羽衣甘蓝BoLMI基因的克隆及时空表达分析

【目的】探究羽衣甘蓝裂叶表型形成的分子机制,研究BoLMI基因对裂叶形成的作用。【方法】以裂叶羽衣甘蓝DH系为试验材料,利用同源克隆技术,成功获取基因完整的cDNA序列,将其命名为BoLMI。【结果】序列分析发现,BoLMI基因全长531个碱基对,共编码176个氨基酸,其蛋白分子量为20 789.35 Da,理论等电点为7.24。根据Pfam保守结构域分析,BoLMI蛋白包含homeobox保守结构域。系统发育分析结果显示,羽衣甘蓝的BoLMI基因与甘蓝型油菜以及结球甘蓝的BoLMI基因同属于一个分支,亲缘关系较近。BoLMI蛋白是位于细胞核内的可溶性蛋白,包含1个跨膜结构域,无信号肽序列。qRT-PCR分析表明,BoLMI基因在裂叶羽衣甘蓝的幼苗期表达水平较高,在莲座期表达水平较低;在羽衣甘蓝莲座期,裂叶品种不同部位叶片BoLMI基因的表达水平均高于圆叶品种,其中在第1片叶的表达量最高。裂叶品种和圆叶品种不同叶片BoLMI基因的表达量差异显著。【结论】推测BoLMI基因在羽衣甘蓝裂叶形成中起重要作用,为加速羽衣甘蓝叶形育种提供了理论基础。

组蛋白去乙酰化抑制剂诱导羽衣甘蓝小孢子胚状体发生和植株再生

羽衣甘蓝是2年生植物,2年完成1个有性生殖世代,游离小孢子培养是加快其纯合化的有效途径。但是由于羽衣甘蓝小孢子培养的诱胚率低,使其难以育种应用。组蛋白乙酰化是一种重要的表观遗传学机制,影响小孢子发育途径,促进小孢子胚状体发生。本研究分别用不同浓度的组蛋白去乙酰化抑制剂辛二酰苯胺异羟肟酸和曲古菌素A处理羽衣甘蓝红斑鸠的小孢子,以诱导胚状体发生。结果表明,辛二酰苯胺异羟肟酸浓度为0.075μmol/L时,红斑鸠获得最多胚状体,为每个花蕾获得20.24个胚状体,同时直接成苗率也达到最高,为16.07%。曲古菌素A浓度为0~0.150μmol/L时,红斑鸠的胚状体发生率和直接成苗率都降低。适当浓度的辛二酰苯胺异羟肟酸可以促进羽衣甘蓝红斑鸠小孢子胚状体发生和直接成苗率,而0~0.150μmol/L曲古菌素A对羽衣甘蓝红斑鸠胚状体的发生和直接成苗率有抑制作用。

矿区水文地质条件分析及防治水方案研究

近年来,矿井水害引起安全事故时有发生,矿井涌水是困扰矿山安全生产的棘手问题。因此,在矿区周围区域开展水文地质调查,充分进行水文地质条件分析,预测矿坑涌水量,对井下水害预防具有重要意义。本文以鄂州市黄土咀矿区为例,分析研究了该矿区的水文地质条件,采用了定流大井法以及涌水量回归计算两种方法估算了该矿坑涌水量,并提出了相应的防治水方案,为矿山未来预防水害以及开采排水提供一定科学依据。

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。

江苏丘陵地区韭菜高效栽培技术

为丰富丘陵地区市民“菜篮子”,可在当地推广韭菜高产高效种植技术。该文介绍了品种选择、种子处理、整地、育苗、定植、田间管理、病虫害防治、收获等技术要点,以期转变传统栽培管理模式,提高韭菜的产量和质量,促进农业经济良好发展。

宜机移栽甘蓝品种对比试验

为筛选出江苏省及其生态条件相似的地区适宜机械化移栽的甘蓝品种,通过对7个甘蓝材料进行宜机移栽对比试验,对各参试材料的秧苗形态特征、机械移栽情况、移栽后甘蓝产量等方面进行对比分析。结果表明:2207、2232和2233品种秧苗的苗高和苗冠直径适中,定植时根覆盖优良率均达到80%以上,根覆盖差率均低于6%;圆球甘蓝品种2233的单球质量比较大(1.40kg),667 m^(2)产量水平较高(3994.2kg),具有较高的生产潜力,扁球甘蓝品种2207的单球质量也较大(1.56 kg),667m^(2)产量达到4520.9kg,均可进一步扩大示范种植。

