低温处理对黄心乌菜可溶性糖含量的影响

黄心乌菜是我国淮河流域常见蔬菜,属十字花科,是乌塌菜的一个变种。该品种主根肥大,叶柄短而扁平。单株成熟时,高12~20厘米,单株质量约为500克,可食用叶片数目为10~20片,其中有6~8片为绿色。黄心乌菜性喜低温,非常耐寒,在江淮之间培植能露地越冬。该乌菜品种营养丰富,研究表明每100克鲜菜中营养成分含量分别为:维生素C 22.8毫克、钙72.3毫克、铁3.2毫克、钾168.7毫克、锌0.83毫克、钠24.9毫克。多数微量元素的含量高于大白菜等品种。在冬季,黄心乌菜的食用方式多样,可炒、烧、煨汤,质地易烂,无酸味,且保持良好色泽,口感佳。

乌菜BcVIL2基因克隆及春化响应表达分析

【目的】从乌菜(Brassica campestris L.)中克隆VIN3⁃LIKE 2(VIL2)基因并进行生物信息学与表达分析,为进一步研究BcVIL2基因功能奠定基础。【方法】以‘徽乌19’为试验材料,利用同源克隆等技术获得BcVIL2基因,对其序列进行蛋白分子量(MW)、糖基化位点、二级结构等生物信息学分析;利用荧光定量PCR等技术分析其应答春化表达模式。【结果】BcVIL2基因ORF(Open reading fragment)全长为1296 bp,共编码431个氨基酸,属于亲水性蛋白,预测含有1个潜在的糖基化位点和59个潜在的磷酸化位点,蛋白分子量为47.91 kDa,理论等电点(pI)为8.27;其二级结构主要由α⁃螺旋与无规则卷曲组成;亚细胞定位预测其可能在细胞核中发挥作用;同源序列比对分析显示该基因与芸薹属植物VIL2基因同源性较高;亲缘进化树分析也显示该基因与白菜(B.rapa,syn.B.campestris)和芥菜(B.juncea)VIL2基因亲缘关系很近;荧光定量PCR结果表明,盛花期时BcVIL2基因在根中表达量最低,在荚中表达量最高,而叶中表达量显著低于茎和花中表达量;一月苗龄植株春化后BcVIL2基因的表达量显著低于未春化时的表达量。【结论】乌菜VIL2基因响应春化负表达,与春化反应相关基因BraA01g032910.3C、BraA05g026410.3C与BraA10g016160.3C密切相关,可能存在互作关系,本研究结果为深入分析BcVIL2基因的功能提供了良好基础。

体细胞无性系变异选育农作物新品种及耐热乌菜的选育

一、体细胞无性系变异育种技术 植物组织与细胞培养技术的发展,已能使近千种植物的组织、细胞或原生质体,经过离体培养再生成完整植株。80年代以来,大量的试验研究资料表明,由组织培养物再生出的植株中存在着广泛的变异,在甘蔗、马铃薯、水稻、小麦、大麦、大豆等重要经济作物中都观察到这种现象,这种组织培养再生植株中出现的变异被称为体细胞无性系变异。

安徽乌菜DNA提取与InDel引物筛选

利用改良的SDS法提取了153个品种的安徽乌菜DNA,并进行2次重复,均获得了较理想的DNA产物。通过试验确定了安徽乌菜InDel-PCR的10μL最佳反应体系:1×PCR Buffer 1μL,dNTP 0.2μL,引物1μL,Taq E 0.1μL,DNA 1μL,ddH2O 6.7μL;最佳PCR扩增反应程序:94℃预变性5 min;94℃变性30 s,55℃退火40 s,72℃延伸40 s,共36个循环,最后72℃延伸10 min,10℃保存。从供试的66对InDel引物中筛选出31对适合安徽乌菜、条带清晰、重复性高、多态性好的引物,为安徽乌菜品种鉴定、遗传多样性分析等奠定了基础。

