早/晚抽薹性大白菜自交系中光敏色素B及光周期关键基因的动态研究

光周期是影响植物抽薹开花最重要的环境因子之一,光周期信号通过植物的光敏色素蛋白调控植物的抽薹开花,其中PHYB介导的信号网络对植物抽薹开花有重要的抑制作用。前期研究发现,大白菜耐抽薹材料06-247与易抽薹材料He102的PHYB基因启动子存在大片段插入/缺失差异,为了进一步研究启动子突变对PHYB及其下游途径关键基因的影响,以耐抽臺材料06-247与极易抽臺材料He102为试验材料,采用生物信息法分析了大白菜基因组中光敏色素基因的冗余特点,发现大白菜基因组包含6个光敏色素基因,其中PHYA有2个拷贝,PHYB、PHYC、PHYD和PHYE都仅有1个拷贝。进一步通过氨基酸序列比对筛选出了PHYB的特异序列、设计了抗原决定簇并制备了抗大白菜PHYB的特异抗体,采用荧光定量RT-PCR技术和Western Blot技术研究了06-247与He102中PHYB的相对含量,同时比较了PHYB下游光周期通路关键调控基因CCA1、FLC、CO和FT的动态变化。结果表明:启动子突变造成PHYB在06-247中表达水平显著升高并进而造成PHYB蛋白水平显著升高,同时下游调控基因CCA1、FLC、CO和FT均在06-247中高水平表达,这对06-247的耐抽薹特性有重要影响。

中日照地区不同洋葱品种对比试验研究

以6个不同洋葱品种为试材,进行品比试验,调查分析不同洋葱品种的假茎倒伏期、植株性状、鳞茎纵径、鳞茎横径、球形指数、抽薹情况、鳞茎硬度、可溶性固形物、含水量、单球鳞茎重、小区产量等性状指标,以期筛选出最适合在中日照地区种植的洋葱品种。结果表明:中熟白皮洋葱品种“白玉”鳞茎大、果形好、鳞茎抱合紧实、商品性好、产量高、耐贮藏、宜运输,作为特殊皮色洋葱品种,最适合在句容市进行栽培种植。

不同日照时长对韭菜抽薹的影响

为明确不同日照时长对韭菜抽薹的影响,筛选适宜抑制韭菜抽薹的日照时间,以深休眠韭菜品种海韭6号为试验材料,设置自然光照(CK)、9 h、10 h、11 h和12 h 5个日照时长,研究不同日照时长对韭菜抽薹的影响。结果表明,适当缩短日照时长可显著抑制韭菜抽薹,其中10 h和11 h日照下韭菜抽薹率最低,分别为0.66%、0.34%;9 h和12 h日照下韭菜抽薹率分别为8.47%、3.31%;花芽分化解剖学观察结果也表明,适当缩短日照时间可有效抑制韭菜花芽分化。本研究结果可为提高河北张家口等高海拔冷凉地区夏季韭菜产量和品质提供参考。

铜仁市碧江区大白菜品种比较试验

选取具有代表性的6个大白菜品种作为试验对象进行品种比较试验,测定其产量、生育期、抗虫性、抽薹性与农艺性状。结果表明:春大将平均单株重1.16 kg,折合产量51533.33 kg/hm^(2),产量位居第1位,综合性状表现良好;夏将军平均单株重1.07 kg,折合产量47533.33 kg/hm^(2),产量位居第2位,综合性状也表现良好;早熟五号在产量和综合性状方面均表现欠佳。综合来看,春大将和夏将军2个品种较适宜在铜仁市碧江区推广种植。

