新疆扁桃表型指标多样性及育种方向分析

【目的】探明新疆扁桃表型指标的多样性,确定品种选育方向,筛选出具有优良育种性状的亲本。【方法】以14个扁桃品种和野生扁桃为实验材料,通过测定17个果实指标、8个叶片指标及22个花器官指标,运用SPSS 20软件进行了指标内差异显著性分析、指标间相关性分析及品种间聚类分析。【结果】种壳厚度与花药数目、叶面积、叶周长、叶长、叶宽极显著正相关,与花瓣横径、叶绿素含量显著正相关,与柱头高于花药比例显著负相关;种仁质量与千药质量、十蕊质量、子房高度、子房宽度、果实纵径、种子纵径、种仁纵径、种仁横径、种仁侧径极显著正相关,与双花比例、花芽质量、花粉活力、裂口宽、叶柄长显著正相关,与花冠纵径显著负相关;双仁率与花冠直径、花瓣横径显著负相关;出仁率与柱头高于花药比例显著正相关,与花梗长显著负相关。聚类结果发现野生扁桃、‘桃巴旦2’分别为一组;‘小桃巴旦’‘甜仁桃巴旦’‘桃巴旦1’聚为一组;‘大巴旦’‘Neplus’‘白薄’‘纸皮芽变’‘阿曼尼莎’‘厚壳甜巴旦’‘Mission’‘纸皮’‘麻壳’和‘Sonora’聚为一组。【结论】‘纸皮’‘纸皮芽变’‘麻壳’‘Sonora’和‘Mission’具有较多的优良栽培性状,在未来育种中可优先选为亲本。

新疆扁桃F1群体抗寒性研究

以4种新疆扁桃的自然杂交后代F1群体的一年生休眠枝为材料,测定自然降温过程中休眠枝的电解质渗出率、丙二醛(MDA)含量、脯氨酸(Pro)含量、过氧化氢酶(CAT)的活性、超氧化物歧化酶(SOD)的活性、过氧化物酶(POD)的活性。结果表明:电解质渗出率、丙二醛含量、脯氨酸含量、过氧化氢酶的活性在自然降温过程中均表现为随温度下降而增加随温度回升而减小的变化趋势,而过氧化物酶活性却与采样时期的气温变化趋势相吻合,超氧化物歧化酶活性则呈现出"M"型变化;采用主成份分析法综合评价不同采样期4种新疆扁桃的自然杂交后代F1群体抗寒性,结果为5次采样时间的抗寒性综合评价结果均为S-2>S-1>S-9>S-13。

新疆扁桃花粉萌发及花柱离体培养试验研究

对‘纸皮’、‘双果’、‘克西’、‘麻壳’、‘267’共5个扁桃品种进行花粉萌发试验，结果表明‘纸皮’花粉萌发率最高，为84．83％；‘克西’的萌发率最低，为0．65％。通过对5个品种自交和杂交授粉后的花柱进行离体培养可以看出，自交时，

新疆野扁桃天然居群形态变异的研究

为了从数量上分析新疆野扁桃(Amygdalus ledebouriana)天然居群表型性状在居群间和居群内的变异,我们于2007年对分布在新疆的5个野扁桃天然居群的8个表型性状进行了测量和比较分析。结果表明:新疆野扁桃表型性状在居群间和居群内均存在着较丰富的差异,居群内的变异大于居群间的变异,居群间的分化相对较小;利用居群间欧氏距离进行UPGMA聚类分析表明,5个天然居群可以划分为3类,表型性状的欧式遗传距离与地理距离相关不显著。主成分综合分析结果显示:新梢长宽比、叶片长宽比、果核千粒重、果核长宽比及花冠直径等5个表型性状指标是反映新疆野扁桃表型差异的主要因素。

