大白菜BrCYP83B1基因的克隆及表达分析

【目的】细胞色素P450家族是十字花科植物硫苷合成重要的酶系,其中CYP83亚家族主要参与核心结构的合成,旨在探究大白菜(Brassica rapa ssp.pekinensis)CYP83B1基因的功能。【方法】利用RT-PCR技术克隆BrCYP83B1基因,通过生物信息学软件分析其编码蛋白理化性质、同源性及启动子顺式作用元件,利用RT-qPCR技术分析BrCYP83B1的表达模式,并构建其植物超表达载体。【结果】BrCYP83B1 cDNA序列全长为1500 bp,编码499个氨基酸,编码蛋白属于细胞色素P450超家族,主要定位于细胞质,二级结构主要由α-螺旋和无规则卷曲构成,与甘蓝型油菜、青花菜的CYP83B1蛋白具有较高的同源性。启动子分析表明,该基因启动子区域包含水杨酸、脱落酸及茉莉酸甲酯等激素响应的顺式作用元件,说明BrCYP83B1基因表达可能受激素调控。RT-qPCR分析结果表明,BrCYP83B1基因在大白菜的根、茎、叶、花和果中均有表达,且以叶中的表达量最高;茉莉酸甲酯够显著促进该基因的表达,而水杨酸处理对其表达具有一定的抑制作用,脱落酸处理下基因先上调后又下调。【结论】BrCYP83B1可能参与大白菜对激素的响应调控。

新农科背景下“双创+学科竞赛”创新实践能力培养模式研究

结合新农科背景下齐齐哈尔大学园艺专业人才培养实践基本情况,提出了“双创+学科竞赛”的创新实践能力培养模式。该模式在农学类本科人才的创新实践能力培养、教育教学改革、专业建设提升等方面能够发挥引领作用,可以为高校农科专业探索双创人才培养模式提供参考。

工业大麻HD-Zip基因家族鉴定与干旱胁迫下的表达分析

HD-Zip在植物抗逆过程中起着重要的调节作用,为了解大麻基因组中HD-Zip基因家族的特征和潜在功能,并为进一步研究CsHDZ基因对干旱胁迫下的调控提供重要线索,根据大麻全基因组数据库中的参考序列,利用生物信息学的方法对大麻HD-Zip基因家族进行全基因组鉴定,并系统分析其理化特性、进化发育、基因结构、启动子顺式结合元件并测定干旱胁迫下的表达模式。结果表明,大麻HD-Zip基因家族共筛选出20个CsHDZs基因,分别定位在7条染色体上,属于4个亚家族,编码氨基酸204~837个,理论等电点4.54~9.04,属不稳定蛋白,亚细胞定位预测全部定位于细胞核;蛋白保守基序分析显示,CsHDZs共有10个保守基序,其中motif 1和motif 9为各成员共有;启动子调控元件分析发现,CsHDZs富含多种逆境胁迫应答相关元件。实时荧光定量分析结果显示,CsHDZ1/8/10基因转录水平在干旱前期无显著差异,而后期显著上调。研究表明CsHDZs基因参与了胁迫应答过程并能够积极响应干旱。

外源硒对白菜芽苗菜生长及品质的影响

芽苗菜因营养价值高、便于工业化大规模生产、栽培周期短、效益高而逐渐发展为一类重要的蔬菜产业。硒作为人体健康必需的微量元素而备受关注,富硒农产品也成为市场和健康养生的追踪热点。外源施入硒后能被芽苗菜转化成为活性更高的有机硒,更利于人体吸收。本研究以白菜为材料,探究施用不同浓度亚硒酸钠对白菜芽苗菜中总酚、类黄酮、花青素等生物活性物质营养指标的影响,并探究外源施硒对白菜芽苗菜生长和营养品质的影响。结果表明:白菜芽苗菜总酚含量随着外源硒浓度的升高呈下降趋势;自由基清除率降低;白菜芽苗菜中花青苷含量在低浓度硒处理时较高、在高浓度硒处理时较低;类黄酮含量随着硒浓度的升高而下降。

产教融合背景下提升园艺专业实习教学质量的思考与实践

产教融合是高校培养高素质人才的重要途径,是培养更具竞争力应用型人才的重要推动力。实践教学既是产教融合的重要内容,又是产教融合发展的核心目标之一。本研究结合齐齐哈尔大学园艺专业实习教学的综合实践,根据教学中存在的问题与现状,结合专业自身的特点,从打造实习内容、创新实习途径等方面分析在产教融合协同育人的实施原则与策略,并提出优化建议。初步实现了教学效果的提高,应持续深化产教融合协同育人模式,通过实践教学体系改革的创新和探索,为产业培养高质量的园艺专业应用型人才。

