灰枣及其六个芽变材料生物学特性

以灰枣的6个芽变(“HF-1”“灰实2号”“羌灰2号”“灰08-3”“新丰1号”“灰枣新星”)为试材,“灰枣(CK)”为对照材料,采用田间调查法与室内测定法研究了灰枣及其6个芽变的物候期、树体、枝条、叶片、花等生物学特性,以期为新疆灰枣品种的升级换代提供参考依据。结果表明:6个灰枣芽变及灰枣树体形态相似,均为半开张或开张型,树势表现为中、强型,主干皮裂均为条状;叶片主要为绿色平展,卵状披针形;花期5—6月,果实完熟期9月。6个芽变的二次枝长节数8~12节,灰枣的二次枝长度为8节;6个芽变的枣吊长介于29.46~42.69 cm,均大于灰枣的枣吊长23.52 cm;6个芽变枣吊叶片数介于12.67~16.47片,均高于灰枣叶片数12.47片;6个芽变的股吊率介于2.90~3.80,均高于灰枣股吊率2.60;6个芽变的果吊比介于0.15~5.85,灰枣的果吊比为2.01。通过对灰枣及其6个芽变材料的生物学、产量等特性的调查比较,初步筛选出在喀什麦盖提产区综合性状表现较好的灰枣芽变材料为“灰08-3”“HF-1”“新丰1号”。

2个芽变苹果品种枝条主要性状比较

短枝型芽变品种是中国苹果矮化密植栽培可以利用的重要种质资源,研究其形成的生理基础和相关基因,为进一步探索苹果短枝型芽变形成机理奠定基础。以枝条快速生长期的普通型品种‘烟富8号’和短枝型品种‘惠民短枝’叶片、茎与茎尖作为试验材料,测定枝条粗度和节间长度,采用HPLC法测定内源激素(IAA、GA3和ABA)和可溶性糖(葡萄糖、蔗糖、果糖、山梨糖醇)含量,应用实时定量qRT-PCR技术比较分析激素相关基因在不同品种中的表达特性,为研究苹果枝条发育调控机理提供支撑。结果表明,‘烟富8号’的节间长度高出‘惠民短枝’1.2倍,而枝条粗度显著低于‘惠民短枝’;茎中的蔗糖和山梨糖醇含量分别显著高于‘惠民短枝’2.5倍和1.3倍,茎尖中的葡萄糖含量仅为‘惠民短枝’的0.3倍;茎和茎尖中的GA 3和IAA含量、TIR1和GA20ox基因的表达水平显著高于‘惠民短枝’,而ABA含量、SnRK2和PYL基因表达水平显著低于‘惠民短枝’;叶片中GA20ox基因的表达水平显著高于‘惠民短枝’。研究推测,较低浓度的GA3、IAA、蔗糖和山梨糖醇,及较高浓度的ABA和葡萄糖与短枝型苹果品种的形成密切相关。

柑橘新品种正月红的选育

“正月红”是从“南香”柑芽变中选育的宽皮橘晚熟新品种,其植物学特征表现为树姿开张,树势中等,枝梢短硬无刺;果实综合性状优良,中等大,扁圆形,肉质柔软多汁,化渣性好,高糖,品质优;果皮较厚、火红色、易剥离,果面光滑,耐贮藏。“正月红”定植3 a开始结果,5 a进入盛果期,产量达37500 kg/hm^(2)。果实留树保鲜贮存至翌年开花而不浮皮,糖度更高,风味更浓,正值翌年水果淡季2—5月上市销售,经济效益高。该品种抗病性和抗寒性强,适宜在鄂西-湘西柑橘带海拔400 m以下的柑橘产区秋季或春季栽植。该文主要介绍了“正月红”柑橘新品种的选育过程、主要特征特性、产量表现及经济效益和栽培技术要点。

