青花椒雄蕊调控基因ZaPI的克隆、鉴定与表达模式分析

【目的】探究青花椒雄蕊分化关键B类基因及其核酸和蛋白序列特性,并分析其在雌雄花分化过程的表达模式,为青花椒花芽性别分化的遗传调控机制提供候选基因和数据支撑。【方法】基于青花椒转录组和基因组数据库,提取雌雄花分化过程中差异表达的所有B类MADS-box家族基因,并分析获取关键成员;克隆关键成员基因编码序列,全面剖析核酸和蛋白序列特性;并解析其在11种不同组织器官以及雌雄花分化过程的表达模式。【结果】青花椒雌雄花分化过程的差异基因中共有11个B类MADS-box家族基因,其中Zardc17043(ZaPI)的表达量最高,且在雄花中极显著特异表达。该ZaPI编码序列全长624 bp,共编码207个氨基酸,含有77个氨基酸组成的MADS-box结构域和84个氨基酸组成的K-box结构域,蛋白相对分子量为24.29 kD,是位于11号染色体包含4个外显子和3个内含子且定位于细胞核的亲水性蛋白;系统进化分析显示,青花椒ZaPI与同为芸香科(Rutaceae)的克莱门柚(Citrus clementina)和甜橙(Citrus sinensis)亲缘关系最近。此外,青花椒ZaPI基因编码序列共预测到54个转录因子结合位点,主要涉及植物生殖生长和抗逆过程等多种调控途径。顺式作用元件分析发现,ZaPI启动子区富含光信号、植物激素、逆境胁迫等相关的顺式作用元件。同时,该基因在根茎叶刺等营养器官中几乎不表达,雌花分化过程的表达量也相对较低,但在雄花分化过程中呈极显著上调趋势。【结论】研究所获得的ZaPI基因与雄蕊的分化显著相关,可能与植物激素等多种信号分子互作参与了青花椒的雄蕊形成过程。研究所获结果对于进一步探究青花椒雄蕊形成的分子机制,培育高产青花椒种质资源提供了丰富的理论支撑。

青花椒抗性基因ZaMBF1家族的生物信息学分析和逆境响应研究

【目的】探究青花椒抗逆调控基因ZaMBF1基因家族特征和非生物胁迫下的表达模式,为青花椒抗性育种提供重要的基因来源和理论基础。【方法】结合近年发表的青花椒基因组数据,综合利用生物信息学研究方法和荧光定量PCR技术,解析了多蛋白侨联因子MBF1家族(multiprotein bridging factor 1)的核酸和蛋白序列特征,探究了ZaMBF1s对盐胁迫和脱落酸处理后的响应模式。【结果】青花椒共有3个MBF1家族成员,分别为ZaMBF1a、ZaMBF1b和ZaMBF1c。其中ZaMBF1a和ZaMBF1b编码序列长度均为429 bp,分别位于26号和32号染色体,而ZaMBF1c编码序列长度为453 bp,位于4号染色体;青花椒ZaMBF1s均为亲水性的不稳定蛋白,其核酸序列和对应的启动子序列均含有丰富的WRKY、bHLH等抗逆调控基因结合位点和顺式作用元件;ZaMBF1家族基因在NaCl外源处理3h后即可快速响应,并在处理后12h再次极显著上调,尤其是ZaMBF1c的上调最为显著;同时,外源处理12h也是ZaMBF1家族基因响应ABA处理的重要时间点。【结论】青花椒ZaMBF1家族成员可以参与抗逆调控过程,并对外源盐和脱落酸处理具有显著响应。本研究所获结果对于探究ZaMBF1基因的分子功能,揭示青花椒抗逆性的调控机制提供了丰富的数据支撑。

