乙烯对匍匐翦股颖ISR抗病反应中AsA-GSH循环及胼胝质沉积的影响

以匍匐翦股颖品种“Penn-A4”为试验材料,侵染立枯丝核菌后,经丁二醇(BDO)诱导产生系统抗性(ISR),喷施不同浓度的乙烯合成抑制剂氯化钴(CoCl₂)和促进剂1-氨基环丙烷羧酸(ACC)后,检测抗坏血酸-谷胱甘肽(AsA-GSH)循环中抗坏血酸(AsA)和还原型谷胱甘肽(GSH)含量及相关酶活性的变化,并观察匍匐翦股颖ISR反应中胼胝质沉积的变化。结果表明,乙烯抑制剂处理下,匍匐翦股颖幼苗中AsA含量较低,抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性下降,大量GSH被催化还原为氧化型谷胱甘肽(GSSG),GSSG大量积累,同时谷胱甘肽还原酶(GR)活性较低,GSSG经GR少量还原为GSH。乙烯促进剂处理下,AsA含量较高,APX活性升高,GSSG在高活性GR作用下催化还原为GSH,使得GSH大量积累。因此在匍匐翦股颖ISR抗病反应中,高浓度乙烯促进AsA和GSH的大量积累,它们不仅参与了活性氧的代谢平衡,同时也作为信号分子在ISR抗病反应中起着重要作用。匍匐翦股颖感染褐斑病后,胼胝质主要沉积在厚壁细胞、韧皮部、木质部和表皮组织,其中厚壁细胞胼胝质沉积最多,表皮组织沉积最少。此外,胼胝质沉积面积在不同乙烯信号分子处理间存在差异,但随着处理时间的延长差异不显著。一定浓度的乙烯对ISR反应中胼胝质的沉积具有一定的影响,随着处理时间的延长显著增加,在100 μmol·L^-1ACC处理5 d后,胼胝质沉积总面积仅为9.916 mm²,处理10 d后升至最高,为38.396 mm²,但在病害侵染后期,胼胝质数量减少,在100 μmol·L^-1ACC处理15 d后,胼胝质沉积总面积降至20.052 mm²,反映了乙烯信号分子对胼胝质沉积的影响是一种短期效应,短期内可提高匍匐翦股颖植株抗病性,具有信号分子的短时效特点。研究结果为探清匍匐翦股颖ISR抗病响应中ET信号分子如何调控抗病生理特性提供了理论基础。     

柑橘胼胝质合成酶基因家族的表达分析

胼胝质由胼胝质合成酶合成,胼胝质沉积是植物对入侵病原的防御反应。为了探索胼胝质合成酶(Callose synthase,CalS)基因在柑橘中对黄龙病的应答情况,从甜橙基因组中筛选并利用生物信息学分析了柑橘胼胝质合成酶(CsCalS)家族的12个基因。这些基因编码的氨基酸序列与拟南芥中的胼胝质合成酶具有较高的同源性。荧光实时定量PCR结果显示,CsCalS5和CsCalS12在柑橘健康叶片中的表达量高于其他胼胝质合成酶基因。比较黄龙病感病材料和健康对照材料,发现CsCalS5、CsCalS7和CsCalS8在感病的‘砂糖橘’和‘强德勒’柚中均上调表达,可能参与柑橘对黄龙病病原的应答反应。     

玉米小斑病菌诱导大豆叶片胼胝质沉积的初步研究

 利用菌丝染色和胼胝质特异性染色技术,研究玉米小斑病菌(Bipolaris maydis)与非寄主植物大豆互作时,能否诱导大豆产生胼胝质沉积相关的防御反应。将玉米小斑病菌接种到大豆叶片3h后即可观察到孢子能在大豆叶片上萌发,12h后能诱导大豆叶片细胞中胼胝质沉积。利用实时荧光定量PCR技术,在转录水平检测到β-1,3-葡聚糖酶基因（GLU）表达有变化。本试验研究结果表明大豆作为玉米小斑病菌的非寄主植物,可受玉米小斑病菌诱导而产生胼胝质沉积的防御反应,为进一步探明作物多样性种植降低病害发生的非寄主抗性机理奠定基础。     