新疆野扁桃种质资源遗传多样性的ISSR分析

采用ISSR分子标记技术,对中国新疆分布的野扁桃(Amygdalus ledebouriana Schlecht.)5个居群共120个个体的遗传多样性进行了研究。9条引物共检测到114个位点,其中105个为多态位点。在物种水平上,野扁桃的多态位点百分率为92.1%,Nei's基因多样度(h)为0.2809,Shannon信息指数(I)为0.4327;在居群水平上,多态位点百分率平均为50.7%,Nei's基因多样度(h)平均为0.2062,Shannon信息指数(I)平均为0.2999。基于Nei's遗传多样性分析得出的居群间遗传分化系数Gst=0.2660,表明有26.6%的遗传变异存在于居群之间。居群间的遗传一致度平均为0.8964,估测的居群间基因流(Nm)为1.3794,可以认为5个野扁桃居群间基因流畅通,与Nei's多样性指数揭示的大部分遗传变异存在于居群内是一致的。根据Nei's遗传距离对不同居群进行UPGMA聚类分析显示居群间的遗传距离与居群的地理距离之间没有显著的相关性。基于试验分析结果,野扁桃种质资源保护和利用的策略为在优先保护现有群体的基础上,加强筛选和保存居群内的变异单株。

新疆野扁桃自交不亲和基因SSK1的克隆及生物信息学分析

为了获得新疆野扁桃居群中自交不亲和花粉特异性表达的SSK1基因全长,以新疆野扁桃植物叶片及花粉为试验材料通过rt-PCR技术以及生物测序等技术,克隆得到了一个新的SSK1基因全长c DNA,Pet SSK1。Pet SSK1全长为602 bp,开放阅读框为534 bp,共编码了177个氨基酸,经生物信息学分析,Pet SSK1蛋白的分子式为C910H1421N233O295S6,相对分子质量为20538.0,理论推导半衰期为30 h,等电点为4.52,不稳定指数为41.48,平均疏水指数为-0.567,Pet SSK1蛋白属于水溶性不稳定蛋白。首次从新疆野扁桃植株中克隆得到了SSK1基因全长。通过对该基因的克隆及序列分析,为今后的表达分析以及有效利用该基因获得自交亲和植株奠定了基础。

新疆野扁桃自交不亲和花粉SFB基因的克隆及生物信息学分析

旨在克隆获得新疆野扁桃自交不亲和花粉SFB新基因,以新疆野扁桃花药为试材,应用分子同源克隆及RT-PCR等技术,并进一步采用在线软件分析SFB基因的蛋白质理化性质,实验成功克隆到了PtSFB5与PtSFB6 2个新SFB基因的cDNA全长,2个基因的cDNA全长分别为1124 bp和1072 bp,分别编码了374和348个氨基酸,2个基因都具有F-Box基因结构,属于F-Box基因家族,预测的相对分子量分别为30787.26和44037.74,等电点为5.93和5.43,均属于水溶性不稳定蛋白。

新疆野扁桃自交不亲和基因Cullin1的克隆及生物信息学分析

旨在为今后研究新疆野扁桃的分子调控奠定良好基础。通过利用Rt-PCR技术及生物测序等方法,从新疆野扁桃的幼嫩叶片中,克隆得到了一个全新的新疆野扁桃Cullin1基因全长c DNA,命名为Pet Cullin1。并进一步的利用在线软件分析发现:Petcullin1基因全长为2677 bp,其开放阅读框2217 bp,该基因的氨基酸共有738个编码,预测得出Petcullin1蛋白的分子式为C3887H6064N1028O1133S34,原子总数为12096,相对分子质量为85814.61,理论推导出其半衰期为30 h,带正负电荷的残留的总数分别是108和113,不稳定指数和平均疏水指数分别为40.19、-0.452,该蛋白属于水溶性不稳定蛋白。

新疆野扁桃五个自然分布居群S基因型的鉴定及发生频率分析

以新疆野扁桃5个自然分布居群的150个株系为试材,采用生物统计学的方法,研究了新疆野扁桃5个自然分布居群的S基因类型及其发生频率。旨在为新疆野扁桃资源的有效保护与合理利用及该物种自交不亲和性进化机理提供科学依据。结果表明:在受试株系中共鉴定出6个S-RNase基因,S基因型有11种类型,各基因型组成在不同居群中的存在比率是不均等的,有占主导地位的S基因型;还有一些S基因型是某个居群特有的;也有一些S基因型出现的比率很低,变化差异较大;表明S-RNase基因经历了一定的进化历程。

