筛选耐低温茄子种质资源的方法比较

低温霜冻影响着茄子的栽培范围和栽培时间,因此筛选和培育耐低温的茄子品种和资源,是茄子生产和科研面临的紧要任务。茄子在遭受低温胁迫时,会导致外部形态和内部生理生化发生变化。低温胁迫对叶片的影响最为直观,如叶片出现萎蔫、下垂、有水渍斑等现象。根据茄子在低温胁迫下的形态变化,计算低温伤害指数并进行低温伤害分级,可以清楚的显示其受到低温伤害的程度[1]。

“石门核桃”种质资源遗传多样性的SSR分析

为了确定“石门核桃”种质资源的遗传多样性,采用SSR标记技术,对20份“石门核桃”实生优株,15份核桃种质资源进行了遗传多样性分析。结果表明,筛选出的16对SSR引物扩增的等位基因变幅为3~10,片段范围100~306 bp,多态性信息含量在0.4810~0.7656之间,具有较高的多态性。采用UPGMA法在遗传距离0.26处将35份资源分为5类,麻核桃种质盘龙纹独自聚为1类,“石门核桃”实生资源与其他种质资源分布于其他4类中。

柽柳再生和转化体系的建立及瞬时转化TcSYP121基因功能分析

【目的】建立柽柳再生及遗传转化体系并分析瞬时转化柳树突触融合蛋白(TcSYP121)基因功能,为筛选柽柳分子抗性育种候选基因及盐碱土的改良和生态修复提供理论参考。【方法】通过单因素筛选最佳外植体、消毒处理、各阶段(初代、分化、增殖和生根)的培养基类型及激素浓度建立柽柳再生体系;通过正交试验分析影响转化体系的4个因素(预培养时间、侵染时间、共培养时间和农杆菌浓度);通过PCR扩增及电泳结果验证柽柳转化体系;瞬时转化TcSYP121基因获得过表达植株(OE)和病毒诱导的基因沉默植株(VI),进行表型观测、植物超氧阴离子染色液(NBT)和二氨基联苯胺法(DAB)染色并测定盐腺直径和盐腺密度、叶绿素含量、超氧化物酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性及TcSYP121基因相对表达量,分析TcSYP121基因的功能。【结果】最优外植体为柽柳嫩茎段,最适宜次氯酸钠(NaClO)消毒浓度为5%,最佳消毒时间为5 min,最适合的初代培养基为MS培养基,最佳分化培养基为MS+1.0mg/L6-BA+0.1mg/LNAA,最佳增殖培养基为MS+1.5mg/L6-BA+0.1mg/LIBA,最佳生根培养基是1/2MS+0.5mg/L IBA。转化体系中正交试验结果为最佳预培养时间是2 d,最佳侵染时间是5 min,最佳共培养时间是2 d,最佳农杆菌浓度OD600为0.8,抗生素头孢霉素(Cef)浓度为300 mg/L,卡那霉素(Kan)筛选压为30 mg/L。PCR扩增及电泳结果显示,利用该遗传转化体系可获得阳性转基因植株。瞬时转化TcSYP121基因柽柳的耐盐功能分析结果显示,在盐胁迫下,VI和对照(CK)柽柳中叶绿素含量显著下降(P<0.05),而OE下降不显著(P>0.05);OE柽柳SOD和POD活性均高于VI与CK,且OE中Tc SYP121基因的相对表达量高于CK和VI。【结论】建立了柽柳的再生体系和遗传转化体系,通过对柽柳进行瞬时转化获得过表达和沉默表达柽柳,证实TcSYP121基因能够提高柽柳耐盐性。

不同花椒品种抗早霜能力测定

为了解不同花椒品种抗早霜能力,于10月底采集‘冀椒1号’‘武都八月椒’‘朝仓山椒’和‘兴隆秋椒’的1 a生枝条,进行室内梯度降温,测定相对电导率、丙二醛(MDA)、渗透调节物质以及相关抗氧化酶活性等生理指标。结果显示:(1)花椒枝条受到低温胁迫后,相对电导率呈“S”曲线,‘兴隆秋椒’半致死温度最低(-10.71℃),抗寒性最强,其次是‘朝仓山椒’(-7.79℃),半致死温度最高为‘武都八月椒’(-4.167℃),抗低温能力较差;(2)花椒枝条受到低温胁迫后,丙二醛含量随温度的下降呈先降后升趋势;(3)花椒枝条受到低温胁迫后,渗透调节物质总体变化趋势为缓慢上升后下降;(4)花椒枝条受到低温胁迫后,SOD活性为先升后降再升再降的趋势;POD、CAT活性总体为先升后降的趋势;(5)隶属函数分析表明:4个花椒品种的平均隶属度排序依次为:‘兴隆秋椒’‘朝仓山椒’‘冀椒1号’‘武都八月椒’。综合分析可得四个花椒品种的抗早霜能力由强到弱依次为:‘兴隆秋椒’‘朝仓山椒’‘冀椒1号’‘武都八月椒’。

