矮牵牛PhSPL9b基因的克隆及功能分析

为研究SPL(SQUAMOSA-promoter binding protein-like)转录因子在矮牵牛成花转换中的作用,克隆矮牵牛PhSPL9b基因,并将该基因对应的miR156/157靶位点进行点突变获得rPhSPL9b,将PhSPL9b和rPhSPL9b分别构建超量表达载体,转化矮牵牛和拟南芥,最终获得拟南芥35S∶∶PhSPL9b与35S∶∶rPhSPL9b转基因植株以及矮牵牛35S∶∶PhSPL9b转基因植株。研究结果显示,过表达PhSPL9b和rPhSPL9b导致拟南芥莲座叶显著减少,花期明显提前,其中35S∶∶rPhSPL9b转基因表型更为明显;过表达PhSPL9b促进矮牵牛提前开花。RT-PCR和qRT-PCR分析结果显示,表型明显的转基因株系中,PhSPL9b基因表达量均显著高于对照。转录激活实验结果表明,PhSPL9b是一个具有转录激活活性的转录因子。以上结果表明,矮牵牛PhSPL9b基因对开花时间具有重要调控作用,其功能具有保守性,同时,它可能是通过转录激活下游基因的表达而影响植物开花。

矮牵牛花瓣衰老和逆境胁迫响应相关NAC基因的鉴定与分析

【目的】NAC(NAM, ATAF and CUC)参与植物生长发育和多种逆境胁迫响应过程的调控。本文旨在鉴定和研究对矮牵牛生长发育和逆境胁迫响应的关键NAC成员,为优质抗逆矮牵牛育种提供基因资源。【方法】以腋生矮牵牛(Petunia axillaris)基因组为参考基因组,利用矮牵牛花器官衰老过程、烟草脆裂病毒(Tobacco rattle virus,TRV)侵染、低磷、低温、NaCl、铜离子和干旱胁迫处理后的转录组数据,分析矮牵牛NAC基因(PaNACs)差异表达情况,并对差异表达PaNACs的启动子顺式作用元件及转录因子结合位点进行分析。利用实时荧光定量PCR验证了部分差异表达PaNACs在矮牵牛花衰老过程中的表达情况,并预测了差异表达PaNACs编码蛋白的潜在靶基因。【结果】鉴定的131个PaNAC基因中,59个(45.04%)被鉴定为花器官衰老和逆境胁迫响应过程中的差异表达基因。PaNAC72、 PaNAC22、 PaNAC29、 PaNAC40、 PaNAC2、 PaNAC90、 PaNAC83、 PaNAC56、 PaNAC36和PaNAC35在至少3个生物学过程响应中差异表达显著,其中拟南芥衰老关键基因AtNAP的直系同源基因PaNAC29在花器官衰老过程和低温、低磷、铜离子胁迫逆境处理中显著上调表达;PaNAC72在除受铜离子胁迫外的所有6种处理中表达差异显著;PaNAC22在花器官衰老过程和低温和低磷胁迫中上调表达,在铜离子和干旱逆境下调表达。启动子分析结果显示这10个PaNAC启动子区域存在多种逆境胁迫响应相关元件,且大量响应衰老和逆境胁迫的差异表达基因的启动子区域存在NAC的结合位点。【结论】PaNACs广泛参与矮牵牛生长发育及逆境胁迫响应,其中PaNAC29可能是花衰老关键的正调控因子,PaNAC72广泛响应多种逆境胁迫。

矮牵牛花朵大小及相关性状遗传分析

为了探究矮牵牛花朵大小的遗传规律,以大花型和小花型矮牵牛高代自交系为亲本构建四世代遗传群体(P_1、P_2、F_1、F_2),对花朵大小遗传特征进行主基因+多基因混合遗传模型分析,并将F_1植株与中花型矮牵牛W115株系进行杂交,验证遗传规律。同时以F_2群体为材料,对花径、萼片长、叶片长等23个表型性状进行测定,并研究其相关性。结果表明,矮牵牛大花对小花性状符合2MG-A模型,即由2对加性主基因控制,主基因遗传率为95.38%;大、小花杂交F_1与中花W115进一步杂交,后代出现大花与中花性状分离(1∶1),且中花植株的叶片和苞片叶绿素含量显著高于大花植株(P<0.01)。大花×小花F_2群体的表型性状变异丰富,变异系数在7.67%~59.93%,平均22.38%。相关性分析结果表明,花部性状、叶部性状以及两者之间均存在一定的相关性,其中花径与其他器官大小均呈显著正相关,与部分植株性状呈显著负相关。

