植物花分生组织终止发育机制的研究进展

植物花的发育依赖于花分生组织(floral meristem,FM)活性的维持与分化。当FM完成各轮花器官原基的起始后,其活性会程序性地终止(termination),这个过程就是FM的终止发育过程(FM determinacy)。FM的终止发育是一个复杂精细且多步骤的调控过程。WUSCHEL(WUS)是一个具有同源异型结构域(homeodomain)的转录因子,其对FM的活性维持及终止发育发挥着重要作用。越来越多的研究表明许多转录因子以及环境信号、激素信号和表观遗传相关因子通过对WUS及其调节基因的调控来影响FM终止发育过程。本研究组首次在组织水平阐明了生长素和细胞分裂素调控FM活性的分子机制:AUXIN RESPONSE FACTOR3(ARF3)能够整合AG、APETALA2(AP2)和生长素(auxin)的信号通过抑制细胞分裂素(cytokinin)信号系统调控FM终止发育;还首次证实光信号对FM活性调控的分子机制:FAR-RED ELONGATED HYPOCOTYL3(FHY3)通过PHYTOCHROME A(PHY A)信号途径介导光信号对WUS表达的调控;在基因水平上首次揭示了染色质构象变化对FM终止发育的调控作用:AGAMOUS(AG)可以直接结合到WUS的调控区并招募Pc G蛋白对WUS5′-TSS和WUS3′-CRE的结合,以介导WUS染色质环状结构(chromatin loop)的形成,进而抑制WUS的转录,而DNA TOPOISOMERASE 1 TOP1α(TOP1α)对染色质的高级结构的重塑作用也是该染色质环形成的基础。随着3D基因组(three dimensional genomics)时代的到来为我们进一步理解FM终止发育机制提供了新的窗口,而FM终止发育机制在农业生产上的运用也体现了其巨大的应用价值。本文首先简述了拟南芥(Arabidopsis thaliana)花发育研究的发展史,介绍了花发育相关领域所关心的3个科学问题,并着重阐述了FM终止发育调控的研究进展与前景。     

菱传粉生物学研究

以6 个菱品种为试材,对花器形态特征、群体花期及单花开花动态、开花时间、柱头可授性、花粉活力、杂交指数 及传粉形式等进行观察测定。结果表明：菱花单生,两性,单花花期15 h,群体花期在5～10 月,盛花期在7～8 月;不同 品种在一天中的开花高峰期存在差异;柱头可授期主要在萼片开裂后2 h 内,结实率在50% 以上;花粉在自然授粉条件下活 力可保持7.5 h;以自花授粉为主,同时存在一定程度的无融合生殖和少量异花授粉。     

多胺与板栗花性别分化的关系

研究了板栗花性别分化期内源多胺含量变化以及外源多胺对板栗花性别分化的影响。结果表明,在板栗雄花分化期,抽生结果枝的芽内源腐胺和亚精胺含量高于抽生营养枝的芽;在板栗雌花分化期,抽生结果枝的芽和抽生营养枝的芽内源多胺含量变化基本一致,内源腐胺含量在萌芽前降至最低后到萌芽时升至较高水平,内源亚精胺和精胺含量在萌芽前均略有上升,到萌芽时迅速升至较高水平;在雄花分化期和雌花分化期,抽生结果枝的芽均以亚精胺含量变化幅度最大,腐胺次之,精胺最小。板栗雌花分化期施用外源多胺,外源腐胺对花芽分化(尤其是雌花分化)有显著抑制作用,亚精胺对雌花分化有促进作用。     

喷施赤霉素推迟和减少澳洲坚果成花的效应

以5 a生Own Choice品种为试材,研究赤霉素对澳洲坚果成花的影响。对用赤霉素处理植株与对照植株的花芽分化物候期进行了比较,并对花芽分化期间细根、枝条、叶片中的内源激素进行了测定分析。结果表明,赤霉素处理促进植株营养生长,抑制成花,花序伸长时期明显推迟,成花量显著减少,每节花序数量为1.45～1.52,而对照植株每节花序数量为2.55～2.60;澳洲坚果花芽分化期间,枝、叶中内源激素GA3、IAA水平下降,ABA水平上升,枝叶中较高的(ABA+ZT)/(GA3+IAA)比值可能有利于花芽分化;赤霉素处理使枝条、叶片中内源GA3、IAA含量增加,ABA含量减少,(ABA+ZT)/(GA3+IAA)的比值降低,但对根的激素影响较小。     

