粒用高粱glutelin基因的表达与进化分析

高粱glutelin是一种储藏蛋白,存在于水稻、玉米等禾谷类作物的籽粒中,是不溶于纯水、中性的盐溶液或酒精,但溶于稀碱或稀酸的蛋白质总称。为进一步研究高粱glutelin功能,改善籽粒品质提供基础,通过BLAST Phytozome数据库获得高粱glutelin的DNA和氨基酸序列数据,结合生物信息学方法鉴定到SbGLUA1(So⁃bic.001G143700)、SbGLUA2(Sobic.009G017600)、SbGLUB4(Sobic.009G007100)基因,并对高粱glutelin基因家族信息、基因结构、系统进化树、glutelin不同基因型各组织表达以及glutelin蛋白质理化性质、跨膜、二级结构、三级结构、蛋白互作关系进行分析。结果表明,glutelin蛋白大多不是分泌性蛋白,是亲水蛋白且流动性较差,SbGLUB4的二级结构主要是无规则卷曲和α-螺旋。glutelin蛋白结构域分析结果显示,大多蛋白较为保守;高粱glutelin与小麦谷蛋白同源性较高。SbGLUB4为种子专性表达,且随种子成熟度程度的增加而增加;各基因表达在品种间存在差异,IS22204较Laohanye略高;SbGLUA2在种子、穗等多个器官表达。STRING预测互作蛋白显示,SbGLUB4与多个种子储藏蛋白结构基因及调节基因(如MYB和bHLH)互作,而SbGLUA2与DNA解旋酶、重组酶等互作,推测可能是其功能发生了变化。

高粱的玉米黄质环氧化酶基因SbZEP表达与DNA变异分析

类胡萝卜素是维生素A的前体,是决定高粱籽粒营养品质的关键因素。为改良高粱籽粒营养品质,研究利用生物信息学和分子生物学试验方法对参试高粱类胡萝卜素中叶黄素循环的玉米黄质环氧化酶基因进行表达与DNA变异分析。结果表明,SbZEP为亲水性蛋白,亚细胞定位于内质网和叶绿体上;二级结构则以α-螺旋和无规则卷曲为主,SbZEP蛋白三级结构与预测一致,可信度高达90%;系统进化树分析表明,ZEP蛋白划分为6组,高粱与谷子的ZEP基因同源关系更近,同时在演化上有双子叶与单子叶的演化分隔。顺式作用元件分析表明,SbZEP含有光响应以及防御和应激响应元件,可能参与光反应和防御反应过程。高粱叶片发育过程中SbZEP基因的表达量明显增加;SbZEP在高粱种子、胚珠和茎表达水平较高;DNA重测序数据分析表明,SbZEP存在非同义突变,在不同品系对应不同位点的突变,可能与类胡萝卜素的合成与降解相关。

遮荫对金莲花光合特性和叶片解剖特征的影响

以金莲花为材料,系统研究了不同遮荫处理(全光照、40%、60%和80%遮荫)对金莲花叶片光合特性和叶解剖结构的影响,为金莲花引种驯化和抚育管理提供理论依据。结果表明:全光照下金莲花叶净光合速率有明显光合"午休"现象,遮荫处理下"午休"现象不明显。其中,40%遮荫处理显著促进了金莲花叶片净光合速率,80%遮荫处理则起抑制作用;40%和60%遮荫处理促进金莲花叶蒸腾速率和气孔导度的提高,降低了蒸汽压亏缺,有利于光合作用的进行;80%遮荫处理下胞间CO2浓度提高,气孔限制值和蒸汽压亏缺均显著高于其它处理,抑制了金莲花叶蒸腾作用和光合作用;遮荫处理降低了金莲花叶光补偿点和暗呼吸速率,40%和60%遮荫处理下表观量子效率和最大净光合速率提高,说明金莲花有一定耐荫性;金莲花叶光合特性与解剖结构关系密切。遮荫降低了金莲花叶气孔密度和气孔指数,但气孔纵轴长和横轴长显著高于对照。40%和60%遮荫处理下,单叶气孔数量没有明显变化;遮荫下金莲花叶片增厚。栅栏组织厚度和细胞层数减少,栅栏细胞宽度加大,且第二层栅栏细胞有向海绵组织过度的趋势。海绵组织厚度增加,栅栏组织/海绵组织比值减小。随遮荫度增高,栅栏组织和海绵组织细胞间隙增大。该结构有利于提高对光能的利用效率;遮荫处理促进维管束的发育,维管束数量增加,木质部、韧皮部分化明显,其中中脉导管直径和导管数目增加,有利于蒸腾作用和光合作用的进行。