5个番茄品系产种量及种子质量比较和相关分析

为探究不同番茄品系间产种量及种子质量的差异,选择‘CHSLTW’‘ZHS’‘ZHSFB’‘DTXZ’‘JSWZ’等5个小果型番茄品系,测定了产种量、单果质量及种子质量,并对单果质量、产种量、种子千粒质量、发芽势和发芽率之间的相关性进行了分析。结果表明:‘ZHSFB’产种量最高,‘ZHS’‘CHSLTW’和‘JSWZ’等3个番茄品系种子的发芽势和发芽率较高,其中‘ZHS’的单果质量和千粒质量最高。单果质量与千粒质量存在显著正相关;发芽势与产种量为显著负相关;千粒质量与发芽势和发芽率存在显著性正相关。番茄品系间产种量和种子质量存在差异,产种量和种子质量也存在一定的相关性。

基于主成分分析和聚类分析的软核山楂果实品质综合评价

为快速筛选软核山楂优良资源,选育新品种,建立了25株软核山楂株系的果实品质综合评价体系,测定了单果质量、果形指数、果实硬度、可食率、可溶性固形物质量分数、可溶性糖质量分数、可滴定酸质量分数、可溶性蛋白质量分数等果实主要品质指标,利用主成分分析法和聚类分析法对软核山楂果实进行了综合评价和分类。结果表明:不同株系果实各项品质指标间差异显著,变异系数范围为4.63%~88.89%。通过主成分分析提取了4个主成分,累计贡献率为77.048%,根据综合得分对供试株系进行排序。聚类分析在欧式距离为5处将25株软核山楂株系分为4类,聚类结果与主成分分析的综合性状得分排序结果基本一致。编号为1的软核山楂株系果实综合品质表现最好,编号为115的株系果实综合品质表现最差。

不同处理对沙枣嫩枝扦插效果的影响

沙枣抗逆性强,适应范围广,利用价值高,但播种繁殖性状分离,很难保持亲本的优良特性。用沙枣嫩枝为扦插材料,通过正交试验来探索扦插时期、插穗部位和插穗长度对生根的影响。结果表明:扦插时期对沙枣嫩枝扦插生根影响最大,插穗部位影响次之。6个时期(6月9日、6月23日、7月7日、7月21日、8月4日、8月18日)以6月23日的生根率显著高于其他时期,达86.25%,根系效果指数与除7月7日外的其他时期无显著差异;7月7日的生根率显著高于除6月23日以外的其他时期,为64.82%,根系效果指数显著高于其他时期,达0.297。沙枣嫩枝扦插的最佳时间是6月下旬,此时期在无植物生长调节剂处理的情况下也可以大量生根成活。

基于叶绿素合成关键基因构建马蹄莲佛焰苞离体VIGS技术体系

返青是天南星科观赏植物在发育过程中发生的一种典型的功能叶绿体重新分化形成的生理现象,其中马蹄莲佛焰苞常出现这一现象,但其潜在的调控机制并不明确。为了探究马蹄莲返青的调控机制,提高彩色马蹄莲的观赏品质,本研究以黄色品种Florex Gold为材料,以返青过程中两个叶绿素合成关键基因ZhGluTR和ZhChlH为研究对象,建立病毒诱导的基因沉默(VIGS)体系,对马蹄莲进行基因功能验证。通过离体佛焰苞孔片试验并对取样部位和侵染时长进行综合分析,结果显示,中部真空抽吸5 min的试验组返青现象出现最迟,VIGS沉默效果最好。在上述沉默背景下,与对照组相比,ZhGluTR和ZhChlH沉默孔片的返青现象均出现得更迟,色调角值上升更缓慢,并且叶绿素含量更低,类胡萝卜素含量更高。综合上述结果表明,本研究建立的VIGS体系可分别有效沉默佛焰苞中的叶绿素合成关键基因ZhGluTR和ZhChlH。研究结果有助于进一步探究马蹄莲佛焰苞返青现象的分子调控机制。

