2种虾脊兰属(Calanthe R.Br.)植物热胁迫相关基因表达模式分析

虾脊兰属(Calanthe R.Br.)植物物种多样性丰富,但在全球变暖的环境影响下,极端高温天气频繁出现,加剧了非生物胁迫对该属物种生存和繁殖的危害。本研究以兰科(Orchidaceae Juss.)6种虾脊兰属植物作为研究对象,通过高温半致死生理实验初步确定不同虾脊兰属植物的耐热性,并挑选耐热型银带虾脊兰(Calanthe argenteostriata C.Z.Tang&S.J.Cheng)和热敏感型三棱虾脊兰(C.tricarinata Lindl.)进行转录组测序,以筛选热胁迫相关基因,并分析其表达差异及功能。同时利用实时荧光定量PCR技术检测其基因在不同温度下的表达模式,分析相关基因与耐热性的关系。结果表明:(1)6种虾脊兰属植物的耐热性由弱至强排序:三棱虾脊兰<钩距虾脊兰<三褶虾脊兰<西南虾脊兰<中华虾脊兰<银带虾脊兰。(2)在耐热型银带虾脊兰和热敏感型三棱虾脊兰中鉴定到响应热胁迫的基因家族包括HSP、HSF、LEA、XTH、TIL。(3)三棱虾脊兰耐热相关基因表达的上限温度为30℃,超过该温度则对三棱虾脊兰造成伤害;银带虾脊兰9个耐热相关的差异基因在40℃下依然保持较高的表达量,可能因此获得了对高温胁迫较高的耐受性。本研究从分子水平上探究虾脊兰属植物对高温的响应,为筛选耐热性关键基因及培育耐热性较强的园林植物提供重要的线索,对现代园林育种具有重要的指导意义和应用价值。

鹤顶兰(Phaius tancarvilleae)杂交亲和力

对鹤顶兰属种间和属间进行6个组合的杂交试验,并统计其有胚率、着色率和无菌播种萌发率.结果表明:(1)不同杂交组合所得种子的有胚率、着色率和萌发率均差异显著,其中,有胚率最高的为银带虾脊兰×鹤顶兰,着色率最高的为中越鹤顶兰×保禄鹤顶兰,萌发率最高的为鹤顶兰×黄花鹤顶兰;(2)鹤顶兰×黄花鹤顶兰组合后代,在外部形态、着色率、萌发率方面均优于鹤顶兰同株自花授粉所得的种子,说明鹤顶兰与黄花鹤顶兰的杂交亲和力较强;(3)鹤顶兰与虾脊兰属植物进行属间杂交是可行的,但其杂交亲和力显著低于属内种间杂交亲和力.该试验为鹤顶兰属植物杂交育种中选择合适的亲本、缩短育种周期提供了依据.

高温胁迫下8个绣球品种的生理生化响应

中国南方地区夏季高温是限制绣球在该地区引种栽植与园林应用的重要因素之一,探讨绣球在高温胁迫下生理生化的响应机理,对绣球在特殊立地条件下的应用有重要参考意义。试验以8个绣球品种为材料,利用人工气候箱模拟高温胁迫44℃/33℃(昼/夜)下9项指标的生理生化指标变化。结果表明,高温胁迫下,8个绣球品种的热害指数呈上升趋势,且由高到低依次为‘灵感’>‘银边’>‘纱织小姐’>‘小町’>‘爱莎’>‘含羞叶’>‘花手鞠’>‘头花’;相对电导率、丙二醛呈持续上升趋势,‘纱织小姐’‘银边’及‘小町’叶片的相对电导率与丙二醛含量增幅最大,‘爱莎’‘头花’及‘含羞叶’叶片的相对电导率与丙二醛含量增幅均最小;过氧化物酶、超氧化物歧化酶和过氧化氢酶的活性均产生显著影响,适度的高温诱导了绣球叶片上述3种酶活性的上升;可溶性糖含量在高温胁迫前期变化较小,但总体呈上升趋势;可溶性蛋白含量呈上升趋势,‘银边’与‘灵感’的蛋白质合成速率最低,‘头花’与‘含羞叶’的蛋白质合成速率最高;游离脯氨酸含量呈上升趋势,‘花手鞠’与‘头花’通过游离脯氨酸进行渗透调节的能力显著强于其他品种,‘灵感’与‘银边’通过游离脯氨酸进行渗透调节的能力显著弱于其他品种。利用模糊隶属函数分析8个绣球品种耐高温能力,‘纱织小姐’为最耐高温的品种,其次为‘含羞叶’‘小町’‘花手鞠’‘头花’‘灵感’‘爱莎’,‘银边’为最不耐高温的品种。本研究为探究绣球品种在高温胁迫下的生理生化响应机制提供了理论依据。