红籽鸢尾(Iris foetidissima L.)的抗旱性

以红籽鸢尾为试验材料,采用自然干旱胁迫的方法,对红籽鸢尾的土壤临界含水量、叶片相对含水量、叶绿素含量、相对电导率、游离脯氨酸(PRO)含量、丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性及可溶性蛋白含量8个抗旱指标进行测定,将红籽鸢尾与鸢尾属其他6种植物的土壤临界含水量进行对比,结果发现,红籽鸢尾的抗旱性仅次于德国鸢尾和鸢尾,抗旱能力强于马蔺。对红籽鸢尾的SOD活性、相对电导率、PRO含量、相对含水量、MDA含量、可溶性蛋白含量和叶绿素含量7个与抗旱有关的生理生化指标进行主成分分析,结果表明,各指标间具有较好相关性,并可以通过2个主成分把红籽鸢尾抗旱性98.48%的信息反映出来。采用隶属函数法对红籽鸢尾的抗旱性进行综合评价,结果发现,红籽鸢尾的抗旱性比马蔺弱,与通过土壤临界含水量的结果有差异,说明植物抗旱性是通过多种指标协同(包括植物形态学等特性)综合表现出来的。

红籽鸢尾高频离体再生条件的初步筛选

红籽鸢尾（Irisfoetidissima Linn．）为鸢尾科（Iridaceae）鸢尾属（Iris Linn．）多年生草本植物，原产于西欧和非洲北部。该种的叶鞘呈深绿色剑形，蒴果饱满且蒴果成熟开裂后露出红、橙黄和白等不同色泽的种子并一直垂挂到翌年春天，集观花、观叶和观果为一体，观赏价值较高。另外，该种还具有耐寒性好、在长江中下游地区四季常绿、适应性强及耐粗放管理等优点，是一种优良的常绿地被植物。

高总苷兼高RA苷甜菊新品种‘中山6号’的选育

‘中山6号’是由高RA苷含量品种‘中山4号’(♀)和高总苷含量品种‘中山3号’(♂)杂交优选单株扦插繁殖获得的高总苷、高RA苷含量优良新品种。‘中山6号’的株高平均92.7cm,叶绿色,柳叶形,叶缘锯齿宽且深裂;自然分枝能力良好。该品种始蕾期8月初,干叶收割期在植株始蕾期前一周。干叶原料生产种植平均栽培密度约9000株/667m2,干叶平均产量为220kg/667m2,植株有效成分糖苷总含量(2015检测结果)为21.81%,RA苷含量为13.99%。

高RA苷甜菊新品种‘甜种1号’的选育

‘甜种1号’是由高RA苷含量品种‘中山3号’和高总苷含量品种‘中山4号’杂交F，代高R—A苷含量的甜菊新品种。‘甜种1号’的平均株高为77．35cm，叶色翠绿，叶缘锯齿宽且深裂，呈柳叶形；分枝多，地上部分枝数平均6．74；在江苏地区干叶产量194—210kg／667m2。2015年省鉴定试验该品种RA苷含量为7．79％（干叶质量比），RA苷／总苷为61．58％，对照品种惠农4号RA苷／总苷为51．9％，比对照增加9．68％（绝对值）。

路易斯安那鸢尾LiPCS1基因克隆和表达分析

通过对路易斯安那鸢尾转录组进行分析,获得路易斯安那鸢尾络合素合酶基因(LiPCS1)的中间片段,利用RACE技术分别克隆到其全长,并对该基因进行生物信息学分析。结果表明,该基因全长1 683bp,预测编码501aa,含有半胱氨酸(Cys)、组氨酸(His)和天冬氨酸(Asp)3个必需氨基酸活性位点和重金属离子传感器基序(C368 C369 RMTC373 VRC376),与猴面花等植物同源PCS的相似位点达91.6%。表达分析结果表明,LiPCS1基因在内花瓣表达量最高,与其他组织差异显著,雄蕊、叶和茎的表达量基本在同一水平,外花瓣、根和雌蕊表达较低,雌蕊最低;随着铅处理时间增加,LiPCS1基因表达量在根系和叶片中表现先升高后下降的趋势,在铅处理3h达到最大并且差异显著。