红菜薹自浆亲和性快速测定初报

红菜薹的自交不亲和性表现为柱头抑制。授粉后２４ｈ的柱头,在电镜和荧光镜下观察,即可对其不亲和性进行测定。有些单株老龄亲和性比幼龄花亲和性稍高,亲本亲和指数同后代亲和指数的平均值呈正相关,因此在选择时,最好选择那些亲和指数低,不亲和性强的单株。     

硼酸对萝卜成花生理代谢与亲和性的影响

采用不同浓度的硼酸分别喷洒萝卜叶片和花蕾,调查硼对自交不亲和萝卜成花生理代谢与亲和性的影响。结果显示:叶面喷施硼酸对萝卜生理代谢有显著影响:硼酸浓度越高,抽薹前期萝卜叶片的可溶性糖含量越高,但是从抽薹开始,硼效应已经不明显;硼处理下的叶绿素含量始终高于对照;0.6%硼酸处理下萝卜POD活性最高;从现蕾开始,硼处理下的脯氨酸含量始终高于对照。蕾期喷施硼酸可以在一定程度上促进花粉管伸长,提高亲和指数,尤以双核期喷施0.4%硼酸的效果最好,其亲和指数达到3.08。总体看来,在萝卜成花过程中,硼酸处理无论是对萝卜成花过程的生理代谢还是亲和性都存在显著影响。     

小麦生理型雄性不育系微丝骨架和胼胝质的变化与其相关基因的表达分析

【目的】研究生理型雄性不育小麦花粉细胞内微丝和胼胝质的结构及其相关基因的表达,并揭示其与生理型雄性不育的关系,为进一步研究化学杂交剂SQ-1诱导小麦生理型雄性不育的机理提供一定的理论依据。【方法】以化学杂交剂SQ-1诱导的生理型雄性不育系ms(A)-西农1376及对应正常可育系(A)-西农1376为试材,用TRITC-phalloidin标记细胞内微丝,苯胺蓝标记胼胝质,qRT-PCR技术分别对肌动蛋白解聚因子TaADF（Actin depolymerizing factor）、类葡聚糖合成酶TaGSL（Glucan synthase-like）进行差异表达分析。【结果】(1)在减数分裂前期Ⅰ、中期Ⅰ、后期Ⅰ这三个时期,生理型雄性不育系花粉细胞的微丝结构与可育系没有显著差异：前期Ⅰ,微丝分布于整个细胞质中,细胞核区域也可见少量微丝环绕细胞核;中期Ⅰ,微丝分布在细胞质中,在形成纺锤体部位染色更深,形成纺锤体微丝,由细胞两极发出的纺锤体微丝伸向赤道板;后期Ⅰ,在向两极移动的染色体的中间部位染色较深,微丝分布较多。(2)在早末期Ⅰ,与可育系相比,不育系花粉细胞没有形成清晰且明显可见的中国灯笼状成膜体微丝结构,且在细胞中线部位亦没有清晰可见的微丝累积。(3)晚末期Ⅰ,可育系花粉细胞在形成细胞板的部位是线性的、平滑的,成膜体微丝消失,而不育系花粉细胞在形成细胞板的部位形成了很大的缝隙,同时,可育系胼胝质在细胞板处的沉积比较平滑,而不育系胼胝质在细胞板处的沉积较可育系相比缺乏,并且是褶皱的、有裂纹的。(4)四分体时期,可育系花粉可见围绕细胞核的辐射状微丝,不育系花粉细胞中微丝呈模糊状态,并且不育系中胼胝质染色的整体荧光强度较可育系减弱。利用实时荧光定量PCR技术分析肌动蛋白解聚因子TaADF和类葡聚糖合成酶TaGSL在减数分裂期的相对表达量,结果发现,不育系中TaADF的相对表达量是可育系的4.28倍,由于TaADF表达量上调,加剧了细胞内微丝解聚,微丝结构受到破坏,同时不育系中TaGSL表达量下降,只有可育系的0.83倍,胼胝质的沉积也受到影响。【结论】TaADF在不育系中上调表达,破坏了细胞内微丝的正常结构,使微丝不能正常行使其功能,进而可能导致花药发育中与育性相关的某些代谢通路等受到影响。与此同时,微丝结构的破坏导致细胞板形成出现异常也可能是引起胼胝质在细胞板处沉积受到影响的一个重要原因。因此,微丝和胼胝质的异常变化与化学杂交剂SQ-1诱导的生理型雄性不育密切相关。     