辐射诱变和芽变柑橘品种(系)的AFLP分析

为了对广东省近年来新选育的16个60Co-γ辐射诱变和芽变柑橘优良品系(株系)进行遗传差异分析,应用AFLP技术,对3个亲本和16个辐射诱变和芽变的柑橘品种(系)进行了遗传差异分析。从64对引物中筛选出9对多态性高、分辨能力强的引物进行分析,结果表明:(1)与各自的亲本相比,供试16个辐射诱变和芽变的柑橘变异类型的遗传基础均已经发生了不同程度的变化。(2)利用引物EcoRⅠAAG+MseⅠCTT绘制供试样品的AFLP指纹图谱,并根据各自的差异带或特征带区分了19个柑橘试材。(3)对AFLP扩增结果进行聚类分析,根据相似系数0.77的水平可将19个样品分为4组。红江橙品系中的华青1号与亲本间的相似性系数仅为0.647 7,可将其单独划为一组。可为柑橘新品种选育研究的早期鉴定提供参考依据。

早红考密斯及其芽变果实中花青素含量与相关酶活性变化的研究

以西洋梨早红考密斯及其绿色芽变果实为材料,研究了果实发育期间果皮色泽、花青苷含量及其相关酶活性变化.结果显示:(1)早红考密斯果皮色泽从成熟前的暗红色逐渐变为成熟时的浅红色,并在色泽分布不均匀的地方显出黄色底色,色泽指数(a*)值从花后45 d的16.4降低到成熟时的7.4,降低54.9%;花青苷含量从成熟前的258.4μg?g-1降到成熟时的118.3μg?g-1;早红考密斯果皮色泽和果皮花青苷含量具有密切的相关性.(2)早红考密斯的绿色芽变在果实发育的前期检测不到花青苷,发育后期果实向阳部出现浅红晕,但花青苷含量极低,与亲本差异极显著.(3)果实发育期间,两品种间苯丙氨酸解氨酶(PAL)变化趋势相似,总体呈下降趋势,且早红考密斯的活性总体低于其绿色芽变;两品种查耳酮异构酶(CHI)活性总体变化趋势基本一致,均呈现缓慢上升的趋势,在前期绿色芽变的CHI活性高于其亲本,后期低于亲本;类黄酮3-O-葡(萄)糖基转移酶(UFGT)活性在两品种间的差异较大,在整个果实发育期间早红考密斯的UFGT活性远高于其绿色芽变.研究表明,早红考密斯果皮色泽变化主要由花青苷的含量不同引起;PAL和CHI不是绿色芽变的直接原因;UFGT与花青苷合成密切相关,绿色芽变果皮中UFGT活性显著降低.

梨Ty1-copia反转录转座子的克隆及IRAP分子标记体系的建立

【目的】从早酥梨及其红皮芽变基因组中分离Ty1-copia反转录转座子全长序列,分析序列特点,并基于其中长末端重复序列(LTR)建立IRAP分子标记体系。【方法】以早酥梨及其红皮芽变和极早熟芽变植株叶片为试材,根据已知的Ty1-copia反转录转座子保守区域设计引物,利用同源克隆技术得到目的基因。根据基因两端LTR序列设计引物,建立IRAP分子标记体系,并对早酥梨及其芽变进行遗传分析。【结果】从早酥梨基因组中获得2条Ty1-copia反转录转座子全长序列,分别命名为PbTYZS1和PbTYZS2,长度分别是9 363和9 632bp。从红色芽变基因组中获得1条序列,命名为PbTYRM1,长度为9 652bp。经结构分析,获得的3条序列都是典型的Ty1-copia反转录转座子,但其开放阅读框(ORF)的完整性发生了变化。利用反转录转座子LTR保守区域设计引物成功建立了IRAP分子标记体系,早酥梨与红皮芽变的平均遗传距离为0.104,与极早熟芽变的遗传距离为0.115,并且早酥梨与极早熟芽变的多态性为20.41%,较之与红皮芽变的多态性(18.89%)更为丰富。【结论】早酥梨及其红皮芽变基因组中都含有完整结构的Ty1-copia反转录转座子,建立的IRAP分子标记体系可以得到清晰稳定的多态性指纹图谱。