韭菜连作障碍引发的病虫害防治

为解决韭菜连作栽培引发的品质和产量下降问题,阐述了韭菜连作障碍所引起的病虫害,包括韭蛆、霜霉病、灰霉病和疫病等,并从农业防治、物理防治、生物防治和化学防治等方面详细介绍了韭菜连作中病虫害的防治措施,其中农业防治包括品种选择、种子处理、土壤处理、合理轮作和套作、增施有机肥等,物理防治包括悬挂防虫网和粘虫板、放置诱捕器、杀虫灯和糖醋液和闷晒大棚等。

团风县废弃露天矿山响水岩矿区高陡边坡稳定性分析及治理工程设计

矿区地质环境是生态环境的重要组成部分,改善矿区地质环境,促进矿区地质环境问题治理工作的规范化,对我国资源开发与环境保护的协调统一具有积极作用。本文主要以团风县废弃露天矿山响水岩矿区高陡边坡为例,通过分析项目区地质环境背景,采用赤平投影等方法分析边坡稳定性,针对目前地质环境问题,进而提出其治理工程设计方案。经分析,项目区边坡稳定性较差,结合实际,本文提出了坡面削清方、挡墙支护、平台挡墙、覆土绿化等防治工程措施,以达到消除地质灾害隐患以及生态绿化恢复的目的。

瑞甘35甘蓝新品种选育及产业化应用前景

瑞甘35是以抗病优质耐寒甘蓝自交不亲和系11-7-2-1-2为母本,以抗病耐寒丰产的优良甘蓝自交不亲和系12-16-4-1-1为父本配制的甘蓝杂交新品种。瑞甘35为晚熟冬甘蓝品种,定植至收获120天。瑞甘35生长势旺盛,株高中等,开展度中,外叶数较少,叶球高扁圆形,球形规整,叶球紧实,球色为绿色,单球重约1.7 kg,商品性好。瑞甘35为适合越冬栽培,综合表现优良、商品性高,产业化应用前景广阔。

低温胁迫对甘蓝幼苗抗逆生理指标的影响

为探究低温胁迫下不同甘蓝品种抗氧化性差异,本试验以2个耐寒(173、174)和2个不耐寒(165、166)甘蓝品种为试材,采用基质栽培的方式,研究苗期与耐寒性相关的生理指标的变化。结果表明,低温(4℃)处理下,4个甘蓝品种的可溶性糖含量随着处理时间的延长均有所增加,且耐寒品种的增加幅度显著高于不耐寒品种;173和174的可溶性蛋白含量随着处理时间的延长而增加,165和166在低温处理后期降低,脯氨酸的变化与之相似。低温处理下,甘蓝幼叶O_2^-·产生速率和H_2O_2含量均随处理时间延长而增加;超氧化物歧化酶(SOD)活性均呈上升趋势,165和166的增加幅度显著低于173和174,过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性均呈先升高后降低的趋势,但在各处理时间下,耐寒品种的酶活性显著高于不耐寒品种。综上,低温胁迫下,耐寒品种与不耐寒品种的生理响应存在显著性差异。本研究结果为进一步研究甘蓝幼苗抵御低温伤害的生理机制提供了理论依据。

低温胁迫对不同品系甘蓝幼叶AsA-GSH循环代谢的影响

【目的】分析低温(4℃)胁迫下甘蓝(Brassica oleracea L.)幼叶中还原型抗坏血酸—还原型谷胱甘肽(AsAGSH)循环代谢的变化,为选育和推广抗寒甘蓝品种提供参考依据。【方法】以4个不同耐寒性甘蓝品系为试验材料,测定分析低温胁迫下其过氧化氢(H2O2)、丙二醛(MDA)、AsA、GSH、氧化型谷胱甘肽(GSSG)、氧化型抗坏血酸(DHA)含量和AsA/DHA、GSH/GSSG及抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)和单脱氢抗坏血酸还原酶(MDAR)活性的变化情况。【结果】随低温胁迫时间的延长,4个甘蓝品系幼叶的H2O2和MDA含量均明显增加;耐寒甘蓝品系231和235的AsA、GSH和GSSG含量显著增加(P<0.05,下同),不耐寒甘蓝品系161和163的AsA、GSH和GSSG含量则呈先增加后减少的变化趋势;DHA含量均呈增加趋势,AsA/DHA和GSH/GSSG均呈先增加后减少的变化趋势,但不同耐寒性甘蓝品系间存在差异;AsA-GSH循环中的APX、GR和MDAR活性在低温胁迫期间均呈上升趋势,而脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)活性呈先升高后降低的变化趋势。【结论】耐寒甘蓝品系231和235能更迅速响应低温胁迫,可有效清除H2O2,减轻氧化应激损伤,维持甘蓝体内的氧化还原平衡。