芸苔族6种油料作物与油菜萝卜胞质不育系杂交的亲和性研究

对芸苔族6种油料作物与油菜萝卜胞质不育系（Ogu　CMS）杂交时花粉行为及柱头胼胝质反应情况进行了研究。结果表明，花粉行为及柱头胼胝质反应情况与杂交亲和性有关。各父本与Ogu　CMS杂交时亲和性各异，花粉萌发时受阻部位不同。（1）Ogu　CMSד浠水白”，Ogu　CMS×蓝花子有较大的亲和性，受阻部位在胚囊；（2）Ogu　CMS×芝麻菜其亲和性次之，受阻部位在柱头；（3）Ogu　CMS×毛果诸葛菜，Ogu　CMS×海甘蓝亲和性更弱，受阻部位在乳突细胞；（4）Ogu　CMS×黑芥亲和性最弱，受阻发生在粘合之后萌动之前。     

胡杨花粉和胚囊的发育

用明视野和荧光显微镜及扫描电镜,观察胡杨花粉和胚囊的发育,结果如下:花药4 室。表皮宿存;药室内壁发育为纤维状增厚;中层2层:1层在单核花粉时消失,另1层则直至花药开裂前才完全退化;腺质绒毡层,内切向壁上分布着乌氏体。小孢子母细胞减数分裂并非高度同步的。胞质分裂为同时型,小孢子四分体为四面体形,少数为左右对称形;胼胝质壁的积累从小孢子母细胞的角隅开始。花粉散出时是 2-细胞的。胚珠在发育的早期为双珠被,以后内珠被停止发育,成为单珠被;厚珠心,含1或2个大孢子母细胞;大孢子四分体为直线形或T形排列。大孢子发生过程中胼胝质出现于二分体和四分体的横隔壁或纵隔壁,但侧壁(外壁)始终不沉积胼胝质。合点端的第1个或第2个大孢子发育为功能大孢子。蓼型胶囊。在胚囊发育过程中珠孔端的珠心组织退化,故成熟胶囊的卵器端直接与珠被和珠孔相接。     

毛白杨花粉败育过程中胼胝质的异常分布变化

采用苯胺蓝染色的方法,对育性良好的无性系1319及花粉败育雄株BM-1的花药发育过程中胼胝质的分布及变化进行了观察.结果表明,育性良好的花药中,胼胝质首先在小孢子母细胞角隅处沉积；随后,较厚的胼胝质壁分布于四分体细胞间以及细胞周围,随着胼胝质的解体,小孢子释放到药室中,游离小孢子外围无明显胼胝质分布;小孢子发育形成成熟花粉,花药绒毡层解体,内壁加厚开裂,胼胝质分布于残留的绒毡层以及内壁.与育性良好的花药相比,败育花药的胼胝质合成量减少并呈现明显分布异常.小孢子母细胞时期无明显胼胝质合成;胼胝质主要沉积于四分体细胞间且细胞外围胼胝质分布量减少；小孢子发育至成熟花粉,药室绒毡层沉积较多胼胝质而内壁无明显胼胝质分布.透射电镜结果显示,毛白杨无性系1319花粉外壁发育正常,而毛白杨不育雄株BM-1仅产生少量饱满花粉,且其花粉外壁发育不完全.从而说明胼胝质的异常合成与分布是毛白杨花粉败育的原因之一.     

红菜薹自交不亲和性快速测定初报

红菜薹的自交不亲和性表现为柱头抑制。授粉后24h的柱头,在电镜和荧光镜下观察,即可对其不亲和性进行测定。有些单株老龄花亲和性比幼龄花亲和性稍高。亲本亲和指数同后代条和指数的平均值呈正相关,因此在选择时,最好选择那些亲和指数低,不亲和性强的单株。