遮阴处理对金莲花生长发育和生理响应的影响

【目的】研究不同遮阴处理对金莲花生长发育和生理响应的影响,旨在寻求适宜金莲花生长的最佳遮阴度和最佳遮阴时间。【方法】以2年龄金莲花为材料,自5月5日至落叶期进行遮阴处理(0%(CK)、40%、60%和80%),测定金莲花形态指标(株高、叶片数量、叶面积、叶柄长、冠幅、花径、单株开花量、群体花期)和生理指标(丙二醛(MDA)、细胞膜透性、超氧阴离子自由基、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、可溶性蛋白含量和叶绿素含量)。采用透射电镜观察不同遮阴处理下金莲花叶片叶绿体超微结构。【结果】遮阴处理促进金莲花生长发育,其中,40%、60%遮阴处理提高了单株开花量和花径,延长了金莲花群体花期;60%和80%遮阴处理下叶绿体内基粒数、基粒厚度和基粒片层显著增加,淀粉粒数量显著减少;随生长发育期延长,金莲花对遮阴的生理响应不同。遮阴40 d时,遮阴对金莲花造成一定弱光胁迫,表现在:随遮阴度增加,叶绿素含量、SOD活性持续下降,MDA含量和细胞膜透性逐渐上升;遮阴处理80 d时,遮阴促进金莲花生长,表现在:遮阴处理下细胞膜透性、超氧阴离子自由基显著小于对照,叶绿素含量极显著高于对照。其中,60%和80%遮阴分别极显著和显著提高了可溶性蛋白含量和SOD活性;遮阴120 d时,遮阴不利于金莲花生长,遮阴处理显著提高了细胞膜透性,极显著降低了POD活性。【结论】5月至6月中旬金莲花以全光照或40%遮阴为宜,夏季高温季节以40%和60%遮阴为宜,夏末、秋初应及时撤去遮阴棚。

菊花叶片不定芽再生体系的研究

以7个不同菊花品种的叶片为外植体,探讨了基因型、苗龄、叶片着生部位、Vc、活性炭、AgNO3以及不同生长调节剂组合等因素对菊花叶片不定芽再生的影响.试验结果表明,基因型是影响不定芽再生的重要因素;15～35d苗龄的无菌苗中、上部幼嫩叶片不定芽再生能力较高;高浓度NAA有利于提高‘紫妍’叶片外植体的再生能力和消除褐化现象;AgNO3未能促进叶片外植体的再生;适宜‘紫妍’再生的培养基是MS+6BA1mgL+NAA0.5mgL和MS+6BA2mgL+NAA1mgL;适宜‘L12M57’再生的培养基是MS+6BA2mgL+NAA0.2mgL和MS+6BA2mgL+NAA0.1mgL.

AP1基因转化地被菊品种‘玉人面’的研究

The flower’s meristematic characteristic gene AP1 was introduced into Chrysanthemum morifolium cv. ‘Yu Ren Mian’ mediated by Agrobacterium tumefaciens.The factors influencing genetic transformation protocol were studied.The results showed that the leaf explants precultured for 2～8 hours or not precultured were best for transformation by A. tumefaciens. The suitable concentration of bacterial and the time for infecting was OD_ 600 0.5 for 10 minutes. Leaves were cocultivated with bacterial at 23～25 ℃ for 2 days,then delayed selection for 3 days. Kan^r plant were selected by increased selective press from 5 mg·L ~ -1 G418 to 7.5 mg5L~ -1 G418 followed by 10 mg5L~ -1 G418. The integration of AP1 gene into C. morifolium ‘Yu Ren Mian’ was confirmed by PCR and Southern blotting.Two of transgenic plants bloomed 15 days earlier than untransformed plants.

