多效唑喷施对茄子株型和果实性状的影响

以长茄新组合1055为试材,探究不同栽培模式下多效唑喷施浓度和喷施次数对茄子株高、节间长度和果实性状的影响。在春季露地设定6个喷施浓度[0(CK)、25、50、100、200、300 mg·L^(-1)]和1种喷施次数(3次)共6个处理;在秋季日光温室设定5个喷施浓度[0(CK)、25、50、100、150 mg·L^(-1)]和3种喷施次数(1、2、3次)共11个处理。结果表明,多效唑在不同环境下均可抑制茄子植株的生长,随着多效唑浓度的增加和喷施次数的增多,株高和节间长度逐渐降低;同时,多效唑喷施会影响茄子果实发育,导致果实横径增加,纵径减少,随着喷施后时间的延长,多效唑的作用逐渐减弱。综合分析多效唑对茄子株型和果实性状的影响,在定植后15 d春季露地栽培喷施多效唑50 mg·L^(-1)3次、秋季日光温室栽培叶面喷施多效唑25mg·L^(-1)3次,间隔期7d,可有效降低茄子的株高和节间长度,并保持茄子的优良果形,增加单果质量。

青花菜两类雄性不育系花器官形态结构的比较

青花菜是一种重要的十字花科蔬菜作物,具有良好的抗癌功效。随着青花菜栽培面积的不断扩大和抗癌药物的开发,对青花菜种子的需求量也不断增加。利用雄性不育系生产青花菜F1杂交种子是其杂种优势利用的重要途径,但常用的细胞质雄性不育系在生产中存在前期死蕾较重、花蜜量少和种子产量不高等问题。本课题组用优良的青花菜自交系为父本,以甘蓝显性细胞核雄性不育材料79-399-3和细胞质不育材料OguraCMSR3629为不育源,通过回交转育的方法获得了多个青花菜显性细胞核雄性不育系和细胞质不育系,为了进一步有效利用其青花菜雄性不育系,寻求更好的不育源。本研究以青花菜高代自交系(保持系)8554、8590、93219及由其经多代回交转育而成的两类雄性不育系为试材,对其死蕾数、花器官形态和蜜蜂访花情况进行了比较研究。结果表明,在花蕾长、花蕾直径、单枝死蕾数、花冠直径、雄蕊长、花瓣长、花药长、蜜蜂访花次数、来访蜜蜂数及访花时间等方面,经相同自交系转育而成的显性细胞核雄性不育系(DGMS)与细胞质雄性不育系(CMS)间的差异有统计学意义,总体表现为DGMS优于CMS。

青花菜两类雄性不育系主要农艺性状的研究

通过对青花菜显性细胞核雄性不育系(DGMS)、改良的萝卜细胞质雄性不育系(Ogura CMS)和由其与相同父本配制的F1杂交种植株的主要农艺性状的生长趋势和花球相关性状的研究,明确两类雄性不育系的应用价值,为青花菜两类雄性不育系的选育和利用及新品种的选育提供理论依据。本研究以结球甘蓝中的显性细胞核雄性不育材料DGMS 79-399-3和改良的细胞质雄性不育材料Ogura CMSR3629为原始不育源,利用优良的青花菜自交系8554和93219为转育父本,通过回交和杂交的方法获得的青花菜高代(n≥9代)两类雄性不育系和由不育系与相同父本配制的F1为试材,采取定期观测整个生长期内植株主要农艺性状和绘制生长曲线相结合的方法,系统地研究了植株的主要农艺性状的生长趋势和花球相关性状。结果表明,相同遗传背景下,保持系、DGMS、Ogura CMS及由不育系与相同父本配制的F1在株幅、株高、外叶长和外叶数方面的生长趋势基本一致,其中株幅、株高、外叶长,总体上表现出前期增长速度较快,之后变慢,最后趋于平缓或略呈下降的趋势;外叶数均表现出先增加后减少的趋势;侧枝数目因年份和遗传背景不同而异。由相同保持系获得的两类不育系的显球时间、采收时间基本相同,由其配制的F1显球和采收时间相同,花球产量因遗传背景的不同而异,花球外观品质性状表现一致。由DGMS和改良的Ogura CMS两类不育源转育的青花菜雄性不育系表现优良,该两类雄性不育源在青花菜杂交育种中具有重要的应用价值。

