南方泡桐同源四倍体的诱导及其体外植株再生

【目的】用秋水仙素诱导出南方泡桐同源四倍体,建立其体外植株高效再生系统,为泡桐新品种的培育奠定基础。【方法】以二倍体南方泡桐幼苗叶片为外植体,预培养泡桐不同时间(0,8,16 d)后,置于含不同质量浓度(5,10,20 mg/L)秋水仙素的固液双层培养基上处理泡桐不同时间(24,48,72 h),以诱导其同源四倍体植株,并通过根尖细胞染色体计数和叶片单细胞DNA相对含量的测定,进行变异植株的倍性分析;同时,以其四倍体叶片、茎段和叶柄为外植体,利用不同植物激素不同质量浓度的组合培养基,筛选建立体外植株再生系统的最适培养基。【结果】秋水仙素质量浓度和处理时间对南方泡桐同源四倍体诱导率影响显著,外植体预培养时间影响不显著;在含10 mg/L秋水仙素的MS培养基上处理72 h,未经预培养叶片的四倍体诱导率高达18.8%;同源四倍体幼苗叶片较二倍体大而且厚,叶片单气孔器变大,孔密度变小,叶绿素含量和SOD活性升高,MDA含量和POD活性降低。MS+0.1mg/L NAA+8 mg/L BA、MS+0.3 mg/L NAA+12 mg/L BA和1/2 MS分别是其愈伤组织诱导、芽诱导和根诱导的适宜培养基。【结论】诱导获得了南方泡桐同源四倍体,建立了同源四倍体南方泡桐的体外植株再生系统;叶片是同源四倍体南方泡桐体外植株再生的最佳外植体。

四倍体南方泡桐和四倍体白花泡桐对盐胁迫的生理响应研究

为了解四倍体南方泡桐(PA4)、四倍体白花泡桐(PF4)及其对应的二倍体南方泡桐(PA2)和二倍体白花泡桐(PF2)耐盐程度的变化,研究了2种四倍体泡桐及其对应二倍体盆栽幼苗对质量分数为0,0.2%,0.4%和0.6%NaCl的生理响应特征.结果表明,随着盐质量分数的增加,2种四倍体泡桐叶片相对含水量和叶绿素含量呈下降趋势,但均高于其对应的二倍体;相对电导率和丙二醛含量呈升高趋势,但均小于其对应的二倍体;SOD活性和可溶性蛋白质含量先升高后下降;可溶性糖含量和脯氨酸含量呈升高趋势,并且高于其对应的二倍体泡桐.对0.6%NaCl胁迫下2种四倍体泡桐及其对应二倍体泡桐的各项生理指标利用模糊隶属函数进行耐盐性评价,耐盐性从强到弱的排列为PF4>PA4>PF2>PA2.

南方泡桐二倍体及其同源四倍体AFLP和MSAP的差异

以南方泡桐（ Paulownia australis）二倍体及其同源四倍体幼苗为材料，分别采用AFLP和MSAP分子标记技术研究其DNA碱基序列及其甲基化的变化情况。研究结果表明：AFLP中平均每对引物扩增出50～70条谱带，南方泡桐二倍体染色体加倍前后DNA碱基序列在AFLP水平上没有发生变化；统计MSAP在100～500 bp的扩增带，二倍体南方泡桐与四倍体南方泡桐酶切位点分别有2059和2214个，发生甲基化的位点分别为34．34％和36．77％，而发生DNA全甲基化的位点则分别为9．76％和11．74％。四倍体南方泡桐与二倍体南方泡桐相比40．80％位点甲基化模式发生了变化，并且同源四倍体南方泡桐的总甲基化水平和半甲基化水平比其二倍体高。

南方泡桐二倍体及其四倍体的光合特性研究

以1年生南方泡桐四倍体及其二倍体南方泡桐为材料,采用Li-6400便携式光合作用仪测定其叶片的光合特性。结果表明:南方泡桐四倍体与其二倍体泡桐的光合特性规律一致,不同月份四倍体泡桐的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)和胞间二氧化碳浓度(Ci)等均高于其二倍体。四倍体泡桐及其二倍体泡桐的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率日变化,在5月、7月、9月和10月为单峰,6月和8月为双峰,胞间二氧化碳浓度为单谷变化。

盐胁迫对南方泡桐基因表达的影响

为阐明泡桐多倍体的耐盐分子机制,以南方泡桐二倍体及对应的四倍体为试验材料,以白花泡桐基因组为参考序列,利用RNA-Seq测序技术,研究了盐处理前后南方泡桐四倍体和对应二倍体的基因表达变化。通过比对分析,共鉴定出与盐胁迫相关的差异表达基因2 940个。对这些差异基因进行GO功能分类,结果显示差异基因共参与了39个分类,集中在细胞、结合、催化等分类功能区的数量最多。KEGG代谢通路分析发现,这些差异表达基因主要参与了Plant hormone signal transduction,Carbon metabolism,Biosynthesis of amino acid等,其中编码MYB、WRKY、bZIP、ATPase等的基因差异表达显著。表明这些基因可能是潜在的盐胁迫响应基因。采用qRTPCR技术验证了随机挑选的9个差异表达基因,结果与转录组测序数据趋势一致。

南方泡桐突变体构建及黄化苗体外植株再生的研究

用不同质量浓度甲基磺酸乙酯(EMS)处理南方泡桐种子构建突变体库,并用获得黄化苗建立了体外植株再生系统.结果表明,随着EMS质量浓度的增大,南方泡桐种子出苗率总体呈下降趋势,质量浓度为120 mg.L-1EMS浸种12 h的南方泡桐种子突变体率最高.MS+0.1 mg.L-1NAA+15 mg.L-1BA是南方泡桐黄化苗叶片芽诱导的最适培养基,1/2MS+0.1 mg.L-1IBA是其芽诱导根的最适培养基.