地被菊花粉生活力测定及影响因素研究

花粉生活力的高低直接影响地被菊杂交育种效率的高低或成败。快速准确测定不同地被菊品种的花粉生活力,可为正确选择杂交组合和授粉时间等提供参考依据,也是保证杂交育种顺利进行的关键。采用ME3液体培养基为基本培养基,探讨了地被菊花粉离体萌发的培养时间、适宜培养基和影响花粉生活力的主要因素,结果表明:花粉离体培养后90 min,花粉萌发率达到最高值;地被菊花粉萌发的适宜培养基为ME3+蔗糖100 g/L+PEG4000 150g/L或ME3+蔗糖150 g/L+PEG4000 150 g/L,150 g/L的PEG600和250 g/L的PEG4000也对花粉萌发有一定促进作用;温度是影响地被菊花粉萌发的重要因素,其中10,15,20℃是地被菊花粉萌发的适宜温度,高温会抑制花粉萌发;同一天内不同时间段采集的花粉生活力不同,其中13:00采集的花粉生活力最高,11:00-15:00也有较高的生活力。

秋水仙素对万寿菊形态及M1种子的影响

为研究秋水仙素对万寿菊(Tagetes erecta)的影响,为万寿菊育种提供参考,以万寿菊F1(SN201)为材料,采用0.05%、0.10%、0.15%、0.20%和0.25%浓度秋水仙素处理万寿菊茎尖,以蒸馏水处理为对照,观察秋水仙素处理后万寿菊的形态特征,测定其生长指标,并测定秋水仙素诱导后万寿菊M1种子的性状。结果表明,秋水仙素抑制万寿菊生长,万寿菊株高生长速度、株高和冠幅均降低;不同浓度秋水仙素处理下,万寿菊形态变异率差异显著,0.10%和0.15%浓度处理下的形态变异率较高;随秋水仙素浓度升高,万寿菊死亡率呈上升趋势。秋水仙素处理后,万寿菊叶片变异类型丰富,主要有叶片增大、叶片厚度增加、叶色变异、叶缘锯齿变细、裂片宽度增加和叶面皱缩6种类型。秋水仙素处理后,万寿菊M1种子千粒重、种子纵径、冠毛长度、种子横径、发芽率和发芽势均降低。综合分析,采用0.10%~0.15%浓度秋水仙素处理万寿菊幼苗,诱导效果较好。

柳兰组织培养和快速繁殖体系优化研究

以抑制柳兰褐化和建立柳兰离体快繁体系为目的,试验以柳兰种子为起始材料,获得柳兰无菌苗,在此基础上研究不同添加物对柳兰褐化的影响和不同培养基对柳兰生长、增殖的影响,并筛选获得适宜柳兰生长、增殖培养的培养基。试验结果表明,用20%NaClO对柳兰种子灭菌1.5 min抑菌效果最好,种子萌发率100%;活性炭和长时间继代培养可有效缓解柳兰褐化现象并诱导获得不定根,植株生长状况较好,不同浓度Vc和Na2S2O3没有有效抑制柳兰褐化,植株生长量小且没有不定根生成;不同培养基对柳兰生长影响不同,其中1/2 MS和WPM培养基中高生长显著高于其他培养基中植株高生长,但植株生长较细弱,1/2 MS+AC 2 g/L培养基中植株生长矮小但健壮;1/2 MS+AC 2 g/L培养基中主根长度、须根数量显著高于其他培养基,不同培养基中主根数量、须根长度没有显著差异;适宜柳兰生根、壮苗的培养基是1/2MS+AC 2 g/L;适宜柳兰增殖培养的培养基是1/2 MS+6-BA 0.5 mg/L+NAA 0.05 mg/L,增殖系数为5.4。试验结果为柳兰快速繁殖和规模化生产提供了依据。