“十三五”我国茄子遗传育种研究进展

“十三五”期间,我国茄子遗传育种研究取得了重要进展,选育和创制出一批优异的新种质和育种材料,培育出一批适应市场消费需求和不同生态类型的茄子新品种,茄子全基因组测序研究处于国际先进水平。本文系统总结了“十三五”(2016—2020年)期间我国茄子在应用基础研究、育种技术研究、种质创新和新品种选育等方面取得的重要进展,分析了存在的主要问题,探讨了未来的发展方向。

醋栗番茄Solanum pimpinellifolium遗传多样性分析

野生种醋栗番茄包含丰富的变异,具有众多优良性状。本研究对从世界不同地区收集的433份醋栗番茄遗传资源进行了表型鉴定及遗传多样性分析。表型鉴定结果表明,在收集的433份醋栗番茄中约有14%为樱桃番茄,370份典型醋栗番茄中约22%的材料存在不同程度的分离。群体变异分析表明,不同性状间变异系数存在较大差异,其中柱头变异系数最大,为56.716%;花瓣数遗传稳定,变异系数最小,为2.082%;相关分析表明,多个性状间存在显著相关性;利用表型和基因型数据聚类均将醋栗番茄群体划分为两大类群;主成分分析表明,坐果率、单果重、可溶性固形物对变异的贡献率较大。研究结果将为利用醋栗番茄进行栽培种番茄遗传改良奠定一定的基础。

野生种醋栗番茄抗晚疫病资源的筛选与分析

利用从世界各地收集的182份野生种醋栗番茄(Solanum pimpinellifolium L.),采用喷雾接种法接种我国晚疫病主流生理小种T0,1和T1,2,旨在筛选出抗晚疫病的遗传资源。结果表明,182份种质资源中有25份种质对T0,1小种表现稳定抗性,占总数的13.74%,其中免疫(I)1份,高抗(HR)5份,中抗(MR)19份;对T1,2小种表现抗性的种质资源为22份,占12.09%,其中高抗种质3份,中抗19份。通过分析抗性种质的地理位置,发现抗性种质分布相对集中,主要来源于秘鲁首都利马。利用18个SNP分子标记对抗性种质进行聚类分析,将抗性种质分为两大类群,其中第Ⅰ类群包含13份种质,地理分布相对集中,抗性水平差异较小;第Ⅱ类群包含9份种质,地理分布相对分散,抗性水平差异较大。试验获得的抗晚疫病种质资源,尤其是高抗种质PI390730、LA1604、L03707,可作为优异抗源应用于番茄抗晚疫病育种。

北京、山东、陕西部分地区番茄褐色皱纹果病毒的检测及同源性分析

番茄褐色皱纹果病毒(tomato brown rugose fruit virus,ToBRFV)于2015年在约旦被首次报道,随即迅速在全世界蔓延。本试验对北京南口、山东寿光及陕西白水出现的疑似ToBRFV典型症状的感病植株的保守结构域进行RT-PCR扩增检测,结果表明ToBRFV已经在北京、山东和陕西发生。对ToBRFV保守基因RdRP测序发现,北京、山东、陕西感病材料的ToBRFV RdRP基因遗传距离较近,与其他国家的ToBRFV RdRP基因遗传距离较远。