不同施肥处理对‘渝城1号’核桃产量、品质和土壤肥力的影响

以‘渝城1号’核桃为研究对象,设置单施复合肥、单施有机肥、施用核桃配方肥及不施肥4个处理,测定不同施肥处理时核桃产量、品质及核桃园土壤理化性质、微生物数量等,对核桃配方肥的应用效果进行评价。结果表明:施复合肥、有机肥及核桃配方肥均能提高核桃产量,其中,施用核桃配方肥的增产效果最好,经济效益最高,该施肥处理比不施肥的收益提高88.1%。相比于不施肥,施用核桃配方肥时核桃果实的蛋白质及脂肪总量显著提高,油酸、亚油酸、α-亚麻酸等不饱和脂肪酸占比增加,硬脂酸、棕榈酸等饱和脂肪酸占比下降。施用复合肥能促进核桃园土壤有效氮、磷、钾质量分数的增加,但会引起土壤pH及有机质质量分数下降。施用有机肥和核桃配方肥均能促进土壤有机质和有效养分质量分数增加。施用核桃配方肥后,土壤总微生物量增加,固氮菌、解磷菌、解钾菌、纤维降解菌等功能微生物数量均显著增多,土壤脲酶、磷酸酶、蔗糖酶、过氧化氢酶等活性大幅升高。施用核桃配方肥能显著提升核桃的产量和品质,更利于土壤养分转化和果园可持续经营。

不同品种草莓果实的综合比较

以8个草莓品种为试验对象,从果实外观性状、内在品质及感官评价三方面对其进行综合比较。结果表明,8个品种中‘太空2008’果实单果重最大,呈楔形,明红色富有光泽,着色均匀,果实硬度较高,易于高产栽培;‘郑源2号’滋味度最高,果实艳红色,圆锥形;‘宁丰’感官评价最佳,艳红色,香气最浓郁,果实较大,但耐贮性差,适合就近栽培销售;‘圣安’果实硬度最大,果形呈圆锥形,果面明红色,光泽度好,耐贮运,但风味酸,适合进行果品加工;‘粉玉1号’果面颜色特殊,香气浓郁,酸甜适中,感官评价较高,具有栽培前景。

非生物胁迫对结球甘蓝生理指标的影响

为探究非生物胁迫对结球甘蓝生长的影响,以甘蓝“京丰一号”为材料,利用脱落酸(ABA)、聚乙二醇(PEG)、氯化钠(NaCl)对结球甘蓝幼苗进行处理,分析不同处理对幼苗叶绿素的质量分数,过氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性,丙二醛(MDA)浓度的影响.结果表明,在各胁迫初期,甘蓝幼苗叶片叶绿素的质量分数均增加,并在ABA,PEG胁迫的第6 h或NaCl胁迫的第12h达到峰值,而后下降.在PEG和NaCl胁迫处理6h时,ABA处理的第12 h,SOD,POD活性均达到最高值,处理时间继续延长,酶活性开始下降.而MDA浓度随着各种处理时间的增加逐渐升高,说明胁迫时间越长植物受损越严重.研究显示,甘蓝可以通过激活抗氧化系统以抵抗胁迫初期活性氧的积累,当植物无法抵抗胁迫时,活性氧动态失去平衡导致生物膜受损.

‘渝城1号’核桃矿质元素周年吸收规律研究

以‘渝城1号’核桃为研究对象,通过测定不同生育期的主要器官样品的生物量和N,P,K,Ca,Mg质量分数,总结分析核桃对5种矿质元素的吸收规律.结果表明:①开花坐果以后,核桃干物质快速增加,增加的干物质主要累积在果实、根和茎中,并在果实膨大期后,果实中的干物质累积量显著高于其他器官;②从各器官矿质元素质量分数上看,茎、营养枝和果枝中的N,P,K质量分数在展叶抽梢期最高,茎和营养枝中的Ca质量分数在果实膨大期最高,营养枝和果枝中Mg质量分数在落叶期最高.③从各器官矿质元素的累积量看,开花坐果前,N,P,K在根部的累积量最高.开花坐果后,果实中N,P,K的累积量逐渐升高.整个生育期,Ca在根部中的累积量最高,而Mg在果实膨大期前以根部累积量最高,之后在果实中的累积量最高;④5个矿质元素中,核桃对N,K,Ca吸收量大于P和Mg,其中核桃对N,P吸收量最大的时间在开花坐果期,对K和Mg吸收量最大的时间在坐果初期,对Ca吸收量最大的时间在果实膨大期.因此,开花坐果期到果实膨大期是核桃施肥的关键时期,在该时期应及时补充相应的矿质元素,以实现核桃的科学高效施肥.

