柑橘体细胞胞质遗传及叶绿体SSR引物开发

以38个组合的柑橘体细胞杂种(或胞质杂种)为试验材料,综合应用RFLP、CAPS和cpSSR分子标记技术,对这些杂种的线粒体和叶绿体遗传组成进行了分析;同时对试验技术体系进行了完善与拓展,开发了柑橘叶绿体SSR标记;并对柑橘愈伤组织长期继代保存过程中胞质基因组遗传变异进行了分析,主要结果如下:     

麻疯树叶绿体?-3脂肪酸去饱和酶的BIBAC文库筛选及其生物信息学分析

旨在建立麻疯树BIBAC文库筛选目的基因快捷高效的方法,并对其克隆的叶绿体?-3脂肪酸去饱和酶基因进行生物信息学分析。本研究利用高密度杂交膜从麻疯树BIBAC文库中筛选到含有叶绿体?-3脂肪酸去饱和酶基因的克隆,对其测序并用生物信息软件对获得全长序列及编码的蛋白质序列的特性进行分析。将筛选到的阳性克隆进行测序,并将该序列与麻疯树叶绿体?-3脂肪酸去饱和酶基因进行比对,相似性达到99%,证实此克隆为含叶绿体?-3脂肪酸去饱和酶基因(JcFAD7)的BIBAC克隆。麻疯树叶绿体?-3脂肪酸去饱和酶基因长度为2655 bp,含有8个外显子和7个内含子,编码525个氨基酸。该基因编码的蛋白质为不具有信号肽的亲水性蛋白,二级结构元件多为α-螺旋和无规则卷曲,含有2个大的跨膜区域,在麻疯树中为单拷贝。本研究建立了高密度杂交膜从BIBAC文库中筛选目的基因快速高效的方法,同时也验证了该方法的可行性并对克隆到的基因进行了生物信息学分析。     

叶绿体表达系统的研究进展

综述了叶绿体表达系统的特点及其转化方法,重点阐述了其研究现状及应用。针对本实验室的研究情况对其存在的问题进行了分析,并提出展望。     

猕猴桃冷藏期不同组织区光合色素、叶绿体细胞学及其光合放氧的变化

研究‘秦美’猕猴桃冷藏期外果肉、内果肉和中轴胎座3个组织区的光合色素、叶绿体细胞学及其光合放氧的变化特征。结果表明:‘秦美’猕猴桃果实各组织区光合色素的组分随着果实的冷藏处于动态变化之中;在冷藏各时期叶绿素(Chl)和(或)脱植基叶绿素的存在使果实始终呈现绿色;同一组织区Chla,Chlb和Chl(a+b)含量随着冷藏时间延长而逐渐减少,Chla/b则上升;在同一冷藏时期,各组织区Chla,Chlb和Chl(a+b)含量高低为外果肉>内果肉>中轴胎座。冷藏开始,在显微镜明场下各组织区叶绿体均呈不规则球形,在荧光显微镜下则呈蜂窝状,一些淀粉粒从叶绿体中散落出来;随着冷藏时间延长,各组织区叶绿体数量减少,体积变小,淀粉粒水解,片层结构崩解;冷藏30天时,叶绿体淀粉粒数量明显变少,常见片层结构残迹。随着冷藏时间延长,各组织区光合放氧速率均下降,同一时期各冷藏时间光合放氧速率为外果肉>内果肉>中轴胎座。表明在冷藏过程中,猕猴桃各组织区的光合色素、叶绿体形态结构和光系统Ⅱ光合放氧是有差异的。     

烟草花粉植株染色体倍性苗期快速鉴定

为了提高烟草单倍体育种中花粉苗的利用效率,采用气孔保卫细胞叶绿体计数法对花粉植株染色体倍数性鉴定进行了研究.结果表明:单倍体、二倍体、多倍体的叶绿体数平均值分别为11.559,20.458,35.056个,差异极显著;通过对叶片进行失水处理,解决了幼嫩叶片不易制片的问题,结合第3,5,8,13,17叶的叶绿体数分布,将鉴定时期提到了移栽前的第5叶,得出了每株只计数1个气孔叶绿体数的一种快速、准确的计数方法--叶绿体数倍性分界法.该方法准确率高达98.5%.     