不同脱脂处理对新疆莎车1号扁桃仁蛋白功能特性的影响

莎车1号扁桃是新疆南疆当前主栽品种,为充分了解其果仁蛋白功能特性,以莎车1号扁桃仁为对象,研究不同脱脂处理对其蛋白质功能特性的影响。结果表明:不同脱脂处理对扁桃仁蛋白的功能特性有不同影响;超临界法、压榨法和溶剂法脱脂处理的莎车1号扁桃仁蛋白热变性温度分别为68.4、48.1、63.4℃,溶解性分别为50.63%、36.51%、41.77%,持水性分别为259.55%、242.16%、230.86%,持油性分别为314.35%、315.28%、338.24%,乳化性分别为60.42%、56.14%、59.55%,乳化稳定性分别为62.07%、87.98%、47.07%。因此,超临界法脱脂处理的扁桃仁蛋白热稳定性、溶解性、持水性和乳化性最好,而压榨法脱脂处理的扁桃仁蛋白乳化稳定性最好,溶剂法脱脂处理的扁桃仁蛋白持油性最好。

新疆野扁桃的TP-M13-SSR荧光标记引物的筛选

为对毛细管荧光电泳检测过程中出现的非特异性峰进行观察,探讨其形态及发生原因,笔者从新疆野扁桃的5个居群中分别挑选2份叶片提取基因组DNA,PCR产物使用毛细管电泳荧光检测。结果表明:在毛细管电泳荧光检测中,共选用4种荧光引物,其中荧光引物FAM峰型最为正常且特异峰清晰,不常发生非特异性峰。与之相反,荧光引物ROX的非特异峰种类数量最多,且特异峰不易辨认。在6种异常情况中,N+1峰出现次数最多,高低峰出现次数最少。荧光引物FAM更适合于新疆野扁桃进行扩增。

新疆野扁桃六个新S-RNase基因的克隆和序列分析

以我国闻名于世的珍稀野生果树新疆野扁桃为试材,利用蔷薇科果树自交不亲和性通用引物组合,采用S-RNase等位基因PCR扩增,RT-PCR和RACE等技术方法,克隆了新疆野扁桃不同株系的S-RNase基因,以期为新疆野扁桃自交不亲和分子机理的进一步研究提供基本的资料。结果表明:从新疆野扁桃不同株系中克隆鉴定出了6个新的S-RNase基因,分别命名为PteS_(10)(GeneBank登陆号:KJ755352),PteS_(11)(GeneBank登陆号:KJ755353),PteS_(12)(GeneBank登陆号:KJ755354),PteS_(13)(GeneBank登陆号:KJ755355),PteS_(14)(GeneBank登陆号:KJ755356)和PteS_(15)(GeneBank登陆号:KJ755357);并对这6个新基因进行了序列生物信息学分析,为基于新疆野扁桃自交不亲和特性的遗传改良以及分子调控模式奠定试验基础。

新疆野扁桃TP-M13-SSR引物的多态性分析

以来自5个居群的96份新疆野扁桃叶片为试材,采用TP-M13-SSR技术和毛细管荧光电泳检测的方法,分析新疆野扁桃TP-M13-SSR引物的多态性,以期为该珍稀植物的保育工作提供参考依据。结果表明:新疆野扁桃TP-M13-SSR引物库中包含23 627条序列,共有5类重复类型,以二核苷酸类型数量最多,五、六核苷酸数量极少。将12对核心引物与96份样品一同扩增后,等位基因数(No.of allele)均为2个,有效等位基因数(Ne)、观测杂合度(Ho)、期望杂合度(He)、固定指数(F)、香农指数(I)、特异等位基因(Na)、多态性信息含量指数(PIC)、标记指数(MI)、Nei′s多样性指数、遗传相似性系数(Gst)、基因流(Nm)的范围分别为:3.531 0~9.000 0、0~0.666 7、0.72~0.89、0.25~1.00、1.48~2.44、8~18、0.669 0~0.879 0、5.35~15.82、0.219 5~0.430 8、0.002 0~0.042 6、34.756 0~252.196 4。这12对引物中,引物PT-9的多态性最好,引物PT-1多态性最差。