硒硫互作对白菜芽苗菜硫代葡萄糖苷含量及抗氧化性的影响

为探讨硒硫互作对白菜芽苗菜硫代葡萄糖苷(以下简称硫苷)含量及抗氧化性的影响,以白菜种子为实验材料,通过4 mmol/L ZnSO_(4)溶液单独喷施、50μmol/L和100μmol/L的Na_(2)SeO_(3)溶液单独喷施以及二者联合喷施,分析白菜芽苗菜主要生理生化指标、抗氧化能力及硫苷含量等变化规律。结果表明,单独施用ZnSO_(4)溶液对白菜芽苗菜造成了生长胁迫,而单独施用Na_(2)SeO_(3)溶液可增加芽长和单株平均质量;Na_(2)SeO_(3)溶液联合ZnSO_(4)溶液喷施处理可以有效缓解单独施用ZnSO_(4)溶液对白菜芽苗菜生长发育的抑制作用。同时,相较于对照(喷施去离子水),经过ZnSO_(4)溶液联合Na_(2)SeO_(3)溶液喷施处理后,白菜芽苗菜硒元素含量及总硫苷含量均显著提高(P<0.05),其中ZnSO_(4)溶液联合50μmol/L Na_(2)SeO_(3)溶液喷施处理6 d后总硫苷含量增加约50%;总体上发芽6 d的芽苗菜硒元素和硫苷含量明显高于4 d时的芽苗菜。研究结果可为生产富硒高硫苷的功能性白菜芽苗菜提供参考。

结球甘蓝PRX基因家族全基因组鉴定与逆境条件下的表达分析

Ⅲ类过氧化物酶(class Ⅲ peroxidases, PRX)在植物生长发育和胁迫响应中发挥重要的作用,本研究利用生物信息学方法对结球甘蓝PRX基因家族进行鉴定,预测其结构和功能,并分析PRX基因在逆境条件下的表达模式,旨在明确甘蓝PRX基因家族的进化关系和功能。结果表明,结球甘蓝基因组中共鉴定出125个BoPRX基因家族成员,不均匀的分布在9条染色体上;编码氨基酸173-488 aa,大部分为亲水蛋白;亚细胞定位预测BoPRX基因大部分定位在叶绿体上。系统进化分析将甘蓝PRX蛋白分为5个亚族,每个亚族的成员都含有相似的外显子/内含子结构和蛋白质保守基序;启动子区域分析发现,BoPRX启动子序列中含有多种与激素和逆境等胁迫响应相关的顺式调控元件;基于转录组数据的热图分析显示,BoPRXs表达在叶绿体中最多。荧光定量PCR分析显示,6个BoPRX基因均受NaCl和PEG诱导上调;在ABA处理下,除BoPRX100外其余基因的表达在大部分时间被抑制,这些基因均受到ABA的差异调控,说明这些BoPRX基因都参与了ABA信号通路。综上所述,本研究揭示了PRX的复杂调控依赖于PRX的类型和信号分子,为进一步分析甘蓝PRX家族关键成员的功能提供了有价值的信息。

三个甘蓝WRKY基因的克隆及其对非生物胁迫的表达

WRKY蛋白质是一类参与植物生长发育、生物和非生物胁迫以及其他生物过程的转录因子。研究甘蓝WRKY基因在逆境胁迫下的响应机制,为进一步研究BoWRKYs的抗逆功能奠定基础。以甘蓝(Brassica oleracea var.capitata L.)幼苗为试材,RT-PCR克隆BoWRKY40(BolC02g035760.2J)、BoWRKY46(BolC04g031460.2J)和BoWRKY70(BolC04g035730.2J)3个BoWRKYs;采用同源重组法构建pSuper1300:BoWRKYs-GFP载体,进行亚细胞定位;实时荧光定量PCR检测BoWRKYs在ABA、PEG8000和NaCl胁迫下的响应模式。结果表明,BoWRKY40、BoWRKY46和BoWRKY70的cDNA全长分别为873、831和864 bp,分别编码290、276和287个氨基酸,预测蛋白分子量为32.41、32.08和32.52 kD,理论等电点为6.77、6.18和5.62;多重比对分析发现3个BoWRKY蛋白结构域与拟南芥、番茄、玉米和棉花的WRKY结构域高度相似;亚细胞定位显示,3个BoWRKY蛋白主要定位于细胞核;荧光定量PCR分析显示,BoWRKYs在ABA、PEG8000和NaCl胁迫下受到不同程度的诱导。其中,BoWRKY40能积极响应3种胁迫,而BoWRKY46和BoWRKY70在ABA和盐胁迫下表达上调,在PEG8000处理后表达水平逐渐降低。甘蓝BoWRKY40、BoWRKY46和BoWRKY70表达与逆境胁迫响应关系密切。

