菊花花瓣伸长相关基因CmXTHs的克隆与功能验证

从杭白菊(Chrysanthemum morifolium‘Hangbaiju’)中克隆了4个细胞壁松弛和伸展相关的木葡聚糖内转糖苷酶/水解酶基因,分别命名为CmXTH1、CmXTH2、CmXTH3和CmXTH4,序列分析表明其编码的氨基酸序列N端都含有23~30个氨基酸组成的信号肽区域和保守的催化活性位点DE(I/L)DEFLG以及紧邻的N(R/A)T组成的N端糖基化位点,CmXTH1/2/3的C端均含有4个保守的半胱氨酸残基,CmXTH1/2/3/4蛋白的相似度为66.2%。系统进化分析结果表明,CmXTH1/2/3属于XTH家族Ⅰ组,CmXTH4属于Ⅱ组。实时荧光定量结果表明:(1)菊花CmXTH1/2/3/4在根、茎、叶和花蕾中均有表达。CmXTH1在根中表达量较高,CmXTH2/3在茎中表达量较高,CmXTH4在花蕾中表达量最高。(2)CmXTH1/2/3/4在花序不同部位表达量有差异,CmXTH1/4在舌状花中表达量最高,CmXTH2/3在筒状花中表达量较高。(3)CmXTH1/2/3/4在舌状花不同发育阶段表达量差异显著,CmXTH1/2在盛花期表达量最高,CmXTH3在衰老期表达量最高,CmXTH4在初开期表达量最高。病毒诱导基因沉默结果表明,CmXTH1/2/3/4沉默系的花序直径和舌状花长度与对照相比均有所减小,其中CmXTH4沉默系减小最大,分别减小了25.67%和10.42%,舌状花花瓣表皮细胞与对照相比明显变小,影响了舌状花花瓣的伸长;CmXTH2沉默系的筒状花雄蕊长度和CmXTH4沉默系的花萼直径分别与对照相比显著减小。这表明菊花CmXTH1/2/3/4基因参与了花序的开放,促进了舌状花花瓣的伸长,对于菊花的花序增大具有重要作用。     

矮牵牛(Petunia hybrida Vilm)组织培养技术研究

实验以矮牵牛(Petunia hybrida Vilm)的花瓣为培养材料,在MS培养基中附加不同浓度的细胞分裂素(6-BA)和生长素(NAA),进行矮牵牛快速繁殖技术研究。结果表明,MS+6-BA(2.0 mg.L-1)+NAA(0.1mg.L-1)培养基愈伤组织发生的较早,数量多,培养基为最佳分化培养基,不定芽发生早,粗壮,数量多,玻璃化程度很小;诱导不定根时,1/2 MS+NAA(0.5 mg.L-1)培养基诱导生根的时间较早,不定根发生率达100%。     

菊花幼嫩花瓣愈伤组织的诱导和植株再生

以菊花幼嫩花瓣作为供体材料,ＭＳ作为基本培养基,在激素组合为６ＢＡ１～３ｍｇ／Ｌ＋ＮＡＡ１ｍｇ／Ｌ或２,４ Ｄ１～３ｍｇ／Ｌ＋ＫＴ１ｍｇ／Ｌ的范围内均能诱导出愈伤组织,但以ＭＳ附加６ＢＡ２ｍｇ／Ｌ和ＮＡＡ１ｍｇ／Ｌ的诱导率最高,可达１００％。将愈伤组织转移到ＭＳ＋６ＢＡ２ｍｇ／Ｌ＋ＮＡＡ０２ｍｇ／Ｌ的培养基上,分化芽的频率为７７８％。将３ｃｍ左右的茎段转移到不含激素的ＭＳ培养基或ＭＳ＋ＮＡＡ０１ｍｇ／Ｌ的培养基上,生根率可达９５％以上。     