基于SRAP分子标记的苦楝种质资源遗传多样性分析

【目的】利用相关序列扩增多态性（SRAP）分子标记对来自17个省（区）的31个苦楝种源进行遗传多样性分析,为苦楝种质资源的保存和育种计划的制订提供依据。【方法】通过SRAP分子标记获得1/0数据矩阵,计算SRAP分子标记各项遗传参数,同时进行分子方差分析（AMOVA）。随后计算遗传距离矩阵并进行主坐标分析（PCo A）、邻接法聚类分析（Neighbour-Joining）以及遗传距离和地理距离Mantel相关性分析。【结果】从783对SRAP引物中筛选出的20对引物可扩增出257条清晰的条带,其中145条具有多态性。引物多态性信息指数（PIC）为0.262~0.478,均值为0.385。PIC值较高的10对引物,可扩增出56条特异多态带,可以作为快速鉴别苦楝种源的工具。AMOVA结果显示,38.96%的遗传变异来源于种源间,61.04%的遗传变异来源于种源内。山区的贵州册亨和黎平,云南勐腊和麻栗坡,湖南东安、炎陵和浏阳,四川达州,河北保定,安徽滁州种源的遗传多样性高于其他种源。邻接聚类法根据Nei’s遗传距离将31个种源分为东西2类,西部云南、四川、贵州和甘肃的8个种源构成类群Ⅰ,其他地区的23个种源构成东部类群Ⅱ。类群Ⅱ中北方的济南、保定、泰安、渭南和许昌5个种源聚为一小类,华南地区的屯昌、五指山、钦州和仁化种源聚为一小类,其他相邻和相近的种源大多聚在一起。PCo A分析的种源间双标图结果与邻接法聚类结果基本一致。种源内双标图显示相同种源内的单株大都聚在一起,且种源间和种源内双标图总体分布大体一致。Mantel检验结果表明,种源间遗传距离和地理距离相关性显著（r=0.256,P=0.003）。【结论】SRAP分子标记可以准确、有效地用于苦楝遗传多样性分析。苦楝遗传变异主要来源于种源内,而种源间基因交流有限。种源遗传多样性整体偏低,而部分山区种源遗传多样性较高。在选择高遗传多样性种源的基础上,苦楝选育应侧重种源内家系和单株选择。苦楝种源特征明显,地理环境差异对其遗传多样性具有一定的影响。31个种源大致可分为东西2类,东部种源从北到南有多个聚类中心,其种质资源应采用多点就地保存方式。我国苦楝遗传多样性起源中心或许存在于2类不同种源的生态过渡区。

逆境胁迫下植物抗氧化酶系统响应研究进展

抗氧化酶系统被认为是植物遭受环境胁迫时重要的防御体系.研究逆境胁迫下抗氧化酶系统的响应,是揭示植物抗逆机理的重要环节.本文对国内外近年来植物抗氧化酶系统在逆境胁迫下的响应研究资料进行了收集、概括和整理,内容涉及干旱胁迫、盐胁迫、酸胁迫等,并分析了最新、前沿研究报道及目前尚未解决的问题,旨在为逆境胁迫下抗氧化酶系统响应的相关研究提供一定的帮助.

麻风树种源间种实性状变异研究

对位于海口市东山林场试验基地的2年生麻风树种源的种实特征进行了调查,主要研究了麻风树种实的遗传变异。种源来源包括泰国、越南以及我国云南、四川、广西、贵州、海南等43个种源。对麻风树种实的单果均质量、百粒质量、出仁率、出籽率、种子大小、种子含油量等性状进行分析,结果显示,麻风树种源间种实呈显著的地理变异趋势,单果均质量、百粒质量和种子体积与纬度呈显著正相关,与经度呈显著负相关,尤其是单果均质量和种子百粒质量存在极显著的地理变异。本文揭示了麻风树种实性状变异规律与特点、性状指标间的关联,对海南省发展麻风树产业和促进麻风树种实经济性状的改良提供技术参考。