葡萄芽变机制研究进展及应用

芽变作为一种重要的果树育种手段,受到研究者和育种家的高度重视。环境条件等因素是诱导体细胞突变形成芽变的主要原因,L1、L2不同细胞层的变异引起葡萄不同性状发生改变。近年来,随着高通量测序技术的快速发展,研究者开发出不同的分子标记方法对葡萄芽变进行鉴定,同时葡萄芽变的变异机制也有了较为深入的研究。笔者重点从葡萄的花序和果穗、果实颜色、果型、成熟期、果实无核、植株结构及倍性这些性状的变异机制进行阐述,旨在为葡萄芽变育种提供理论参考。

美味猕猴桃新品种‘皖翠’

‘皖翠’是海沃德 (Hayward)自然芽变品种 ,萌芽和展叶期比海沃德提早 3～5d ,新梢开始生长提早 6d ,花期提前 3d ,坐果率比海沃德提高 2 4 % ,产量提高 30 %以上。

SMARTer技术构建辣椒黄绿苗突变体叶片全长cDNA文库

本研究以辣椒黄绿苗嫩叶为材料,提取总RNA,采用LD-PCR技术合成First-strand cDNA和ds cDNA。将分级纯化后的ds cDNA连接到载体pSMART2IFD上,用电穿孔法将重组子转化到大肠杆菌感受态细胞DH5α中,构建辣椒全长cDNA文库。文库质量检测结果显示:原始文库滴度为1.76×106PFU/ml,重组率为94%,插入片段长度为500～2 000 bp,平均长度为1 170 bp,表明构建的辣椒叶片cDNA文库较为理想,可用于目的基因筛选。

‘春甜橘’及其突变体果皮差异相关蛋白质组分析

【目的】柑橘自然芽变材料是柑橘育种的重要来源。‘明柳甜橘’(Citrus reticuiata Blancocv.Mingliutianju,MP)是从‘春甜橘’(C.reticuiata Blanco cv.Chuntianju,CP)中选育出的自然芽变品种。分析‘春甜橘’与其自然芽变‘明柳甜橘’果皮差异蛋白质,探讨导致两品种形态差异的原因。【方法】以花后12周和23周的‘明柳甜橘’和‘春甜橘’果皮为材料,采用双向电泳技术(Two-dimensional gel electrophoresis,2-DE)分离获得野生型与突变型差异表达蛋白点,利用MALDI-TOF-MS质谱鉴定技术分析相关差异蛋白质,并进行功能注释和生物信息学分析。【结果】将提取的果皮总蛋白质经双向电泳后,分别采用硝酸银和考马斯亮蓝染色法进行蛋白质凝胶染色,均获得了清晰的2-DE电泳图。2-DE图谱经Image Master 2D软件分析表明,硝酸银染色法能检测到约1 200个蛋白点,考马斯亮蓝染色法能检测到约500个蛋白质点,从中各选取20个变化丰度2倍以上且重复性好的蛋白点进行MALDI-TOF-MS质谱鉴定和数据库检索分析,共有33个蛋白质有功能注释,其中17个蛋白质在‘明柳甜橘’果皮中表达上调,16个表达下调。按照33个差异蛋白质的功能,可将其分为11类,它们分别参与糖类/能量代谢、胁迫/防御反应、核酸代谢、氨基酸代谢、转录、氮代谢、脂肪酸代谢、蛋白修饰与降解以及未知类。利用KOBAS(KEGG Orthology-Based Annotation System)在线功能分析平台对33个差异表达蛋白质进行信号通路分析,其中18个差异蛋白质有KO注释,共涉及31条信号通路,按照P值大小排列,类黄酮生物合成过程位居第一,说明该信号通路最有可能参与春甜橘芽变形成过程。【结论】综合分析‘春甜橘’和‘明柳甜橘’基因水平及蛋白质水平的差异,推测可能是由参与类黄酮生物合成过程的差异表达基因尿苷二磷酸葡萄糖基转移酶基因和差异表达蛋白咖啡酰辅酶A-O-甲基转移酶的差异表达导致了二者的表型差异。