基于转录组的茎用莴苣抽薹相关差异表达基因分析

为探究影响茎用莴苣抽薹的相关关键基因,采用高通量转录组测序的方法,研究茎用莴苣产品器官收获期和抽薹期的差异表达基因。结果表明,茎用莴苣种质资源1号在产品器官收获期和抽薹期的差异表达基因数量为6 754个,茎用莴苣种质资源3号在产品器官收获期和抽薹期的差异表达基因数量为5 444个。基因本体(GO)功能富集分析结果表明,差异表达基因主要富集在结合、催化活性、细胞过程、代谢过程、细胞解剖实体等GO条目中。京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路富集分析结果表明,茎用莴苣种质资源1号和茎用莴苣种质资源3号分别有133条和129条KEGG代谢通路,其中有128条代谢通路在2份种质资源中均被注释;差异表达基因富集较多的KEGG代谢通路有次生代谢物的生物合成、植物激素信号转导、植物-病原体的相互作用等。转录因子分析结果表明,茎用莴苣产品器官收获期和抽薹期的差异表达基因大多数属于AP2/ERF、bHLH、bZIP、C2H2、MYB、NAC、WRKY等转录因子家族。对茎用莴苣产品器官收获期和抽薹期差异表达基因的研究结果进行综合分析,发现在AP2/ERF、WRKY、bHLH等转录因子家族以及次生代谢物的生物合成、植物激素信号转导等通路中存在较多的差异表达基因,推测这些转录因子家族和代谢通路可能参与茎用莴苣抽薹的调控网络。本研究结果为解析茎用莴苣抽薹相关基因及其分子机制奠定了基础。

烯效唑+褪黑素对水果萝卜先期抽薹及品质的影响

为探究褪黑素复配剂对冀东地区水果萝卜抽薹的抑制效果,以绿如玉水果萝卜为试材,待萝卜4~5片真叶时,对叶面喷施不同浓度的褪黑素复配剂,于萝卜生长50 d采样。对褪黑素复配剂处理后水果萝卜的抽薹率、肉质根性状指标和营养品质指标等数据进行比较与分析。结果表明,600 mg·L^(-1)烯效唑+750μmol·L^(-1)褪黑素抑制萝卜先期抽薹综合效果最佳。该处理抽薹率为12.90%,较CK(清水)降低了36.1%;单根质量为450 g,较CK提高了2.28%;可溶性蛋白含量(w,后同)为4.18mg·g^(-1)较CK提高了23.3%;可溶性糖含量为1.63%,较CK提高了41.74%;可溶性固形物含量为5.99%,较CK提高了43.3%。因此,褪黑素复配剂喷施处理最佳浓度是600 mg·L^(-1)烯效唑+750μmol·L^(-1)褪黑素。

甘蓝BoFLCs基因标记开发及优异单倍型聚合

开花抑制因子FLOWERING LOCUS C(FLC)编码MADS-box家族蛋白,在拟南芥的春化途径中起关键作用。为了探究甘蓝BoFLCs在春化过程中的作用,利用CRISPR/Cas9技术对甘蓝自交系GL的BoFLCs基因进行编辑,显著提早了其开花时间,明确了BoFLCs的基因功能。以晚花甘蓝自交系20-2221(P_(1),BoFLCs-w)和中早花甘蓝自交系20-2229(P_(2),BoFLCs-z)为亲本,构建BC_(1-2)P_(2)和BC_(2)F_(1)分离群体。通过序列比对分析,发现BoFLC_(1)、BoFLC3和BoFLC5在双亲间均存在序列差异,并根据这些差异序列开发了其特异性分子标记。利用BoFLCs特异性分子标记对BC_(2)F_(1)群体进行筛选,最终获得1个包含BoFLC_(1)-w/w、BoFLC5-w/w纯合单倍型以及BoFLC3-w/z杂合单倍型的植株(BC_(2)F_(1)-29),其抽薹时间和开花时间分别比回交亲本20-2229晚8.00 d和13.00 d;4个包含BoFLC_(1)-w/w、BoFLC3-w/w纯合单倍型以及BoFLC5-w/z杂合单倍型的植株(BC_(2)F_(1)-55、BC_(2)F_(1)-119、BC_(2)F_(1)-121和BC_(2)F_(1)-163),平均抽薹时间和开花时间比20-2229分别晚9.75 d和(13.50 d;3个包含BoFLC_(1)-w/w、BoFLC3-w/w)和BoFLC5-w/w纯合单倍型的植株(BC_(2)F_(1)-82、BC_(2)F_(1)-106和BC_(2)F_(1)-192),平均抽薹时间和开花时间分别比20-2229晚11.33 d和15.67 d。本研究开发了BoFLCs特异性分子标记,并实现了BoFLCs优异基因型的高效聚合,改良了亲本20-2229的抽薹性。

