甘蓝型油菜显性细胞核雄性不育系宜3A花药发育的解剖学研究

对甘蓝型油菜显性细胞核雄性不育系宜３Ａ 花药发育过程中的显微结构和超微结构的观察结果表明, 宜３Ａ 雄性败育发生于花粉母细胞阶段, 其主要特点是花粉母细胞不进行减数分裂, 不能形成二分体或四分体; 花粉母细胞原生质体浓缩并逐步收缩, 最后解体; 在相当于正常油菜的单核小孢子阶段, 花粉母细胞壁上形成“类花粉壁”; 同时, 其绒毡层细胞质浓缩, 并逐步解体。     

两个海拔高度下甘蓝型油菜主要农艺性状及其对产量的影响

以9个甘蓝型油菜品种为研究材料,对其进行两个不同海拔高度的试验。研究表明:在高海拔下,对单株产量贡献大的前六个性状依次是,全株有效果数>每果粒数>千粒重>主序有效果数>分枝部位>主序长度。在低海拔区依次是,每果粒数>全株有效果数>千粒重>主序有效果>主序长度>分枝部位。方差分析结果表明:高海拔区油菜产量低于低海拔区产量,两者差异达极显著。海拔高度升高,油菜的株高、分枝部位、单株产量降低,一次有效分枝数和全株有效果数明显减少,千粒重增加。     

不结球白菜BcGAPDH的生物信息学分析

采用生物信息学方法对克隆测序的不结球白菜(Brassica campestris ssp.chinensis)Bc GAPDH(3-磷酸甘油醛脱氢酶)蛋白质的理化性质、跨膜区、亲水性、亚细胞定位、所含模体及蛋白质结构进行了预测。理化性质分析表明,该酶含有328个氨基酸,相对分子量为35 161.2,p I值为9.03。TMpred跨膜分析表明,该酶没有跨膜螺旋区,这与Prot Scale预测的该酶为亲水性蛋白质相吻合。用Target P server程序预测该酶定位于线粒体上,结构域分析表明该酶含有多种磷酸化位点,二级结构以α-螺旋和随机卷曲为主。借助SWISS-MODEL软件对该酶进行了三维同源建模。     

生物基包膜抑制型尿素对土壤温室气体排放及小青菜产量的影响

为研究生物基包膜氮肥对土壤温室气体排放及小青菜(Brassica chinensis)产量的影响,采用密闭式静态箱-气相色谱法测定盆栽试验条件下施用不同类型包膜尿素对土壤温室气体的排放特征,探究不同类型包膜尿素对土壤温室气体排放综合增温潜势(GWP)、排放强度(GHGI)及小青菜产量的影响。结果表明:抑制型尿素(I)、生物基包膜尿素(CRU)、生物基包膜抑制型尿素(CIRU)能够显著降低N_2O、CO_2、CH_4 3种温室气体的累积排放量。与普通尿素(U)相比,处理I、CRU和CIRU的N2O累积排放量显著降低了20.79%～79.52%,CO_2的累积排放量显著降低了46.53%～62.24%,CH4的累积排放量显著降低了25.38%～30.11%。与处理U相比,处理I、CRU和CIRU的GWP分别显著降低了40.44%、60.66%和65.02%;温室气体GHGI与GWP呈现出同样的趋势,处理I、CRU和CIRU分别显著降低了26.32%、70.53%和78.95%。与其他处理相比,处理CIRU具有最优的温室气体减排效果。处理CIRU的小青菜产量最高,为1 960.00 kg·hm~(-2),较处理U显著增产68.00%。研究表明,生物基包膜抑制型尿素在提高小青菜产量的同时还可以减少菜地温室气体排放及氮素气态损失。     