低温对结球甘蓝幼叶氮代谢活性及光合色素的影响

【目的】探讨不同耐寒性甘蓝品系在低温胁迫下氮代谢相关指标及色素含量间的差异,为甘蓝品系筛选和耐寒性栽培提供理论依据。【方法】以2个耐寒(231、235)和2个不耐寒(161、163)甘蓝品系为材料,测定分析低温胁迫下其硝态氮(NO3--N)、铵态氮(NH4^+-N)、硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸合酶(GOGAT)、谷氨酸脱氢酶(GDH)活性和光合色素的变化情况。【结果】随着低温胁迫时间的延长,耐寒甘蓝品系中可溶性蛋白呈增加趋势,低温胁迫3 d时,耐寒甘蓝品系中可溶性蛋白含量显著增加(P<0.05,下同),品系231和235分别增加15.79%和12.70%,不耐寒甘蓝品系中蛋白含量趋于平稳,在常温恢复2 d后(处理5 d),各处理的可溶性蛋白含量略有降低;NO3--N含量、氮代谢相关酶活性和光合色素含量在低温胁迫期间均呈降低趋势,胁迫5 d时变化不显著(P>0.05,下同);NH4^+-N含量则呈增加趋势,胁迫5 d时,品系231和235幼叶的NH4^+-N含量不再显著增加,而品系161和163幼叶的NH4^+-N含量依然呈显著增加趋势,分别增加27.05%和20.85%。【结论】在低温胁迫下,耐寒甘蓝品系能在一定程度上维持氮代谢关键酶的活性和光合色素含量,以促进氮代谢和光合作用,从而增加其对低温的适应性。

羽衣甘蓝小孢子胚胎细胞结构变化及其植株再生

[目的]研究组织培养过程中羽衣甘蓝小孢子胚胎细胞结构变化及其植株再生,为小孢子培养技术在羽衣甘蓝中的应用提供理论依据。[方法]以12个羽衣甘蓝品种为材料,采用LEICA倒置荧光显微镜研究小孢子热激后的胚胎细胞结构变化、胚胎发育过程及出胚率差异,运用透射显微镜观察胚性小孢子细胞核的融合过程,并分析不同培养基(B5分化培养基和MS分化培养基)及其琼脂浓度(0.8%、1.0%和1.2%)对胚状体成苗率的影响。采用遮盖方式驯化组培苗后移栽大田,统计其成活率。[结果]在12个羽衣甘蓝品种中,除Y4花蕾的小孢子未发育成胚状体外,其他品种花蕾的小孢子均发育成不同数目的胚状体。其中,Y1和Y2平均每个花蕾的出胚数较高,分别为11.84和10.36个;Y3、Y7和Y8平均每个花蕾的出胚数较少,分别为1.55、1.45和0.94个。对于出胚数多的品种,对称分裂是其小孢子细胞分裂的主要方式,小孢子发育形成子叶形胚状体的比例也较高;而出胚数少的品种易发生小孢子不对称分裂,最终形成较多的畸形胚,子叶形胚数量较少。32.5 ℃热激1 d即可启动小孢子细胞胚胎发育进程,经原胚、球形胚、心形胚、鱼雷形胚,最终形成子叶形胚。热激处理后培养2 d小孢子进行第一次对称分裂形成两个大小、形状相似的细胞;培养5~7 d后两个细胞(胚性小孢子)逐渐靠近并融合在一起,细胞核核膜紧靠在一起,随后聚结融合,核酸物质混合,融合早期形成类似花生形的细胞核结构。含不同浓度琼脂的B5分化培养基和MS分化培养基中胚状体成苗率排序均表现为0.8%琼脂<1.0%琼脂<1.2%琼脂,且同一琼脂浓度下,B5分化培养基的胚状体成苗率均较MS分化培养基的高。组培苗驯化后移栽大田,成活率可达100%。[结论]通过小孢子培养可快速有效获得羽衣甘蓝小孢子单、双倍体再生植株。在培养过程中,胚性小孢子细胞核融合可能是导致单倍体小孢子自发加倍成为多倍体的重要方式,且含1.2%琼脂的B5分化培养基更适合用于羽衣甘蓝胚状体增殖分化成苗。