不同种源马蔺的叶绿体DNA变异研究

本研究利用通用引物,采用PCR技术从9个不同地理种源的马蔺样品中扩增了叶绿体基因组trnLt-rnF间隔区的DNA片段,进行了序列测定,并运用DNAMAN软件分析了不同种源马蔺的亲缘关系。结果表明:9个马蔺植物样品分为2个相对独立的组,其中第1组包括采自北京、泰山、武威、涿洲、民勤、固原6个种源的马蔺,第2组包括采自太仆、乌鲁木齐和西乌旗3个种源的马蔺。2个组的亲缘关系很远,同源性只有45%,这表明马蔺物种不是单系起源,本研究结果也表明了利用叶绿体基因间序列研究马蔺亲缘关系是可行的。     

不同浓度钙处理对枇杷小苗叶片细胞超微结构及叶绿体色素含量的影响

以CaCl2作为钙源,进行枇杷小苗钙营养液沙培试验,结果表明：0．4mmol·L^-1钙处理的枇杷小苗叶片细胞结构保持完好,细胞器形态比较清晰,0．01mmol·L^-1和3．2mmol·L^-1钙处理的枇杷小苗叶片线粒体、叶绿体等细胞器及细胞壁都受到不同程度的破坏,被膜不清晰;与0．4mmol·L^-1钙处理相比,0．01mmol·L^-1和3．2mmol·L^-1钙处理的叶绿素含量较小,叶绿素a／b值较大,叶绿素和类胡萝卜素含量与0．4mmol·L^-1钙处理间差异都达到显著水平,但0．01mmol·L^-1和3．2mmol·L^-1钙处理间的差异不显著。     

茶树cpDNA测序及基于cpDNA序列的山茶属植物亲缘关系研究

叶绿体基因组在物种鉴定、系统进化分析及亲缘关系研究等领域应用前景广阔。本文应用Illumina高通量测序技术对龙井43（Camellia sinensis cv. Longjing 43）的叶绿体全基因组进行测序;利用叶绿体trnL-trnF序列研究茶树及其近缘植物的亲缘关系。结果表明,龙井43叶绿体基因组全长为157 096 bp,反向互补重复区（Inverted repeat, IR）为26 080 bp,小单拷贝区（Small single copy region, SSC）、大单拷贝区（Large single copy region, LSC）分别为18 283 bp、86 653 bp。共注释叶绿体基因133个,其中蛋白编码基因86个,rRNA基因8个,tRNA基因39个。对所选植物的trnL-trnF序列进行比对,序列长度变异范围为481~501 bp,序列最长为岔河大茶,最短为金花茶,基于此序列构建亲缘关系树,山茶属茶组植物聚成一个组。研究结果对茶树优良品种培育及山茶属植物亲缘关系的研究具有重要价值。     

盐胁迫下海马齿叶肉细胞超微结构观察

通过透射电镜,在超显微结构水平上对淡水和海水栽培的海马齿(Sesuvium portulacastrumL.)植物叶肉细胞结构进行了比较。结果显示:海水栽培的海马齿叶肉细胞质膜明显向内折叠,出现大量大小、形状各异的质膜突起,以及质膜片层;而淡水栽培的海马齿叶肉细胞质膜向内折叠不明显,质膜突起少见。相对于淡水栽培,海水栽培的海马齿植物叶肉细胞叶绿体变小、数量增多;形状变短,由肾形、梭形或弓形变成椭圆形或一端膨大的不规则形状;叶绿体基粒片层结构清晰完整,垛叠程度增加,叶绿体没有受到明显伤害;叶绿体中淀粉粒数量增多,体积变大,淀粉粒表面出现皱褶,形状由长椭圆型变成短椭圆形或不规则形状,电子密度变低;叶绿体上脂质体增多且体积变大。线粒体数量增加,但体积变小;形状由圆球状或棒状变成椭圆体状;线粒体内膜向内折叠所形成的嵴清晰,但海水栽培的海马齿叶肉细胞线粒体外膜模糊,受到轻微伤害。     

银叶病对西葫芦叶片光合特性和叶绿体超微结构的影响

以西葫芦杂交种‘硕丰早玉’为材料, 烟粉虱诱导西葫芦银叶病, 研究了其对叶片净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度和叶绿体超微结构的影响。结果表明, 西葫芦发生银叶病后, 叶片光合速率降低, 气孔导度降低, 胞间CO2浓度增加。与健康叶片相比, 发病叶片叶绿体膜受损, 叶绿体数量和体积均减少, 基粒数和片层数减少, 淀粉粒数量和大小减少。西葫芦发生银叶病后, 叶绿体超微结构的变化可能是导致发病叶片叶绿素含量降低和光合速率下降的重要原因。