不同光质对乌天麻抽薹特性的影响

目的:探究不同光质对乌天麻抽薹特性的影响。方法:设置红、黄、绿、蓝、紫等5种不同LED光质对乌天麻进行处理,以黑暗处理为对照,测定不同光质对乌天麻抽薹后花茎、开花、蒴果、种子以及种胚的影响,并采用多目标决策法对各光质的综合效应进行评估。结果:黄光显著促进了乌天麻花茎的生长速率,达5.14 cm/d,并促使蒴果膨大(长×宽达18.38 mm×7.98 mm);红光显著延长了花的凋谢期,为10.1 d,同时增加了蒴果数量(52.50个)和单果重(339.07 mg);绿光导致开花数量减少至42.0朵,裂果时间缩短至18.8 d;蓝光和紫光均显著提高了种子的长度,分别达875.13μm和878.68μm,其中蓝光还促进了种胚宽度,达89.46μm;黄、蓝、紫3种光质均显著提升了种子的生活力,分别为95.18%、94.88%和96.48%,并有效降低了种子的败育率,分别为2.32%、2.18%和2.45%。多目标决策法综合评价结果显示,不同光质对乌天麻抽薹特性的总体影响由优到劣依次为蓝光>黄光>红光>紫光>黑暗>绿光。结论:光质对乌天麻抽薹特性具有显著影响,蓝光为乌天麻抽薹时期的最佳光质,可为乌天麻的仿野生栽培管理提供重要的理论依据。

基于单分子纳米孔测序技术揭示大白菜抽薹期全长转录组差异的复杂性

为了解春白菜抽薹相关转录组的结构和表达差异,采用单分子纳米孔测序技术对早抽薹材料He102与晚抽薹材料06-247带叶片的花序轴进行了全长转录组分析。与大白菜参考基因组V3.0比对后,He102与06-247分别得到了6051557条和4844987条有效读段以及37309条和30415条非冗余全长转录本。两材料中共鉴定到46485个非冗余基因,其中包括1688个新基因。从He102与06-247中分别鉴定出2421个和993个独有的可变剪切事件,内含子保留是最常见的可变剪切类型;分别鉴定到3286个和2646个独有的可变多聚酰胺酸位点。共筛选出453个lncRNA,80%以上的lncRNA属于基因间区非编码RNA,分别鉴定到81个和55个He102和06-247独有的lncRNA。在两材料中筛选到5197个差异表达基因,其中He102中上调的有2453个,下调的有2744个,结合功能富集分析获得了41个与抽薹有关的候选基因。本研究结果揭示了不同抽薹期大白菜材料转录组在结构和表达上存在复杂的差异,这为阐释大白菜抽薹分子机理提供了新的线索。

基于非靶向代谢组学研究天麻块茎抽薹前后的差异代谢产物

本研究采用代谢组学方法鉴定并分析了天麻抽薹前后的小分子代谢物质,以了解天麻块茎从休眠期到抽薹期的发育过程。通过LC-MS/MS检测、主成分分析、正交偏最小二乘判别及通路分析,结果表明,抽薹前后共鉴定出65个显著差异代谢物,分别为氨基酸及其衍生物、有机酸及其衍生物、脂肪酸及其衍生物、生物碱、芳香族、核苷/氨基酸、核苷、核苷酸、硫脲、糖类、萜类、维生素、甾体、甾体皂苷等14类化合物,其中上调代谢物主要是氨基酸及其衍生物类型化合物、生物碱等,下调代谢物主要是脂肪酸及其衍生物和有机酸及衍生物。KEGG分析显示,差异代谢物主要富集到苯并恶嗪类生物合成、精氨酸和脯氨酸代谢、玉米素的生物合成等相关的通路上。

