新兴交叉学科农业科研院所青年人才队伍建设的实践与思考——以江苏省农业科学院休闲农业研究所为例

学科交叉融合发展是当前科技发展的重要特征,文章以江苏省农业科学院休闲农业研究所为研究对象,重点阐述研究所成立5年来,在人才队伍建设过程中存在的问题和实施人才培养计划取得的实效,并从政治引领、因才施策、内培外引和文化建设等方面提出了加强新兴交叉学科青年人才队伍建设的建议,以期为新兴交叉学科农业科研院所的发展提供参考和借鉴。

基于共享理念下的省级农业科研院所实验室一体化建设实践与思考——以江苏省农业科学院休闲农业研究所为例

共享实验平台建设是提高省级农业科研院所科研水平和服务社会能力的重要基础。文章在对省级农业科研院所共享实验平台建设情况开展调研的基础上,分析了共享实验室建设的必要性和制约因素,并以江苏省农业科学院休闲农业研究所为例,重点阐述了其在共享实验平台建设方面的具体实践以及存在的问题,并从加强人才队伍建设、加快信息化建设和重视安全管理等方面提出了加强共享平台建设的对策与建议,以期为农业科研院所共享实验平台建设提供理论依据。

石蒜儿茶酚氧位甲基转移酶基因克隆与原核表达

采用同源克隆与RACE相结合的方法,首次从石蒜叶片中克隆到可能与加兰他敏生物合成相关的儿茶酚氧位甲基转移酶基因,命名为LrCOMT。核酸序列分析显示,该cDNA全长1 246bp,开放阅读框1 101bp,编码366氨基酸。氨基酸序列分析与比对发现,LrCOMT编码的氨基酸序列具有COMT蛋白的特征区域,且与鸢尾、玉米、烟草等植物COMT的同源性大于60%。将LrCOMT基因连接到原核表达载体pET-29a上,转化大肠杆菌BL21(DE3)的原核表达结果显示,重组蛋白受IPTG诱导表达,分子量大小约为40kD,与已报道的其他植物COMT大小基本一致。

盐胁迫对狼尾蕨体细胞耐盐突变体生长和生理生化特性的影响

为阐明盐胁迫对狼尾蕨体细胞耐盐突变体生长及生理生化特性的影响,选用狼尾蕨体细胞耐盐突变体NY-4、NY-5和NY-6一年生植株为材料,以野生型狼尾蕨（WT）为对照,在1%Na Cl胁迫下设置不同处理时间,对供试材料的植株生长和生理生化指标进行了观察和比较;并在此基础上,分析了狼尾蕨生长与生理指标间的相关性。结果显示：随着盐胁迫时间的延长,所有突变体植株的植株存活率逐渐降低,盐害指数逐渐增高;叶片光合色素含量持续降低,脯氨酸含量逐渐升高（NY-6除外）,可溶性蛋白含量先降低后增高,MDA含量和SOD活性则是先增高后降低;相关性分析显示：植株存活率和盐害指数均与叶绿素和脯氨酸含量显著性相关（P〈0.05）。研究表明：与野生型植株相比,NY-4和NY-5的耐盐性没有得到显著提高,而NY-6在盐胁迫下植株存活率变化幅度、盐害指数、叶绿素和脯氨酸变化幅度均低于WT,耐盐性得到了提高。

外源NO对低温胁迫下红掌耐寒性诱导的研究

以红掌品种阿拉巴马1年生植株为试验材料,研究不同浓度NO供体硝普钠(sodium nitroprusside,SNP)溶液,对低温12℃/5℃(白天/夜间)胁迫处理下红掌幼苗生长和生理特性的影响。结果表明,在低温胁迫下,外源SNP处理可以使红掌植株的株高、干质量、含水量和根冠比得到提高;同时,可以有效地抑制电导率和MDA含量的上升,显著提高叶绿素和脯氨酸含量,延缓SOD、POD和CAT等抗氧化酶活性的下降。此外,0.2 mmol/L SNP是缓解红掌寒害的最适浓度,过高浓度的外源SNP对低温胁迫下红掌幼苗生长的缓解作用不显著。