马蔺IlWRKY28基因的克隆与表达分析

马蔺(Iris lactea var.chinensis)是鸢尾属多年生草本盐生植物,具有很高的耐盐性和观赏价值。为研究马蔺耐盐的分子机制,通过cDNA末端快速扩增技术(RACE)从马蔺中克隆到一个WRKY转录因子基因IlWRKY28,获得了1302 bp的全长cDNA序列,其包含一个108 bp 5′末端非翻译区(UTR),一个174 bp 3′末端UTR和一个1020 bp开放阅读框。IlWRKY28编码339个氨基酸,预测的蛋白质分子量为37.22 kD,等电点为7.04。氨基酸序列分析显示,IlWRKY28包含一个保守的WRKY基序和一个C2H2型锌指结构域。系统发育分析表明,马蔺IlWRKY28与菠萝(Ananas comosus)AcWRKY28和藏北嵩草(Kobresia littledalei)ClWRKY28亲缘关系最近。荧光定量PCR分析显示,盐处理后,IlWRKY28基因在马蔺地上部显著上调表达。该研究结果为进一步研究IlWRKY28在马蔺适应高盐胁迫中的功能和作用机制奠定了重要的分子基础。

路易斯安那鸢尾LiNramp2基因克隆与定量表达分析

利用RACE技术克隆了路易斯安那鸢尾LiNramp2基因全长cDNA序列,其大小为1 786 bp,预测编码519个氨基酸,蛋白质具有11次跨膜结构域,与其他Nramp蛋白同源性达80%以上,说明LiNramp2同其他同源基因保守性很高。定量表达结果显示,LiNramp2在路易斯安那鸢尾叶片和雄蕊中表达量较高,在雌蕊中表达量最低,根和茎表达量差别不大。随着铅处理时间增加,LiNramp2基因在根系表现缓慢下降,在叶片中表现先升高后下降的趋势,但差异不显著。

马蔺根系响应Cd胁迫的miRNA高通量测序分析

为了解Cd胁迫下马蔺[Iris lactea var. chinensis （Fisch.） Koidz.] 根系miRNA的表达模式, 米用高通量测序法 对 100μmol ·L^-1Cd胁迫0（CK）和24h （Cd ）后马蔺根系的sRNA文库（ 分别为CK和 Cd文库） 进行分析, 筛选出显著差异表达的miRNA, 并对这些miRNA的靶基因功能进行预测;在此基础上, 采用qRT-PCR技术对部分miRNA 及其靶基因的表达模式进行验证.结果表明：在 CK和 Cd文库中, 未注释的sRNA序列较多, 分别占各自sRNA特异序列总数的86.4%和8 0 .5% ;在已注释的sRNA序列中,miRNA所占比例最低（ 分别为0 .3%和0 .5 % ） , 而rRNA 所占比例最高（ 分别为9 .4%和 11 .8% ） ;2个文库中的sRNA长度主要为2 1- 2 4nt, 且均以2 1 nt为最多.从 Cd胁迫下马蔺根系sRNA中共筛选出3 2个显著差异表达的miRNA, 其中2 0个 miRNA表达量下调（ 分别属于miR165、 miR166、 miR167、 miR168、 miR390和 miR396家族） , 1 2个 miRNA表达量上调.功能预测结果表明： 这些miRNA靶 基因的功能主要集中在生物学过程、 细胞组分和分子功能3 个方面;而从KEGG通路富集分析看, 富集在核糖体、 氨基酸生物合成和碳代谢3 个通路上的差异表达miRNA的靶基因数分别为122、88和82个.qRT-PCR验证结果表明： 在 CK和 Cd文库间, 1 1个差异表达miRNA及 8 个靶基因的相对表达量均有显著差异（ P 〈 0 .0 5 ） ;其中, 1 1个 miRNA相对表达量的上调和下调趋势与上述筛选结果一致, 并且miRNA相对表达量上调时, 其靶基因的相对表达量下调, 反之亦然, 说明Cd胁迫条件下马蔺根系的miRNA负调控其靶基因的表达, 并且这些靶基因主要参与编码转录因子、 HD-ZIP蛋白和信号蛋白等过程.