基于极端混合池(BSA)全基因组重测序的羽衣甘蓝白色叶基因定位

筛选羽衣甘蓝白色叶形成相关的关键基因和位点以及心叶颜色性状的遗传规律,以羽衣甘蓝红叶亲本WR、白叶亲本WB及其构建的F2分离群体为试验材料,从F2群体中挑选红叶和白叶植株各20株,分别构建2个DNA混合池,对子代混合池和亲本分别开展50×和20×覆盖深度的全基因组重测序,定位白叶性状关联区间,并根据基因注释信息预测候选基因。结果表明,重测序获得3 987 718个单核酸多态性(SNP)标记,获得位于第2、3和9染色体的8个显著关联区间,根据基因注释和功能分析,筛选到8个候选基因(Bol030253、Bol029431、Bol012077、Bol007709、Bol030318、Bol030235、Bol030286和Bol005195)。将8个基因确定为羽衣甘蓝白叶的候选基因,可能在羽衣甘蓝叶片颜色形成过程中起着重要作用。

重庆核桃主要产区土壤养分状况及肥力评价

采集重庆核桃主要产区土壤样品,分析土壤养分质量分数及综合肥力情况。结果表明:(1)重庆核桃产区土壤pH值范围为5.57~8.46,少量产区呈微酸性。根据全国第二次土壤普查养分质量分数分级标准,重庆各核桃产区土壤有机质质量分数较低,为5.11~16.22 g/kg。土壤全氮、碱解氮、速效钾质量分数分别为0.69~1.31 g/kg、25.43~120.53、13.50~142.98 mg/kg,总体均处于中下水平。土壤全钾质量分数较高,为18.64~36.89 g/kg。全磷、有效磷质量分数分别为0.47~1.13 g/kg和6.23~42.37 mg/kg,总体达到中上水平。土壤有效Ca、Mg质量分数丰富,分别为551.21~9671.42和21.21~688.25 mg/kg。有效Fe、Mn、Zn、B质量分数处于中等偏下水平,分别为1.94~11.20、1.31~29.03、0.42~1.54、0.21~0.57 mg/kg。有效Cu、Mo质量分数在各产区差异性较大。(2)采用内梅罗综合指数法评价显示,重庆核桃产区土壤综合肥力均为III级,属一般肥力水平,且有机质、氮和钾是限制土壤肥力的主要因子。因此,建议重庆核桃产区施肥以氮肥与钾肥为主,同时配施有机肥以及铁、锰、锌、硼等微肥,以达到培肥土壤和促进核桃生长结果的双重作用。

观赏羽衣甘蓝小孢子培养及再生植株倍性变异

试验以5个不同基因型羽衣甘蓝品种为试材进行游离小孢子培养,研究基因型及振荡培养对小孢子胚发生和发育的影响,并对小孢子再生植株染色体倍性进行鉴定,以期创制多样性的观赏羽衣甘蓝DH系,为选育优异羽衣甘蓝品种奠定材料基础。结果表明：基因型影响羽衣甘蓝供试材料小孢子胚状体发生,供试材料中只有4个品种Y007、Y008、Y009和Y010诱导出了胚状体,平均出胚率分别为0.80、1.03、1.97和1.40胚/蕾,不同基因型间的小孢子胚诱导率差异显著,Y014多次重复培养均不能获得胚状体;60 r·min^-1的低速振荡培养能够促进羽衣甘蓝胚状体的发生,加快胚诱导的速度,有利于提高子叶形胚发生的比例;染色体倍性鉴定结果表明：羽衣甘蓝小孢子植株中单倍体、二倍体和四倍体同时存在,不同基因型的倍性变异具有多样性,染色体自然加倍率为3.2%-92.0%。