苦楝种源间种子发芽变异的观测

对8个省份36个种源的苦楝种子进行场圃发芽试验,观测苦楝种子的发芽率、发芽势并分析其地理变异规律。结果表明,发芽率和发芽势在种源间的差异达极显著水平,36个种源平均发芽率为59.5%,平均发芽势为40.3%。发芽性状表现较好的种源是江西赣州、于都、遂川,云南麻栗坡和西畴,福建漳平以及广东恩平;表现较差的是海南、云南勐腊和罗平,贵州兴义以及福建永安等种源。发芽率、发芽势随采种点由西向东、由南向北逐渐增加,且发芽时间相对集中。聚类分析将36个种源聚为5类,相同或相邻物候区的种源大多聚为一类。

澳大利亚12个剑豆种源生长节律及主要农艺性状的遗传变异分析

以从澳大利亚引进的12个剑豆种源为研究对象,对其生长规律和21个性状进行了调查,并采用方差分析和相关分析方法对剑豆种源的13个数量性状进行了分析。结果显示:不同种源间多数性状的差异显著;单株产量与株高、荚重、荚宽、荚厚、单株荚数、百粒重等性状呈显著正相关关系。通过聚类分析,可将12个剑豆种源分为4个大类,第1类:可以攀爬,分枝较多,结实量大,为晚熟型;第2类:植株不攀爬,为早熟型;第3类:植株善于攀爬且早熟;第4类:可攀爬且晚熟。

麻风树无性系种实性状变异与选择

【目的】分析麻风树单果均质量、百粒质量、出仁率、出籽率、种子体积、种仁含油量和单株果实产量等性状的遗传变异,在此基础上,对无性系进行评选.【方法】对海口市新海林场3年生麻风树无性系试验林33个无性系的种实特征进行调查;通过聚类分析,对参试无性系进行分类,并作综合评定.【结果和结论】麻风树无性系间在种实性状上存在显著差异.18号无性系百粒质量最大,26号和20号种仁含油量最高;百粒质量与单果均质量、种子体积和种仁含油量相关性达到极显著水平,种仁含油量除与出籽率和种子体积相关性不显著外,与其他性状相关性均达到显著水平;经综合评价,初步确定1、30、18、15和25号为优良无性系.

麻疯树种子含油量近红外光谱定标模型的建立

【目的】本研究旨在建立麻疯树种子含油量的近红外光谱定标模型,为近红外光谱技术应用于麻疯树种子含油量的测定提供依据。【方法】利用瑞典波通DA7200型近红外光谱成分分析仪采集了125份麻疯树种子样品的光谱数据,通过样品化学值测定、光谱数据预处理以及回归统计方法建立了麻疯树含油量的近红外光谱定标模型,并利用10份未知含油量的种子样品对模型的准确性进行了检验。【结果】本研究建模所选125份样品的含油量范围为25.23%~39.73%,平均值为33.91%±2.64%,中位数为34.31%,基本覆盖了当前麻疯树的主要品种,在种子油含量上具有一定的代表性。二阶导数联合标准正态变量转换法为建立麻疯树种子含油量近红外光谱定标模型的最佳预处理方法,偏最小二乘法为最佳的回归方法。模型验证结果显示,样品的化学测定值与近红外光谱定标模型预测值极显著相关,且相关系数达0.955 6,预测标准偏差为0.653 6。【结论】检验结果说明该模型具有较高的可靠性,可应用于后期麻疯树种子油分含量的大批量快速测定。

苦楝种源果核及种子性状地理变异的研究

为了更准确地掌握苦楝的地理变异及其规律,对17个省份的70个苦楝种源的果核和种子的18个性状进行了观测和分析。结果表明:苦楝不同种源间在果核和种子表型性状上存在显著差异,大多数性状的重复力大于85%,其中种子百粒重、果核宽的种源重复力较高,达到98%以上;其次是果核百粒重、种子大小性状;而棱粒比、果核果形系数b的重复力较小,分别为74.56%、49.14%。部分性状的种源变异存在明显的地理趋势:由东向西,果核的宽度和质量、种子宽度、果核皮厚度、果核单果棱数均有增大的趋势;由南向北,果核长度、种子宽度、种子质量、果核单果棱数和果核皮系数均有增大的趋势,种子趋于粗短的椭圆形;海拔由低到高,果核和种子宽度、果核质量、果核皮厚度、果核单果棱数呈增大趋势,果核趋于圆形,种子趋于粗短的椭圆形。根据苦楝果实的18个性状指标的聚类分析,可将70个种源划分为8类,种源类群间性状差异也显著。

