抗寒性的关系,以冬性不同的甘蓝型冬油菜为试验材料,通过体式显微镜解剖、石蜡切片、扫描电镜等方法观察生长锥形态,通过测定半致死温度（LT50）鉴定不同品种的抗寒性,并对STM等生长锥调控关键基因进行克隆和表达分析。结果表明,冬前低温处理后,强冬性抗寒品种VHTSG10与VHTS309-4苗期的生长锥表面光滑,相对高度较低,弱冬性材料VH天油2288和VH新油23号苗期的生长锥表面有小突起组织,相对高度较高;不同品种间LT50与生长锥相对高度极显著正相关;调控苗期生长锥分化的关键基因BnSTM,其相对表达量与生长锥相对高度显著正相关,而BnCUC2基因相对表达量与生长锥相对高度极显著负相关;BnSTM基因存在1149 bp的完整开放阅读框,编码382个氨基酸,包含KNOX1、KNOX2、ELK和Homeobox＿KN 4个保守结构域,与白菜型油菜（Brassica rapa L.）的亲缘关系较近,蛋白序列相似性为98.69%,亚细胞定位分析表明BnSTM蛋白在细胞核表达,参与茎尖分生组织的生长发育,与...     

白菜型冬油菜抗寒相关性状的遗传分析

【目的】了解白菜型冬油菜抗寒相关性状的遗传方式,为油菜抗寒性的遗传育种提供一定的理论依据。【方法】以6个抗寒性不同的白菜型冬油菜品种(系)为亲本材料,按照GriffingⅠ配制完全双列杂交组合,将亲本和F_1种植后测定抗寒性相关的性状以获得试验数据。采用QGAStation软件中的加性-显性遗传模型和MINQUE(1)法,对白菜型冬油菜越冬率及11个理化性状的遗传方差分量比率、遗传相关性、亲本加性效应、组合显性效应和遗传率以及杂种优势进行分析。【结果】越冬率、POD活性、SOD活性、可溶性糖含量、相对电导率、叶绿素含量、蒸腾速率和气孔导度的遗传主要以加性效应为主,显性效应影响较小;CAT活性、丙二醛含量、可溶性蛋白含量和净光合速率则主要以显性效应为主。在基因型和表现型的相关分析上,越冬率与CAT活性、POD活性、SOD活性、可溶性蛋白含量、可溶性糖含量、叶绿素含量、蒸腾速率、气孔导度和净光合速率呈极显著正相关,与丙二醛含量和相对电导率则呈极显著负相关。陇油7号和陇油8号在越冬率、CAT活性、POD活性、SOD活性、可溶性蛋白含量、可溶性糖含量、叶绿素含量、蒸腾速率、气孔导度和净光合速率上的加性效应均呈正值,表明陇油7号和陇油8号可用作提高后代抗寒性的亲本。显性效应分析表明,陇油7号×GY和陇油7号×陇油8号是抗寒性强的组合。狭义遗传率以SOD活性、相对电导率、蒸腾速率和越冬率的表现最好,分别为74.63%、59.06%、57.49%和56.87%,CAT活性最低,为2.83%。CAT活性、可溶性蛋白含量和净光合速率3个抗寒相关性状具有很强的群体平均优势和群体超亲优势。【结论】越冬率、SOD活性、相对电导率和蒸腾速率适宜在早代选择,亲本评价分析指出,陇油7号的一般配合力高,可作为冬油菜抗寒性改良的首选亲本。     

不同光质的光周期对青蒜苗生长、光合特性及蔗糖合酶活性的影响

为寻找适宜青蒜苗生长的光环境,以民乐紫皮大蒜为培养材料,设置短光照(12 h光照/12 h黑暗)和长光照(18 h光照/6 h黑暗)2种光周期,每种光照期分别设置白光、白光+红光、白光+蓝光、白光+红蓝混光4种光质,共8个光周期组合：12 h白光/12 h黑暗(12W/12D)、6 h白光+6 h红光/12 h黑暗(6W+6R/12D)、6 h白光+6 h蓝光/12 h黑暗(6W+6B/12D)、6 h白光+6 h(红光+蓝光)/12 h黑暗(6W+6(R+B)/12D)和18 h白光/6 h黑暗(18W/6D)、6 h白光+12 h红光/6 h黑暗(6W+12R/6D)、6 h白光+12 h蓝光/6 h黑暗(6W+12B/6D)、6 h白光+12 h红蓝混光/6 h黑暗(6W+12(R+B)/6D),测定其对青蒜苗生长和光合特性及蔗糖磷酸合酶(SPS)活性的影响。结果表明：(1)与短光照光周期相比,长光照光周期处理的青蒜苗叶长、假茎长和C_i分别降低17.66%、16.38%和20.38%(P<0.05),其中18W/6D处理降低最多,降幅分别为25.88%...     

