苹果赤霉素信号转导因子MdGAMYB的克隆和表达分析

以‘长富2号’苹果为试验材料,从其短枝顶芽中克隆得到1个赤霉素信号转导因子MdGAMYB,对其进行生物信息学和表达分析。结果表明,MdGAMYB的开放阅读框(ORF)长度为1 656bp,编码551个氨基酸,蛋白质分子量为59.741 kD。生物信息学分析表明MdGAMYB编码的蛋白存在多个糖基化位点和磷酸化位点;序列分析表明,Md GAYMB和其他物种的GAMYB蛋白有很高的相似性,均含有保守的R2R3 DNA结合域和GAMYB家族所特有的Box1,Box2和Box3保守区域;系统进化分析表明,Md GAYMB与梨、梅花、草莓、枣和葡萄等的GAMYB蛋白具有较高的同源性。实时荧光定量PCR分析表明,Md GAYMB具有组织表达特异性,在叶片、花和芽中的表达量较高。外源GA3处理抑制了花芽孕育和翌年成花,抑制MdGAMYB的表达。在易成花品种‘烟富6号’中的表达量高于难成花品种‘长富2号’。     

桃若干重要特异性状的遗传趋向分析

为了明确桃树菊花花形、窄叶形、白化与黄化叶色及盘龙形与垂枝形树形等6个性状的遗传特性,以‘粉菊花桃’ב红根甘肃桃1号’、‘红花重瓣垂枝桃’(简称‘红垂枝’)ב粉菊花桃’、‘S9’ב粉菊花桃’、‘粉菊花桃’ב瑞光2号’、‘红珊瑚’×(‘粉菊花桃’ב瑞光2号’)为组合配制F_1和F_2代,研究菊花花形、叶片白化及垂枝树形的遗传特性;以‘98-4-32’ב金蜜狭叶桃’、‘99-7-14’ב金蜜狭叶桃’及‘99-7-15’ב金蜜狭叶桃’为组合配制F_1和F_2代,研究窄叶形遗传趋向;以‘北京2-7’ב白花山碧桃’为组合配制F_1和F_2代,研究叶片黄化遗传特点;以‘红垂枝’ב帚形山桃’及‘96-7-56’ב帚形山桃’为组合配制F_1和F_2代,研究盘龙形树形的遗传。结果表明:在蔷薇花形与菊花花形组合中,"蔷薇形/菊花形"表现出2对等位基因(Ch/ch及Ch_2/ch_2)控制的遗传特性,且蔷薇形对菊花形为显性;在铃形花形与菊花花形组合中,F_1代蔷薇形表现为二者的中间类型。在‘98-4-32’ב金蜜狭叶桃’及‘99-7-14’ב金蜜狭叶桃’组合中,"宽叶/窄叶"表现出2对等位基因(Nl/nl及Nl_2/nl_2)控制的遗传特性,且宽叶对窄叶为显性;在‘99-7-15’ב金蜜狭叶桃’组合中,"宽叶/窄叶"表现出1对等位基因控制的遗传特性。叶片"正常/白化"表现出1对等位基因(Wl/wl)控制的遗传特性,且正常对白化为显性,白化基因可能来自‘粉菊花桃’;叶片"正常/黄化"表现出2对等位基因(Yl/yl及Yl_2/yl_2)控制的遗传特性,其中1对为显性时对另一对具有抑制作用,黄化基因可能来自‘白花山碧桃’。直立树形同时表现为盘龙形与垂枝形及盘龙形与开张形的中间类型;"开张形/垂枝形"表现出1对等位基因(We/we)控制的遗传特性,且开张对垂枝为显性。结论:菊花花形由2对隐性基因(chchch_2ch_2)控制;窄叶形可能由2对隐性基因(nlnlnl_2nl_2)控制;叶片白化由1对隐性基因(wlwl)控制;叶片黄化可能由2对等位基因(Yl_yl_2yl_2或Yl_2_ylyl)控制;仅盘龙形与直立形由1对等位基因(Br_2/br_2)控制,其中盘龙形基因型为br_2br_2;垂枝形由1对隐性基因(wewe)控制。     