苦楝不同种源苗期生长性状和生长节律研究

通过观测苦楝10个种源生长性状，分析苗高、地径和冠幅的生长节律，采用Logistic方程拟合其苗高、地径和冠幅生长过程。结果表明，拟合方程的决定系数为0.969～0.998，符合“S”型生长曲线；不同苦楝种源在苗高、地径和冠幅的物候期和生长参数上存在比较明显的差异，各种源前期生长量小于后期；不同种源速生期起始时间变动幅度为5-6月，最早与最晚时间在种源间相差20 d左右；速生期结束时间变动幅度为8-10月，最早与最晚时间在种源间相差50 d左右；速生期生长量占总生长量的比例均在58％以上，速生期生长量最大种源约为最小种源的2倍左右；地径和冠幅速生期起始时间相差不大，且均早于苗高；冠幅速生期结束最早，其次是苗高，最晚为地径；在速生期起始时间上，北方种源早于南方种源，在速生期结束时间上，北方种源晚于南方种源。

不同修剪方式对藤椒产量和品质的影响

为提高藤椒产量和品质,对藤椒修剪方式进行探索。以藤椒为对象,研究不同修剪方式对植株生长及产量和品质的影响。与不修剪对照相比,“以采代剪”和传统修剪处理的树高分别降低36.8%和12.0%,冠幅分别降低22%和16.7%,枝条数量分别增加32.7%和16.4%;坐果率分别增加10.3%和7.6%,鲜椒产量分别增加52.3%和40.7%,椒皮产量分别增加64.2%和44.7%,出皮率分别增加7.9%和2.6%;千粒重分别增加18.0%和17.1%,麻味物质分别增加10.0%和7.9%,挥发油含量分别增加8.6%和5.5%,醇抽提物含量分别增加12.9%和8.5%,不挥发性乙醚抽提物含量分别增加16.8%和13.4%。藤椒产量和品质综合值“以采代剪”>传统修剪>不修剪。说明“以采代剪”能有效控制藤椒树高和冠幅,促进枝梢生长,有利于产量和品质提高,是藤椒生产管理中理想的修剪方式。

苦楝果活性成分及其地理变异研究进展

苦楝(Melia azedarach Linn.)在我国分布广泛,地理变异明显,生长迅速,材质优良,是良好的用材树种;其根、皮、花、果皆可入药,对多种害虫有明显的毒杀、拒食和忌避活性,是常见的生物农药原料,将苦楝果作为活性成分提取材料,有利于开发材用价值。文章综述了苦楝果提取物的抗虫作用、杀虫活性成分及其作用效果,并结合遗传育种策略,针对国内对苦楝果活性成分地理变异研究的局限与不足,提出在全分布区内收集具代表性的苦楝种源或家系,分析不同种源、家系间苦楝果的活性成分种类及含量差异,研究其地理变异及个体变异规律,在优良种源或家系选择的基础上,进一步将苦楝的生物农药应用结合木材利用进行改良,选择果实中活性成分含量高及生长性状表现优良的种源或家系,再通过遗传育种手段培育出优良品种用于果林营造,以期达到苦楝材用与药用相结果的目的,综合开发苦楝的经济价值。