三角梅绿色嫩梢的花泥扦插繁殖技术初探

为了解决三角梅 Bougainvillea spp.新优品种繁殖难题,利用花泥进行6个品种的绿色嫩梢扦插繁殖试验。结果表明：花泥基质和泥炭+珍珠岩（1︰1）基质中的绿色嫩梢的生根率没有显著差异,但均极显著高于珍珠岩和木屑基质中的。IBA处理对绿色嫩梢扦插有明显促根作用,浓度可用100～300 mg/L。不同品种间扦插生根有显著差别,‘塔紫’生根率最高（100%）,其后依次为‘斑叶塔紫’（95.0%）、‘樱花’（72.0%）、‘金边大红’（71.0%）、‘银边浅紫’（61.0%）和‘金心双色’（54.0%）。扦插时间宜选择在6月底至8月初,该时段的扦插生根率极显著高于10月中旬。花泥扦插生根苗的移栽成活率为100%。     

蝴蝶兰花芽诱导过程中碳水化合物在叶与腋芽中的分配变化

 研究了粉色蝴蝶兰（KM 833）在两个不同条件下处理（处理组：人工气候箱日/夜温25℃/20℃；对照组：温室大棚生长条件）过程中叶片和腋芽中碳水化合物在叶与腋芽中的分配变化。结果发现对照的蝴蝶兰新叶开始时面积增长较快，但最后的叶面积的大小基本相同，处理组的单位叶面积干样质量在15 d后超过对照组；处理组蝴蝶兰叶片还原糖含量在20 d达到1个小高峰后下降，在30 d后开始急剧上升,至50 d达到最大值(31.08 mg·g^-1DM)，对照组的蝴蝶兰叶片还原糖含量在整个试验期间则较为恒定且缓慢地增长，腋芽中的还原糖含量则随时间而下降；两种处理蝴蝶兰叶片的可溶性糖和淀粉含量均随着时间的进程而逐步升高，处理组的蝴蝶兰腋芽中的可溶性糖和淀粉含量则在处理15 d内有个快速增加后缓慢下降，对照组腋芽的三类碳水化合物在处理期间处于上升趋势。无论在叶还是腋芽中,诱导组的碳水化合物含量均高于对照组。     

miRNA调控植物花芽分化的研究进展

综述了miR156、miR172、miR159/319等microRNA家族在花芽分化调控中的研究进展,并展望了microRNA在果树花芽分化过程中的研究前景.     

环剥对苎麻开花的诱导效应

研究了５个品种（系）、３个环剥时期及两种密度下,环剥对苎麻（短日植物）开花的诱导效应。结果表明：环剥能诱导头麻成熟期已有花芽分化的品种（系）于５至６月的自然长日下只开雄花,比短日（１０小时光照）处理株花蕾多、花期长,但环剥不能诱导同等条件下无花芽分化的品种开花。对成熟茎环剥比成熟前环剥、稀植比密植表现出更好的诱导效果。     

春兰AGL6基因的克隆及实时定量表达分析

本研究采用RT-PCR结合RACE技术从春兰(Cymbidium goeringii)中分离到一个AGL6基因。序列分析表明,该基因含有一个729bp长的开放阅读框(ORF),共编码242个氨基酸。系统进化树分析显示,该基因属于MADS-box基因家族AP1/AGL9组的AGL6同源基因,其编码的蛋白与其它植物AGL6类蛋白具有较高的同源性,命名为CgAGL6(基因登录号为HM208533)。实时荧光定量表达分析表明,CgAGL6基因春兰不同组织中均有表达,其中在唇瓣、花芽和子房中的表达量较高,在花瓣和萼片中的表达量次之,在根、叶和蕊柱中的表达量最低,显示了CgAGL6基因可能在春兰成花转变和花器官的形成过程中起着重要作用。     

大豆品种自贡冬豆花芽分化及开花逆转过程的形态解剖学研究

研究了光周期反应敏感的晚熟大豆[Glycine max (L.) Merr.]品种自贡冬豆在正常花芽分化和开花逆转过程中的解剖学特征。光周期处理包括连续短日照（SD, 12 h）、连续长日照（LD, 16 h）和13 d短日后转入长日(SD13d-LD)3种。结果表明, 自贡冬豆在连续短日条件下可正常开花结实;经13 d短日照处理后移至长日照下约50％的植株发生开花逆转,另外50％的植株形成短的顶端花序;在连续长日照下保持营养生长。短日照不仅促进大豆的生殖发育, 而且加快出叶速度。短日处理3 d基部叶腋开始分化花芽;13 d顶端分生组织开始分化花序,19 d顶端花序分化结束,29 d植株开花。SD13-LD处理,在移至长日照的最初14 d内,顶端分生组织继续分化花原基,但分化速度比连续短日处理慢,分化出的花芽数目少。长日处理20 d（出苗后33 d）左右,约50％植株的顶端分生组织逆转到营养器官的分化。在连续长日条件下,顶端分生组织一直分化叶片。还讨论了叶片和花器官的同源性。