红掌高效再生技术

为建立高效稳定的红掌(Anthurium andraeanum)组培快繁技术体系,以红掌品种阿拉巴马、火焰为材料,研究了培养基、外植体、外源激素对阿拉巴马、火焰愈伤诱导、芽分化、组培苗生根的影响。结果表明:适宜愈伤诱导的基本培养基和激素为1/4 MS添加6-BA 0.5 mg/L+2,4-D 0.5 mg/L;不同品种适宜愈伤诱导的外植体不同,阿拉巴马适宜愈伤诱导的外植体为叶片,火焰为叶柄;适宜芽分化和增殖的培养基为MS+6-BA 1.0 mg/L+IBA 0.1 mg/L;适宜生根的培养基为1/2MS+IBA 1.0mg/L。

乡村振兴背景下省级农科院休闲农业学科建设实践与思考——以江苏省农业科学院休闲农业研究所为例

休闲农业是推动落实乡村振兴战略的重要领域,休闲农业学科建设是推动休闲农业转型发展的内在原动力.文章在分析了乡村振兴战略对休闲农业科技创新提出的新要求的基础上,以江苏省农业科学院休闲农业研究所为例,重点阐述了其学科建设的现状、成效以及存在的问题,从加强学科多元协同发展、注重人才培养与引进、强化科技成果转化推广和创新管理体制机制等方面提出了加强学科建设的对策与建议,以期为农业科研单位的休闲农业学科建设提供理论依据.

狼尾蕨体细胞耐盐突变体NY-7的耐盐性研究

通过盆栽实验,研究了不同盐浓度胁迫下狼尾蕨及其体细胞耐盐突变体NY-7的5个生理指标,并应用模糊隶属函数法对其耐盐性进行了综合评价。结果显示:随着NaCl浓度的升高和胁迫时间的延长,NY-7的叶绿素和可溶性蛋白含量下降,脯氨酸含量、SOD活性均没有显著变化,MDA含量有所增加;而狼尾蕨的叶绿素含量显著降低,SOD活性、脯氨酸、可溶性蛋白和MDA含量均显著增加;NY-7的耐盐性高于狼尾蕨。

基于高通量测序的海滨雀稗转录组学研究

采用新一代高通量测序技术Illumina HiSeq 2000对海滨雀稗叶片转录组进行测序,结合生物信息学方法开展基因表达谱研究和功能基因预测。通过测序,获得了47520544个序列读取片段(reads),包含了4752054400个碱基序列(bp)信息。对reads进行序列组装,获得81220个单基因簇(unigene),平均长度1077bp,序列信息达到了87542503bp。另外从长度分布、GC含量、表达水平等方面对unigene进行评估,数据显示测序质量好,可信度高。数据库中的序列同源性比较表明,46169个unigene与其他生物的已知基因具有不同程度的同源性。海滨雀稗转录组中的unigene根据GO功能大致可分为细胞组分、分子功能和生物学过程三大类48个分支,其中有大量unigene与代谢进程、结合活性和细胞进程相关。将unigene与COG数据库进行比对,根据其功能大致可分为25类。KEGG数据库作为参考,依据代谢途径可将unigene定位到112个代谢途径分支,包括苯丙氨酸代谢通路、植物与病原物互作、植物激素生物合成和信号转导、黄酮类化合物合成、萜类骨架生物合成、脂类代谢、RNA降解等。SSR位点查找发现,从81220个unigene中共找到22721个SSR位点。SSR不同重复基序类型中,出现频率最高的为A/T,其次是CCG/CGG和AGC/CTG。本研究首次对海滨雀稗转录组进行了分析,为草坪草的分子生物学研究提供了宝贵的基因组数据来源。