喜盐鸢尾Na^+/H^+逆转运蛋白基因IhNHX1的克隆及序列分析

采用同源克隆和RACE法克隆获得喜盐鸢尾(Iris halophila Pall.)Na+/H+逆转运蛋白基因IhNHX1的全长序列,该基因序列的全长为1 946 bp,包含1个长度为1 611 bp的开放阅读框(ORF),编码537个氨基酸。序列对比及系统树分析结果表明:IhNHX1基因编码的氨基酸序列与另外11种植物NHX1基因编码的氨基酸序列的一致性高达96.2%,相同序列占61.7%,表明该氨基酸序列保守性较高;在系统树上喜盐鸢尾与其他植物的分支长均大于1.2,表明它们的亲缘关系均较远;IhNHX1基因编码的氨基酸序列含有2个保守结构域,即氨氯吡嗪结合位点和CaM结合结构域,分别是NHX1蛋白的标志性结合位点和重要调节区域。该蛋白质的二级结构和跨膜结构域分析结果表明:在IhNHX1基因编码的蛋白质的二级结构中,α螺旋占48.60%、不规则卷曲占32.03%、延伸链占14.71%、氢键转角占4.66%;该蛋白质含有10个跨膜结构域。此外,对5'RACE方法中5'端正向引物的优化设计步骤进行了归纳,以提高PCR扩增的特异性。

荷花NnγGCS基因的克隆及表达分析

以荷花品种‘台城拂翠’(Nelumbo nucifera‘Taicheng Focui’)嫩叶为材料,采用简并引物PCR和RACE技术得到荷花γGCS基因的全长c DNA序列,命名为NnγGCS。序列分析结果表明:NnγGCS基因c DNA序列的全长为1 801 bp,其开放阅读框(ORF)长度为1 569 bp,编码522个氨基酸残基。NnγGCS蛋白质的理论相对分子质量为59 159.0,理论等电点为p I 6.27,稳定指数为39.60;该蛋白质无跨膜结构域,但具有1个保守的GCS2结构域,并被定位于细胞质和叶绿体中,说明NnγGCS蛋白质较稳定,并属于谷氨酰半胱氨酸连接酶家族。系统进化分析结果表明:荷花NnγGCS氨基酸序列与龙眼(Dimocarpus longan Lour.)和黄瓜(Cucumis sativus Linn.)等双子叶植物γGCS氨基酸序列的亲缘关系较近,与水稻(Oryza sativa Linn.)等单子叶植物γGCS氨基酸序列的亲缘关系较远。实时荧光定量PCR扩增结果显示:NnγGCS基因在荷花各器官中均能表达,且在嫩叶中的相对表达量最高、在茎中的相对表达量最低。不同浓度镉胁迫条件下,NnγGCS基因在荷花嫩叶和须根中的相对表达量及表达趋势差异较大;NnγGCS基因的相对表达量在嫩叶中总体表现为随胁迫时间延长先下降后上升,在须根中表现为200μmol·L^(-1)镉胁迫1 h和400μmol·L^(-1)镉胁迫12 h时显著高于初始水平、而在其他胁迫时间与初始水平差异不明显。亚细胞定位结果显示:NnγGCS基因能够在洋葱(Allium cepa Linn.)表皮细胞的细胞质中表达,说明该基因编码的蛋白质在细胞质中发挥作用。研究结果显示一定浓度的镉胁迫能够诱导NnγGCS基因的表达。

荷花NnNHX1基因耐盐性在转化烟草中的验证

为研究荷花液泡膜型Na+/H+逆向转运蛋白基因NnNHX1的耐盐性,构建了植物表达载体pCAMBIA1301-220-NnNHX1,并通过农杆菌介导的叶盘转化法将NnNHX1基因转入烟草。利用荧光定量PCR分析NnNHX1在转基因烟草中的表达情况。对转基因烟草进行盐胁迫试验,并测定其在盐胁迫条件下叶绿素、脯氨酸和丙二醛含量、相对电导率、SOD和POD活性等相关生理指标及后代种子的发芽率。结果显示,在获得的7个转NnNHX1基因烟草株系中,T-N1、T-N2和T-N10等3个株系NnNHX1表达量较高。盐胁迫下,转基因烟草组培苗和盆栽苗的生长状况都好于对照植株,在叶绿素含量、脯氨酸含量、细胞质膜的完整性(相对电导率和丙二醛含量)和抗氧化酶(SOD和POD)活性等方面都好于对照,并且后代种子的发芽率也明显高于对照。表明荷花NnNHX1基因能够在烟草中正常翻译和表达,NnNHX1的过量表达提高了转基因烟草的耐盐性。