H_2O_2在外源GA_4解除果梅季节性休眠中的信号作用

以GA_4处理的果梅休眠芽和转PmRGL2基因杨树叶片为材料,通过测定H_2O_2含量、抗氧化酶类活性及其编码基因和信号转导相关基因表达的变化,分析了H_2O_2在外源GA_4解除果梅休眠中的信号作用。结果表明:GA_4处理的果梅花芽的萌芽率显著高于对照,且H_2O_2含量在休眠解除时达到峰值,信号转导相关基因表达发生规律性变化;‘桃形梅’和‘丰后’的需冷量分别为574 CH(低温小时数Chilling hours)和1 108 CH,休眠解除前后,两品种叶芽中的H_2O_2含量没有显著差异,但需冷量低的‘桃形梅’具有更高的抗氧化酶类活性;转Pm RGL2杨树中NADPHoxi下调表达,有利于使H_2O_2含量维持在较低水平,并对赤霉素合成及信号转导相关基因的表达产生影响,而抗氧化酶类活性及其编码基因的表达量上升。推测GA_4通过调控抗氧化酶类活性而影响H_2O_2含量的变化,并引起上下游多种信号相关基因表达水平的变化,最终对休眠解除起作用。     

紫花地丁开放花与闭锁花的发育及可溶性糖与淀粉含量的研究

紫花地丁(Viola philippica)为典型的两型花自花受精植物,具有开放花和闭锁花混合繁育系统。通过对开放花和闭锁花花芽形态发育的比较发现:开放花与闭锁花在花芽发育早期形态相似,4轮花器官原基均正常发生。出现明显差异的时期为4轮花器官原基形成以后,小孢子发育时期为产孢细胞阶段,开放花的5个花瓣与5枚雄蕊继续发育,每个雄蕊有4个花药室;而闭锁花只有2枚雄蕊继续发育,每个雄蕊有2个花药室,其余雄蕊与所有的花瓣依然为器官原基状态,不再发育。通过对花芽与叶片可溶性糖与淀粉含量的检测发现,花器官原基形成之后,开放花与闭锁花形态出现明显差异阶段开始,随着花芽的发育,可溶性糖与淀粉含量均呈上升趋势,且开放花花芽中的含量均明显高于对应发育阶段闭锁花花芽;而开放花植株的叶片可溶性糖与淀粉含量均低于闭锁花植株叶片,说明开放花所需要的能量高于闭锁花,推测可溶性糖与淀粉含量的差异与两型花发育有一定的关系。     

吉林省耕地压力指数时空分异特征研究及其预测研究

笔者运用耕地压力指数模型和灰色系统理论GM(1,1)模型,对吉林省2003—2012 年间的耕地利用压力指数时空分异特征进行分析,并对其动态变化和未来发展趋势进行了预测。研究结果显示：随着时间的推移,加之国家放开“二胎政策”人口不断在增加,未来人口会出现增加趋势,即使在规定未来十年内人们的人均食物需求量也会不增加的基础上,最小人均耕地面积的增加幅度越来越小,以及大量耕地向建设用地转换,使得耕地压力指数有过大的趋向,而且2017—2027 年吉林省的耕地压力指数处于上升的趋向,即使耕地压力不是很明显,但仍不可忽视。过大的趋向,而且2017-2027年吉林省的耕地压力指数处于上升的趋向,即使耕地压力不是很明显,但仍不可忽视。     

利用InDel分子标记分析海南山栏稻品种籼粳特性

为明确海南山栏稻品种的籼粳分化特性与遗传变异规律,利用34个籼粳特异InDel分子标记和24个SSR分子标记对22个海南山栏稻品种的籼粳特性与遗传变异进行分析。InDel分子标记鉴定结果表明,供试品种粳型基因频率变幅在0.68~0.83,以粳型品种为主,占到总品种的63.6%,未发现籼型或偏籼型品种。海拔梯度分析表明,海南山栏稻中粳型品种分布范围更为广泛,具有更强的环境适应能力。遗传变异分析表明,在供试群体中共检测到191个等位基因,其中稀有等位基因(基因频率≤0.05)数为86个,占到总等位基因数的45.03%。在供试的3个地理来源中,琼中县的遗传多样性最为丰富。     

