RAPD在三色堇(Viola wittrockiana)自交系遗传关系研究及杂种优势预测中的应用

用RAPD技术分析了18个三色堇(Viola wittrockiana)自交系的遗传多样性。21个随机引物扩增了167条带,其中127条具多态性,显示自交系间存在较大的遗传变异。用UPGMA法可将自交系聚为五大类,其分类结果与花径和材料来源地基本一致。以其中的5个自交系进行双列杂交试验,研究了RAPD遗传距离与三色堇杂交后代10个性状杂种优势的关系,实验结果表明:RAPD遗传距离仅与花数达到0.1的显著水平,而与其它8个性状杂种优势的相关性不显著;用RPAD遗传距离预测三色堇的花数杂种优势具有一定的可靠性,但用于对其它性状杂种优势的预测目前是不可行的。

三色堇S_8代10个自交系主要数量性状的相关分析

运用数学方法对三色堇(Viola×wittrockiana)S8代10个自交系8个数量性状进行了相关、方差及聚类分析。结果表明,主要观花性状与部分发育早期的数量性状间呈显著或极显著相关,如花径与分枝数,花数与分枝数、叶长、花梗长及花径等均呈显著或极显著相关,建议分枝数与叶长可以用作早期选择的重要参考;自交系间8个数量性状均存在显著差异,建议可在育种中有目的地选择特性突出的亲本;采用Q型聚类分析的类平均距离法,10个自交系被划归为9号与其他三色堇自交系2大类,建议以9号作为亲本之一,可获得杂交优势明显的新品种。

大花三色堇和三色堇花粉离体萌发的培养基研究

研究了不同浓度的蔗糖和硼酸对大花三色堇和三色堇花粉离体萌发的影响,及大花三色堇不同自交系间花粉萌发的差异。结果表明:蔗糖对花粉离体萌发有着重要的影响,不同蔗糖浓度下,花粉萌发率有明显差异,蔗糖浓度为30%和35%时,大花三色堇和三色堇花粉离体萌发率分别达到最高;添加适量的硼酸有利于离体花粉的萌发,但不同硼酸浓度下,花粉萌发率差异不大;在同样的蔗糖和硼酸浓度下,不同自交系的大花三色堇的花粉萌发率没有明显差异。

基于RSAP标记的大花三色堇遗传多样性分析

采用限制性位点扩增多态性（RSAP）标记技术,对来源于国内外不同地区的41份大花三色堇种质资源遗传多样性进行分析,并用Bayesian法和UPGMA法分别对其进行遗传结构和亲缘关系分析。结果表明：筛选的26对RSAP引物组合共扩增出588条带,其中多态性条带567个,多态性比率为97.03%,平均每对引物扩增出22.62个位点和21.81个多态性位点,18对引物组合的鉴别能力达到100%,说明RSAP在大花三色堇遗传多样性分析中有较好的适用性和较高的分析效力。41份大花三色堇种质Nei’s遗传多样性指数和Shannon信息指数均值分别为0.248 9、0.395 1,高于自花授粉植物烟草,与异花授粉植物玫瑰相近,表明大花三色堇遗传多样性较为丰富。遗传结构分析将41份大花三色堇种质分为6个组群,组群的划分与种质的地理来源存在较高相关性。基于Nei’s遗传相似系数,41份大花三色堇种质分为3大类,其中第3大类又可细分为4个亚类,来源于相同或相近地域的种质大多聚在一起,表明大花三色堇的种质交流存在地域限制。按地理来源划分的种质群亲缘关系分析显示,中国种质群与荷兰种质群相距最近,与德国种质群最远,提示应加强对德国种质的引进;按花色划分的6个群体Shannon信息指数为0.199 4~0.364 9,其中白色种质群最高,黑色种质群最低,说明白色花遗传多样性基础较广,而黑色花遗传多样性较低。

