矮牵牛PhSPL9b基因的克隆及功能分析

为研究SPL(SQUAMOSA-promoter binding protein-like)转录因子在矮牵牛成花转换中的作用,克隆矮牵牛PhSPL9b基因,并将该基因对应的miR156/157靶位点进行点突变获得rPhSPL9b,将PhSPL9b和rPhSPL9b分别构建超量表达载体,转化矮牵牛和拟南芥,最终获得拟南芥35S∶∶PhSPL9b与35S∶∶rPhSPL9b转基因植株以及矮牵牛35S∶∶PhSPL9b转基因植株。研究结果显示,过表达PhSPL9b和rPhSPL9b导致拟南芥莲座叶显著减少,花期明显提前,其中35S∶∶rPhSPL9b转基因表型更为明显;过表达PhSPL9b促进矮牵牛提前开花。RT-PCR和qRT-PCR分析结果显示,表型明显的转基因株系中,PhSPL9b基因表达量均显著高于对照。转录激活实验结果表明,PhSPL9b是一个具有转录激活活性的转录因子。以上结果表明,矮牵牛PhSPL9b基因对开花时间具有重要调控作用,其功能具有保守性,同时,它可能是通过转录激活下游基因的表达而影响植物开花。

矮牵牛花瓣衰老和逆境胁迫响应相关NAC基因的鉴定与分析

【目的】NAC(NAM, ATAF and CUC)参与植物生长发育和多种逆境胁迫响应过程的调控。本文旨在鉴定和研究对矮牵牛生长发育和逆境胁迫响应的关键NAC成员,为优质抗逆矮牵牛育种提供基因资源。【方法】以腋生矮牵牛(Petunia axillaris)基因组为参考基因组,利用矮牵牛花器官衰老过程、烟草脆裂病毒(Tobacco rattle virus,TRV)侵染、低磷、低温、NaCl、铜离子和干旱胁迫处理后的转录组数据,分析矮牵牛NAC基因(PaNACs)差异表达情况,并对差异表达PaNACs的启动子顺式作用元件及转录因子结合位点进行分析。利用实时荧光定量PCR验证了部分差异表达PaNACs在矮牵牛花衰老过程中的表达情况,并预测了差异表达PaNACs编码蛋白的潜在靶基因。【结果】鉴定的131个PaNAC基因中,59个(45.04%)被鉴定为花器官衰老和逆境胁迫响应过程中的差异表达基因。PaNAC72、 PaNAC22、 PaNAC29、 PaNAC40、 PaNAC2、 PaNAC90、 PaNAC83、 PaNAC56、 PaNAC36和PaNAC35在至少3个生物学过程响应中差异表达显著,其中拟南芥衰老关键基因AtNAP的直系同源基因PaNAC29在花器官衰老过程和低温、低磷、铜离子胁迫逆境处理中显著上调表达;PaNAC72在除受铜离子胁迫外的所有6种处理中表达差异显著;PaNAC22在花器官衰老过程和低温和低磷胁迫中上调表达,在铜离子和干旱逆境下调表达。启动子分析结果显示这10个PaNAC启动子区域存在多种逆境胁迫响应相关元件,且大量响应衰老和逆境胁迫的差异表达基因的启动子区域存在NAC的结合位点。【结论】PaNACs广泛参与矮牵牛生长发育及逆境胁迫响应,其中PaNAC29可能是花衰老关键的正调控因子,PaNAC72广泛响应多种逆境胁迫。

芯片行业再生水灌溉矮牵牛的植物毒理效应及环境风险评价

芯片行业废水的再生利用对减少水环境污染、缓解水资源短缺、推动行业绿色发展具有重要意义。为明确芯片行业再生水灌溉对植物的毒理效应,采用矮牵牛作为模型生物,分析2种再生水灌溉期间其生长形态及对总蛋白、叶绿素、抗氧化系统和能量系统标志物的响应特征,基于第二代综合生物标志物响应指数(IBRv2)法评估再生水灌溉的环境风险。结果表明:2种再生水灌溉期间未对矮牵牛的生长形态产生明显不良影响;灌溉中期(9 d)矮牵牛总蛋白、叶绿素均被显著诱导,随后诱导作用减弱,抑制作用开始显现;灌溉中长期(9~15 d)矮牵牛的抗氧化标志物以抑制效应为主,但机体未出现明显的氧化损伤;灌溉期间矮牵牛能量系统标志物的响应规律无明显的一致性。芯片行业再生水灌溉矮牵牛的平均IBRv2为0.85~1.72,环境风险水平较低,但因再生水仍含有高浓度的氯离子和溶解性总固体(TDS),可选择敏感的生物标志物组合谷氨酸脱氢酶、丙酮酸激酶、丙二醛(MDA)或超氧化物歧化酶、MDA对环境风险进行监测和管控。建议进一步研发可有效降低芯片行业再生水中氯离子和TDS浓度的处理工艺,以保障芯片行业再生水回用于绿化灌溉的生态环境安全。