盐胁迫对海滨雀稗生长和生理特性的影响

本研究采用不同浓度NaCl溶液(0,100,200,300,400和500 mmol/L)对海滨雀稗进行盐处理,测定了生长势、生物量、叶片相对含水量、质膜透性、叶绿素含量、渗透调节物质含量以及抗氧化酶活性等指标,分析不同程度盐胁迫对海滨雀稗生长和生理特性的影响,并且对其耐盐性进行了评价。结果表明,NaCl胁迫对海滨雀稗的株高、叶长、叶宽和直立茎茎粗产生了抑制作用,对根、茎和叶的干物质积累产生显著影响,并且随着盐浓度的增加呈逐渐降低的趋势;海滨雀稗叶片相对含水量随着NaCl浓度的增加呈下降趋势,而质膜透性、叶绿素(Chl)、丙二醛(MDA)和可溶性糖含量则呈升高趋势;海滨雀稗叶片脯氨酸含量、过氧化物酶(POD)活性和超氧化物歧化酶(SOD)活性均在300 mmol/L NaCl浓度下达到最大值,而且都随NaCl浓度的增加呈先升高后降低的趋势,表明海滨雀稗具有较高的耐盐能力,在盐胁迫下可采取自我保护机制以适应盐逆境,其耐盐阈值为300 mmol/L NaCl浓度。以上生理指标的动态变化反映出海滨雀稗对盐逆境的适应性变化,是抵御盐胁迫的一种积极调节机制。

茉莉花粉离体培养萌发及花粉管生长特性研究

为了揭示茉莉花粉育性并为其活力检测提供一种高效方法,研究了取粉时间、基本培养基种类及不同添加物浓度、pH值、温度、光照、时间等因素对花粉离体培养萌发和花粉管生长的影响,并应用扫描电子显微镜观察了花粉在柱头上的萌发情况,以对检测方法进行验证。结果显示,早上8：00-9：00所取花粉活力最高,适宜萌发的培养基为BK（成分为100 mg/L的H3BO3、100 mg/L的KNO3、200 mg/L的MgSO4·7H2O和300 mg/L的Ca（NO3）2·4H2O）＋蔗糖80 g/L＋PEG4000 120 g/L,适宜的pH值6.0,最佳培养温度为25-30℃、光照为35-50μmol/（m2·s）、时间为3-4 h。相关性分析发现,花粉萌发和花粉管生长均与光照强度和培养时间呈极显著正相关（P〈0.01）,与培养基pH值呈正相关、与蔗糖和PEG4000浓度均呈负相关、与培养温度分别呈负相关和正相关,但相关性均未达显著水平（P〉0.05）。研究表明,茉莉花粉总体上活力较低,离体培养萌发不失为一种简单、快速、可靠的检测方法,但应注意对培养条件的选择和优化以达到最佳效果。

绣球SSR-PCR反应体系的建立与优化

为了建立适合绣球的SSR-PCR反应体系,采用正交设计L25(56)对影响SSR-PCR反应体系的5个主要因素(Mg2+、d NTPs、引物、DNA模板和Taq聚合酶)在5个水平上进行优化,筛选出每个因素的最佳水平,建立适合绣球的SSR-PCR反应体系。结果表明,20μL的SSR-PCR反应体系中,DNA模板用量为60 ng,Mg2+浓度为1.5 mmol/L,d NTPs浓度为0.3 mmol/L,引物浓度为0.4μmol/L,Taq聚合酶用量为0.8 U。扩增程序为:94℃预变性5 min;94℃变性1 min,最佳温度退火40 s,72℃1 min,33个循环;72℃延伸10 min,4℃保存。选用10个绣球品种对建立的SSR-PCR反应体系进行验证,结果表明该体系具有较好的稳定性和通用性。建立和优化的绣球SSR-PCR反应体系,为应用SSR分子标记技术开展绣球属植物遗传育种研究提供了理论依据和技术参考。