山西野生观赏植物种质资源及其利用研究

分析了山西野生观赏植物种质资源的分布概况、特点和研究现状,对野生观赏植物种质资源的开发利用提出了几点建议,以期实现对山西野生观赏植物种质资源的保护、可持续利用和创新性利用。

菊花基因工程研究进展

菊花遗传背景复杂,传统育种往往不能获得预期的目的。生物技术为菊花育种提供了一条新的途径。现就菊花基因工程中的遗传转化技术进行了综述,分析了影响菊花遗传转化的主要因素,并概述了菊花基因工程中存在的问题。

不同基因型矮牵牛高频再生体系建立的研究

为建立不同矮牵牛品种的高频再生体系,以10个矮牵牛品种为材料,研究了不同基因型、不同生长调节剂配比、不同接种方式、叶片不同部位和不同外植体对不定芽再生的影响。研究结果表明:基因型是影响不定芽再生的重要因素之一,从10个品种中筛选获得了5个品种的高频再生体系;6-BA和NAA及其配比极显著影响矮牵牛不定芽再生率和平均不定芽再生数量,其中0.2 mg.L-1NAA极显著的促进了矮牵牛不定芽再生,其次是0.1 mg.L-1NAA,而高浓度NAA抑制不定芽再生;不同品种适宜的分化培养基不同,筛选获得了不同品种适宜的分化培养基;不同接种方式对不同品种不定芽再生影响不同,其中不同接种方式对黄金紫罗兰的不定芽再生有极显著影响,对黄金肉红、珊瑚红则没有影响;叶片不同部位极显著影响黄金紫罗兰星条不定芽的再生,对其它品种没有影响;叶片外植体是矮牵牛不定芽再生的最佳外植体。

一种有效的菊花总RNA提取方法

菊花组织或器官中含有大量的酚类、多糖、蛋白质等次生代谢物质,影响了菊花总RNA的提取质量。用改良TRIZOL法提取菊花不同器官总RNA,并用凝胶电泳、紫外分光光度计对提取的总RNA质量和完整性进行检测,并对叶片总RNA进行反转录,通过RT-PCR扩增了菊花管家基因Actin的部分片断。结果表明,采用改良TRIZOL法提取的RNA条带清晰、完整性好、质量高,其中A260/A280比值为2.08～2.19。通过RT-PCR从叶片中扩增出了目的基因cDNA片断。该方法是一种快速、有效的提取菊花总RNA的方法;该方法适用于根、茎、叶、花等器官或组织总RNA的提取,可作为菊花不同组织和器官总RNA提取的通用方法。

菊花遗传转化受体系统的研究

探讨了不同抗生素对菊花品种“玉人面”叶片不定芽分化和无菌苗生长的影响,并对羧卞青霉素、头孢霉素的抑菌效果及菌株LBA4404、EHA105对菊花的侵染性进行了研究,建立了“玉人面”的遗传转化受体系统。结果表明:叶片不定芽再生、无菌苗生根筛选的抗生素和临界耐受浓度分别为10 mg/L的G418、20 mg/L的卡那霉素;250 mg/L的抑菌抗生素不影响叶片外植体不定芽再生,两种抑菌抗生素均影响菊花苗的生长,总体规律是随抗生素浓度的递增,菊花苗生根数量递增,根长、苗高递减;两种抑菌抗生素均能很好的抑制农杆菌的生长并对“玉人面”有一定的侵染性。