木瓜花瓣花色素及花色苷HPLC定量分析

利用高效液相色谱（HPI,C）法首次定量分析了木瓜（Chaenomeles sinensis）鲜花瓣中花青素3,5-二葡萄糖苷（Cya—nidin3,5-di-O-glucoside,Cy3G5G）、天竺葵色素3,5一二葡萄糖苷（Pelargonidin3,5-di—O-glucoside,Pg3GSG）、花青素3-半乳糖苷（Cyanidin3-O—galactoside,Cy3Ga）、花青素3-葡萄糖苷（Cyanidin 3-O--glucoside,Cy 3G）、芍药色素3一葡萄糖苷（Peonidin3-O-glucoside,Pn3G）、飞燕草素（Delphinidin,Dp）、花青素（Cyanldin,Cy）、芍药色素（Pconidin,Pn）和锦葵色素（Malvidin,Mv）等9种色素。其中Cy3Ga、Cy3G、Dp和色素19（保留时间13．975min）是木瓜鲜花瓣中4种重要色素,其相对含量均超过检测到色素总合量的10％,分别占检测到色素总含量的17．43％、16．63％、10．27％和23．67％,鲜叶片中买际含量分别为0．3mg／g、0．314mg／g、0．12mg／g和0．427mg／g。其它23种色素的结构和含量需要进一步分析。     

甘蓝型油菜桔黄花色基因的QTL-seq遗传分析及InDel分子标记开发

本研究以甘蓝型油菜黄色花株系16G097和桔黄色花株系J为亲本,回交获得BC1F1世代花色分离群体。对该分离群体的花色差异单株,通过混池分离分析法(BSA)与全基因组重测序(QTL-seq)技术,对桔黄色花性状调控基因进行初步的遗传分析。结果表明,一个主要的候选区域位于甘蓝型油菜的C09染色体区域(C09:4.64~8.28 Mb)。根据该区域的插入/缺失(InDel)变异位点,开发InDel分子标记,经过筛选获得与桔黄色花性状连锁的共显性分子标记2个(BnaC0919, BnaC0934),这个结果也验证了桔黄花色调控基因的候选区域。这些研究结果有利于进一步分离桔黄花色调控基因的候选区段,并为甘蓝型油菜遗传学研究和分子育种提供有价值的资源。     

利用红外光谱研究‘凤丹白’牡丹花瓣伸展过程中物质变化

为了明确花瓣的伸展机制,以‘凤丹白’牡丹(Paeonia ostii)为研究对象,借助傅里叶变换红外光谱(Fourier Transformation Infrared Spectroscopy,FTIR)及高斯多峰拟合,分析蕾期、初开期和盛开期花瓣的波谱特征及蛋白质二级结构的差异性。主要结果如下:随着花朵开放花瓣伸展,777、1 105、1 155、1 243、1 447、1 651、1 740、2 853和2 926 cm~(-1)处的振动峰振动依次增强,表明磷脂质、核酸、脂类和蛋白质等代谢物质随花瓣的伸展逐渐增强;且蕾期1 030 cm~(-1)处的振动峰在花开后移至1 060 cm~(-1),表明蕾期花瓣细胞壁多糖以甘露聚糖为主,花朵开放后则以阿拉伯糖为主。蛋白质中甲基基团含量(A2 951 cm~(-1)/A 2 858 cm~(-1))出现平稳下降的趋势,初开期比蕾期减少7.97%,盛开期减少13.38%;糖蛋白的变化(A 1 083 cm~(-1)/A 1 547 cm~(-1))也呈现下降趋势,推测‘凤丹白’牡丹是通过蛋白质糖基化作用调控花瓣的伸展过程。对氨基Ⅰ区域(1 600~1 700 cm~(-1))高斯多峰拟合数据显示,各阶段花瓣中均含有果胶相连的β–折叠、β–折叠、无规卷曲、α–螺旋及环与转角;α–螺旋、β–折叠及无规卷曲所占比例在花瓣伸展过程中呈现增长趋势,表明蕾期花瓣通过降低α–螺旋应对缺水造成的生理胁迫,并可以利用ATP合成花瓣生长发育所需的物质;花瓣通过形成更多功能域较多的蛋白质,有效调控花瓣伸展时复杂的生物化学过程。     