矮牵牛花朵大小及相关性状遗传分析

为了探究矮牵牛花朵大小的遗传规律,以大花型和小花型矮牵牛高代自交系为亲本构建四世代遗传群体(P_1、P_2、F_1、F_2),对花朵大小遗传特征进行主基因+多基因混合遗传模型分析,并将F_1植株与中花型矮牵牛W115株系进行杂交,验证遗传规律。同时以F_2群体为材料,对花径、萼片长、叶片长等23个表型性状进行测定,并研究其相关性。结果表明,矮牵牛大花对小花性状符合2MG-A模型,即由2对加性主基因控制,主基因遗传率为95.38%;大、小花杂交F_1与中花W115进一步杂交,后代出现大花与中花性状分离(1∶1),且中花植株的叶片和苞片叶绿素含量显著高于大花植株(P<0.01)。大花×小花F_2群体的表型性状变异丰富,变异系数在7.67%~59.93%,平均22.38%。相关性分析结果表明,花部性状、叶部性状以及两者之间均存在一定的相关性,其中花径与其他器官大小均呈显著正相关,与部分植株性状呈显著负相关。

不同供磷水平对矮牵牛生长的影响

为提升矮牵牛的育苗和养护技术,本研究以矮牵牛品种‘梦幻玫红’为试验材料,设置5个不同磷浓度的营养液处理矮牵牛幼苗,研究不同磷供应水平对矮牵牛生长相关指标的影响。结果表明,不同浓度磷供应对矮牵牛植株的株高随处理时间不同有所差异,至第5周,磷浓度为7.5 mg·L^(-1)处理组的平均株高最大(达到14.25 cm)。随着处理时间延长,磷浓度高的处理组和磷浓度低的处理组的冠幅差异逐渐增大,至第5周,磷浓度越高冠幅越大,磷浓度为45.0 mg·L^(-1)处理组冠幅达到22.90 cm。叶片数、分枝数、花芽数随磷浓度升高呈上升趋势,但各处理组间叶片SPAD值基本无显著差异。破坏性取样后发现,植株地上和地下部分磷积累量和干重也随磷浓度升高而增加,但根冠比随着磷浓度升高而降低。因此,不同供磷水平对矮牵牛的营养生长有明显的影响,磷供应不足会降低矮牵牛的冠幅、叶片数、分枝数和花芽数量等重要观赏指标。

11个垂吊矮牵牛品种在北京地区的适应性研究

矮牵牛广泛的应用于世界各地的花境之中的观赏杂交种,为茄科矮牵牛属多年生草本植物,原产南美!,品种众多,花的颜色丰富,花径的大小范围广泛,花型多样,分枝性强,株型丰满,耐低温,矮牵牛同时用作模式植物来进行植物实验。本文以11个中国自育的垂吊矮牵牛品种为试材,对它们的株高、株幅、节间长、花径、花量、叶绿素的6个表观性状进行比较分析,从中筛选得到适宜在北京地区种植和展示的垂吊矮牵牛品种。

生物有机肥在矮牵牛上的应用效果试验

为探明生物有机肥在矮牵牛上的应用效果,作者在不增加或少增加矮牵牛栽培成本的条件下,开展了生物有机肥对矮牵牛植株生长和开花的影响试验。试验结果表明,生物有机肥对矮牵牛的植株生长发育有很好的促进作用,利于其增加单株花蕾数和单株开花数,园土掺入5%生物有机肥作基质盆栽矮牵牛,能使矮牵牛的开花期明显提前,初花期后连续开花性较好,花朵颜色鲜艳、品质优良。因生物有机肥和复合肥的成本相当,园土掺入5%生物有机肥作基质盆栽矮牵牛具有较好的经济效益。

两种光周期下矮牵牛‘幻想粉红’生长发育特性的研究

将矮牵牛‘幻想粉红’分别培养在长日照和短日照条件下,观测其始花期及株高、株幅、分枝数和开花数的变化;将短日照下培养的‘幻想粉红’分别于2、4、6、8、10、12、14、16片真叶时移入长日照下进行培养,观测从长日照处理至第1朵花开放的时间。结果分析表明:长日照下,‘幻想粉红’株型松散,短日照下生长紧凑;‘幻想粉红’为量性长日照植物,短日照下要达到较大的营养生长量才能开花;‘幻想粉红’的幼龄期约在8片真叶期结束。初步建议在8叶期之前采用短日照处理‘幻想粉红’,以得到紧凑的株型,而在8叶期以后给予长日照,以促进开花。