不同抗番茄黄化曲叶病毒基因对番茄褪绿病毒的耐性研究

番茄黄化曲叶病毒(Tomato yellow leaf curl virus,TYLCV)和番茄褪绿病毒(Tomato chlorosis virus,ToCV)是近几年危害番茄较严重的病毒。本试验利用11份携带不同抗TYLCV基因的番茄材料,在TYLCV和ToCV共同侵染下对ToCV的耐性进行了研究。结果表明:携带不同抗TYLCV基因的番茄材料对ToCV耐性存在差异,只含有单个TY-2/ty-2抗性基因的材料对ToCV有一定的耐性,但株高和单株坐果数受到较大影响;而同时含有TY-1/ty-1、TY-2/ty-2、TY-3/ty-3抗性基因的材料对ToCV的耐性较强,病情指数低于43.5,且植株生长势、坐果率、果实成熟度受影响较小。对ToCV的CP基因和TYLCV的DNA-A全基因进行克隆和序列分析,结果表明复合侵染时ToCV的CP基因核苷酸序列与国内分离物同源性均达到99%以上,TYLCV的DNA-A基因核苷酸序列与国内分离物同源性均在98%以上,表明复合侵染时TYLCV和ToCV没有产生新的病毒菌株。

不同类型番茄叶酸及其衍生物含量的初步分析

采用高效液相色谱-串联质谱技术(HPLC-MS/MS),对不同类型番茄果实的叶酸及其衍生物含量进行初步分析。结果表明,栽培种和野生种不同基因型番茄果实中总叶酸含量均差异显著,栽培种番茄总叶酸含量为1532.79~4530.72μg·kg^-1,野生种番茄总叶酸含量为2587.85~4035.93μg·kg^-1。基于全基因组数据选取的17份醋栗番茄总叶酸含量为1934.81~5050.13μg·kg^-1。栽培种M82和野生种LA0443的叶酸含量较高,分别为4530.72μg·kg^-1和5050.13μg·kg^-1。对12种叶酸衍生物的分析结果表明,不同基因型番茄的叶酸衍生物种类也存在一定差异,大部分资源至少含有9种叶酸衍生物。其中醋栗番茄资源叶酸变异更为丰富:5份资源具有12种叶酸衍生物,而四氢叶酸(THF)、四谷氨酸5-甲酰四氢叶酸(5-F-THFGlu4)、叶酸(FA)、10-甲酰叶酸(10-F-FA)等在一些资源中含量较低或未能检测到。总体而言,番茄与大多数作物类似,5-甲基四氢叶酸(5-M-THF)是果实中的主要叶酸形式,其次是5-甲酰四氢叶酸(5-F-THF),二者呈现显著负相关。

丁香属三种植物一年两次开花及结实特性的研究

本试验对什锦丁香、小叶丁香和兰丁香一年2次开花的持续期、花量以及花器特性、花粉活力、结实率等进行了初步的研究。结果表明:3种丁香均表现为第一次开花花期集中,约为15～20d,花量大,花序大,花序长宽近等;花粉活力和结实率均较高。第二次开花花期持续时间长,约为50～66d,花期不集中,花量小,为第一次花期花量的1/6,花序较小,花序长大于宽;花粉活力均较高,为70%左右,活力下降速度快,而结实率均为0。

茄子全基因组InDel变异特征及分子标记开发和应用

选取4份圆茄(Solanum melongena L.)高代自交系进行全基因组重测序,鉴定出145 407个InDel,12号染色体InDel数最少(7 752),1号最多(19 738)。筛选出7 959个长度大于10bp的InDel位点,挑选均匀分布在基因组上的144个设计InDel引物并进行验证。利用26份茄子材料对144对InDel引物进行筛选,63对表现出稳定的多态性,比例为43.75%;主要等位基因频率为0.4038~0.9808,平均为0.7659;基因多样性指数(Hs)为0.0377~0.6501,平均为0.3217;多态性信息含量(PIC)为0.0370~0.5750,平均为0.2663,42个标记多态性信息含量大于0.200,多态性较好。当遗传距离为0.235时,将26份不同类型的茄子材料划分为2个类群。利用多态性信息含量高的前10个InDel标记构建了26份茄子材料DNA指纹图谱。另外,选择在亲本间具有多态性的InDel标记用于4个杂交组合的F1代真实性鉴定,鉴定结果表明3个为真实杂交种,与田间鉴定结果吻合。