果园生草与除草技术

果园生草是较为科学的现代果园土壤管理技术,于19世纪末在美国出现[1],在欧美、日本等农业发达国家,生草果园已占果园总面积的60%以上,在有的国家甚至超过了90%[2]。果园生草具有很多优点:1)减少土壤和水分流失;2)增加土壤有机质含量,并提高土壤养分和碳源利用率[3-4];3)改善土壤理化性质,增加团粒结构[5-6];4)增加天敌数量和丰富度,提高果园生物多样性[7]。

不同基质分层装填对设施黄瓜生长发育的影响

以两种优质配方基质为试验材料,选用‘绿岛7号’为供试黄瓜品种,采用不同分层方式装填栽培基质,进行了容器栽培试验。结果表明:容器上层1/3装填V(菇渣)∶V(蛭石)∶V(珍珠岩)为6∶2∶2的复混基质,下层2/3装填V(菇渣)∶V(牛粪有机肥)∶V(蛭石)∶V(珍珠岩)为4.5∶1.5∶2∶2的复混基质可显著提高黄瓜根系活力和根系总长度。该分层方式组成的栽培基质能促进黄瓜有效侧枝生长,增加植株叶片数,与两种复混基质单一使用相比,总产量分别增加5.53%和11.71%,并促进了黄瓜果实中蛋白质和可溶性糖积累。设施栽培黄瓜的基质分层方式比基质单一使用栽培效果更好,更适合设施黄瓜基质栽培。

苹果MdGolSs基因家族生物信息学和表达分析

为确定苹果MdGolSs基因在低温和盐胁迫下的潜在功能,对苹果8个MdGolSs进行蛋白结构和进化树等生物信息学分析,并做低温和盐胁迫处理表达分析。结果表明,8个MdGolSs蛋白均具有保守的“PLN00176”结构域;进化树分析发现8个MdGolSs成员可分为3组,且MdGolS4和MdGolS6,MdGolS1和MdGolS8,MdGolS3和MdGolS7,MdGolS2和MdGolS5进化关系较近;8个MdGolSs成员在低温和盐胁迫条件下均不同程度地受诱导表达,表明MdGolSs可能与苹果抗低温和盐胁迫响应有关。

3种盐胁迫对美国石竹和常夏石竹种子萌发的影响

为探究盐胁迫对石竹种子萌发的影响,以美国石竹和常夏石竹为材料,采用质量浓度为2000,4000,6000,8000 mg/L的NaCl,Na_(2)CO_(3)及4000,6000,8000,10000 mg/L的Na_(2)SO_(4)溶液模拟盐胁迫,于室内进行了2种石竹种子的萌发试验。结果表明:3种盐处理均对2种石竹种子的萌发产生了抑制作用,Na_(2)CO_(3)处理对2种石竹种子萌发的抑制作用最强;同质量浓度的盐处理中,经NaCl处理的各萌发指标及复水后种子的萌发恢复率均高于经Na_(2)SO_(4)处理的;同种盐处理对美国石竹种子萌发的抑制作用强于对常夏石竹处理的;复水处理后,2000~4000 mg/L质量浓度的NaCl,4000~6000 mg/L质量浓度的Na_(2)SO_(4)处理下2种石竹种子的复萌效果好于其他质量浓度盐处理的,部分经Na_(2)CO_(3)处理的种子未复萌。3种盐处理对2种石竹种子的抑制作用由强到弱的排列顺序为:Na_(2)CO_(3),Na_(2)SO_(4),NaCl;常夏石竹耐盐性高于美国石竹。

中国柽柳微扦插繁殖技术体系

为探索柽柳微扦插繁殖的最佳条件,采用中国柽柳的幼嫩茎段作为外植体材料,通过正交试验和完全随机区组试验筛选最佳中国柽柳微扦插繁殖技术体系。结果表明:正交试验中培养基类型对生根率的影响最大,激素种类和激素质量浓度对生根率的影响次之,且后二者基本相当。IBA激素效果最好,1/4MS与1/2MS生根率差异不显著,生根率最高的处理为1/4MS+IBA 0.4 mg/L,生根率为87.50%。进一步通过1/2MS+IBA单因素完全随机区组试验和1/4MS+IBA单因素完全随机区组试验进行验证,生根率最高的处理为1/4MS+IBA 0.4 mg/L,生根率为85.60%。因此,中国柽柳微扦插繁殖最适培养基为1/4MS+IBA 0.4 mg/L。