大花三色堇的核型分析

利用常规压片法对大花三色堇(Viola×wittrockiana Gams.)3个品种的染色体数与核型进行分析。结果显示:3个品种的染色体组成复杂多样,其核型公式依次为‘EP1’2n=2x=43=2M+7m(1SAT)+4sm+24st+6t,‘XXL-G’2n=2x=36=2M+14m(2SAT)+16sm+4st,‘M-BF’2n=2x=42=24m+18sm;三者的核型不对称系数分别为78.0%、65.0%、62.1%,‘EP1’、‘M-BF’的核型均为2B型,‘XXL-G’的核型为2A型。

水杨酸对大花三色堇幼苗耐热性的影响

大花三色堇性喜冷凉、忌酷热。该研究以大花三色堇3个自交系08H、HAR和E01为材料,分别测定了40℃高温处理4、8和12 h时不同基因型大花三色堇幼苗的生理指标,以及不同浓度(0.1、1、2 mmol·L^(-1))水杨酸预处理对热胁迫下大花三色堇幼苗耐热性的影响。结果表明:在高温胁迫下大花三色堇电解质外渗量增加,随着处理时间的延长,电解质外渗更多,可溶性糖含量先增加后降低,POD酶活性先提高后降低;与其他2个自交系相比,HAR表现出较好的耐热性,其可溶性糖含量、POD酶活性的增加均较高,而电解质外渗率偏低;与对照相比,3种浓度SA预处理均显著降低了大花三色堇幼苗的电解质外渗率,增加了幼苗体内可溶性糖含量,提高了大花三色堇的幼苗体内脯氨酸含量和POD酶活性;其中1 mmol·L^(-1)的SA预处理对高温胁迫下大花三色堇幼苗体内可溶性糖的含量增加最高,最大程度减缓幼苗体内的电解质外渗量,08H和HAR的脯氨酸含量和POD酶活性达到最大值。而对E01而言,0.1 mmol·L^(-1)的水杨酸预处理的脯氨酸含量和POD酶活性最高。该研究结果探讨了高温胁迫下不同基因型大花三色堇幼苗的生理表现,以及外施水杨酸对增强大花三色堇幼苗耐热性的效果,为大花三色堇抗热栽培提供重要的基础资料。

大花三色堇自交系主要数量性状配合力分析

为评估大花三色堇自交系的遗传潜质,指导大花三色堇杂交育种,对大花三色堇5个亲本自交系及其按Griffing完全双列杂交Ⅱ组配的10个杂种F1的7个主要数量性状进行了配合力分析。结果表明:亲本C是综合性状相对优良的亲本;在培育大花、丰花品种时,亲本E可作为重要亲本。对杂交组合进行特殊配合力效应分析表明,组合E×B、B×A的综合表现较好。在进行亲本选择和杂交组合配制时,应同时兼顾一般配合力效应和特殊配合力效应,且一定要在选择一般配合力较高的基础上注重较高特殊配合力效应的选择。根据总配合力效应可以有效预测杂交组合的表现。

三色堇花色素合成途径中部分结构基因的克隆及生物信息学分析

【目的】对三色堇花色素合成的3个结构基因VwCHS、VzvCHI和VwF3H进行克隆以及生物信息学分析。【方法】利用RAcE／PcR技术克隆得到VwCHS、‰cHf和VzvF3H基因的全长序列，并通过在线分析软件对其生物信息学进行分析。【结果】获得VwCHS、VwCHI和VwF3H的cDNA全长分别是1481，975和1361bp；经多重序列比对发现这3个基因编码的氨基酸与其他植物相关氨基酸一致性较高，主要集中在62％～90％，并且在CHS氨基酸序列中有4个催化活性位点（Cys171、Phe222、His310、Asn343），在CHI氨基酸序列中有4个催化活性位点（Thr50、Tyr108、Asn115、Ser192），在VwF3H氨基酸序列中有5个催化活性位点（Asp218、His253、Arg215、Arg284、Ser286）；VwCHS、VwCHI、VwF3H的蛋白质分子量分别为9．91，5．37，4．1ku，等电点为5．02，5．16，5．44；二级结构预测发现，vwCHs和VwCHI二级结构主要是0t螺旋，分别占43．39％和41．89％，VwF3H的蛋白质二级结构主要是无规则卷曲，占42．30％；聚类分析发现VwCHS、VwCHI和VwF3H分别归属于各自的聚类簇。【结论1VwCHS、VwCHI和VwF3H是不存在信号肽的非跨膜蛋白。

