月月粉(Rosa chinensis ‘Pallida’)、大马士革蔷薇(R.damascene)、百叶蔷薇(R.centifolia)香气成分分析

以月季资源月月粉、大马士革蔷薇和百叶蔷薇为材料,采用顶空固相微萃取技术,比较分析了其盛开期花瓣和雄蕊香气成分差异。结果表明:不同材料及同一材料的花瓣和雄蕊香味物质的种类及相对含量差别明显。月月粉的主要香气物质是芳香烃、萜烯类,其中,1,3,5-三甲氧基苯是其特征香味成分;大马士革和百叶蔷薇的主要香味成分组成基本一致,花瓣主要成分是2-苯乙醇,相对含量约占69%,二者微量香气差别成分是榄香醇、甲基丁香酚、香叶酯;丁香酚在3种材料的雄蕊中均存在,且是大马士革和百叶蔷薇的主要成分,而在花瓣中不含有。此研究结果为从这些月季资源中克隆相应的关键酶基因奠定基础,同时为重要花香物质的分子调控机制提供理论依据。

水杨酸和茉莉酸甲酯对盐胁迫下月季品种月月粉生理特性的影响

【目的】探索外施水杨酸和茉莉酸甲酯对盐胁迫下月季品种月月粉生理特性的影响。【方法】采用水培方法,对月月粉幼苗进行高盐胁迫处理、外源激素处理以及盐与激素共处理,测定处理组和对照组的叶绿素、脯氨酸和丙二醛含量以及过氧化物酶、过氧化氢酶和超氧化物歧化酶活性。【结果】相较于单独盐胁迫,盐胁迫下外施水杨酸和茉莉酸甲酯使月月粉叶片叶绿素含量分别提高了98.03%和80.05%,叶片中脯氨酸含量分别提高了57.23%和49.72%,根系中脯氨酸含量分别提高了56.75%和89.31%,叶片中丙二醛含量分别降低了29.92%和16.79%,根系中丙二醛含量分别降低了28.62%和20.52%。【结论】外施水杨酸和茉莉酸甲酯处理均可缓解盐胁迫对月月粉的伤害,且茉莉酸甲酯的缓解效果优于水杨酸。

‘月月粉’月季NAC家族全基因组鉴定及皮刺发育相关成员的筛选

【目的】从‘月月粉’月季全基因组中鉴定NAC家族成员,并进行生物信息学和表达模式分析,为研究‘月月粉’NAC的潜在功能提供理论基础,筛选可能参与皮刺发育的候选基因。【方法】以拟南芥NAC氨基酸序列为参考,利用双向Blast及HMM结构域检索筛选RcNAC;对筛选成员进行理化性质、亚细胞定位、序列特征、顺式元件和系统进化分析;基于已释放转录组数据,分析RcNAC在不同组织器官,和不同逆境处理条件下的表达特性;同时通过‘月月粉’不同发育阶段皮刺组织转录组测序,筛选与皮刺发育可能相关的RcNAC。【结果】共鉴定得到116个RcNACs,均含有完整典型的NAM保守结构域,其编码蛋白包含69-713个氨基酸,等电点从4.43-9.54,分子质量从7.87-79.99 kD,81个RcNACs被预测定位于细胞核内;115个RcNACs在7条染色体上不均匀分布,1个RcNAC未明确位置信息;系统进化树分析将AtNACs、OsNACs和RcNACs聚为21类;在不同组织器官中,116个RcNACs表达模式各异,遭受水胁迫和感染灰霉病之后,31个RcNACs表达量发生变化;在衰老的花组织中,6个RcNACs表达量上升;皮刺转录组数据中检测到53个RcNACs,其中26个RcNACs为差异表达基因。【结论】基于已有转录组数据分析,RcNACs协同调控植物组织发育及逆境胁迫响应;结合皮刺转录组数据,部分成员可能参与皮刺细胞增殖、次生细胞壁生物合成及细胞程序性死亡等过程,可作为皮刺发育相关候选基因进行深入研究。