华北落叶松不同种源在昌黎地区的生长适应性评价

为了解华北落叶松在昌黎平原地区的生长适应性,以华北落叶松不同种源为试验材料,对比分析了造林保存率及树高、胸径差异。结果表明,20个种源中,仅3号种源和9号种源的保存率达到50%,显著高于除2号和15号种源的其他所有种源。华北落叶松种源在生长和分子层面均存在显著的遗传多样性,具有良种选育潜力。在选择强度6%时,基于材积生长量从20个种源群体中筛选出10个优良单株,该入选群体的树高、胸径和材积遗传增益分别为39.27%,56.84%和151.55%。

蒙古栎和栓皮栎不同砧穗组合嫁接苗生长特性研究

为了解蒙古栎、栓皮栎在太行山冀北平原区的生长特性,对其进行种间和种内嫁接试验,调查分析了不同砧穗组合的成活率、当年生长量、分枝数、成熟叶叶长、成熟叶叶宽、南北冠幅、东西冠幅、高径比。结果表明,蒙古栎/蒙古栎与栓皮栎/栓皮栎种内嫁接组合的当年生长量、分枝数、成熟叶叶长和成熟叶叶宽等生长指标要优于蒙古栎/栓皮栎与栓皮栎/蒙古栎种间嫁接组合。以成活率为筛选标准,则栓皮栎/栓皮栎>蒙古栎/栓皮栎>蒙古栎/蒙古栎>栓皮栎/蒙古栎,其中栓皮栎/栓皮栎成活率最高,为56.00%;以当年生长量为筛选标准,则蒙古栎/蒙古栎>栓皮栎/栓皮栎>栓皮栎/蒙古栎>蒙古栎/栓皮栎,其中蒙古栎/蒙古栎当年生长量最高,为112.54 cm。

二色补血草的耐荫性

为明确二色补血草的耐荫性,对二色补血草进行遮光处理,测定和评估了不同遮荫条件对二色补血草生长发育、光合特性等方面的影响。结果显示:二色补血草适应40%的遮荫,表现为叶面积增大,叶片变薄,开花率高,且花枝长,花期持续时间长,种子质量好,发芽迅速;遮荫到70%以上叶长显著减小,植株生长较弱,花量小,整体的观赏效果欠佳,地上部与地下部的物质积累均明显降低,光合速率显著下降。根据测定数据综合分析,二色补血草具有一定的耐荫性,在遮荫40%左右生长发育良好;不能忍受较高程度的荫蔽。

‘21世纪’桃与‘久脆’桃及其杂交后代果实挥发性成分特征分析

【目的】对桃亲本和杂交后代之间果实挥发性成分与含量以及关键基因表达进行分析,揭示桃果实挥发性成分在亲本与杂交后代之间的变化特征,明确桃亲本与杂交后代桃果实香气主要组成成分及变化,为进一步研究桃亲本和杂交后代果实香气遗传与调控机制及育种提供数据支持。【方法】采用固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术(SPME-GC-MS)测定‘21世纪’‘久脆’桃及其杂交后代的挥发性成分及含量,利用荧光定量PCR(Real-time PCR)分析调控酯类合成和酯类水解关键基因PpAAT1与PpCXE1的表达量,并通过1-甲基环丙烯(1-MCP)和乙烯处理改变果实成熟度分析不同处理条件对桃果实挥发性成分和含量的影响。【结果】亲本及杂交后代桃果实共检测到125种挥发性物质,分为醇类、内酯类、酸类、萜类、酮类、烷烃类、烯烃类和酯类。挥发性成分与含量显示,除‘世纪之星’外,其他杂交后代挥发物种类均低于亲本‘久脆’,但55.56%的杂交后代挥发物总含量高于亲本。在检测到的挥发性成分中,酯类物质最为丰富,占挥发物总含量的50.98%。亲本‘21世纪’和‘久脆’中酯类物质含量分别占挥发物总含量的60.24%和43.45%,杂交后代中除hy-7(38.71%)外,其他杂交后代酯类物质含量所占比例均高于亲本‘久脆’。烷烃类物质也是本试验所检测的主要挥发性成分之一,各杂交后代中烷烃类化合物含量占挥发物总含量的比例均低于亲本‘久脆’,66.67%的杂交后代烷烃类占比低于亲本‘21世纪’。内酯类物质在亲本中均未检测到,但在杂交后代‘世纪之星’、hy-1、hy-9、hy-16以及hy-18中均检测到且含量极显著高于两亲本。乙酸反-3-己烯酯、乙酸己酯、辛酸乙酯、芳樟醇与二氢-β-紫罗兰酮是桃果实香气主要贡献成分(OAVs>1)。乙酸反-3-己烯酯作为桃香气主要贡献成分之一,在亲本中未检测到,但在77.78%的杂交后代中被检测到,且气味活性值在1.29以上,‘世纪之星’最高(5.04)。γ-癸内酯作为桃果实主要挥发性化合物,具有桃香气特征,仅在3个后代中检测到。OAVs加和分布显示‘21世纪’与多数杂交后代主要呈果香型,‘久脆’、杂交后代hy-7呈花香型,杂交后代‘世纪之星’果香与花香特征水平相当,且OAVs加和值均显著高于亲本及其他杂交后代,也是其香气浓郁的主要原因。外源乙烯和1-MCP处理杂交后代‘世纪之星’桃果实的结果表明,1-MCP抑制了果实酯类挥发物的合成,外源乙烯促进酯类物质提前释放,处理第2天酯类含量达到最高值;两种处理对内酯类化合物含量也有显著影响,在第1—3天处理组和对照组均未检测到内酯类化合物,第4—10天的3组试验内酯类物质含量均呈上升趋势,在第10天时乙烯处理组和1-MCP处理组内酯类物质含量显著低于对照组。【结论】‘21世纪’、‘久脆’与其杂交后代果实挥发性物质种类、数量和含量差异显著,果实主要香气成分酯类和内酯在杂交后代中的含量比亲本显著提高。多数杂交后代果实香气特征与亲本‘21世纪’一致,呈果香型;部分与亲本‘久脆’香气特征一致,呈花香型,个别后代兼有花香和果香特征。与对照组相比,1-MCP处理桃果实对酯类和内酯的合成均有抑制作用,使果实香气变淡;外源乙烯可促进果实酯类物质提前释放,最高含量与对照组无显著差异。但外源乙烯处理显著减少了果实内酯类物质含量。