不同瓣型茉莉水培生根能力及根尖解剖结构比较

对水培条件下单瓣、双瓣和重瓣茉莉(Jasminum sambac Aiton)插穗的生根能力及根尖解剖结构差异进行了观察和比较;在此基础上,分析了茉莉各生根性状及根尖解剖结构特征间的相关性。结果表明:3种瓣型茉莉插穗的生根率均达到100%,但单株生根数和平均根长均有显著差异(P<0.05);其中,双瓣茉莉的单株生根数和平均根长均最大,重瓣茉莉的这2个生根指标均最小。解剖结构观察结果表明:3种瓣型茉莉插穗水培根尖具有细胞质染色较浅、根冠细胞壁较薄和细胞内含物较少等特征;根尖成熟区和伸长区都出现不规则的气腔,类似于水生植物根系通气组织的结构;但不同瓣型茉莉根冠和气腔性状有一定差异。单瓣、双瓣和重瓣茉莉根冠长度分别为550、503和480μm,根冠长/宽比分别为1.52、1.34和1.21,三者间均有显著差异(P<0.05);重瓣茉莉的根冠宽度最大(395μm)且与双瓣和单瓣茉莉差异显著(P<0.05)。单瓣茉莉每根尖气腔数及气腔长度和宽度均最小,与双瓣和重瓣茉莉差异显著(P<0.05);而重瓣茉莉气腔宽度最大、双瓣茉莉气腔长度最大。相关性分析结果表明:水培条件下茉莉插穗的生根能力与根冠和气腔各性状指标的相关性均不显著(P>0.05)。总体上看,水培条件下双瓣茉莉插穗生根能力最强,根尖内气腔数量多且通气组织状结构最为发达,其抗逆性较强与此有关。研究结果揭示:不同瓣型茉莉水培生根能力及根尖解剖结构变化与其对水生环境的适应性有一定关系。

秋水仙素浓度和处理时间对茉莉腋芽生长发育的影响

为了解秋水仙素处理对茉莉〔 Jasminum sambac （Linn .） Aiton〕 腋芽生长发育的影响,以长度为0 （未萌发）、3-5 和 8-10 mm 腋芽为实验材料, 对5 0 0 、1 0 0 0和2 000 mg·L^-1秋水仙素溶液分别处理2 4 和48 h 后腋芽的生长状况以及萌发枝条和叶片的生长和发育状况进行分析, 同时, 对各处理组花粉母细胞的减数分裂行为进行观察;在此基础上, 对秋水仙素处理后茉莉腋芽及萌发枝条的各生物学效应指标进行相关性分析.结果显示：经秋水仙素处理后, 各处理组腋芽的生长率和处理指数, 以及萌发枝条的长度、 最大节间长、 最大叶长、 最大叶宽、 现蕾数、 现蕾率、 最大蕾长、 最大蕾宽和开花率总体上显著（ P 〈 0 . 0 5 ）低于对照组（用清水处理未萌发腋芽4 8 h ） , 而腋芽的抑制率和死亡率显著高于对照组.总体上看, 随秋水仙素质量浓度提高, 腋芽的生长率和处理指数降低, 而抑制率和死亡率升高, 萌发枝条的长度和最大节间长缩短, 开花率升高, 其他指标呈波动变化; 随处理时间延长, 腋芽的生长率、 死亡率和处理指数降低, 但抑制率升高, 萌发枝条仅现蕾数和开花率降低, 其他指标均逐渐提高;随腋芽长度增加, 腋芽的抑制率和处理指数降低, 但死亡率升高, 萌发枝条的现蕾率、 现蕾数、 最大蕾长和开花率均呈波动变化,其他指标均降低.经秋水仙素处理后, 茉莉花粉母细胞在减数分裂过程中存在落后染色体、 染色体桥和微核等异 常现象, 且随秋水仙素质量浓度和腋芽长度增加及处理时间延长, 减数分裂后期的细胞异常率逐渐升高.相关性分析结果显示：细胞异常率与腋芽生长率呈显著负相关, 与腋芽死亡率呈极显著正相关;腋芽生长率与腋芽抑制率和开花率分别呈显著和极显著（ P〈0 . 0 1 ）负相关;腋芽抑制率与现蕾率呈显著正相关;处理指数与细胞异常率呈极显著负相关.研究结果表明：秋水仙素浓度和处理时间对茉莉腋芽的生长发育有一定影响;综合考虑各生物学效 应指标, 茉莉腋芽适宜的诱导条件为用500mg·L^-1秋水仙素溶液处理3 - 5 m m腋芽2 4h .此外, 建议将处理指数作为秋水仙素对茉莉腋芽细胞减数分裂影响效应的评价指标之一.