小白菜对镉污染土壤的植物修复

通过盆栽试验,研究了小白菜在不同水平镉(Cd)污染土壤中的耐受性以及富集指标,并施加不同水平螯合剂对修复效果进行强化。结果表明:低水平Cd处理对小白菜的株高、干重有促进作用,而高水平Cd处理则表现出抑制作用,在土壤Cd添加量为200mg/kg时小白菜的株高、干重分别比土壤未添加Cd的小白菜降低了26.6%和42.6%;植株体内Cd积累规律为根部大于地上部,各部位含Cd量及Cd吸收总量均随着土壤Cd添加量的增加而递增,在土壤Cd添加量为150mg/kg时达到最大值,之后则下降。另外,在本试验条件下,施加螯合剂均提高了小白菜对Cd的吸收,但高水平的螯合剂处理却导致小白菜死亡;土壤脲酶及过氧化氢酶的活性随着土壤Cd浓度的增加而降低,而种植小白菜后可以增加土壤脲酶及过氧化氢酶的活性,促进酶活性的恢复,说明小白菜具有修复Cd污染土壤的潜力。     

盐胁迫下甘蓝型油菜发芽期下胚轴和根长的全基因组关联分析

【目的】解析甘蓝型油菜发芽期根和下胚轴发育及耐盐性的调控位点,筛选油菜耐盐性相关的候选基因,可为油菜耐盐性改良提供依据。【方法】以317份具有代表性的甘蓝型油菜自交系为材料,在正常生长和盐胁迫条件下进行沙培鉴定,利用芸薹属60K SNP芯片和全基因组关联分析鉴定正常生长与盐胁迫下甘蓝型油菜发芽期根和下胚轴长度显著关联的SNP,并确定其连锁不平衡区间。通过区间内基因的功能注释及盐胁迫下油菜幼苗根和叶片转录组差异表达基因筛选连锁不平衡区间内的重要候选基因,并以实时荧光定量PCR分析候选基因的组织特异性和盐胁迫诱导表达模式,提高候选基因筛选的准确性。【结果】正常生长和盐胁迫下甘蓝型油菜发芽期下胚轴和根长在不同材料间变异较大,频次分布表明目标性状均为数量性状,受多基因调控。全基因组关联分析模型比较表明,MLM+P+K模型为最优模型。以此模型对目标性状进行全基因组关联分析,检测到45个显著关联SNP,其中40个与下胚轴长度显著关联,5个与根长显著关联,单个SNP解释的表型变异分别为9.12%—14.46%和7.67%—8.93%。重复检测的显著相关SNP中,值得注意的是C04染色体的rs8970,同时与4个性状显著关联,表型贡献率为7.67%—12.35%,是唯一在下胚轴长和根长间重复检测到的显著关联SNP。11个重要关联SNP中有6个位于10—442 kb的连锁不平衡区块中。转录组分析表明,11个连锁不平衡区间共包含447个基因,其中15个受盐胁迫诱导表达。转录组和基因功能注释综合分析表明,BnaSRO1、BnaPAGR2、BnaNPH3、BnaMYB124、BnaSAM-Mtase、BnaBIN2、BnaUMAMIT11、BnaEXPA7、BnaRPT3、BnaEF-hand和BnaF3H很可能为各自区间的候选基因。实时荧光定量PCR结果证实除BnaNPH3外,其他基因均在根或下胚轴中受盐胁迫诱导上调表达。组织特异性分析还发现BnaUMAMIT11、BnaPAGR2和BnaEXPA7主要在萌发的根和下胚轴中特异表达,BnaRPT3、BnaBIN2和BnaMYB124虽然呈组成型表达,但在萌发阶段的下胚轴中表达量最高,证实这些基因很可能参与油菜发芽期根和下胚轴生长发育及耐盐性的调节。【结论】全基因组关联分析共鉴定出45个控制油菜发芽期根和下胚轴发育及耐盐性的显著关联SNP。连锁不平衡、转录组和基因功能注释综合分析初步鉴定出11个重要候选基因。     