夜间不同温度对矮牵牛和三色堇穴盘苗生产的影响

【目的】针对温度对花卉种苗生产的影响,探寻设施花卉种苗高效可持续生产方式。【方法】以矮牵牛、三色堇播种繁殖种苗为试验材料,设计了3种夜温处理进行种苗生产,测定种苗生产周期、种苗质量、加温能耗和人力投入等。【结果】表明矮牵牛YS1处理生产周期比对照长3d,生长期加温能耗降低3%,种苗生长更紧凑,质量有较为明显的提高,但生产成本略有提高,冬季将夜间温度降低2℃进行矮牵牛生产是可行的;三色堇生长周期比对照长8~17d,生产成本增加较多,降低夜间温度的生产方式并不适用于三色堇种苗生产。【结论】降低冬季夜间加热温度进行种苗生产的方法,需要根据实际情况决定是否可以采用。

三色堇花药培养技术研究初探

研究了三色堇花蕾消毒方法、花蕾低温预处理和不同培养基组分对花药愈伤组织诱导率及其分化的影响。结果表明:采用0.1%HgCl2灭菌20min是三色堇花蕾较为理想的表面灭菌时间。基因型不同花药愈伤组织的诱导率也不尽相同,而且愈伤组织的诱导率总体不高。选择合适的培养基组分、激素种类和其配比以及合适的培养条件可能是影响三色堇花药培养成功的关键因子。

三色堇叶片DNA不同提取方法比较

以三色堇(Viola tricolor L.)叶片为材料,采用SDS法、CTAB法及改良CTAB法分别对三色堇叶片DNA进行了提取,并用琼脂糖凝胶电泳和紫外光谱对DNA提取质量和浓度进行检测。结果表明,改良CTAB法提取的DNA纯度最高,提取效率较高;SDS法提取的DNA含有较多的蛋白质或糖类杂质;CTAB法虽然能够除去蛋白质等杂质,但是DNA浓度低于改良CTAB法。

角堇与大花三色堇染色体核型分析

以2份角堇与4份大花三色堇自交系为试验材料,采用染色体常规压片方法,观察和分析了它们的细胞染色体数目、相对长度、平均臂比等核型指标,以明确两种植物细胞学特点,为分类以及育种提供理论依据。结果表明:(1)2份角堇自交系染色体数目均为2n=2x=26,染色体基数为x=13,染色体核型公式分别为2n=2x=26=8m+12sm+6st、2n=2x=26=4m+16sm+6st,核型不对称系数为67.20%~70.10%,核型分类均属于3B。(2)4份大花三色堇自交系均为四倍体,其中2份(EYO-1-2-1-4、DSRFY-1-1-2)染色体数目为44,核型公式为2n=4x=44=4m+16sm+6st、2n=4x=44=16m+24sm+4st;2份(G10-1-3-1-4、XXL-YB-1-1-1-1)染色体数目为48,核型公式分别为2n=4x=48=8m+20sm+20st、2n=4x=48=4m+36sm+8st,核型不对称系数为66.74%~71.77%,核型分类属于2B、3B。

三色堇新品种‘百堇俏春’

‘百堇俏春’是以角堇自交系JP-5-1-3-4-2为母本,三色堇自交系08H-3-2-1-2-2为父本选育的杂交一代三色堇新品种。长势强,开花早,花量大。小花型,花径3.05~3.45 cm,花朵上瓣紫色,侧瓣和下瓣深黄色,中心有条线状深色花斑,下瓣边缘有紫色晕状小花斑,有花香,耐寒性好,是中国大部分区冷凉季节优良的花坛花卉。