桂花(+)-新薄荷醇脱氢酶基因OfMNR的克隆与表达分析

(+)-新薄荷醇脱氢酶是一种单萜脱氢酶,参与单萜物质(+)-新薄荷醇和(+)-异薄荷醇的合成。利用RACE技术,从桂花花瓣中克隆获得1个桂花MNR基因的cDNA全长,命名为OfMNR。OfMNR基因序列长度为1 092 bp,包含936 bp的开放阅读框,编码312个氨基酸。序列分析表明:OfMNR编码的氨基酸序列与其他植物中预测的MNR具有较高的相似性。采用qPCR技术检测了OfMNR在桂花2个品种的不同组织和不同花期中的表达量,发现OfMNR在2个品种中花瓣的表达量均最高,并且在4个花期中呈现不同的变化趋势。

德国鸢尾新品种‘幻舞’

德国鸢尾‘幻舞＇是以‘93E41076-10＇与‘Elizabeth of England＇杂交选育成的新品种。属常绿、旱生、耐寒型。花蓝色,花茎50~60 cm,单花茎着花4~6朵,花期4-5月。具有茎矮,花大,花色艳丽,抗倒伏等优点。适宜江苏地区露地栽培。

荷花液泡膜型Na^+/H^+逆向转运蛋白基因NnNHX1的克隆与特性分析

采用简并引物和RACE等技术从荷花中分离出液泡膜型Na+/H+逆向转运蛋白基因NHX1的全长cDNA序列,命名为NnNHX1。该基因全长2237bp,预测其编码一个由538个氨基酸组成的多肽,其N-端是一个由11个跨膜结构组成的疏水区域,C-端是一个亲水的尾巴。序列比对表明,NnNHX1与葡萄NHX1等的同源性较高,并且都具有高度保守的氨氯吡嗪咪结合位点序列LFFIYLLPPI。系统进化树表明NnNHX1与液胞膜型Na+/H+逆向转运蛋白关系较近,而与质膜型Na+/H+逆向转运蛋白关系较远。qRT-PCR结果显示NnNHX1基因在植株中属于组成型表达,但经NaCl诱导后,根中NnNHX1的表达量急剧增高后又迅速下降,而叶中的表达量却先缓慢增加后又剧烈下降。

德国鸢尾新品种‘黄金甲’

德国鸢尾‘黄金甲’是以‘93E41076-8’为母本,‘金舞娃’为父本杂交育成的矮生地被型新品种。常绿,旱生,耐寒。花黄色,花茎50~55 cm,单花茎着花4~6朵,花期4—5月。具有茎矮、花大、花色艳丽、抗倒伏等优点。在长江中下游地区可周年栽培。

重金属污染农田土壤修复与安全利用技术及应用

耕地质量直接影响到农产品的产量和质量，以农产品安全为前提的“边生产，边修复”是我国农田土壤重金属污染防控的主导思路，植物提取、化学调控、微生物介导等仍为土壤重金属污染与修复的主要途径。当前，植物提取修复效率依旧较低且周期长、植物重金属耐性分子机制尚不明确、化学钝化的稳定性差及二次污染问题尚未解决、实用的修复技术体系尚不健全，而本项目在生物修复分子机制以及农田土壤修复与安全利用技术方面取得一系列成果突破。

南京中山植物园 打造综合性现代化植物园

江苏省中国科学院植物研究所(南京中山植物园)(以下统称“南京中山植物园”)位于“六朝古都”“十朝都会”南京,坐落于闻名于世的钟山风景名胜区内,占地206公项,背靠苍翠巍峨的钟山,面临波光激艳的前湖,伤依古老壮观的明城墙,东毗世界文化遗产明孝陵,临近闻名中外的中山陵。