甘蔗双腋芽突变体表型鉴定及应用潜力评估

蔗茎腋芽是甘蔗无性繁殖的主要器官,充足的下芽量保证了甘蔗的高产稳产,但同时也造成用种量大、种植成本高,是生产上一直难以平衡的问题。本研究以大茎野生种创新利用过程中获得的1份蔗茎孪生双腋芽的突变体种质云蔗07-86为材料,对其双腋芽表型、稳定性、可遗传性及对产量的影响进行鉴定和测试。研究发现该突变体的双腋芽以孪生、邻接和分离3种方式随机着生于蔗茎中上部,通常从地上第6茎节开始发生双腋芽,发生频率自下而上呈现从无到有、先增后减的总体趋势,且播种后2个腋芽均能正常萌发;通过连续多年的无性繁殖大田试验观察发现,双腋芽性状能够在繁殖群体中稳定保持;利用该突变体与32份不同的甘蔗种质进行杂交,仅在11个组合中的极少数杂交后代无性系上观察到双腋芽现象,表明双腋芽性状可以通过杂交传递给后代,但双腋芽在后代群体中出现的概率极低;以相同下芽量分别将突变体单、双腋芽种茎进行种植,发现不同腋芽表型类型的有效茎数、蔗茎产量差异不显著,表明双腋芽突变体具备保证下芽量而降低用种量的应用潜力。本研究为后期开展双腋芽形成候选基因挖掘及双腋芽突变育种利用奠定基础。

‘无核白’葡萄及其营养变异系的光合作用与果实特性(英文)

以‘无核白’葡萄为对照,以其自然营养变异系‘长穗无核白’、‘长粒无核白’、‘大粒无核白’、‘W3’与‘W7’为材料,在新疆吐鲁番鄯善田间栽培条件下比较其果实及光合作用特性,为‘无核白’系列葡萄优良品种选育提供依据。结果表明：（1）供试各营养系具有较高的光、热利用能力,叶片日平均净光合速率（5.527 7~7.412 3μmol.m-2.s-1）均大于对照（4.879 7μmol.m-2.s-1）;除‘长穗无核白’外,其余营养系均无明显光合‘午休’现象。（2）供试条件下净光合速率与田间空气温度、叶片温度、叶片表面蒸汽压差呈正相关;而气孔导度、光照强度等因子是‘无核白’系列葡萄光合作用的非决定因素。（3）‘长穗无核白’的穗长（36.43 cm）是对照（25.27 cm）的1.44倍;各营养系果粒均大于对照,其中‘W3’、‘大粒无核白’、‘长穗无核白’、‘长粒无核白’果粒（2.096 0、2.202 7、2.019 3、1.470 3 g）极显著大于对照（1.057 7 g）。（4）‘长粒无核白’果粒耐压力和果梗耐拉力均极显著优于对照,其他营养系与对照无显著差异;果粒较大的‘W3’、‘大粒无核白’、‘长粒无核白’等可溶性固形物含量（22.92%、23.57%、23.17%）与对照（23.85%）无差异。综合分析认为,供试营养系‘W3’、‘W7’和‘长粒无核白’相对较优良,宜进一步研究;研究证明果实与叶片光合作用特性指标可用于葡萄营养系选种。

蔬菜芽黄突变体研究进展

植物芽黄突变体是在幼苗或生长点前期黄化,随着植物生长而转绿的一种叶色突变,对于研究植物光合作用、叶绿素合成、叶色突变机理以及遗传育种等理论有着重要的作用。蔬菜芽黄突变体在蔬菜育种上简化良种的繁育过程和提高种子纯度上有着重要作用。综述了蔬菜芽黄突变体的来源、产生原因、遗传规律以及芽黄突变体叶绿体超微结构、叶绿素、光合特性等研究进展,介绍了至今在蔬菜上发现的芽黄突变体以及蔬菜芽黄突变体的应用价值,并对今后的研究进行了展望,旨在为以后蔬菜芽黄突变体研究提供理论基础。