三色堇新品种‘百堇舞春’

‘百堇舞春’是以四倍体大花三色堇自交系SG-2-1-1-3-1为母本,二倍体小花三色堇自交系08H-3-2-1-2-2为父本选育的三色堇杂交一代新品种。株形紧凑,长势强健,花中等大小,花量较大,花上瓣紫红色,侧瓣和下瓣初开白至淡黄色,后渐变为浅紫红色,边缘有紫色斑块,近花喉部有深色花斑,耐寒,是优良的花坛和盆栽品种。

大花三色堇新品种‘冰紫’、‘猫咪’和‘微笑’

大花三色堇‘冰紫＇花为淡紫色,侧瓣和唇瓣基部透白晕,嵌深紫条纹;‘猫咪＇花为黄色,侧瓣及唇瓣基部有深褐色条纹;‘微笑＇花为深紫色,侧瓣及唇瓣基部有白色斑块,嵌深紫色斑纹。播种后95~120 d开花,属早花品种;花量大,单株可同时盛开20余朵花;花期最长可达6个月,末花期延至夏初,耐热性好;适用于花坛及盆栽。

三色堇4,5-多巴雌二醇双加氧酶基因的克隆及生物信息学分析

本实验以三色堇(Viola wittrockiana)的花瓣为研究材料,提取其总RNA,通过RACE(rapid-amplification of cDNA ends)技术扩增4,5-多巴雌二醇双加氧酶(4,5-DOPA dioxygenase extradiol)基因的cDNA全长,并对其进行生物信息学分析。本实验成功克隆VwDODA的cDNA全长1 055 bp,其中3'端非编码区157 bp,包含29 bp Poly(A),5'端非编码区103 bp,其开放阅读框为795 bp,编码263个氨基酸。通过NCBI的BLAST比对表明VwDODA编码的氨基酸序列与其他植物相关基因的相似性达到80.29%,与大豆(Glycine max)亲缘关系最近。通过生物信息学分析软件对VwDODA的蛋白质结构与功能进行预测,结果表明Vw D-%ODA是一种亲水稳定蛋白,不存在跨膜区域和信号肽,分子式为C1337H2026N356O384S7,等电点为6.70,分子量为29 455.37。本研究为将来三色堇中甜菜色素与花色素的互斥现象研究打下了基础。

酪氨酸促进三色堇花斑形成的转录组解析

为揭示酪氨酸对三色堇花斑形成的分子机制及转录组特征,探究酪氨酸影响三色堇花青素的合成途径,运用转录组学的方法,以清水为对照,采用3 mmol/L酪氨酸处理三色堇非色斑区,并进行转录组测序,获得19 438条表达显著差异基因,其中13 037条上调,6 401条下调。在花青素相关合成途径中,有9个基因差异表达,与花色相关的转录因子中,有1个基因差异表达。结果分析表明酪氨酸处理可以促进三色堇花青素合成基因和调控基因上调,从而促进花色素的形成。为今后三色堇的花色育种以及遗传信息的改良提供了新的思路。

三色堇新品种‘百堇1号’

‘百堇1号’是以角堇自交系JB-2-1-1-5为母本,三色堇自交系08H-3-2-1-2为父本杂交选育的三色堇新品种。生长势强,开花早,花量大,花上瓣紫色,侧瓣与下瓣浅紫色,中心有花纹,下瓣下端有紫色小斑块,株形较紧凑,耐寒性较好,是冷凉季节优良的花坛和盆栽花卉。

三色堇新品种‘百堇3号’

‘百堇3号’是以四倍体三色堇自交系DSRFY-4-2-2-1为母本,二倍体三色堇自交系08H-3-2-1-2为父本杂交选育的新品种。该品种花大,上瓣紫色镶金边,侧瓣和下瓣黄色基部有褐色斑块;株形紧凑,长势旺,耐寒,是优良的花坛和盆栽品种。