安徽乌菜游离小孢子培养及植株再生体系建立

以6份安徽乌菜为试材,研究基因型、6-BA、AG对乌菜小孢子胚状体发生的影响及6-BA对植株再生的影响。试验结果表明,不同基因型乌菜的小孢子胚诱导率具有明显差异,6份乌菜材料中有3份诱导出胚状体,H-4出胚率最高,平均每花蕾诱导8.76个胚;NLN-13培养基中添加0.2 mg/L 6-BA和AG 10 mg/L均能促进胚状体发生,后者促进作用更明显;MS培养基中添加1 mg/L 6-BA可提高乌菜胚状体成苗率。

安徽乌菜SRAP技术体系的优化

以合肥黄心乌为试材,利用正交试验设计,对SRAP-PCR反应体系中的Mg2+浓度、dNTPs浓度、引物浓度、Taq聚合酶浓度和模板DNA浓度进行5因素4水平的筛选分析,用me3-em3引物组合进行PCR扩增以确定最佳反应体系。结果表明,安徽乌菜SRAP-PCR最佳反应体系为:10×PCR buffer 1μL,Mg2+ 3.0mmol·L-1,dNTPs 0.2mmol·L-1,引物各0.5mol·L-1,模板DNA 4.0ng·μL-1,Taq聚合酶0.05U·μL-1,总体积为10μL。利用此反应体系对安徽乌菜进行PCR扩增并电泳检测,其结果清晰、稳定、可靠,可用于安徽乌菜的遗传分析。

耐寒乌菜新品种“黛绿1号”的选育

该文介绍了耐寒乌菜新品种"黛绿1号"的选育经过、选育结果,并总结了该品种的特征特性。

乌菜高效离体子叶再生体系的建立

通过组织培养建立乌菜离体再生体系,可使优良珍贵育种材料得到保存,并能为其快速繁殖提供有效途径。本研究以4种不同基因型乌菜为材料,从外植体类型、基本培养基类型、植物生长调节剂配比、基因型及无菌苗苗龄等方面,对影响乌菜不定芽诱导的因素进行了研究。研究表明,7-1基因型乌菜5 d苗龄的带柄子叶外植体,在以MS为基本培养基(3%蔗糖+0.8%琼脂)添加4 mg/L 6-BA与0.5 mg/Lα-NAA的诱导培养基上进行诱导,不定芽诱导率可达85.56%。本研究对影响乌菜植株再生的多个因素进行了优化,建立了高效离体再生技术体系,为乌菜育种研究及其他生物技术研究提供基础。

乌菜抽薹开花转录抑制因子BcFLC2的克隆与表达分析

抽薹开花是白菜类作物很重要的农艺性状。开花抑制基因FLOWERING LOCUS C(FLC)是春化过程中的关键基因,并受多个途径的调控。本研究从乌菜(Brassica campestris L.ssp.Chinensis var.Rosularis)中克隆得到FLC序列,命名为BcFLC2,开放阅读框长度591 bp,编码196个氨基酸。序列分析表明,该基因属于Ⅱ型MADS-box家族基因,其蛋白序列二级结构主要由α-螺旋、β-转角及无规则卷曲构成,属于亲水蛋白,亚细胞定位于线粒体中。序列比对及进化树分析发现,该蛋白序列与紫菜苔(B.rapa var.purpuraria)、菜心(B.rapa subsp.chinensis)FLC序列具有较高的同源性(98%)。荧光定量PCR分析表明,随着乌菜的发育,BcFLC2基因在叶片中的表达量逐渐降低;在不同组织中表达差异显著,其中,叶中表达量最高,茎和蕾次之,根中不表达。以上结果表明,BcFLC2基因在乌菜抽薹开花中起到重要的作用。