叶面喷施吲哚乙酸对油菜蕾薹期渍水的缓解效应

以油菜品种秦优7号(敏感)和苏油4号(耐渍)为材料,通过盆栽试验研究吲哚乙酸(IAA)对油菜蕾薹期渍水的缓解效应。蕾薹期渍水持续10d,渍水结束后,叶面喷施浓度为0.1mmol/L的IAA,随后的0~15d调查油菜的生理变化。结果发现:渍水后生物量和叶片光合色素含量降低;谷胱甘肽、抗坏血酸含量和超氧化物歧化酶活性升高;丙二醛含量升高;蔗糖合成酶、蔗糖磷酸合成酶活性上升,蔗糖和可溶性糖含量增加。渍水结束后喷施IAA,对敏感的秦优7号缓解效应更明显;叶片中的光合色素含量升高,5d后显著恢复生长;蔗糖磷酸合成酶活性降低,降低蔗糖含量;蔗糖合成酶活性降低,减少蔗糖的分解;尤其是喷施15d后IAA对渍水胁迫的缓解作用最明显,苏油4号根干重显著增加,而秦优7号的根干重和茎干重均显著增加。叶面喷施IAA有效缓解单株角果数、每角粒数和产量的降低,但对抗氧化系统影响较小。     

纳米氧化锌对两种蔬菜种子发芽及幼苗生长的影响

为研究金属型纳米颗粒对蔬菜种子发芽性能和幼苗生长的影响,于2017年7月采用种子发芽试验,探究了不同浓度（0、50、100、200、500、700、1 000 mg·L^-1）下纳米氧化锌颗粒（ZnO NPs）和硫酸锌（ZnSO₄）处理对樱桃萝卜（Raphanus sativus L.）和小白菜（Brassica chinensis L.）种子发芽性能及幼苗生长的影响。结果表明：不同浓度ZnO NPs或ZnSO₄处理下两种蔬菜作物的发芽率与对照处理相比均无显著差异（P>0.05）,而两种蔬菜的生物量则均受到抑制。ZnO NPs及ZnSO₄处理对两种蔬菜根长的抑制作用强于芽长。ZnO NPs对两种蔬菜种子根长的抑制率比ZnSO₄更大,且抑制率均随着处理浓度的升高而增加,在1 000 mg·L^-1时最高,达到98%。而ZnSO₄对两种蔬菜芽长的抑制作用强于ZnO NPs。研究表明,尽管ZnO NPs和ZnSO₄对两种蔬菜发芽率无显著影响,但二者均在一定程度上抑制了两种蔬菜根长和芽长。     

甘蓝型油菜WRI1基因cDNA克隆与种子特异性表达载体的构建

WRI1基因所编码的转录因子参与糖酵解和脂肪酸合成,在种子油的积累过程中起着关键作用。在种子中超表达WRI1基因,对提高油菜种子含油量具有重要意义。本研究利用RT-PCR技术,从甘蓝型油菜湘油15号cDNA中分离克隆了5个WRI1基因全长cDNA序列,选取2种存在明显差异(碱基缺失)的cDNA序列构建植物种子特异性表达载体。为后续转基因研究这种差异是否会造成WRI1基因在提高含油量作用上的差异作准备。通过双酶切和连接反应,分别将WRI1基因和napin启动子基因插入到pBI121载体的GUSA基因和CaMV35启动子基因位置。酶切及PCR检测结果显示,napin启动子和WRI1已插入相应位置,完成2种载体种子特异性表达WRI1基因重组载体pBI121+napin+WRI1的构建,命名为pBI121NW2、pBI121NW4。     

硅酸盐对污染土壤铬、铅形态和小白菜吸收分布及其健康风险的影响

为保障蔬菜的品质安全,通过土壤盆裁试验,研究硅酸盐对Cr、Pb单一污染及Cr-Pb复合污染土壤中小白菜(Brassica chinensis)的生物量、土壤中Cr、Pb形态及小白菜体内Cr、Pb积累量的影响.结果表明,在受到较高水平的Cr～Pb污染时,小白菜对Pb的富集能力要明显高于Cr,被小白菜吸收的Cr、Pb都主要累积在根部.施用硅酸盐能通过减少土壤中有效态Cr、Pb的含量,从而减少小白菜对Cr、Pb的吸收,且施用效果明显,其中2.0 g/kg效果最好,但该处理严重抑制小白菜生长,不适于生产应用.而Si_1处理(1.00 g/kg)能在不影响产量的前提下极显著地降低小白菜茎中Cr、Pb的质量分数,并使叶中Pb的质量分数降至国家标准限量值附近或低于限量值,因此该处理在生产上极具应用前景.