茄子叶色黄化突变体chl234的特性及其叶绿体超微结构

以茄子叶色黄化突变体chl234及其叶色正常的野生型为试材,比较发现:chl234从子叶期开始出现黄化现象,整个生育期真叶呈黄色,子叶变小,始花期延长,而始花节位、生长势、果实大小和种子大小与野生型无显著差异;在苗期、门茄开花期和四门斗开花期叶绿素含量显著降低;在苗期叶片净光合速率、气孔导度和蒸腾速率显著低于野生型,胞间CO_(2)浓度显著高于野生型;在四门斗开花期净光合速率、蒸腾速率和胞间CO_(2)浓度与野生型无显著差异,气孔导度显著低于野生型;chl234叶绿体内部基粒片层垛叠数较少,基粒排列不整齐。利用6个遗传分析群体对chl234叶色黄化性状进行遗传分析,结果表明该叶色黄化性状受隐性细胞核单基因控制。

茄子(Solanum melongena)MADs-box家族基因SmA GL9的克隆与表达分析

本研究以茄子单性结实品系D-10和非单性结实品系03-2所构建的抑制差减文库(SSH)中差异表达的EST片段fan11为依据,利用RACE技术克隆得到一条与AGL9基因一致性达97.93%的cDNA序列,命名为SmA GL9。生物信息学分析表明,该基因有一个全长726 bp的开放阅读框,编码241个氨基酸,预测蛋白分子量为27.546 2 kD,理论等电点为9.00。保守结构域分析发现该蛋白含有MADS-MEF2-like和K-box两个保守结构域,属MADS-box转录因子。同源进化分析结果显示SmAGL9基因的蛋白质序列与辣椒AGL9基因同源关系相近。RT-qPCR分析表明,低温条件下SmAGL9基因在单性结实和非单性结实的子房和果实发育过程中均有表达,果实发育初期单性结实品系中的表达量显著高于非单性结实品系,推测SmAGL9基因在茄子单性结实子房和果实发育初期具有重要的调控作用。结果可为进一步研究茄子单性结实果实形成的分子机理提供参考。

植物蜜腺研究进展及展望

总结了植物花蜜的组分,蜜腺的类型和结构,花蜜分泌和分泌过程中的物质变化,蜜腺发育及花蜜分泌调控的分子机理,并对蜜腺研究的发展趋势进行了展望。

青花菜雄性不育系留种植株整枝方式对开花结实的影响

以青花菜(Brassica oleracea var.italica)显性细胞核雄性不育系‘DGMS8554’和细胞质雄性不育系‘CMS8554’为试材,研究不同整枝方式对两类不育系留种植株开花结实特性的影响。结果表明:‘DGMS8554’的显球、开花和结荚时间较‘CMS8554’分别早4~5 d、3~4 d和3~6 d,授粉后7~9 d显荚,从结荚到种子褐变45~47 d,由褐变到收获9~11 d;‘DGMS8554’和‘CMS8554’的最佳处理方式分别为主花球上留3个侧球和4个侧球。‘DGMS8554’去除主花球后产生的侧花球能正常开花结实,花期较不去主花球植株晚10~14 d,种子收获期晚10~13 d,显球7 d后去除主花球的种株的单株产籽量和发芽率最大,分别为8.11 g和97.32%,为最优处理;‘CMS8554’去除主花球后产生的侧枝不能正常开花结实。

十字花科蔬菜抗黑腐病育种研究进展

综述了十字花科蔬菜黑腐病病原菌的生物学特性和致病机理、病原菌的鉴定方法与生理小种划分、黑腐病接种方法和抗性鉴定方法、植物抗病性与生理生化指标变化、黑腐病抗性的遗传与抗病基因研究、抗源材料的筛选及抗病育种等研究进展,探讨了今后应加强研究的问题。

