低温处理下青花菜衰老过程中叶绿素降解相关基因的表达

为研究不同低温处理对青花菜黄化衰老过程中叶绿素变化及叶绿素降解相关基因表达量的影响。以兰州高原特色蔬菜‘耐寒优秀’品种的青花菜为试验材料,设置近冰温(-0.7℃~-0.4℃)、4℃、10℃3个贮藏温度。结果表明,近冰温(-0.7℃~-0.4℃)处理组在整个贮藏期叶绿素含量显著高于4℃、10℃处理,且L^(*)、a^(*)和b^(*)显著低于4℃和10℃处理。在整个贮藏期,近冰温处理的青花菜BoCLH1(叶绿素酶1)和BoCLH2(叶绿素酶2)的表达量显著低于4℃、10℃处理,这说明近冰温处理抑制了青花菜贮藏期BoCLH1(叶绿素酶1)和BoCLH2(叶绿素酶2)的表达,而4℃、10℃处理诱导了青花菜贮藏期BoCLH1(叶绿素酶1)和BoCLH2(叶绿素酶2)的表达;近冰温处理的青花菜BoPPH(脱镁叶绿素酶)的表达量随着贮藏时间的延长不断下降,而在4℃和10℃处理组中在贮藏15 d时有显著上升,且始终高于近冰温处理组。近冰温处理的BoPaO(脱镁叶绿酸a加氧酶)表达量高峰出现明显滞后,而BoRCCR(红色叶绿素代谢产物还原酶)的表达量在贮藏过程中始终显著高于4℃和10℃处理组。可见,近冰温处理可有效抑制叶绿素的降解,延缓青花菜组织衰老。

青花菜响应干旱胁迫基因挖掘

为挖掘青花菜抗旱关键基因,以台绿3号为试材,通过PEG模拟干旱胁迫,分析干旱胁迫对青花菜幼苗生物量及抗氧化酶活性的影响;利用转录组测序筛选抗氧化酶相关的差异表达基因,同时采用实时荧光定量PCR技术对筛选出的抗氧化酶相关基因进行定量表达分析。结果表明,干旱胁迫可显著抑制青花菜幼苗地上部生物量的积累,促进地下部根系的生长,提高POD、SOD、CAT、APX、GPX活性。转录组测序结果显示,干旱胁迫下青花菜幼苗差异表达基因共有6 513个,其中上调表达基因3 129个,下调表达基因3 384个;从中筛选出45个抗氧化酶相关的差异表达基因,均为上调表达,与荧光定量PCR验证结果基本一致;通过相对表达量分析筛选出上调幅度最大的POD、SOD、CAT、APX、GPX相关基因各1个,这些基因可能是青花菜抗旱的关键基因,为青花菜抗旱机制的研究提供了科学依据。

青花菜霜霉病响应基因BoiWRKY25的克隆及表达分析

WRKY是植物特有的转录因子,在生长发育和逆境胁迫响应过程中起着重要作用。为了明确BoiWRKY25在霜霉病抗性反应中的作用,本研究以青花菜为材料,利用PCR法克隆该基因,在序列分析和表达分析的基础上,利用过量表达研究其功能。结果表明,BoiWRKY25的基因组全长为1 395 bp,有4个内含子。BoiWRKY25的编码区全长为1 086 bp,编码361个氨基酸,分子量为40.4 kDa,等电点为6.98。BoiWRKY25的平均亲水性指数为-0.857,是一种亲水蛋白。BoiWRKY25具2个WRKY结构域,每个结构域由1个WRKYGQK七肽和1个C2H2型锌指结构组成,锌指结构可分别用C-X4-C-X22-H-X1-H和C-X4-C-X23-H-X1-H表示。基因表达结果表明,BoiWRKY25的表达受霜霉菌的诱导,表达量在72 h时达到最大值,为对照的4.6倍;过量表达植株对霜霉病的抗性显著降低,同时病程相关蛋白基因BoiPR1的表达量降低,表明BoiWRKY25在霜霉病抗性反应中起负调控作用。转录因子基因BoiWRKY25的克隆与表达分析,为后续开展青花菜霜霉病抗性机理研究及分子育种奠定了基础。