华北落叶松种子园288个无性系种子的品质比较

为了比较华北落叶松1代种子园不同种源的288个无性系的种子品质,对种子千粒重、饱满率、发芽率等特性进行了测量分析。结果表明,华北落叶松种子园5个种源和288个无性系间的种子品质均差异显著,有选择的潜力;河北蔚县种源的种子千粒重和发芽指数最高;山西浑源种源的种子千粒重和饱满率最小,但其发芽指数高;河北围场、滦平和阜平种源的种子品质相差不大。种子园无性系千粒重为3.5127~7.2628 g,饱满率为40.89%~95.55%,98%以上的无性系发芽率高于60%,为Ⅰ级种子;发芽高峰出现在第5天,有90%以上的无性系发芽时间在7 d以内;发芽指数大于群体平均值的125个无性系可作为优良无性系筛选的重点群体,但筛选种子园种子高品质无性系时,还应在萌发特性的基础上兼顾千粒重。

74个观赏海棠品种的遗传多样性及指纹图谱构建

观赏海棠种质资源丰富,表型鉴定与分类难度大。本试验以74个观赏海棠品种为材料,利用SSR分子标记以及表型性状测定,分析观赏海棠的遗传多样性并构建指纹图谱。利用20对谱带清晰、多态性好的引物对74个种(品种)进行PCR扩增及遗传多样性分析,共检测到766个等位基因,扩增出的多态位点百分率达100%,每个位点的平均等位基因数为38.3个。遗传多样性信息含量变化幅度为0.86~0.97,基因多样性指数平均值为0.94,表现出丰富的遗传多样性。从分子水平上探讨其亲缘关系,基于SSR的聚类结果可将74个观赏海棠品种分为四大类。最终利用3对SSR引物成功地构建了74个观赏海棠的指纹图谱,为海棠种质资源的保护、开发利用及创新提供参考和依据。

京红桃及其晚熟芽变晚京红果实差异表达转录因子的转录组分析

为探究调控桃果实发育成熟的分子机制,以京红及其晚熟芽变晚京红为试验材料,基于转录组测序(RNA-seq)数据分析二者果实在转录组中差异表达的转录因子基因,并分析其在果实发育成熟过程中的表达模式。结果表明,共鉴定出302个转录因子基因,其中158个差异表达,分属于B3、MYB-related、NAC、WRKY、bHLH、MYB和HB-other等转录因子家族。对京红和晚京红相同花后时间差异表达转录因子进行分析,发现一系列转录因子以不同的表达模式参与了桃果实发育成熟调控过程,进一步筛选到17个转录因子表达模式存在较大差异,表明与晚京红成熟期延长调控密切相关。试验结果为深入研究特定转录因子在桃果实成熟过程中的功能奠定了基础。