盆栽矮牵牛氮、磷、钾肥效应及推荐用量研究

采用"3414"不完全正交回归设计,在盆栽试验条件下研究氮、磷、钾肥不同配比对矮牵牛生长和观赏品质的影响,并筛选适宜的肥料用量。通过对矮牵牛不同生长时期生长指标(株高、冠径)、观赏指标(存花数、总花朵数)和收获后植株干样质量的统计分析,表明氮肥和磷肥对矮牵牛的营养生长和生殖生长均有较大影响,而钾肥的效果主要表现在生殖生长期,三因素影响作用顺序为N>P>K;氮、磷、钾肥间存在明显的交互作用,配合施用能提高肥效和促进矮牵牛的生长。对矮牵牛总花朵数进行肥效模型拟合,得出在该试验条件下盆栽矮牵牛(每盆装基质1.5kg)氮(N)、磷(P_2O_5)、钾(K_2O)的最佳施用量为0.61、0.26、0.34 g/pot,适宜的氮、磷、钾施用比例为1:0.43:0.56。

施氮量和CAU31系列控释肥对矮牵牛生长和观赏品质的影响

通过合理的施肥措施,塑造理想的株型结构、增加开花数和延长花卉观赏期是花卉栽培实践和理论研究中的热点问题之一。通过盆栽试验,研究不同施氮量和同一施氮量下不同控释肥类型对矮牵牛生长和观赏品质的影响。结果表明:施氮量(N)200mg/kg基质为矮牵牛的合理施氮量;中国农业大学资源与环境学院花卉营养课题组所研制的CAU31系列控释肥,能明显促进矮牵牛生长,提高矮牵牛观赏品质;与含氮量相同多次施入的速效肥相比,一次性施入的控释肥对矮牵牛生长和观赏品质具有同样甚至更好的效果,达到了省时省工的目的。

矮牵牛花粉生命力测定方法的研究

以矮牵牛的新鲜花粉为试材,利用单因子试验比较了液体培养基中蔗糖及硼、钙、镁、钾对矮牵牛花粉萌发的影响,在此基础上进行了L25(56)的正交试验,比较了H3BO3、CaCl2及其交互作用对矮牵牛花粉萌发的影响;通过对醋酸洋红染色法、次甲基兰染色法、TTC染色法和过氧化物酶沉淀法四种方法的比较,寻找快速测定矮牵牛花粉生命力的方法。试验结果表明:H3BO3、CaCl2、H3BO3×CaCl2的交互作用对矮牵牛花粉萌发有显著影响。适宜的花粉培养液为:蔗糖150g/L+H3BO320mg/L+CaCl210mg/L;过氧化物酶沉淀法是快速测定矮牵牛花粉生命力的最适染色法。

热胁迫下矮牵牛幼苗的形态和生理变化

选取3个矮牵牛(Petunia hybridaVilm)自交系,在人工模拟高温下测定形态和生理指标,旨在探讨其抗热机理。结果表明:不同品种的矮牵牛幼苗株高、冠幅、叶片数没有显著差异,不能作为耐热性鉴定指标,而热害指数达到显著水平可作为鉴定矮牵牛耐热性较为可靠的形态指标。SOD、CAT活性的变化与品种的耐热性无明显的相关性。细胞膜热稳定性、叶绿素含量、丙二醛含量、O2.-含量、POD活性的变化都表现出一定的规律,是良好的抗热性筛选生理指标。

园林绿化废弃物花木基质对矮牵牛生长效果的影响

此研究利用园林绿化废弃物、草炭、珍珠岩、素土进行配比组成新型绿色基质,进行矮牵牛的盆栽试验。通过5种不同配比的基质的理化性质和矮牵牛的生理指标的测定,得出园林绿化废弃物生产花木基质对矮牵牛生长的影响。结果表明:5种不同配比的基质对矮牵牛的品质均有一定影响,其中最优基质配方为园林绿化废弃物堆肥产物:素土=3:7。这为未来利用园林绿化废弃物生产花木基质代替草炭提供理论依据和实践支持。

矮牵牛花期一些生理指标的变化

选择了 3种颜色的矮牵牛 (PetuniahybridaVilm) :粉红色、杂色和红色 ,将其开花过程分为 4个时期 :未出现花芽、花芽期、花蕾期和开花期 ,测定各时期MDA、可溶性糖、激素水平和多胺含量等指标的变化。结果表明 ,从无花芽期到开花期MDA含量有所升高 ;可溶性糖含量呈现降低的趋势。在粉红色的矮牵牛叶片中 ,IAA含量在开花期升高 ;GA含量在无花芽期和花芽期时较高 ;而ZRs则在花蕾期较低 ,在开花期时含量上升。 3种多胺含量的变化不同 ,腐胺在整个花期略有上升 。