青花菜转录因子基因BoiWRKY8及其与抗病性的关系

WRKY转录因子是植物特有的一类调控蛋白,在抵御生物和非生物逆境中起着重要作用。为初步明确该基因在抗病反应中的功能,本研究在分离青花菜BoiWRKY8基因的基础上,利用生物信息学方法进行序列分析,采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)明确其在核盘菌、灰霉菌侵染下的表达模式,并对过量表达植株进行抗病性鉴定。结果表明,BoiWRKY8的基因组全长为3170 bp,具2个内含子,长度分别为776和1422 bp。编码区全长为972 bp,编码323个氨基酸,WRKY结构域由60个氨基酸组成,包括一个WRKYGQK序列和一个C_(2)H_(2)锌指结构C-X_(4)-C-X_(23)-H-X_(1)-H。系统发育分析结果表明,BoiWRKY8与芸薹属植物的同源序列聚为一组,支持率达100%,与野甘蓝的关系最近。qRT-PCR结果显示,BoiWRKY8受核盘菌和灰霉菌的诱导,在6和12 h时的表达量最大,为对照的3.18/2.68和3.22/2.90倍;BoiWRKY8过量表达植株对核盘菌、灰霉菌的抗性显著增强,JA/ET通路标志基因BoPDF1.2的表达量显著提高。本研究结果为后续开展青花菜抗病机理研究和分子育种奠定了基础。

青花菜线粒体基因组组装与序列特征分析

为更好地从分子水平了解青花菜,对青花菜进行线粒体基因组组装,并对其序列特征进行分析。青花菜线粒体基因组大小为219964 bp,GC含量为45.25%。线粒体基因组注释到61个基因,包括33个编码蛋白基因,23个tRNA基因,3个rRNA基因和2个假基因。其中8个基因的核苷酸多样性较高;24个基因无核酸多样性。变异数量最多的基因是rrn26、rrn18和atp1,其变异数量分别为326、277和136。密码子偏好性分析结果显示RSCU值>1的密码子有29个,大多以A/U碱基结尾,表明其密码子更偏向于A/U结尾。基因组序列中共检测到345个重复序列,包括170个正向重复序列和175个回文重复序列。青花菜与花椰菜的线粒体基因组具有极好的共线性,且基因的位置基本一致。青花菜线粒体和叶绿体基因组中共检测到22条同源片段。同源片段总长度为13355 bp,平均607bp。

青花菜雄性不育杂交制种技术

青花菜目前大多采用雄性不育杂交制种,前期由于缺乏经验,制种产量低,种子品质差,一定程度上制约了新品种的推广应用。通过多年的试验与摸索,台州市农业科学研究院西兰花课题组总结出了一套“三控一补”青花菜高产制种技术,提高了制种产量和种子品质,加速了新品种的推广速度。

青花菜多聚半乳糖醛酸酶基因BoPGX3的克隆及盐胁迫下的表达特征分析

多聚半乳糖醛酸酶(PG)可降解细胞壁,从而降低植物抵抗能力。为了解青花菜PG基因响应盐胁迫的分子机制,以青花菜自交系‘WN12-95B’为试验材料,提取青花菜的总RNA并合成cDNA,克隆PG基因,并检测其在盐胁迫下的表达特征。结果表明:青花菜BoPGX3基因序列全长1476 bp,推导编码491个氨基酸,相对分子量为53.44 kD,等电点为5.84。系统进化分析表明,青花菜BoPGX3与羽衣甘蓝、甘蓝、白菜、萝卜和花椰菜的PG基因亲缘关系较近。荧光定量PCR结果显示,BoPGX3基因受盐胁迫诱导表达,处理3 h后相对表达量达到初始表达量的2.9倍,处理12 h时相对表达量下降至初始表达量的1.4倍。综上,青花菜BoPGX3基因参与了盐胁迫的响应,并可能在此过程中发挥着重要的作用。