基于超滤离心前处理的液相色谱-串联质谱法手性拆分人血浆中的亚叶酸和5-甲基四氢叶酸非对映异构体及其药代动力学应用

建立了液相色谱-串联质谱(HPLC-MS/MS)同时测定人血浆中的亚叶酸和5-甲基四氢叶酸两对非对映异构体的方法。血浆经蛋白质沉淀-超滤离心处理后,以甲氨蝶呤为内标,乙腈-10 mmol/L pH 8.0醋酸铵为流动相,通过手性HSA色谱柱(150 mm×4 mm, 5 μm)进行梯度洗脱。亚叶酸非对映异构体在25~ 5 000 μg/L 范围内、5-甲基四氢叶酸非对映异构体在12.5~ 2 500 μg/L 范围内,线性关系均良好。本方法在灵敏度、精密度、准确度、基质效应、提取回收率、稳定性等方面均得到充分验证,并成功应用于125 mg/m^2 亚叶酸和62.5 mg/m^2 左旋亚叶酸的药代动力学研究。结果显示:在125 mg/m^2 亚叶酸剂量组,左亚叶酸和左旋-5-甲基四氢叶酸的血浆峰浓度( Cmax)为( 3 137.917 ±408.837)和( 1 679.633 ±244.132)μg/L ,从时间点0到最后可定量时间点的药物代谢动力学时间曲线下面积(AUC0- t)为( 7 504.883 ± 1 185.101 )和( 14 001.214 ± 2 868.949 )μg/L;在62.5 mg/m^2左亚叶酸剂量组,左亚叶酸和左旋-5-甲基四氢叶酸的Cmax为( 3 187.917 ±387.298)和( 1 739.204 ±224.755)μg/L , AUC0- t 为( 7 426.664 ±854.825)和( 14 884.331 ± 1 843.353 )μg/L 。两剂量组主要药物代谢动力学参数均无显著差异,特征一致,吸收的速度和程度一致,能够为后期进行左亚叶酸钠生物等效性研究提供技术支持。

刨花润楠SSR-PCR体系优化及天然种群遗传多样性研究

[目的]建立刨花润楠SSR-PCR最佳反应体系,从樟科树种SSR引物中筛选多态性高的引物,并对刨花润楠遗传多样性进行分析。[方法]对影响PCR反应体系的5个因素设置7个水平,利用正交设计L 16 (4 5)进行优化,确定最佳体系,并用该体系从187对候选引物中进行引物筛选。利用软件POPGENE1.32、PowerMarkerv3.25、FSTAT、GenAlex6.5、Structure2.3和POPTREE分别计算观测等位基因数目(Na)、观察杂合度(Ho)、期望杂合度(He)、多态性信息量( PIC )、基因流(Nm),进行群体遗传结构分析和UPGMA法聚类分析。[结果]刨花润楠最佳体系(20 μL)为: Taq 酶1.0 U、dNTPs 0.25 mmol·L -1 、Mg^ 2+ 1.25 mmol·L ^-1 、引物0.5 μmol·L^-1 、模板50 ng。最终筛选出12对具有多态性高的SSR引物。 Na、Ho、He和PIC 的平均值分别为15.083、0.576、0.751和0.722,表明种群具有较丰富的遗传多样性;Nm 平均值为1.500,种群间存在频繁的基因交流;UPGMA将24个种源聚为3类,与Structure分析结果一致。[结论]本研究成功优化了刨花润楠SSR-PCR反应体系,并获得12对适用于刨花润楠的SSR引物,刨花润楠种群遗传多样性丰富,种群间存在频繁的基因交流,24个种源可聚为3类。