^(60)Co-γ射线辐照对蕨类植物绿色球状体成苗的影响

为开创蕨类植物新的育种方法,以鸟巢蕨、扇蕨和凤尾蕨等3种蕨类植物的绿色球状体为材料,在附加0.2mg·L^(-1)IBA的改良1/2MS培养基上,研究不同剂量的^(60)Co-γ射线辐照对绿色球状体成苗的影响。结果显示,^(60)Co-γ射线辐照剂量在60Gy时,辐照处理的鸟巢蕨绿色球状体成苗率从0Gy(CK)的98%降至33%;剂量在80Gy时,辐照处理的扇蕨和凤尾蕨绿色球状体成苗率分别从CK的100%降至38%和26%,因此60~80 Gy的^(60)Co-γ射线为辐照处理蕨类植物绿色球状体的适宜剂量。SSR分子标记测定结果表明,鸟巢蕨绿色球状体经Gy 60和80 Gy的^(60)Co-γ射线辐照诱变获得的植株与对照植株在DNA水平上存在显著差异,其中SSR-23和SSR-76可作为筛选鸟巢蕨突变体的适宜引物。本研究建立的蕨类植物绿色球状体^(60)Co-γ射线辐照诱变技术,为在离体器官水平上开展蕨类植物辐照诱变育种提供了条件。

百喜草体细胞耐盐突变体筛选技术研究

为了提高体细胞耐盐突变体筛选的效率,本试验研究不同浓度氯化钠(NaCl)对百喜草愈伤组织分化和植株再生的影响。在琼脂浓度为8 g/L和16 g/L的继代培养基上,以百喜草品种太阳花的成熟种子分别诱导产生湿润、粘连和干燥、松散2种类型的颗粒状愈伤组织。在NaCl浓度为0(对照)、1.2%、1.6%、2.0%的培养基上分别筛选30 d,干燥、松散颗粒状愈伤组织的绿芽分化率分别为36.1%、20.4%、19.0%和9.3%,绿芽的植株再生率分别为52.6%、46.3%、30.0%和20.6%;湿润、粘连颗粒状愈伤组织的绿芽分化率分别为15.3%、3.6%、0.7%和0,绿芽的植株再生率分别为25.8%(对照)、16.7%(1.2%NaCl)和0(1.6%NaCl)。表明干燥、松散的颗粒状胚性愈伤组织适宜被选做体细胞耐盐突变体筛选材料。SSR分子标记检测结果显示,479对引物组合中有8对引物在百喜草田间实生苗、组织培养再生植株和不同NaCl浓度(1.2%、1.6%、2.0%)筛选得到的再生植株混合株之间PCR扩增存在多态,其中2对引物WXE-30和WXE-246适用于耐盐突变体分子鉴定。