代谢组和转录组联合解析青花菜芽苗黄酮类物质对外源ABA的响应机制

为探究植物激素脱落酸对青花菜芽苗黄酮类物质合成的作用机制,以青花菜品种耐寒优秀为试材,以清水为对照,外源喷施50μmol·L^(-1)的ABA,对处理后的青花菜芽苗进行代谢组和转录组的联合分析。结果表明,代谢组共检测出14类物质,包含黄酮共212种,具有明显差异的黄酮共30种。其中,儿茶素没食子酸酯、表儿茶素没食子酸酯和桑色素含量明显上升,柚皮苷、银锻苷和枸橘苷含量明显下降。通过代谢组和转录组联合分析,黄酮合成途径、苯丙烷合成途径以及ABA信号通路共筛选出13个相关调控基因,其中LOC106337270、LOC106329559、LOC106326133对儿茶素没食子酸酯、表儿茶素没食子酸酯和桑色素含量呈明显正相关,推测上述基因可响应ABA信号参与调控黄酮类化合物的生物合成。综上所述,研究结果表征了青花菜芽苗响应外源ABA并调控黄酮类化合物合成的关键基因,为后续黄酮类化合物的生物合成调控奠定了科学理论基础。

基于非靶向代谢组学对青花菜花球表面蜡粉代谢物的差异分析

为了揭示青花菜花球表面蜡粉代谢物的成分差异,以青花菜蜡粉缺失突变体和野生型为试材,基于气相色谱-质谱(gas chromatography tandem time-of-flight mass spectrometry,GC-TOF-MS)联用技术的非靶向代谢组学,对青花菜蜡粉缺失突变体和野生型的花球主要代谢通路及其产物进行深入分析,并采用单变量和多元变量统计分析及数据库注释筛选差异显著的代谢物。结果表明,青花菜花蕾蜡粉中共检测出显著差异代谢物24种,包括14种氨基酸类、4种有机酸类、1种脂肪酸类、1种胺类、1种糖类和3种其他类次生代谢物;其中,下调的有18种,包括了13种氨基酸类。综合富集分析和拓扑分析获得11条重要性凸显的代谢通路,其中差异最显著的代谢通路是氨基酸的生物合成,其次是次生代谢物的生物合成;而重要性最大的是色氨酸代谢。推测青花菜蜡粉缺失可以通过调节色氨酸代谢、次生代谢物生物合成以及氨基酸生物合成等途径,调节青花菜花蕾中氨基酸类和有机酸类等次生代谢产物的物质含量,进而调控花球的生长、营养品质以及耐寒性。

非生物胁迫下青花菜内参基因的筛选

【目的】检测非生物胁迫下常见内参基因的表达稳定性,筛选出青花菜的适宜内参基因。【方法】以青花菜高代自交系“KU19-3”为试验材料,利用已有的转录组数据和文献,筛选出31个候选内参基因,对其在不同非生物胁迫下(盐、干旱、渍水、弱光、高温和低温)的表达水平进行荧光定量PCR检测,采用geNorm、Normfinder和BestKeeper软件分析其表达稳定性,从而筛选出适宜的内参基因。【结果】31个候选内参基因的扩增特异性良好,且表达水平差异明显。其中BOL029171的Ct值最小,表达量最大;而BOL001470的Ct值最大,表达量最小。其他基因的Ct值介于20~40。3种软件综合分析结果表明:BOL034565和BOL008820在高温胁迫下最稳定,BOL043724和BOL005937在弱光胁迫下表达稳定性最好,BOL043724和BOL001470、BOL005937和BOL006136分别在低温和盐胁迫下表达最稳定,BOL024326和BOL025875、BOL008820和BOL001788分别在渍水和干旱胁迫处理下表达最稳定。综合上述得出BOL006136和BOL008820可作为非生物胁迫下青花菜的通用内参基因。【结论】本研究筛选出青花菜在非生物胁迫下通用内参基因是BOL006136和BOL008820,结果可为以后开展青花菜逆境胁迫下相关基因的表达特征研究和青花菜抗逆种质创建提供一定的科学基础。