3个香型矮牵牛品种的组织培养再生体系

以3个香型矮牵牛品种的带叶茎尖为外植体,研究了不同BAI、BA及NAA配比对初代培养、继代培养和生根的影响。结果表明:供试的3个基因型诱导成苗和继代培养所需的培养基激素浓度差异较大,BA浓度变化在0.1～1mg.L-1之间;但对于同一基因型而言,高浓度的BA可以直接从茎和叶上诱导出愈伤组织,由愈伤组织形成不定芽苗;中浓度的BA使其形成定芽和不定芽两种苗;低浓度的BA基本为顶芽和侧芽两种定芽成苗。3个品种在1/2MS+0.25mg.L-1NAA+0.25mg.L-1IBA培养基上都能生根,且生根迅速,生根效果较好。

不同基质中IBA与NAA对矮牵牛扦插生根的影响

以当年现蕾盆栽大花类矮牵牛(Petuniahybrida)为材料,研究了不同基质中IBA与NAA对矮牵牛扦插生根的影响。结果表明,基质中添加激素可提高矮牵牛扦插成活率,促进生根,提高根冠比、叶绿素、根系活力、还原糖和可溶性糖。500mg/LIBA或200mg/LNAA+300mg/LIBA处理可明显促进矮牵牛扦插生根,扦插成活率高,生长良好。泥炭∶沙=1∶3和泥炭∶蛭石∶沙=1∶1∶1两种基质对矮牵牛扦插生根均有作用,但差异不明显。

矮牵牛花色基因工程研究进展

矮牵牛花色素苷生物合成过程中至少有12种酶参与,除了AAT、AMT之外的大多数相关合成酶结构基因已经被克隆,调节基因An2、An4及酶活性调节基因difF也先后从矮牵牛中分离出来。多种花色基因如DFR、F3′5′H、CHS、CHI、CHR、Lc等转化矮牵牛都能影响花色,外源CHS导入还会引起雄性不育。该文主要对近年来国内外有关矮牵牛花色相关基因的分离、应用及外源基因转入三方面的研究进展进行综述,并对矮牵牛花色基因工程研究的应用前景进行了讨论。

同源四倍体矮牵牛花粉母细胞减数分裂观察

以同源四倍体矮牵牛06P-12为材料,采用常规压片法对花粉母细胞减数分裂过程及染色体行为进行了观察研究,以探明同源四倍体矮牵牛育性降低的细胞学原因.结果显示:花粉母细胞减数分裂过程与二倍体基本相同但有其特殊性,主要表现在:终变期染色体的构型复杂,有四价体、三价体和单价体;中期Ⅰ和中期Ⅱ有赤道板外染色体;后期Ⅰ和后期Ⅱ出现落后染色体、丢失染色体、染色体桥及不均等分裂的现象;四分体时期出现一分体、二分体、三分体以及含微核的异常三分体、四分体、多分体.花粉母细胞减数分裂过程中正常细胞平均达78.6%,异常细胞频率平均为21.4%.研究表明,同源四倍体矮牵牛育性降低的细胞学原因是减数分裂过程中染色体行为异常.

矮牵牛花瓣发育过程中花色素苷、还原糖及蛋白质含量的变化

将矮牵牛花冠的发育分为 5个时期 .研究各时期花瓣中花色素苷、还原糖及蛋白质含量的变化 ,结果表明 :花刚开放时 ,花色素苷、还原糖含量最高 ;花瓣发育过程中花色素苷的生成与还原糖含量的变化趋势一致 .所选 3种花色中 。

增强UV-B对矮牵牛花瓣中生理生化物质变化的影响

比较研究了普通光照(CK)和增强UV-B处理条件下,粉红色矮牵牛(Petunia hybrida)花瓣中花色素苷、辅色素、丙二醛和还原糖的含量以及苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性的变化.结果表明,UV-B照射处理组花瓣中花色素苷、辅色素和还原糖含量均高于对照(CK),PAL活性增强,叶面积、叶宽和周长均小于对照组,MDA含量则低于对照组.综合分析表明,粉红色矮牵牛承受增强UV-B处理有一个阈值,大致为960.5 kJ?m-2;并且花色素苷和辅色素的作用不同,花色素苷以抗氧化为主,而辅色素以对UV-B的屏蔽作用为主.