etr1-1在矮牵牛中诱导表达可提高叶片对灰霉病的抗性

【目的】研究etr1-1诱导表达对矮牵牛抗灰霉病的作用。【方法】以转GVG:etr1-1矮牵牛为材料,地塞米松(DEX)处理,接种灰霉病菌,通过调查发病程度和定量半定量基因表达分析揭示etr1-1在矮牵牛抗灰霉病中的作用。【结果】与对照叶片相比,DEX处理的矮牵牛叶片表现出延缓衰老和减轻病害的症状。接种病原菌后,DEX处理的叶片发病率增加比例为0,对照叶片为66.77%;DEX处理的叶片平均病斑扩展速率为4.69 mm·d-1,对照叶片为6.29 mm·d-1。qRT-PCR和semi-qRT-PCR基因表达分析表明,DEX处理的叶片etr1-1与Bcact表达呈相反趋势。在DEX处理叶片中,DEX诱导了叶片etr1-1表达,随着诱导时间延长,基因相对表达量上升,诱导后第3天达到最大,无菌水接种叶片的表达量是病原菌接种叶片的10.71倍。DEX处理的叶片,Bcact在接种后第1天表达量最大;对照叶片,Bcact在接种后第2天表达量最大;其中处理叶片Bcact的最大表达量比对照叶片降低了20倍。在DEX处理的叶片上随着etr1-1表达增强,Bcact表达量下降。DEX处理的叶片,CP10仅在接种后第3天轻微表达;对照叶片上,随接种时间延长,CP10表达量上升,接种后第3天达到最大,处理最大表达量比对照降低了23.6倍。随接种时间延长,DEX处理的叶片和对照叶片,ACO表达均先升高后降低,在第2天达到最大,处理叶片上最大表达量仅为6.75,比对照低7.33倍。DEX处理的叶片,乙烯途径基因ETR2、ERS1、EIL1和EIN2表达受到抑制。ERS1和ETR2在DEX处理和对照叶片上均有表达,并在接种后第3天达到最大,但处理的最大表达量比对照低51倍。DEX处理的叶片,接种后第1—2天EIN2表达被抑制,第3天表达上升,在对照叶片上,EIN2表达量随接种时间而增加,第3天达到最大,DEX处理的叶片EIN2最大表达量比对照低31.58倍;DEX处理的叶片和对照叶片,EIL1与EIN2有相似的表达趋势,且DEX处理的叶片EIL1最大表达量低于对照两倍。AOC和COI1在JA生物合成和信号转导途径中起重要作用。DEX处理的叶片,AOC和COI1表达均被减弱,AOC在接种后第1—2天被抑制,第3天表达,对照叶片上,随接种时间延长AOC表达量增加,在第3天达到最大,处理叶片AOC最大表达量比对照低12.96倍;COI1在DEX处理和对照叶片上均有表达,且在第3天表达量最大,DEX处理叶片COI1最大表达量比对照低6.14倍。病原菌侵染植物时,ERFs会被乙烯或JA调控以激活病程相关基因表达。经DEX处理的叶片ERF4表达先升高后降低,第2天表达量最大;对照叶片随接种时间延长ERF4表达量上升,在第3天达到最大;处理最大表达量比对照低2.96倍。无论处理还是对照,ERF8表达量都随接种时间延长而上升,在第3天达到最大,但处理的最大表达量比对照低3.52倍。接种病原菌后,DEX处理的叶片上,所有病程相关基因表达微弱,最大表达量均低于10;而对照叶片上,所有病程相关基因均有表达,并在接种后第3天表达量最大。其中以PR1表达量最大为10 521.11,其次是EX-CHI和OSM,分别为184.95和184.96,Defense1和AC-CHI表达量最小为23.39和14.58。【结论】etr1-1诱导表达通过延缓灰霉病菌引起的叶片衰老,从而提高转基因矮牵牛对灰霉病的抗性。