外源谷胱甘肽对青花菜硫代葡萄糖苷合成的影响

为探究谷胱甘肽对硫代葡萄糖苷(GSLs)生物合成的影响,以现蕾期青花菜品种耐寒优秀为试验材料,研究不同浓度的还原型谷胱甘肽(GSH)、氧化型谷胱甘肽(GSSG)及丁硫堇(BSO)对青花菜花球中硫代葡萄糖苷及其相关底物含量、酶活性和基因表达的影响。结果表明,与CK(蒸馏水)相比,5 mg·L^(-1) GSH在处理48 h显著提高了青花菜花球中总硫苷、脂肪族硫苷含量,在24~48 h显著提高半胱氨酸(Cys)含量,在6~24 h显著提高了谷胱甘肽含量,在3~12 h显著提高了硫苷合成相关基因的表达量;45 mg·L^(-1) GSH处理在48 h显著降低了青花菜花球中总硫苷、脂肪族硫苷含量,在3~48 h则显著提高了半胱氨酸含量,在6~48 h则显著提高了谷胱甘肽含量,在3~12 h显著抑制了硫苷合成相关基因的表达。与CK相比,5 mg·L^(-1) GSSG处理下青花菜花球中总硫苷、脂肪族硫苷含量显著升高,而25、45及65 mg·L^(-1) GSSG处理则对总硫苷、脂肪族硫苷含量没有产生显著影响。综上所述,外源谷胱甘肽对硫苷含量的影响具有浓度效应,5 mg·L^(-1) GSH促进硫苷合成,45 mg·L^(-1) GSH抑制硫苷合成。

硫代葡萄糖苷浸种对青花菜种子萌发及生理特性的影响

以青花菜种子为试验材料,采用培养皿进行发芽试验,设置蒸馏水、200 mmol/L NaCl和15%PEG-60003种培养条件,研究不同质量浓度[0μg/mL(CK)、0.94μg/mL、1.88μg/mL、3.75μg/mL、7.50μg/mL、15.00μg/mL]硫代葡萄糖苷浸种对青花菜种子萌发指标、幼苗形态指标及生理指标的影响。研究结果表明,与CK相比,蒸馏水培养下,硫代葡萄糖苷浸种对青花菜种子的发芽率和发芽势没有显著影响,7.50μg/mL硫代葡萄糖苷浸种的青花菜根冠比显著提高;1.88~7.50μg/mL硫代葡萄糖苷浸种的青花菜POD活性显著高于对照,其中3.75μg/mL硫代葡萄糖苷浸种能显著提高青花菜的SOD和CAT活性,且MDA含量显著低于对照。盐胁迫下,7.50μg/mL硫代葡萄糖苷浸种能显著提高青花菜的SOD、POD活性,显著降低MDA含量。干旱胁迫下,硫代葡萄糖苷浸种均能显著提高青花菜种子萌发指标,显著降低青花菜MDA含量;0.94μg/mL硫代葡萄糖苷浸种能显著增加青花菜的主根长,1.88μg/mL和3.75μg/mL硫代葡萄糖苷浸种能显著提高青花菜的根冠比;15.00μg/mL硫代葡萄糖苷浸种能显著增加青花菜的POD活性。隶属函数分析结果表明,蒸馏水培养和干旱胁迫下3.75μg/mL硫代葡萄糖苷浸种及盐胁迫下7.50μg/mL硫代葡萄糖苷浸种的隶属函数值最高。综上所述,硫代葡萄糖苷浸种能有效缓解青花菜种子萌发期和幼苗期旱害和盐害,干旱胁迫下浸种最适质量浓度为3.75μg/mL,盐胁迫下浸种最适质量浓度为7.50μg/mL。

冀北高山高原区青花菜表型性状分析及综合评价

为了给高山高原地区青花菜的良种选育提供理论指导,运用灰色关联度分析法对14个青花菜新品种单株产量与表型性状进行分析。结果表明,青花菜单株产量与11个表型性状的关联度大小依次为:花球主茎横径>花球主茎高>叶片宽度>花球纵径>开展度>花球横径>株高>叶片长度>分枝数量>外叶数量>生育期。得出对单株产量的影响以花球主茎横径和花球主茎高最大,其关联度分别为0.7954和0.7595。根据各性状权重数据得到青花菜综合评价模型:H=0.0808Z_(1)+0.0904Z_(2)+0.0923Z_(3)+0.0835Z_(4)+0.0888Z_(5)+0.0954Z_(6)+0.0840Z_(7)+0.0936Z_(8)+0.0916Z9+0.0975Z_(10)+0.1021Z_(11),筛选出中青518、中青16、中青118和中青193可作为下一年当地试验示范推广品种。因此,在青花菜杂交育种过程中,以产量为育种目标,可注重花球主茎横径和花球主茎高2个性状的选择,同时兼顾其他性状进行综合筛选。