甘蓝晚抽薹基因BoFLC3克隆、序列分析和亚细胞定位

参照甘蓝FLC3基因(GenBank登录号AAP31677)碱基序列设计引物,扩增出甘蓝晚抽薹BoFLC3基因,序列分析结果表明,该基因编码的蛋白质有197个氨基酸,分子量20 990,等电点9. 45。荧光定量PCR分析结果表明:抽薹后BoFLC3基因在甘蓝不同部位表达存在差异,表达量从高到低依次为:叶、茎、花蕾、花瓣和根。亚细胞定位结果表明:BoFLC3蛋白定位在细胞核。

晚熟耐寒结球甘蓝瑞甘22的选育

瑞甘22是由自交不亲和系母本(05-8-5-3-1-2)和父本(04-11-8-6-1-2)选育成的晚熟耐寒越冬甘蓝杂交新品种。叶球扁圆、叶球紧实度为0.53,单球质量为1.64 kg,耐裂球性好、抗寒性好(长江流域短暂-6℃叶球不受冻)、田间黑腐病抗性强、商品性好,平均产量72 780.0 kg/hm^2,适宜在湖南、江苏、湖北、上海等地作露地越冬甘蓝栽培。

外源24-表油菜素内酯对低氧胁迫下黄瓜幼苗氮代谢的影响

[目的]本文的目的是研究外源24-表油菜素内酯(EBR)对低氧胁迫植株氮代谢的影响。[方法]以低氧耐性较弱的‘中农6号’黄瓜品种为材料,采用营养液通N2形成低氧逆境的方法,深入探讨了EBR对低氧胁迫下植株叶片和根系中与氮代谢相关的酶活性的影响。[结果]低氧处理显著降低了植株叶片的总氮含量,EBR使胁迫植株叶片总氮积累恢复至对照水平。低氧处理后,硝态氮含量在叶片中增加而在根系中降低,铵态氮的变化趋势与硝态氮相反,而EBR显著促进了胁迫植株根系的铵态氮积累。低氧胁迫下,植株根系硝酸还原酶(NR)和谷氨酰胺合成酶(GS)活性升高,随后恢复至对照水平,而谷氨酸合成酶(GOGAT)活性显著低于对照。叶片NR活性受到低氧抑制,亚硝酸还原酶(NiR)、GOGAT、氧化型谷氨酸脱氢酶(NAD+-GDH)活性则先升高,随后降低;叶片还原型谷氨酸脱氢酶(NADH-GDH)活性也受到低氧促进,至处理末期时显著高于对照植株。EBR显著提高了胁迫植株根系的NR活性及叶片的NiR、NAD+-GDH活性。[结论]黄瓜植株通过增强硝酸还原,加强氮代谢缓解低氧胁迫伤害;EBR通过增强根系NR活性及叶片NAD+-GDH活性,提高了植株的低氧耐性。

甘蓝BobHLH121基因克隆、亚细胞定位及表达分析

【目的】克隆甘蓝b HLH转录因子(BobHLH121)基因,分析其在不同组织及低温胁迫下的表达模式,为深入研究bHLH转录因子在甘蓝低温响应中的作用机理提供理论参考。【方法】克隆BobHLH121基因编码区(CDS)序列,利用生物信息学软件进行预测分析,并构建p CAMBIA1300-FaFKF1-GFP融合表达载体,通过农杆菌介导转染烟草表皮细胞,观察荧光信号以确定蛋白亚细胞定位情况。采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测BobHLH121基因在低温胁迫下的相对表达量。【结果】BobHLH121基因CDS长度为1367 bp,定位于C06染色体上,其编码311个氨基酸,蛋白分子量为34.89 kD,理论等电点(p I)为5.42,不稳定系数为52.29,疏水性平均系数为-0.733,说明该蛋白为不稳定的亲水性蛋白,且呈酸性,定位于细胞核。BobHLH121蛋白的二级结构主要由α-螺旋(占30.87%)、延伸链(占9.32%)、β-转角(占2.89%)和无规则卷曲(占56.91%)组成,具有保守的HLH结构域。BobHLH121蛋白与拟南芥(NP_191768.2)、琴叶拟南芥(EFH52923.1)、亚麻荠(XP_01909381.1)、荠菜(XP_023638997.1)、油菜(CDY65446.1)、白菜(XP_009104362.1)和萝卜(XP_018442860.1)等多种植物bHLH蛋白的氨基酸相似性分别为55.6%、54.8%、52.0%、50.3%、76.4%、73.9%和61.1%。系统发育进化树分析结果显示,BobHLH121与拟南芥(NP_191768.2)和琴叶拟南芥(EFH52923.1)bHLH蛋白在同一小分支上。BobHLH121基因启动子区域存在植物生长发育、非生物胁迫、激素应答和光响应大量的顺式作用元件。BobHLH121基因在叶片的相对表达量显著高于其他组织(P<0.05,下同),在其他组织中的相对表达量均较低。低温胁迫6~12 h时BobHLH121基因的相对表达量较低温处理0 h(对照)显著降低,在低温处理24 h时急剧升高,显著高于其他处理时间,低温处理48 h时又显著降低,表明该基因可能在低温胁迫下延迟表达。【结论】BobHLH121基因含有bHLH家族典型的HLH保守结构域序列,具有明显的组织表达特异性,可能参与甘蓝叶片的生长发育调控,且响应低温胁迫,可能在甘蓝耐寒性中发挥调控作用。