栽培密度对高产大豆根系生长及花荚形成的影响

为探明栽培密度对高产大豆根系生长和花荚形成的影响规律,田间试验设置21.0（D₁）、30.0（D₂）、48.0（D₃）×104株·hm^-2 3种栽培密度,研究了新大豆27号、新大豆8号在0~60 cm土层中根系生长、开花、结荚过程及产量的变化。结果表明,相对于D1,D2、D3密度下新大豆27号总根干重增加了23.68%、18.48%,总根长增加了9.33%、26.72%,新大豆8号总根干重增加了27.25%、19.71%,总根长增加了6.94%、30.80%,且增量以40~60 cm为主;增加至密度D₃时,新大豆27号开花和结荚高峰出现时间较D₁分别推迟了2、8 d,新大豆8号推迟了2、6 d,但二者单位面积的总花数、总荚数、总腔数和总粒数分别较D₁提高了51.92%、10.29%、7.66%、23.05%和49.47%、31.91%、35.40%、16.11%;总花数与始荚期根干重、根长度呈正相关关系,新大豆27号R²值分别为0.8477^*、0.9106^*,新大豆8号R²值分别为0.7531、0.9993^**;总腔数与始粒期根干重、根长度呈正相关关系,新大豆27号R²值分别为0.6954、0.9837^**,新大豆8号R²值分别为0.7902^*、0.9277^*;且根长度与总花数、总腔数的关系比根干重更密切。合理密植显著提高大豆籽粒产量,是密植促进了大豆根系生长,增加了单位面积总根长和深层根量,进而增加了单位面积花数、荚数、腔数和粒数的结果。     

红富士苹果芽变系DNA甲基化研究

以35份富士苹果(Malus×domestica Borkh.‘Fuji’)芽变材料为试材,利用甲基化敏感扩增多态性(Methylation Sensitive Amplified Polymorphism,MSAP)分析和UPGMA聚类方法,对其基因组甲基化修饰水平、变异模式以及表观遗传变异关系进行研究。结果表明:(1)不同富士系得到不同的MSAP扩增,总DNA甲基化水平27.90%～36.16%,平均32.87%,双链全甲基化为主要甲基化方式;(2)富士芽变材料绝大多数位点保持了原有甲基化模式;(3)绝大多数芽变(68.57%)检测到全部的甲基化变异模式(12种),去甲基化频率极显著高于甲基化频率(P <0.01),且CG去甲基化极显著高于CHG;(4)36份种质遗传相似系数平均值0.89(0.79～0.92),在聚类图上,富士原种分布在芽变系集中区外,新近发生的芽变系更倾向于聚在一起,着色系片红型和条红型芽变呈分散排布状态。总的来看,富士芽变的甲基化变异模式丰富,超甲基化和去甲基化相伴发生,但以去甲基化为主;‘富士’着色芽变与其最原始品种富士,以及芽变之间发生了较大表观遗传变异;片红和条红型芽变聚类未表现明显偏好性。本研究将为进一步开展富士着色系芽变机理研究提供指导,可以CG去甲基化为切入点展开深入研究。     

Effects of DHRS3 in C2C12 Myoblast Differentiation and Mouse Skeletal Muscle Injury

Myoblast differentiation is an essential process during skeletal muscle development. C2 C12 myoblast is a commonly used experimental model to study muscle cell differentiation in vitro. Dehydrogenase/reductase(SDR family) member 3(DHRS3) is a highly conserved member in short-chain alcohol dehydrogenase/reductase superfamily and has been shown to be involved in the metabolism of retinol. Previous experimental results showed that the expression of DHRS3 increased significantly during the differentiation of myoblasts differentiation. However, the effect of DHRS3 on mouse muscle cell differentiation was unclear. The objective of current study was to determine if DHRS3 affected muscle cell differentiation, and if DHRS3 was involved in muscle regeneration. Protein expression was determined by western blot and immunofluorescence analysis. The activation and inhibition of DHRS3 increased and decreased C2 C12 myoblast differentiation respectively, which indicated that DHRS3 could affect C2 C12 myoblast differentiation. DHRS3 expression was significantly changed during muscle regeneration, with the regeneration of muscle injury, the expression of DHRS3 tended to increase first and then decrease. It suggested that DHRS3 might be involved in muscle regeneration. In summary, this study confirmed the involvement of DHRS3 in C2 C12 myoblast differentiation and mouse skeletal muscle regeneration and provided a theoretical basis for further elucidating the molecular mechanism of muscle development.