秋水仙素诱导月季品种‘月月粉’2n花粉的研究

为获得二倍体古老月季品种‘月月粉’人工诱导2n花粉用于现代月季杂交育种,该研究在了解‘月月粉’花粉母细胞发育过程的基础上,使用秋水仙素注射结合包裹法处理幼嫩花蕾,成功获得了可正常萌发的2n花粉,并通过观察诱导获得的花粉离体及其在雌蕊上的萌发特征,初步评估2n花粉用于杂交育种的性能。结果表明:(1)秋水仙素药棉包裹造成部分花蕾在采粉前死亡,花蕾存活率随秋水仙素浓度提高和处理时间延长均极显著降低。(2)2n花粉诱导率在秋水仙素浓度为2.5、5.0、7.5和10.0 g/L间存在显著差异,但在处理时间为24、48和72 h间无显著差异;最佳诱导处理为5.0 g/L秋水仙素处理24 h,诱导率可达15.83%,该处理获得的2n花粉经亚历山大染色检验活力为27.2%。(3)‘月月粉’花粉母细胞在减数分裂时存在异常落后染色体和平行纺锤体,在四分体时期形成染色体数目加倍的二分体和三分体,最终产生2n花粉。(4)所诱导的2n花粉的体外萌发率和花粉管长度与天然花粉无显著差异,且都可以在母本柱头上萌发并长出花粉管进入子房,表明可用于进一步的杂交育种。

‘月月粉’和野蔷薇花青素合成酶基因的鉴定与表达分析

植物花青素是一种天然的黄酮类水溶性植物色素,对于植物的花和果实的花色决定具有重要作用,花青素在植物体内的生物合成途径研究相对较清楚。但在蔷薇属植物中花青素合成酶基因的功能分析相对较少,通过序列比对和进化树分析鉴定‘月月粉’(Rosa chinensis‘Old Blush’,用OB表示)和野蔷薇(Rosa multiflora)中花青素合成酶基因各14个。通过序列比较发现野蔷薇和OB中对应的同源基因序列相似性很高,表明这些基因的保守性很强,但表达谱分析显示这些基因在两个物种中的差异较大,暗示其调控序列可能变异程度较大。通过检测一个野蔷薇自然突变单株中红花和白花中的花青素合成酶基因的表达,推测有部分花青素合成酶基因可能在花青素合成反馈调节中具有重要作用。通过分析启动子序列中顺式作用元件推测OB中花青素合成酶可能受蔗糖和不同激素的调控。本研究可为揭示蔷薇属植物花青素合成调控的分子机制提供依据。

外源褪黑素处理对月季幼苗盐胁迫的缓解效应

【目的】研究外源褪黑素(MT)处理对盐胁迫下中国古老月季‘月月粉’Rosa chinensis‘Old Blush’的缓解效应及其机制,为解决月季栽培中的盐害问题提供理论依据。【方法】以90 d扦插苗为材料,分别通过根部浇灌0、5、10和20μmol·L^−1褪黑素进行预处理5 d后,再对根部浇灌200 mmol·L^−1氯化钠溶液进行盐胁迫处理20 d,以浇灌清水的植株为空白对照,研究了外源褪黑素处理对月季盐胁迫的缓解效应。【结果】与空白对照相比,不同浓度外源褪黑素处理可显著降低盐胁迫下月季叶片的相对电导率和丙二醛质量摩尔浓度(P<0.05),同时可显著提高可溶性蛋白质、抗坏血酸和脯氨酸的质量分数(P<0.05),特别是显著提高了超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)的活性,从而增强了活性氧的清除能力。【结论】外源褪黑素处理可增强月季‘月月粉’的抗氧化酶活性以及渗透调节物质的质量分数,从而抑制活性氧的积累,防止膜脂过氧化,提高耐盐性。

月季RcNAC72基因的克隆及表达分析

为揭示月季NAC转录因子的功能,以月季“月月粉”生根的组培苗为材料克隆得到一个NAC基因,命名为RcNAC72。生物信息学分析表明,RcNAC72基因全长为1672 bp,开放阅读框(ORF)为1059 bp,可编码353个氨基酸。基因序列比对发现,RcNAC72在N端具有保守的结构域,与草莓FvNAC72-like、桃PpNAC72、梅花PmNAC72-like、苹果MdNAC91蛋白序列分别有88.34%、80.74%、80.70%、79.96%的相似性。系统进化树分析结果表明,RcNAC72与梅花PmNAC72-like、桃PpNAC72、甜樱桃PaNAC72、樱花PsNAC72,亲缘关系较近。实时荧光定量PCR分析表明,高盐、水杨酸、茉莉酸甲酯均可诱导RcNAC72基因上调表达,高盐,水杨酸,高盐与水杨酸共处理时,根系中的相对表达量明显高于叶片。综上推测RcNAC72基因主要在月季根中作为调节因子参与盐胁迫响应。