绿体春化时间和光周期互作对耐抽薹普通白菜现蕾开花的影响

以31份耐抽薹普通白菜自交系为试材,进行种芽春化(40 d)和光周期(16、20 h·d^(-1))处理;在此基础之上选择对长日照反应不同的材料,进行绿体春化时间(0、35、55、75 d)和光周期(8、12、16、20 h·d^(-1))处理,探讨绿体春化时间和光周期互作对耐抽薹普通白菜现蕾开花的影响。结果表明:部分耐抽薹普通白菜经种芽春化处理40 d不能满足其对低温的需求量,延长光照时长可以促进现蕾,但长日照促进耐抽薹普通白菜现蕾开花存在基因型差异。绿体春化处理35 d,8 h·d^(-1)和12 h·d^(-1)光照条件下耐抽薹普通白菜均不能现蕾、开花,光周期≥16 h·d^(-1)可以促进现蕾、开花,表明在绿体春化时间不足时,延长光照时长能够部分替代春化时间以促进现蕾开花,显著缩短现蕾时间和开花时间;春化时间与光周期互作对现蕾率和开花率的影响达极显著水平。

LsMET1基因沉默对叶用莴苣高温抽薹的形态和表达分析

【目的】为了探究LsMET1基因在叶用莴苣高温抽薹过程中的功能,培育具有抗抽薹特性的叶用莴苣新品种提供理论依据。【方法】以易抽薹叶用莴苣品种‘GB-30’为材料,克隆了LsMET1基因,并利用生物信息学方法分析其序列特征,并通过病毒诱导基因沉默、荧光定量PCR等技术研究该基因在抽薹过程中的功能。【结果】LsMET1基因编码区序列(CDS)长度为993 bp,编码的蛋白质由330个氨基酸残基构成,相对分子量约为37 kDa,理论等电点(pI)为7.57;荧光定量PCR结果显示,在高温诱导的环境条件下,LsMET1表达显著下降。与野生型植株相比,LsMET1基因沉默植株的茎长明显缩短。【结论】LsMET1基因与叶用莴苣高温抽薹密切相关,可能促进叶用莴苣抽薹。

LsABF5基因在叶用莴苣抽薹中的作用分析

【目的】为进一步探明LsABF5参与叶用莴苣高温诱导抽薹过程中的分子机制。【方法】以易抽薹叶用莴苣品种‘GB-30’为材料,采用同源克隆的方法克隆出LsABF5基因,运用生物信息学软件对其cDNA序列进行分析,并通过病毒诱导基因沉默技术分析LsABF5基因在叶用莴苣抽薹中的作用。【结果】LsABF5基因的全长CDS序列为1035 bp,共编码着344个氨基酸,理论等电点值为7.59,蛋白相对分子量为38.8 kDa;该转录因子含有bZIP保守结构域,并且其高级结构大多由α螺旋和无规则卷曲组成;通过与其他植物的ABF家族成员进行同源比对和进化分析,叶用莴苣LsABF5与刺苞菜蓟亲缘关系最接近;瞬时沉默LsABF5后,在茎长测量观察中发现,沉默LsABF5后的植株茎长明显高于空白对照组、阴性对照组。对其茎尖花芽分化情况观察分析,发现空白对照组、阴性对照组植株茎尖生长点呈锥形,花芽尚未分化,沉默组植株茎尖生长点呈扁平状,已进入花芽分化期。病毒诱导LsABF5沉默可以促进叶用莴苣抽薹。【结论】LsABF5基因是典型的ABF转录因子,具有ABF蛋白家族的功能,在叶用莴苣抽薹中起抑制作用。