激动素对菊花花瓣衰老生理的影响

[目的]探究激动素（KT）对菊花花瓣生理活动的影响,为延缓菊花花瓣（舌状花）衰老、提高观赏价值提供参考依据.[方法]在秋菊“圣光华宝”品种从定头到花蕾出现期,以10、20、40 mg/L的KT溶液进行全株喷雾处理,测定菊花花瓣中可溶性糖与可溶性蛋白含量、超氧化物歧化酶（SOD）活力、超氧阴离子自由基（O2）产生速率、丙二醛（MDA）含量和花瓣浸出液相对电导率（REC）等生理生化指标.[结果]10和20 mg/L KT处理提高了菊花花期花瓣中可溶性糖、可溶性蛋白含量及SOD活力,降低了C2产生速率、MDA含量和花瓣浸出液REC.其中,20 mg/L KT处理花瓣中的可溶性糖含量和SOD活力在开花第21d比对照（喷蒸馏水）分别增加37.1％和31.5％,O2产生速率、MDA含量在开花第6d比对照分别降低32.4％和38.5％,均达极显著差异水平;可溶性蛋白含量在开花第21 d比对照增加25.3％,花瓣浸出液REC在开花第16d比对照降低33.1％,均达显著差异水平.[结论]适宜的KT处理对延缓菊花“圣光华宝”品种花瓣细胞衰老起积极作用,且以20 mg/L KT的处理效果较佳.     

琯溪蜜柚柚瓣的臭氧处理结合气调包装保鲜研究

采用正交试验设计，优选出最佳的臭氧处理时间和气体成分，分析了臭氧处理结合气调包装（MAP）保鲜对琯溪蜜柚柚瓣品质的影响。结果表明：臭氧处理结合气调包装的方法可明显延长琯溪蜜柚柚瓣的保鲜时间，改善保鲜柚瓣的品质，臭氧处理5min，以5％O2、3％CO2、92％N2的气体成分包装的保鲜效果最好。     

Effect of genome composition and cytoplasm on petal colour in resynthesized amphidiploids and sesquidiploids derived from crosses between Brassica rapa and Brassica oleracea

The effect of genome composition and cytoplasm on petal colour was studied in Brassica. Three accessions of yellow‐petalled B. rapa (2n= 20, AA) were crossed with a white‐petalled B. oleracea var. alboglabra (2n= 18, CC) and with three cream‐yellow‐petalled B. oleracea var. gongylodes (2n= 18, CC) to produce resynthesized B. napus (2n= 38, AACC or CCAA) and sesquidiploids (2n= 29, AAC or CAA). Petal colour was measured with a Hunter automatic colour difference meter. The results revealed that petal colour in Brassica is controlled by nuclear genes and by cytoplasmic factors. Additive and epistatic gene effects were involved in the action of nuclear genes. When crosses were made between yellow‐petalled B. rapa and white‐petalled B. oleracea var. alboglabra, significant additive, epistatic and cytoplasmic effects were found. White petal colour was partially epistatic over yellow petal colour. When crosses were made between yellow‐petalled B. rapa and cream‐yellow‐petalled B. oleracea var. gongylodes, only epistatic effects were detected. Yellow petal colour was epistatic over cream‐yellow.     

植物花对称性发育研究的进展:从理论到应用的双重价值

以蝶型花亚科的百脉根（Lotus japonicus）为研究对象，罗达等研究组阐明了在豆科与其他物种基因组中调控花对称性发育的分子机制具有共源性（synapomorohy），揭示了在高等植物花形进化过程中，不同进化关系的开花植物独立地招募TCP基因，调控了两侧对称花发育过程中背腹轴的发育。在百脉根中的工作提示：对TCP基因进行遗传操作，可以定向改造花瓣的形态，表明花对称性分子机理的研究具有重要的应用价值。