普通型和大果芽变型苹果梨不同发育时期果实有机酸组分差异性

为明确苹果梨普通型和大果型芽变果实有机酸品质形成的差异及其产生的原因,以苹果梨及其大果型芽变果实为试材,采用高效液相色谱法(HPLC)测定了果实不同发育时期(细胞分裂期、果实迅速生长期和果实成熟期)中的柠檬酸、苹果酸、琥珀酸、奎宁酸和莽草酸含量。结果表明:1)苹果梨果实主要有机酸为苹果酸和柠檬酸,可分为柠檬酸型果实和苹果酸型果实,普通型苹果梨为柠檬酸型果实,大果型芽变果实为苹果酸型果实。2)无论是普通型苹果梨还是大果型芽变苹果梨在细胞分裂期均不产生柠檬酸;二者在细胞分裂期时奎宁酸含量最高;芽变型苹果梨其苹果酸含量在成熟期最高,普通型苹果梨其柠檬酸含量在成熟期最高;普通型苹果梨及芽变型苹果梨莽草酸含量均在细胞分裂期最高。

青花菜花蕾转录组测序分析及蜡粉合成相关基因挖掘

【目的】对青花菜花蕾进行转录组测序分析,并挖掘与蜡粉合成相关基因,为探明青花菜花球表面蜡粉形成的分子机制提供理论参考。【方法】分别提取野生型和蜡粉缺失型青花菜花球总RNA,采用Illumina HiSeq^(TM) 2500平台进行转录组测序,获得高质量Clean reads,采用Trinity进行序列组装后获得青花菜Unigene库,将获得的Unigene序列与Nr、Nt、KEGG、Pfam、KOG/COG、Swiss-Prot和GO数据库比对,获得基因功能注释信息;使用DESeq2进行差异表达分析。【结果】共获得44.68 Gb Clean data,De novo组装得到41244条Unigenes,N50长度为1847 bp。从所获得的Unigenes中筛选出8685个差异表达基因(DEGs)(上调基因5747个,下调基因2938个),共有8038个基因被注释到不同数据库,其中,5220个基因注释到Pfam数据库;2066个基因注释到COG数据库,3866个基因注释到KOG数据库;2580个差异表达基因被注释到75个转录因子家族中,注释最多的是MYB家族(235个);GO数据库中6095个差异表达基因注释到细胞组分、分子功能和生物学过程三大类的52个功能分类;KEGG数据库中,1671个差异表达基因富集到138条代谢通路,其中13个差异表达基因与脂肪酸合成有关,7个差异表达基因与蜡粉生物合成途径有关。【结论】转录因子MYB家族在调控青花菜蜡粉合成中发挥重要作用。蜡粉合成过程中相关酶基因的差异表达是调控青花菜蜡粉合成的关键,尤其是野生型和蜡粉缺失突变体中特异性表达的差异表达基因,可作为后续研究青花菜花球表面蜡粉形成分子机制的对象。

狼尾蕨体细胞耐盐突变体筛选技术

以狼尾蕨无菌苗叶片为外植体,探讨不同浓度的氯化钠(NaCl)对叶片诱导不定芽的影响。直接筛选法结果显示:当NaCl浓度为0(对照)时,叶片不定芽诱导率为80.2%;0.4%、0.5%、0.6%和0.7%NaCl处理下,不定芽诱导率分别降至28.4%、20.6%、15.9%和7.8%;0.8%NaCl处理下,叶片完全丧失不定芽的诱导能力。SSR分子标记检测结果显示,248对引物组合中有9对引物在狼尾蕨野生型和耐盐筛选植株间PCR扩增存在多态,其中引物WXE-56和WXE-204可作为耐盐突变体SSR分子标记筛选的适宜引物。