新疆野扁桃自交不亲和SFB与S-RNase蛋白间相互作用的研究

利用酵母双杂交系统研究新疆野扁桃自交不亲和性花粉SFB蛋白与花柱S-RNase蛋白间的相互作用。以野扁桃花药为实验材料,根据实验要求和基因的结构特点,利用已克隆到的SFB和S-RNase基因,有针对性的截短,构建酵母双杂交载体。研究结果显示,成功构建了酵母双杂交重组表达载体,PtSFB17、PtS16-RNase和PtS17-RNase各蛋白之间并没有发现存在相互作用,据此推测PtS16-RNase蛋白和PtS17-RNase蛋白不在PtSFB17蛋白的识别谱中,协同非我识别模型在新疆野扁桃中同样存在。新疆野扁桃自交不亲和性PtSFB17、PtS16-RNase和PtS17-RNase各蛋白间并无相互作用。

新疆野扁桃TP-M13-SSR的引物开发研究

该试验自主设计新疆野扁桃TP-M13-SSR引物,从中筛选多态性最佳的引物以供后续研究使用。从该植物的5个居群中分别挑选2份叶片提取基因组DNA,扩增后的产物使用毛细管电泳荧光检测并分析。经分析可得出12对新疆野扁桃TP-M13-SSR引物的期望杂合值(He)、观测杂合值(Ho)、等位基因数目(Na)、香农指数(I)、固定指数(F)、多态性信息含量指数(PIC)的范围分别为0.656~0.859、0~0.281、3.796~9.580、4~8、1.213~2.014、-0.164~1、0.605~0.843。在所有以上引物中,引物PT-6除固定指数外的所有信息数据均为最高。共筛选出12对多态性信息丰富的TP-M13-SSR引物,扩增片段大小在100~300 bp之间,多为两碱基重复。

濒危植物新疆野扁桃的遗传多样性

【目的】基于cpDNA序列,对孑遗濒危植物新疆野扁桃的遗传多样性、遗传结构和显著进化单元等进行分析,为居群的保护提供依据。【方法】基于叶绿体序列trnL-trnF和psbK-psbI,对新疆野扁桃自然分布区内的8个居群共102个个体进行序列分析;利用分子方差分析和景观遗传插值分析居群间的遗传分化;利用最大似然树和贝叶斯系统树分析单倍型间的分子系统关系。【结果】1)叶绿体序列trnL-trnF和psbK-psbI拼接后的总长度为584 bp,鉴别了14个核苷酸变异位点,共定义了9个单倍型。居群间总的遗传多样(hT)和居群内平均遗传多样性(hS)分别为0.755和0.487。2) AMOVA分析结果表明,65.71%的遗传变异来源于居群间。物种分布范围内存在显著的遗传结构(NST>GST,P<0.05)。3)单倍型的最大似然树和贝叶斯系统树均表明新疆野扁桃自然分布区内9个叶绿体单倍型共聚为2支:阿勒泰和塔城地区的居群各为一支。单倍型网络图和主坐标分析结果也表明阿勒泰和塔城地区的居群各聚为一支。所有居群的遗传景观分析表明,阿勒泰地区和塔城地区的居群之间表现出明显的遗传分化。4)哈巴河孔墩林山麓居群和裕民保护区居群2拥有较高的遗传多样性,可以作为该濒危植物遗传多样性保护的重点。【结论】基于cpDNA序列,新疆野扁桃居群的遗传变异主要来源于居群间,阿勒泰地区和塔城地区的居群组间存在显著的遗传分化。阿勒泰居群组和塔城居群组可以作为2个显著进化单元,哈巴河孔墩林山麓居群和裕民保护区居群2应该作为新疆野扁桃遗传多样性保护的重点。研究结果可以为深入研究新疆野扁桃居群的分布、进化和保护提供科学依据。

新疆野扁桃抗旱性生理指标的测定

试验对浇水后的第10、15、20、25、30天的新疆野扁桃叶片进行抗旱性生理指标测定。结果表明，在浇水后20d，质膜相对透性达到最大，为2．9．465％；脯氨酸含量在浇水后20d达到最大值1230．275μg／g，与浇水后10d相比增长1倍；浇水后30d时，丙二醛含量明显上升，且含量达到最大值0．076μmol／g，与浇水后10d相比增加2倍。表明野扁桃具有一定的抗旱能力，但在缺水20～25d后，细胞组织会受严重伤害。