湖北海棠小孢子发育时期与花器形态的相关性

【目的】观察湖北海棠小孢子不同发育时期的花器外部形态及细胞学特征,找出小孢子发育时期与花器外部形态的相关性,为花药或小孢子培养提供细胞学依据。【方法】采摘湖北海棠同一植株固定枝条上大小不同的花蕾作为试验材料,其中一部分取出花药用4′,6-二脒基-2-苯基吲哚(DAPI)荧光染液染色后压片,用于观察小孢子不同发育时期的细胞学特征变化,另一部分用于观测花蕾和花药的大小及颜色,并建立小孢子发育时期与花蕾外部形态特征的关系。【结果】湖北海棠小孢子发育经历四分体时期、单核早中期、单核靠边期和二胞花粉时期,最终发育为成熟花粉,各时期特征明显。小孢子各发育时期与花蕾大小和花药颜色密切相关,当花蕾纵径为1.45~3.43 mm、花药颜色为深红色时,小孢子处于四分体时期;当花蕾纵径为4.46~6.29 mm、花药为红色时,小孢子绝大多数处于单核早中期;当花蕾纵径在7.14~9.86 mm、花药为粉红色时,小孢子大多进入单核靠边期;当花蕾纵径为10.11~12.19 mm、花药颜色逐渐转变为粉黄色时,小孢子大部分处于二胞花粉时期。【结论】花蕾大小及花药颜色可作为判断小孢子发育时期的依据,据此可便捷地找到适宜时期的小孢子。

苹果GRAS全基因组鉴定及其对生长素的响应分析

从苹果(Malus×domestica)全基因组中鉴定到78个结构完整的GRAS基因,它们的编码蛋白分属于11个亚家族,其中LISCL亚家族成员最多;这78个MdGRAS基因分别定位于18条染色体上,其中11个位于3号染色体上。苹果GRAS家族中还存在片段复制和串联复制基因。苹果器官特异性表达谱显示,除MdGRAS47外,大部分MdGRAS在根系中表达量较低;MdGRAS20在枝条中表达量较高,MdGRAS18、MdGRAS55和MdGRAS61在种子中表达量较高。启动子分析显示,这78个MdGRAS全部含光响应元件,76个含胁迫相关元件,37个含有生长素响应元件;17个MdGRAS的表达对2,4-D处理有响应,其中MdGRAS30和MdGRAS61的响应最显著。

苹果NCL家族基因与根系细胞钙离子浓度变化的关系

基于拟南芥类Na^(+)/Ca^(2+)交换蛋白(NCX-Like,NCL)序列以及苹果、葡萄、草莓、桃和梨全基因组信息,分析了NCL家族特征、苹果MdNCL表达以及不同处理下湖北海棠根系MhNCL的表达水平与细胞Ca^(2+)浓度变化的关系。结果表明,NCL家族成员在进化中高度保守,苹果基因组中的4个MdNCL的启动子上均含有胁迫响应及激素应答相关的顺式作用元件,且在苹果各器官均有不同程度表达。依据MdNCL保守结构域,从湖北海棠中确定4个相应的MhNCL基因(MhNCL-1、MhNCL-2、MhNCL-3和MhNCL-4),其中MhNCL-1、MhNCL-3和MhNCL-4的表达水平在NaCl和CaCl_(2)处理下基本呈现“变化不大—上升—下降”的规律,在ABA和IAA处理下表现出“变化不大—上升—下降—上升”的特征。根系细胞Ca^(2+)浓度在NaCl和CaCl_(2)处理下呈现“升高—降低—小幅度升高”的规律,在ABA和IAA处理下呈现“升高—降低—升高—降低”的趋势,初步表明根系MhNCL的表达水平与根系Ca^(2+)浓度变化存在一定相关性。

平邑甜茶MhNF-Ys器官表达及其对根系失水的反应

核因子Y (NF-Y)在植物发育过程及非生物胁迫响应中起重要调控作用。本研究从苹果基因组中鉴定出28个MpNF-Ys,其中8个MpNF-Ys所含失水响应元件不少于15个, 1个不含脱落酸(abscisic acid, ABA)响应元件。经同源克隆,从苹果属植物平邑甜茶中分离到与上述基因同源的9个基因,它们在根系的相对表达量均最高,尤其是MhNF-YB9和MhNF-YB17。在PEG模拟失水和ABA处理下,这9个MhNF-Ys在平邑甜茶根系的表达均有明显反应,其中7个在失水处理下表达显著升高、5个在ABA处理下存在表达升高现象;MhNF-YB9和MhNF-YB19在根系失水时升高最显著, MhNF-YB7在ABA处理下升高最显著。