富硒高硫苷青花菜高效栽培技术

青花菜是十字花科中硫苷含量高的蔬菜,被誉为抗癌蔬菜。近年来,硫苷的功能性作用越来越受到人们关注。然而硫苷作为一种重要的次生代谢产物,含量并不稳定,除受遗传因素影响外,栽培条件及外源矿物质等也对其含量有较大影响。该研究利用青花菜的富硫苷特性,通过外源施用适当浓度的硒肥,辅以配套温、光、水分管理技术,总结出一套富硒高硫苷青花菜的高效栽培技术,供有相关需求的种植者参考。

盐驯化青花菜种子提高幼苗耐盐性的研究

通过研究盐驯化青花菜种子对提高其幼苗耐盐性的影响,为青花菜耐盐栽培提供理论支撑。本研究采用0、10、25、50、75、100 mmol/L NaCl对青花菜种子进行盐驯化7 d,以发芽指标为标准筛选出75、100 mmol/L为盐驯化浓度,测定其幼苗在高盐处理(225 mmol/L NaCl)下的光合色素含量、抗氧化酶活性及渗透调节物质含量。结果表明:盐驯化青花菜种子使其幼苗在高盐胁迫下的SOD、CAT活性及光合色素、脯氨酸和可溶性蛋白含量较CK2(盐对照)显著增加,可溶性糖和MDA含量显著下降。其中75 mmol/L驯化组与CK2相比,总叶绿素、叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素显著提高283.95%、289.22%、277.13%、276.64%,SOD活性显著增加16.64%,脯氨酸含量显著增加120.76%,POD活性显著增加414.75%。综合分析表明,盐驯化青花菜种子可以提高其幼苗的耐盐性,隶属函数分析结果得出,75 mmol/L NaCl驯化青花菜种子的驯化效果最佳。

秋水仙素处理对青花菜种子萌发及幼苗生长的影响

为探究秋水仙素处理对青花菜种子萌发及幼苗生长的影响,本试验以青花菜种子为材料,采用不同质量分数(0.03%、0.05%、0.07%、0.10%、0.20%、0.30%)秋水仙素浸种不同时间(12、24 h),以蒸馏水浸种处理为对照(CK),测定种子萌发指标及幼苗的形态和生理生化指标。结果表明:与CK相比,浸种12 h时,各处理组发芽率、发芽势无显著性差异,0.20%、0.30%秋水仙素处理组的活力指数显著增加;浸种24h时,各处理组各发芽指标均降低;0.10%~0.30%秋水仙素处理使青花菜幼苗鲜质量、茎粗增加,株高、叶长、叶宽降低,抗氧化酶(SOD、CAT)活性及渗透调节物质、硫苷含量升高,而丙二醛含量下降;对青花菜测定指标进行隶属函数分析得出,0.30%秋水仙素浸种12和24 h的平均隶属函数值排名均为第一。综合分析得出,0.30%秋水仙素浸种12 h为促进青花菜种子萌发和幼苗生长的最佳处理组合。

党参-青花菜轮作栽培技术规程

为缓解党参连作障碍,促进道地中药材产业可持续发展,经过试验示范和生产实践,从范围、规范性引用文件、轮作模式茬口及经济效益、党参栽培技术要点、青花菜栽培技术要点等方面制订了党参-青花菜轮作栽培技术规程。

益阳市有机青花菜主要病虫害及综合防治

益阳市青花菜种植面积较大,年平均种植面积约750 hm^(2),其中有机青花菜种植面积约50 hm^(2),主要病虫害有霜霉病、软腐病、黑腐病、黑斑病、病毒病等,主要虫害有菜青虫、斜纹夜蛾、甜菜夜蛾、小菜蛾等,通过制定综合防治技术措施,并在有机青花菜基地进行示范推广应用,病虫害为害率控制在5%以内,取得了较好的效果。

青花菜抗黑腐病育种研究进展

综述了黑腐病病原菌的鉴定分类、青花菜黑腐病病原菌的侵入途径与症状、抗性种质资源鉴定及生物技术等研究进展,探讨了现存问题与未来需要加强研究的地方,为青花菜抗黑腐病育种提供参考。

青花菜主要病虫害绿色防控技术

近年来,四川省青花菜的种植面积逐渐增大,作为一种营养价值极高的蔬菜,其安全问题备受关注,然而四川省青花菜种植生产管理粗放,农户十分依赖药剂防治。笔者对青花菜的主要病虫害绿色防控技术进行跟踪总结,以期有效控制病虫害发生发展,促进青花菜健康绿色生产。