去乙酰化酶LsHDAC8基因在叶用莴苣抽薹中的作用

【目的】探明LsHDAC8参与叶用莴苣高温诱导抽薹过程中的分子机制奠定基础。【方法】以‘GB-30’为试验材料,克隆LsHDAC8基因,基于其核苷酸序列,进行生物信息学分析;通过病毒诱导基因沉默技术沉默LsHDAC8基因,并通过实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术对沉默植株进行基因相对表达量分析。【结果】叶用莴苣LsHDAC8基因的CDS全长序列为1125 bp,共编码374个氨基酸,该蛋白的相对分子质量为40.72 kD,理论等电点为5.55,不稳定系数为28.49,脂肪族系数为85.24,属于典型的稳定性蛋白;总平均疏水性为-0.16,是亲水性蛋白;该蛋白含有3种二级结构,α螺旋(39.57%)、延伸链(16.31%)和无规则卷曲(44.12%);高温处理前8 d,LsHDAC8在花芽中的表达量显著低于对照,随着高温处理时间延长,LsHDAC8反而高于对照;LsHDAC8瞬时沉默植株的茎长明显大于空白对照组和阴性对照组,表明沉默LsHDAC8基因显著加速了叶用莴苣的抽薹。【结论】LsHDAC8基因在叶用莴苣开花抽薹过程中可能起抑制作用。

LsABF4基因在叶用莴苣抽薹中的作用分析

【目的】探明LsABF4基因在叶用莴苣高温诱导抽薹过程中的作用机制,为将来培育抗抽薹叶用莴苣品种提供理论支持。【方法】以易抽薹叶用莴苣品种‘GB-30’为材料,采用同源克隆的方法克隆出LsABF4基因,运用生物信息学软件和网站在线对基因进行比对、分析和预测编码的氨基酸序列构成、蛋白质结构等,通过病毒诱导基因沉默技术分析LsABF4基因在叶用莴苣抽薹中的作用。【结果】LsABF4基因的CDS序列全长为978 bp,共编码325个氨基酸,蛋白相对分子量为35885.21 Da,理论等电点值为9.47,不稳定指数为48.96,该蛋白为不稳定蛋白,蛋白平均疏水指数为-0.939,是亲水蛋白;该转录因子含有bZIP_plant_BZIP46保守结构域,并且其高级结构主要由α螺旋和无规则卷曲两种结构组成;对基因LsABF4瞬时沉默后,分析茎长测量数据发现,沉默组植株茎长明显高于对照组和空载组。通过石蜡切片技术对茎尖花芽分化的情况进行观察分析,结果呈现出对照组和空载组的植株茎尖生长点呈锥形,花芽尚未分化,而沉默组植株茎尖生长点呈扁平状,已进入花芽分化期。表明通过病毒诱导技术对LsABF4沉默可以促进叶用莴苣抽薹。【结论】LsABF4基因是典型的ABF转录因子,具有ABF蛋白家族的功能,对叶用莴苣抽薹过程起抑制作用。

瞬时沉默LsABF2对叶用莴苣抽薹和相关基因表达的影响

【目的】为进一步探明LsABF2参与叶用莴苣抽薹过程中的分子机制,进一步了解ABA通路对叶用莴苣抽薹的影响,为未来抗抽薹叶用莴苣的育种提供理论支持。【方法】使用易抽薹叶用莴苣品种‘GB-30’为试验材料,利用VIGS技术和qRT-PCR技术分析了LsABF2基因在叶用莴苣抽薹中的作用,以及LsABF2与LsARF3、LsARF3L之间的联系。【结果】瞬时沉默LsABF2后,对植株进行株高和茎长的观察测量,经过3次技术重复、3次生物重复,发现沉默LsABF2基因24 d后的植株茎长明显高于对照组,并且具有显著性差异。制作植物茎尖的石蜡切片观察茎尖生长点形态,结果显示空白和阴性对照组植株尚未进入进入生殖生长时期,茎尖生长点位置呈现凸起状态;而试验组植株中茎尖生长点呈扁平状,表明已经开始花芽分化,进入生殖生长时期。因此,使用VIGS技术瞬时沉默LsABF2基因促进了叶用莴苣抽薹。通过荧光定量PCR技术表明LsABF2与LsARF3、LsARF3L有相互作用,LsABF2沉默后二者的表达量升高。【结论】LsABF2基因与叶用莴苣先期抽薹相关,在叶用莴苣抽薹中起抑制作用。并且验证了在叶用莴苣中生长素调节因子LsARF3、LsARF3L与脱落酸调节因子LsABF2之间有相互作用,共同调节叶用莴苣的抽薹。