低温胁迫下不同乌菜光合及荧光特性的变化及耐寒性评价

为寻求有效的方法来鉴定乌菜的耐寒性,本研究以6个乌菜材料为研究对象。对6个材料分别进行梯度降温(昼/夜)处理:18℃/12℃、12℃/6℃、6℃/0℃,每个阶段温度处理3 d,共9 d;之后测定6份材料经梯度降温胁迫后的光合和荧光特性,以及几种生理生化指标变化和相关性,同时用隶属函数法对供试材料的耐寒性进行综合评价。结果表明,随着低温胁迫时间的延长,在快速叶绿素荧光动力学特性方面,大部分时间点‘12-7-10’的荧光信号最强,‘W16-9’最小,表明‘12-7-10’光系统Ⅱ(PSⅡ)反应中心捕获的能量很大一部分以荧光的形式耗散;‘12-7-10’在低温胁迫下受体侧性能较低,和‘W16-9’正好相反,说明‘W16-9’的电子传递效率较高;6个乌菜材料中,‘12-7-10’的性能指数、推动力和PSⅡ最大光化学效率也小于其它5种乌菜。在光合性能方面,随着梯度低温的变化,6种乌菜的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)都有不同程度的下降,细胞间隙CO2浓度(Ci)则上升,说明Pn的下降是由非气孔因素导致的;‘SW-5’和‘W16-9’在低温处理前后其光合速率都较强,Tr和水分利用效率(WUE)也较大,说明‘SW-5’和‘W16-9’在低温环境下,具有较好的应对能力。结合其他耐寒性生理生化指标,采用隶属函数法综合评价乌菜材料的耐寒性:‘SW-5’的耐寒性最强,‘W16-9’、‘W5-7’、‘J-5-8’和‘S-15-6’次之,‘12-7-10’最弱。本研究为选育耐寒乌菜材料提供理论依据。

乌菜春化相关BcGRAS基因鉴定及表达分析

本研究利用GRAS保守结构域的隐马尔可夫模型(PF03514),基于同源搜索策略,全基因组鉴定白菜(Brassica rapa, syn. B. campestris) GRAS基因家族成员。利用生物信息学分析技术,对GRAS基因家族各成员的氨基酸长度、等电点、保守基序与结构域、染色体位置、系统进化关系、亚细胞定位及启动子顺式作用元件(cis-acting element)等进行分析;基于白菜组织转录组数据,分析GRAS基因家族成员的组织表达模式;通过乌菜(B. campestris ssp. chinensis var. rosularis)不同春化时间的转录组数据,筛选BcGRAS基因响应春化反应的关键成员,并利用实时荧光定量PCR (qRT-PCR)方法进行验证。全基因组鉴定结果表明,在白菜基因组中共鉴定出49个BcGRAS基因,各成员含有0~3个数量不等的内含子,并不均等分布在10条染色体上。理化性质分析结果显示, BcGRAS基因家族氨基酸残基大小为249~744 aa,理论等电点(pI)为4.71~8.88。亚细胞定位预测结果表明, 24个BcGRAS蛋白定位在细胞核中。系统进化树分析将49个BcGRAS基因分成8个亚簇。顺式作用元件预测结果发现,所有成员均含有光响应元件,其中19个成员含有低温响应元件。表达模式分析结果显示, BcGRAS基因家族成员在根、茎、叶、花、荚等组织中的相对表达水平存在差异。利用比较转录组学与蛋白互作网络(PPI network)分析发现, 4个BcGRAS基因表达水平在春化前后差异显著;其中2个基因(BraA08g033560.3C、BraA06g040430.3C;芸薹属数据库)可能与赤霉素调控相关基因存在互作关系,推测这2个BcGRAS基因在乌菜响应春化反应中发挥着重要作用。

平原的密码(续前)

孟冬的菜地里,蔬菜的品种比夏天和秋天少多了,但依然用十个指头也数不过来。大蒜是冬天的主打蔬菜,所有的菜园里都有蒜苗的身影。莴笋也很适应严寒天气,冬天偶尔可以打下它们外面的叶子食用,焯水后加蒜片凉拌,或烧菜、烧汤,都很好吃。苦菊在冬天长得几乎和秋天一样好,过些日子剪些下来,能清热去火。从雪底下扒出来的乌菜,配上羊肉,烧出来的汤,不用说,那是味美无比的。芫荽在冬天一直都长得很好,叶绿茎青,即便是在初冬才把种子撒下地,它们也能在冬天或初春,陆续出芽、发棵。这个月,天气晴暖时仍可在平原上远足。