低温胁迫下白菜型冬油菜脂肪酸组分及FAD3的差异表达分析

为探究白菜型冬油菜(Brassica rapa L.)脂肪酸组分对低温胁迫的响应及脂肪酸去饱和酶FAD3(ω-3-fatty acid desaturase)基因与抗寒性的关系,采用气相色谱-质谱法测定了3个不同抗寒性白菜型冬油菜品种在低温胁迫下根和叶的脂肪酸组分变化;利用同源克隆法获得白菜型油菜陇油7号FAD3的CDS序列,利用生物信息学方法对其进行分析。结果显示:低温胁迫下,强抗寒品种陇油7号根部亚油酸和亚麻酸的含量较不抗寒品种Lenox分别高157%和89%,陇油7号根部脂肪酸不饱和指数(IUFA)较Lenox高91%,即低温胁迫下,强抗寒品种的亚油酸、亚麻酸和IUFA均显著高于不抗寒品种;陇油7号FAD3序列CDS区全长1 290 bp,编码429 aa,分子质量约49.16 kD,等电点为8.60,是一种稳定的亲水蛋白。多序列比对分析发现其编码蛋白与同一科属中大白菜相似性最高,为100%,进化树分析结果也表明FAD3蛋白与大白菜亲缘关系较近。荧光定量表达分析发现低温胁迫下,FAD3基因在陇油7号、天油2号和Lenox根中的表达量较对照(22℃)分别增加了690%、590%和710%,说明FAD3基因通过上调表达来适应低温,且其表达量与IUFA呈正相关关系。     

白菜型冬油菜铜锌超氧化物歧化酶(Cu/Zn-SOD)基因的克隆及其在低温条件下的表达分析

超氧化物歧化酶(SOD)是一种逆境条件下清除细胞内活性氧的关键酶,而铜锌超氧化物歧化酶(Cu/Zn-SOD)是该酶系中最主要的活性氧清除剂,与植物的抗逆性关系密切。本研究根据已发表的十字花科植物Cu/Zn-SOD基因的编码区设计引物,采用RT-PCR克隆超强抗寒冬油菜陇油7号Cu/Zn-SOD的cDNA序列,该基因全长459 bp。生物信息学分析表明,该基因与甘蓝型油菜(Brassica napus) Cu/Zn-SOD基因同源性高达99%,编码1个亲水性稳定蛋白,无跨膜结构域和信号肽,具有胞质Cu/Zn-SOD超基因家族特有的序列特征和保守结构区域。半定量RT-PCR以及SOD酶活性分析表明,低温诱导条件下Cu/Zn-SOD基因差异表达,在白菜型冬油菜适应低温胁迫过程中发挥重要作用。超强抗寒冬油菜陇油6号品种低温诱导蛋白的SDS-PAGE分析以及蛋白串联质谱技术鉴定表明Cu/Zn-SOD是受低温诱导表达的抗逆基因。     

北方白菜型冬油菜Ｆ2 主要生理生化特性的变异与抗寒性相关分析

 对白菜型冬油菜Ｆ_２群体主要生理生化特性的变化进行分析，利用陇油７号和陇油９号杂交得到１０３个Ｆ_２单株，对越冬率、幼苗习性、超氧化物歧化酶（ＳＯＤ）等８个指标进行调查、测定。对所得数据进行方差分析、聚类分析、相关分析、通径分析。结果表明，除ＳＯＤ 活性外，其余各指标在Ｆ_２群体中呈连续变异，分布频率大致接近正态分布，同时存在双向超亲分离现象。在聚类距离为３．５８处，Ｆ_２群体分为８个类群，群体间具有较大的遗传差异。相关分析表明所有指标与越冬率均有显著或极显著相关。各生理生化指标对越冬率的通径系数与相关系数方向均一致，但通径系数更有利于解释其本质，通过通径分析得到各指标对白菜型冬油菜越冬率相对重要性从大到小的顺序是：幼苗习性，ＳＯＤ 活性，ＭＤＡ含量，游离脯氨酸含量，ＰＯＤ 活性，ＣＡＴ 活性，可溶性蛋白含量。幼苗习性对越冬率主要是通过直接影响起作用，影响率达７９．８％，ＣＡＴ活性对越冬率的影响主要是通过间接影响起作用的，间接影响率达６８．７％，而其余各指标对越冬率的影响均是通过直接和间接影响共同起作用的。这些结果可为白菜型冬油菜数量性状抗寒基因定位分析提供有用的信息。