盐胁迫对2种石蒜属植物叶片生理特性的影响

以换锦花(Lycoris sprengeri)和中国石蒜(L.chinensis)为试材,研究不同浓度NaC l胁迫对叶片7个生理指标的影响。研究结果表明,盐胁迫下2种石蒜属植物叶片中脯氨酸和可溶性糖含量有所增加,且中国石蒜叶片积累这2种物质的速度比换锦花更快;叶片电导率和丙二醛(MDA)含量随NaC l浓度升高而升高;叶片叶绿素含量随NaC l浓度升高而降低;换锦花叶片SOD活性整体上高于中国石蒜;POD活性虽有升有降但整体呈现下降趋势。

白掌组培技术研究进展

白掌(Spathiphyllum floribundum)是优良的室内观花观叶植物,具有较高的经济价值、观赏价值,市场发展前景广阔。在综述国内外白掌组培研究现状的基础上,从外植体选择、消毒处理、激素配比、培养条件到炼苗移栽等方面进行了分析,总结了白掌组培中存在的一些问题,并提出建议。

盐地碱蓬2个DREB1/CBF基因的克隆与表达调控分析

【目的】从盐地碱蓬(Suaeda salsa L.)中克隆2个DREB1/CBF,分析其序列特征、编码蛋白的亚细胞定位和转录激活活性,以及在非生物胁迫下的表达模式,为进一步研究盐地碱蓬的抗逆机制提供依据。【方法】利用同源克隆法获得盐地碱蓬2个DREB1/CBF片段,采用RACE技术克隆获得c DNA全长序列,分别命名为Ss CBF1和Ss CBF2。运用生物信息学软件对2个Ss CBF及其编码蛋白进行分析,并将它们分别与GFP融合构建植物表达载体,通过基因枪转化法导入洋葱表皮细胞进行瞬时表达,观察它们编码蛋白的亚细胞定位。利用酵母单杂交系统研究2个Ss CBF与DRE/CRT顺式作用元件的结合特异性和转录激活活性。采用Real time-PCR研究2个Ss CBF在低温、Na Cl、PEG以及ABA处理下的表达模式。【结果】Ss CBF1编码一个225个氨基酸的蛋白,预测分子量为25.4 k D,理论等电点为4.84。Ss CBF2编码一个由260个氨基酸组成的蛋白,预测分子量为28.6 k D,理论等电点为5.05。Ss CBF1和Ss CBF2均含有1个典型的AP2/ERF保守结构域,在核苷酸和氨基酸水平上分别具有53.5%和45.4%的同源性,而2个基因的AP2/ERF结构域在核苷酸和氨基酸水平上分别具有76.2%和87.3%的相似性。Ss CBF1、Ss CBF2归属于DREB亚组的A-1组,定位于细胞核内,均能与DRE/CRT顺式作用元件特异性结合,并激活下游报告基因的表达。低温、干旱、高盐和ABA能够诱导Ss CBF1表达,而Ss CBF2在低温处理下表达量上调,但对干旱、高盐和ABA处理不响应。【结论】Ss CBF1和Ss CBF2是盐地碱蓬的2个胁迫应答转录因子。在盐地碱蓬中,Ss CBF1通过依赖ABA途径参与对高盐、干旱和低温等非生物胁迫的应激调控,而Ss CBF2则通过不依赖于ABA途径对低温胁迫产生响应。

体细胞突变技术在草坪草种质创新上的最新应用

体细胞突变已经成为草坪草育种领域的研究热点之一。本文综述了近几年来国内外体细胞突变技术在几种主要草坪草种质创新上的相关研究,概述了这几种草坪草胚性愈伤组织诱导和植株高频再生技术,着重叙述了体细胞胚在低温、高盐、高温等非生物胁迫下培养和筛选的定向诱变技术、离体培养与辐照相结合的非定向诱变技术以及利用分子标记对获得的再生材料进行鉴定技术等方面的研究进展;此外,还分析了体细胞突变技术在草坪草抗性育种中存在的诱变频率较低、性状改良效果不理想、突变体鉴定不全面、变异机理研究不深入等主要问题,并对未来研究方向进行了讨论和建议。