4种茶菊对干旱胁迫的形态和生理响应

以4种茶菊幼苗为材料,采用盆栽控水法,研究了不同强度干旱胁迫下茶菊形态、生理生化及光合生长的响应特性,并对其进行耐旱性评价。结果显示,随着干旱胁迫程度的增强,各茶菊幼苗叶片数增量、叶面积、生物量、叶片相对含水量、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)降低;根冠比、丙二醛(MDA)含量、脯氨酸(Pro)含量、可溶性蛋白(SPC)含量和叶绿素(Chl)含量增加;胞间CO2(Ci)浓度先降后升;乳荷、黄滁龙株高增量持续降低,而玉人面、繁白露株高增量先升后降;玉人面叶超氧化物歧化酶活性(SOD)呈先升后降趋势,其它3个品种则持续升高。运用隶属函数法对抗旱能力进行综合评定,不同茶菊品种耐旱性由高到低为乳荷>黄滁龙>繁白露>玉人面。

燕麦属种质资源遗传多样性及遗传演化关系ISSR分析

为了研究燕麦属（Avena）物种遗传多样性及遗传演化关系,利用ISSR分子标记对燕麦属16个种共47份种质资源进行分析.结果表明：燕麦属种间存在丰富的遗传多样性,种间遗传相似性系数（GS）在0.5092～0.9544之间,种内平均遗传相似性系数（GS）最高的A.sativa为0.9512,最低的A.lusitanica为0.7119,说明燕麦属物种间存在较大的遗传变异,而物种内的遗传变异会因物种的不同存在差异.聚类结果显示,47份种质资源根据基因组组成聚成4大类群,AC基因组燕麦与ACD基因组燕麦聚成一大类,说明2组亲缘较近;由AB基因组燕麦聚成的第Ⅱ大类和由As和Ad基因组燕麦聚成的第Ⅲ大类在一分枝上,说明As和Ad基因组燕麦与AB基因组燕麦亲缘关系较AC基因组燕麦更近;Cp基因组燕麦单独构成一类群,且与其他燕麦相似数较低,说明该基因组燕麦与其他燕麦亲缘关系较远.所试燕麦种质资源种内的遗传差异性和遗传关系与地理来源密切相关.

金莲花种子萌发特性研究

以金莲花种子为材料,就不同GA3浓度和处理时间、沙藏时间、温度和基质等对金莲花种子萌发的影响进行研究,旨在建立金莲花种子萌发的栽培技术体系,为金莲花引种驯化和栽培管理提供理论依据和实践技术。试验结果表明:(1)4℃沙藏或GA3处理可有效打破休眠,其中4℃沙藏40～50天或150mg/LGA3处理种子3～4天,250mg/LGA3处理种子2～4天和350mg/LGA3处理2天均可有效解除休眠。(2)温度显著影响金莲花种子的萌动时间、发芽率和幼苗生长。其中30℃和30℃以上高温严重抑制金莲花种子的萌动和幼苗生长。10℃低温延缓种子萌动,15℃、20℃是金莲花种子萌发和幼苗生长的最适宜温度,25℃也有较好的促进作用。(3)基质影响金莲花种子的萌发。不同基质中金莲花种子出苗率由高到低依次为沙>混合基质1(沙和园土按2:1混合)和腐叶土>混合基质2(沙和园土按1:2混合)。

金莲花组织培养和快繁体系建立的研究

近年来,野生金莲花资源因被大量采摘而受到严重破坏,对野生金莲花进行引种驯化,并将之运用于园林绿化具有重要意义。本研究以金莲花种子为初始材料建立了金莲花离体培养体系,比较了不同灭菌时间对金莲花成苗的影响,同时通过比较不同培养基对金莲花增殖和生长的影响,筛选获得了适宜金莲花增殖和生根培养的最佳培养基。研究结果如下:用0.1%HgCl2对金莲花种子灭菌20min可有效抑菌;适宜金莲花增殖培养的培养基是1/2MS+1.0mg/L6-BA+0.1mg/LNAA,适宜金莲花生根、壮苗培养的培养基是1/2MS或1/2MS+0.05mg/LNAA。试验结果将为金莲花快繁和规模化生产提供依据。