茄子叶色黄化突变体的特征及遗传分析

以茄子叶色黄化突变体‘chl861-2’及其叶色正常近等基因系‘0643-1’为试材,研究其生长变化趋势、主要农艺性状、叶绿素含量变化和光合特性。该突变体具有叶绿素缺失突变特征,从子叶期开始表现出叶色黄化现象,子叶浅黄色,整个生育期真叶黄色。突变体植株生长缓慢,矮小,生育期延长,生长势和果实显著小于野生型,单果质量只有野生型的71.58%;在苗期、门茄开花期、四门斗开花结果期总叶绿素、叶绿素a、叶绿素b的含量比野生型亲本显著降低;在苗期、门茄开花期净光合速率(Pn)显著低于野生型,气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)低于野生型,胞间CO2浓度(Ci)高于野生型。以突变体与3个正常叶色自交系为亲本构建6世代群体,对突变体叶色黄化性状遗传规律进行分析,结果表明叶色黄化性状为隐性核单基因控制,将该基因命名为Smchl-1。

转Cry1Ac青花菜回交后代鉴定方法研究

转Bt基因青花菜在遗传分离后代中的鉴定方法,对于准确筛选阳性单株和抗虫材料具有重要影响。利用5份青花菜材料、1份阳性对照(转Cry1Ac基因纯合材料)和5份回交父本(阴性对照)为试验对象,在基因水平上对Cry1Ac进行普通PCR扩增,蛋白水平上采用Bt-Cry1Ab/1Ac转基因检测试纸条测定,表观上采用小菜蛾离体饲虫试验进行抗性鉴定,比较阐明了3种方法的鉴定效果和优缺点。结果表明,3种方法分别从5份青花菜回交材料的159个分离单株中检测到82、77和75份阳性株,经卡方显著性检验,各材料阳性单株与非阳性单株分离后代均符合孟德尔遗传规律。分析表明,小菜蛾离体饲虫试验对于鉴定转Cry1Ac后代抗虫效果准确可靠,但需要很好地控制实验条件;Bt-Cry1Ab/1Ac转基因检测试纸条灵敏度高,可快速观察到Bt毒蛋白的实际表达量,基本不受条件限制,但必须控制人为误差;普通PCR扩增能够鉴定阳性株,但不能反映实际抗虫效果,必须结合小菜蛾饲虫试验或Bt毒蛋白水平上的检测才能实现精准鉴定。

加工番茄Ve-1、I-2、Mi-1和Pto基因关联变异位点的挖掘

为了开发番茄抗黄萎病、枯萎病、根结线虫和细菌性斑点病基因的高通量分子标记,以189份加工番茄核心种质为试材进行低倍重测序(0.5×),群体结构和主成分分析结果均将材料分为2个大的亚群。利用混合线性模型(Mixed linear model,MLM)对抗病基因Ve-1、I-2、Mi-1和Pto的分子标记检测结果进行全基因组关联分析(Genome-wide association study,GWAS),获得了与抗病基因紧密连锁的变异位点,并获得了Ve-1、I-2、Mi-1和Pto基因内部的单核苷酸多态性位点(Single nucleotide polymorphisms,SNPs),提高了基因检测的准确性。其中与Ve-1关联度最高的位点位于基因内部,与I-2、Mi-1与Pto关联度最高的位点位于基因侧翼,可能与不同材料内等位基因变异及变异频率有关。利用该群体还可以进行加工番茄其他性状的挖掘;通过明确等位基因的变异与材料抗病基因的关系获得的关联位点可以用于通量SNP标记的开发,进行分子辅助番茄育种,提高番茄育种效率。

番茄心室胶状物的发育及其调控机制

番茄心室胶状物的形成是肉质浆果发育的重要过程和典型特征,在调控果实成熟、风味与质地变化以及种子的发育和休眠等过程中具有重要作用。果实发育过程中,胎座外层组织分化形成心室组织,最终形成高度液泡化的胶状物。这一过程中所涉及的细胞分化、分裂与膨大等是植物发育生物学研究的重要问题。植物激素、水解酶、细胞周期与转录因子等对心室胶状物的形成具有重要作用,其中AGAMOUS基因家族与核内复制可能是调控心室胶状物形成的关键因子。对番茄心室胶状物的发育、形成及其调控因子的相关研究进行了综述,为进一步揭示胶状物的形成和调控机制提供参考。