低温对羽衣甘蓝幼苗氮代谢的影响

以不同叶色、叶形、耐寒性的羽衣甘蓝幼苗(Y3、Y4、Y5、Y7)为试材,研究了不同时间低温(4℃)处理对羽衣甘蓝幼苗氮代谢的影响。结果表明,随着低温处理时间的延长,植株中可溶性蛋白质含量、脯氨酸含量、不同形态氮含量及相关酶活性都有不同程度的变化。随低温处理时间的延长,植株中硝态氮含量呈降低的趋势,但铵态氮含量呈增加的趋势,氮代谢相关酶活性均有不同程度的降低。但是当植株中谷氨酰胺合成酶(GS)/谷氨酸合酶(GOGAT)循环受到损伤时,谷氨酸脱氢酶(GDH)可能会参与NH+4的同化,从而完成铵同化。总之,在低温胁迫下,羽衣甘蓝幼叶中氮代谢受到不同程度的损伤,这可能会影响植株后期的生长。

甘蓝冷胁迫相关基因BobHLH18克隆与表达分析

利用同源克隆方法在耐寒,迟抽薹甘蓝自交系Y923中克隆到一个甘蓝响应冷胁迫b HLH转录因子基因Bob HLH18的DNA和c DNA全长,基因组搜索分析结果表明,该基因位于甘蓝1号染色体上,属于LF1亚基因组编码基因;序列分析结果表明,该基因含有4个外显子和3个内含子,编码338个氨基酸,蛋白质分子量为38 380,等电点为6. 80,其编码蛋白质的N端含有一个b HLH结构域;亚细胞定位分析指出该基因编码蛋白质定位在细胞核上,表明该基因编码蛋白质为核定位蛋白质,与其为转录因子特征相符;序列比对结果显示,Bob HLH18蛋白与白菜和拟南芥中的b HLH蛋白具有较高的同源性,相似度分别为90. 5%和89. 0%;聚类分析指出Bob HLH18及其同源蛋白分别聚类成2个进化分支,且来自十字花科植物的b HLH18同源蛋白质都聚在同一进化分支上; qRT-PCR分析结果表明Bob HLH18基因受冷胁迫诱导,能在叶片中被较高的诱导表达,表明该基因可能在甘蓝叶片应答冷胁迫过程中起重要作用。

甘蓝蔗糖磷酸合酶家族的鉴定和表达分析

蔗糖磷酸合酶(SPS)是调节植物蔗糖生物合成的关键酶。SPS由不同的基因编码组成,具有不同的表达模式和功能差异。利用拟南芥SPS蛋白保守结构域在甘蓝全基因组共鉴定到6个甘蓝SPS家族成员。进化分析结果表明甘蓝SPS基因分为3个亚族。6个BoSPSs家族成员被定位在甘蓝的5条染色体上。启动子顺式作用元件分析结果表明,BoSPSs含有许多与激素、逆境和光响应相关的顺式作用元件。RNA-Seq结果表明,BoSPSA1a在各个组织中均具有较高的表达量,BoSPSB除了在芽中表达量较高,在其他各个器官/组织中表达量均较低;冷敏甘蓝(CS-D9)和耐冷甘蓝(CT-923)中BoSPSA1b低温处理后均上调表达,且不同时间点耐冷甘蓝中的表达量均明显高于冷敏甘蓝。本研究结果有助于了解甘蓝SPS家族的信息,增加了对这些基因在甘蓝生长发育过程中及低温胁迫中所起的作用的理解。