芽变毛白杨叶片诱导不定芽的研究

利用芽变毛白杨叶片作为外植体进行不定芽的诱导,研究接种叶片的不同部位及培养基中不同激素水平对不定芽生成量的影响。试验结果表明:选取叶片的顶部及叶柄部进行诱导,产生不定芽数量多于叶中部;诱导不定芽最佳培养基MS+6-BA1.0mg/L+IBA0.1mg/L+GA30.1mg/L,诱导率为83.3%。

金水柑少核芽变——金优3号品种比较试验

通过在试验基地群体选优,从金水柑(Citrus reticulata Blanco var.ponkan cv.Jinshuigan)中选出了一个少核优良单株金优3号(C. reticulata var.ponkan cv.Jinyou No.3),并在武汉地区进行了连续4年的品种比较试验。结果发现该株系在果实种子数量上显著少于对照品种金水柑,且在枝、叶、花、果和产量等方面都与金水柑在部分性状上有一定的差异,但其生物学特性和结果习性则基本与对照相同,通过两者性状描述比较和DNA分子标记技术鉴定,可以推断金优3号为金水柑的大果型少核芽变后代,它既保持了金水柑的优良品质,又具备了少核性状,是金水柑比较理想的优良芽变品系。

金峡桃叶橙品比试验研究

通过在宜昌秭归桃叶橙试验基地群体选优,从桃叶橙18号中选育出一个少核优良品种金峡桃叶橙。为揭示该品种的来源,对其在秭归进行了连续3年的品比试验研究。结果表明,该品种在果实种子数量上显著少于桃叶橙18号,且在枝、叶、花、果和产量等方面都与对照品种桃叶橙18号在部分数量性状上存在一定的差异,但其生物学特性和结果习性则基本与对照相同,通过对两个品种的性状描述比较和DNA分子鉴定,可以证明金峡桃叶橙为桃叶橙18号的大果型少核芽变品种,它既保持了桃叶橙18号的优良品质,又具备了少核性状,是桃叶橙18号比较理想的优良芽变品种。

温州蜜柑宫川耐浮皮芽变系果实浮皮特性和耐贮性研究

【目的】探究宫川温州蜜柑(Citrus unshiu Marc.‘Miyagawa wase’)耐浮皮芽变系的果实品质、浮皮特性和耐贮性能,为耐浮皮柑橘新品种的选育和推广提供参考。【方法】连续多年测定比较耐浮皮芽变系及其对照母树宫川的果实主要品质性状包括单果质量、果形指数、色泽、硬度、可溶性固形物含量、可滴定酸含量、维生素C(Vc)含量和浮皮指数;观察测定宫川及其芽变系果皮特征和厚度,利用石蜡切片和透射电镜比较两者果皮细胞和亚细胞结构差异;通过常温贮藏试验,比较两者果实贮藏性能。【结果】芽变系成熟果实平均单果质量102.90 g,果形指数0.78,色调角h0值68.19,硬度0.96 kg·cm-2,可溶性固形物含量(w,后同)13.88%,可滴定酸含量0.62%,Vc含量29.87 mg·100 g-1,其中硬度、可溶性固形物和Vc含量均显著高于宫川,浮皮指数显著低于宫川;芽变系果实果皮厚度显著低于宫川,白皮层细胞排列相对整齐且细胞结构较为完整,宫川白皮层细胞表现质壁分离,细胞器降解,趋于衰老;常温贮藏过程中,芽变系果实硬度、可溶性固形物含量、可滴定酸含量等指标均高于同时期宫川,浮皮程度始终较低,耐贮性优于宫川。【结论】宫川芽变系果实保持了宫川的优良果实品质,且较母树宫川更耐浮皮和贮藏,具有成为耐浮皮柑橘新品种的潜力,同时也是研究浮皮机制的好材料。