强酸胁迫下大叶相思幼苗抗性生理机制研究

为探讨大叶相思幼苗耐强酸胁迫的生理机制,试验采用水培法,设置了pH 3.0、pH 2.0和pH 5.8(CK)酸胁迫梯度和3天、9天两个持续胁迫时间,观测了大叶相思幼苗在不同强度酸胁迫下叶片丙二醛(MDA)含量,脯氨酸(Pro)含量以及抗氧化酶如过氧化物酶(POD)、谷胱甘肽-S-转移酶(GST)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)和谷胱甘肽还原酶(GR)等活性的响应特征。结果表明:(1)酸胁迫加重过程中,PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)表现出下降趋势;(2)与CK比较,在pH 3.0胁迫下,Pro无显著变化,但在pH 2.0持续胁迫下显著上升,表明当pH值低至2.0时,大叶相思幼苗受到严重胁迫;(3)与CK比较,在pH值为3.0和2.0持续3天、9天的胁迫下,MDA含量无显著变化,表明大叶相思幼苗在极强酸胁迫下膜脂过氧化程度并未显著提高;(4)与CK比较,在pH 3.0胁迫下GST和GPX活性显著上升,但在pH 2.0胁迫下无显著变化;与CK比较,在pH 3.0胁迫下GR和POD活性无显著差异,但在pH 2.0胁迫下有所下降,表明大叶相思幼苗体内不同抗氧化酶在应对不同程度强酸胁迫时表现不同,其中GST对强酸胁迫响应最为敏感。综合分析各指标在不同梯度酸胁迫下的变化,认为大叶相思幼苗耐强酸胁迫的生理调节阈值可能在pH 3.0左右.

赤霉素诱导麻疯树雌雄花分化的研究

为了探究外源喷施赤霉素(GA_3)对麻疯树花芽分化的影响,寻求赤霉素诱导雌花分化的适宜浓度,提高雌花比例,以3个麻疯树无性系为材料,用不同浓度的赤霉素喷施麻疯树花序芽,调查与花枝生长、花芽分化以及果实特性相关的14个性状,并进行数据分析。结果表明:赤霉素处理后,花序中花枝并未增多,雌雄花数量以及雌雄花比例均高于对照,且40 mg/L的赤霉素处理效果最佳,可显著促进雌花发育;单花序果实数量增加,单果均质量、出籽率、百粒质量和种子含油量均显著低于对照;在试验范围内,随着赤霉素浓度的提高,麻疯树花枝逐渐枯萎,1 200 mg/L赤霉素处理后的花枝全部枯萎,无果实采收。赤霉素的处理效果比较稳定,40 mg/L赤霉素可显著促进雌花发育。

基于SRAP分子标记的剑豆遗传多样性分析

采用相关序列扩增多态性（Sequence-related amplified polymorphism,SRAP）分子标记方法,对收集到的来源于11个国家的19个剑豆种群进行遗传多样性分析。结果表明：1）在扩增出的274条清晰条带中,具有多态性的有144条,占总数的52.6%;2）28对引物的多态性指数（Polymorphism information content,PIC）介于0.16~0.43,平均值为0.28;3）剑豆总遗传多样性指数（Ht）为0.285 6,基因流（Nm）为0.065 6;4）通过分子方差分析（Analysis of molecular variance,AMOVA）发现,剑豆种群间差异占总差异的88%,种群内差异占总差异的12%,种群间差异为剑豆差异的主要来源;5）主坐标分析（Principal coordinates analysis,PCoA）和基于遗传距离的聚类分析表明,19个剑豆种群可分为5个类群,每个类群均有不同的表型。

花椒属植物组织培养研究进展

花椒属植物兼具经济、药用及生态价值,开发前景广阔。近年来,其种植规模发展迅速,已成为许多地区的特色农产品支柱产业。植物组织培养技术的应用为花椒属植物产业化繁殖体系的建立及优良新品种的培育提供了有效途径,从而对促进其产业发展具有重要意义。文中综述了近年来花椒属植物组织培养研究现状,重点对外植体选择、基本培养基与培养条件、植物生长调节剂、生根培养等重要环节的研究成果进行概述,探讨了当前花椒属植物组织培养存在的问题,并展望了未来的发展前景,以期为解决花椒属植物组织培养中褐化、污染、玻璃化问题,加强花椒属植物组织培养研究,提高花椒属植物利用价值,构建花椒属植物高效稳定的遗传转化体系提供参考。