外源褪黑素对芥菜抽薹开花的生理效应及相关基因表达分析

【目的】筛选延迟芥菜抽薹开花的外源褪黑素处理浓度,揭示其生理效应,解析褪黑素调节抽薹相关基因的表达特性,为芥菜抑制抽薹及新品种选育提供理论依据。【方法】以芥菜为研究对象,在苗期喷施不同浓度外源褪黑素,测定植株抽薹开花时间和不同时期生理指标,定量PCR分析抽薹相关基因的表达情况。【结果】采用不同浓度外源褪黑素(0.02、0.2、0.5、1和2 mM)喷施芥菜,其中2 mM褪黑素可延迟抽薹23 d,抽薹时间显著晚于对照(81.25 d)。褪黑素处理后,在芥菜生育时期为49 d、59 d未抽薹期以及109 d和114 d抽薹期植株中,过氧化物酶POD、超氧化物歧化酶SOD活性和可溶性蛋白含量均显著增加,最高可分别比对照增加25.56%、26.51%和24.03%。过氧化氢酶CAT活性和可溶性糖含量在104 d和114 d抽薹期显著增加;丙二醛MDA含量在抽薹期显著降低。褪黑素处理后,芥菜生育时期为39 d、109 d和114 d植株中SOC1、AGL24和PAT2基因表达水平显著降低,PAT15基因的表达显著增加;PAT24基因表达在生育时期为49 d和59 d未抽薹期显著增加,在抽薹期又显著降低。【结论】高浓度外源褪黑素处理可显著延迟芥菜抽薹,增加未抽薹和抽薹植株中POD、SOD和可溶性蛋白含量;褪黑素对SOC1、AGL24、PAT2、PAT15和PAT24基因的表达水平均有影响。

维西县云当归有机高效栽培技术

根据云南省当归产区气候和环境特点从栽培环境、栽培管理措施和病虫草害绿色防控3个方面总结提出了云南省当归有机高效栽培技术措施。

贮藏温度和时间对当归种苗顶芽分化及根部木质素积累的影响

目的:探究贮藏温度和贮藏时间对当归种苗顶芽分化及根部营养物质和木质素积累的影响。方法:以在0℃和5℃条件下贮藏1、2、4个月的当归种苗为试材,观察其顶芽变化,测定其可溶性糖、可溶性蛋白、全碳、全氮和木质素含量。结果:0℃下种苗,随贮藏时间的增加,颜色由褐色变为浅绿色,顶芽伸长生长与分化程度相较于5℃的顶芽更深。0℃种苗可溶性糖与蛋白含量均呈现先升后降趋势。贮藏2个月时0℃种苗相比5℃种苗含有更高的可溶性糖、蛋白和木质素含量,贮藏4个月时0℃种苗的营养物质迅速下降,木质素积累增加且顶芽出现伸长生长。灰色关联度分析显示C/N比值和可溶性糖含量是影响当归种苗木质素积累的关键因素。结论:当归种苗在5℃下,可延缓抽薹并降低根部木质素积累的速率。5℃条件下贮藏有利于综合提高其产量和品质。

根用芥菜晚抽薹性状遗传规律初步研究

以2个抽薹性状有明显差异的襄阳大头菜优良高代自交系为材料,将晚抽薹母本与早抽薹父本杂交,获得F1代种子。将F1自交获得F2代种子,构建F2遗传分离群体。同时利用亲本材料和F1材料进行回交,获得B1、B2回交群体。在田间自然栽培下,调查根用芥菜G6群体的抽薹性状遗传表现,初步研究其晚抽薹性状的遗传规律。最后,利用R软件包SEA v2.0和植物数量性状主基因+多基因混合遗传模型分析方法,分析出根用芥菜抽薹性状的最优遗传模型为E-0(MX2-ADI-ADI),即2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性-上位性多基因遗传模型。