茶树未成熟胚组培育苗技术的研究

本文研究了茶树未成熟胚离体培养成苗的培养基、培养条件和试管苗的移植技术要点。从供诱导的8个品种中,成功地培养出近千株试管苗,其中盆栽茶苗500余株,露地栽植的404丛,首批茶树生长高度已达80厘米左右。培养物最多的继代培养已达20次。再生和完整植株在遗传特性上是稳定的。这一技术的研究成功,将对茶树种质资源的保存,提高茶籽,尤其是有性杂交或远缘杂交种子、诱变种子的能育率及诱获一籽多苗具有实际应用价值。

黄连须根浸提液对无机磷细菌的负化感效应

黄连(Coptis chinensis)是我国人工栽培的传统大宗中药材,种植面积大,连作障碍严重,了解黄连对土壤微生物的化感效应,有益于揭示黄连连作障碍的发生机理,为减轻连作障碍提供科学依据。试验利用固、液培养技术,以3株能溶解无机磷的伯克霍尔德氏菌(Burkholderia Yabunchi B05、B07和B09)为材料,研究了黄连须根浸提液(Extracts of fibrous roots of Coptis chinensis,ERC)对其生长繁殖和溶磷的化感作用。结果表明,在固体培养时,随ERC浓度提高,无机磷细菌(Inorganic phosphorus-dissolving bacteria,i PDB)的菌落直径、溶磷圈直径和溶磷指数降低。在液体培养基中,ERC不同程度地抑制i PDB繁殖生长,数量减少35.98%~52.98%。供试菌株均能分泌氢离子、草酸和柠檬酸,B05和B09还能分别分泌乙酸和苹果酸,B07能分泌乙酸和丁二酸,三株i PDB溶磷量平均值(mg L^(-1))分别为228.31(B05)、311.64(B07)和174.89(B09)。有机酸和氢离子分泌总量分别与溶磷量呈显著正相关,相关系数依次为0.877和0.604(p≤0.05,n=12)。在ERC抑制iPDB分泌有机酸和氢离子的同时,溶磷量降低21.68%~60.55%。因此,在集约化种植黄连的土壤中,其根系分泌的化感物质可能影响iPDB的种群结构和生理生态功能,降低土壤无机磷的生物有效性,可视为发生连作障碍的潜在原因之一。

羽衣甘蓝小孢子再生植株的倍性鉴定及加倍

为了提高羽衣甘蓝小孢子植株中二倍体比例,以波浪叶红心、皱叶红心、红欧、白欧为供试材料,利用流式细胞仪对其小孢子再生植株的倍性进行分析,采用秋水仙素溶液对单倍体植株和游离小孢子进行诱导加倍。结果表明:含75 mg/L秋水仙素的培养基处理单倍体试管苗,波浪叶红心与皱叶红心的双单倍体比例分别为20.0%、5.0%,效果较差;1 000 mg/L秋水仙素溶液浸根处理的波浪叶红心与皱叶红心的双单倍体比例分别为53.3%和25.0%,效果较好;50 mg/L秋水仙素溶液处理小孢子36 h,4份材料的加倍效果均最好,其中红欧双单倍体比例高达55.6%。

空心莲子草根系分泌物对无机磷细菌的负化感效应

空心莲子草(Alternanthera philoxeroides Griseb)是全球难以根除的恶性杂草,能在有效磷较低的土壤中生长。了解空心莲子草对微生物转化土壤无机磷的影响,有益于揭示其入侵机制。利用固、液培养技术,以3株(B05、B07和B09)能溶解无机磷的伯克霍尔德氏菌(Burkholderia Yabunchi)为材料,研究了空心莲子草根系分泌物(Exudates from A.philoxeroides roots,EAR)对其生长繁殖和溶磷的化感作用。结果表明,在固体培养时,随EAR浓度提高,无机磷细菌(Phosphatesolubilizing bacteria,PSB)的菌落直径、溶磷圈直径和溶磷指数降低;在液体培养基中,EAR不同程度地抑制PSB繁殖生长,数量减少48.13%~73.03%。供试菌株均能分泌氢离子、草酸和柠檬酸,其中B05和B09还分别能分泌乙酸和苹果酸,B07能分泌乙酸和丁二酸,草酸和柠檬酸共占有机酸分泌总量的66.02%~74.72%。此外,有机酸分泌总量和氢离子分泌量分别与溶磷量呈显著正相关,相关系数依次为0.836和0.947(p<0.05,n=12)。EAR显著抑制PSB分泌有机酸和氢离子,与此同时溶磷量降低11.41%~47.32%。因此,EAR对PSB呈负化感效应,不同程度地抑制PSB繁殖生长、有机酸和氢离子分泌及无机磷溶解。