芯片行业再生水灌溉矮牵牛的植物毒理效应及环境风险评价

芯片行业废水的再生利用对减少水环境污染、缓解水资源短缺、推动行业绿色发展具有重要意义。为明确芯片行业再生水灌溉对植物的毒理效应,采用矮牵牛作为模型生物,分析2种再生水灌溉期间其生长形态及对总蛋白、叶绿素、抗氧化系统和能量系统标志物的响应特征,基于第二代综合生物标志物响应指数(IBRv2)法评估再生水灌溉的环境风险。结果表明:2种再生水灌溉期间未对矮牵牛的生长形态产生明显不良影响;灌溉中期(9 d)矮牵牛总蛋白、叶绿素均被显著诱导,随后诱导作用减弱,抑制作用开始显现;灌溉中长期(9~15 d)矮牵牛的抗氧化标志物以抑制效应为主,但机体未出现明显的氧化损伤;灌溉期间矮牵牛能量系统标志物的响应规律无明显的一致性。芯片行业再生水灌溉矮牵牛的平均IBRv2为0.85~1.72,环境风险水平较低,但因再生水仍含有高浓度的氯离子和溶解性总固体(TDS),可选择敏感的生物标志物组合谷氨酸脱氢酶、丙酮酸激酶、丙二醛(MDA)或超氧化物歧化酶、MDA对环境风险进行监测和管控。建议进一步研发可有效降低芯片行业再生水中氯离子和TDS浓度的处理工艺,以保障芯片行业再生水回用于绿化灌溉的生态环境安全。

不同供磷水平对矮牵牛生长的影响

为提升矮牵牛的育苗和养护技术,本研究以矮牵牛品种‘梦幻玫红’为试验材料,设置5个不同磷浓度的营养液处理矮牵牛幼苗,研究不同磷供应水平对矮牵牛生长相关指标的影响。结果表明,不同浓度磷供应对矮牵牛植株的株高随处理时间不同有所差异,至第5周,磷浓度为7.5 mg·L^(-1)处理组的平均株高最大(达到14.25 cm)。随着处理时间延长,磷浓度高的处理组和磷浓度低的处理组的冠幅差异逐渐增大,至第5周,磷浓度越高冠幅越大,磷浓度为45.0 mg·L^(-1)处理组冠幅达到22.90 cm。叶片数、分枝数、花芽数随磷浓度升高呈上升趋势,但各处理组间叶片SPAD值基本无显著差异。破坏性取样后发现,植株地上和地下部分磷积累量和干重也随磷浓度升高而增加,但根冠比随着磷浓度升高而降低。因此,不同供磷水平对矮牵牛的营养生长有明显的影响,磷供应不足会降低矮牵牛的冠幅、叶片数、分枝数和花芽数量等重要观赏指标。

生物有机肥在矮牵牛上的应用效果试验

为探明生物有机肥在矮牵牛上的应用效果,作者在不增加或少增加矮牵牛栽培成本的条件下,开展了生物有机肥对矮牵牛植株生长和开花的影响试验。试验结果表明,生物有机肥对矮牵牛的植株生长发育有很好的促进作用,利于其增加单株花蕾数和单株开花数,园土掺入5%生物有机肥作基质盆栽矮牵牛,能使矮牵牛的开花期明显提前,初花期后连续开花性较好,花朵颜色鲜艳、品质优良。因生物有机肥和复合肥的成本相当,园土掺入5%生物有机肥作基质盆栽矮牵牛具有较好的经济效益。

11个垂吊矮牵牛品种在北京地区的适应性研究

矮牵牛广泛的应用于世界各地的花境之中的观赏杂交种,为茄科矮牵牛属多年生草本植物,原产南美!,品种众多,花的颜色丰富,花径的大小范围广泛,花型多样,分枝性强,株型丰满,耐低温,矮牵牛同时用作模式植物来进行植物实验。本文以11个中国自育的垂吊矮牵牛品种为试材,对它们的株高、株幅、节间长、花径、花量、叶绿素的6个表观性状进行比较分析,从中筛选得到适宜在北京地区种植和展示的垂吊矮牵牛品种。

两种光周期下矮牵牛‘幻想粉红’生长发育特性的研究

将矮牵牛‘幻想粉红’分别培养在长日照和短日照条件下,观测其始花期及株高、株幅、分枝数和开花数的变化;将短日照下培养的‘幻想粉红’分别于2、4、6、8、10、12、14、16片真叶时移入长日照下进行培养,观测从长日照处理至第1朵花开放的时间。结果分析表明:长日照下,‘幻想粉红’株型松散,短日照下生长紧凑;‘幻想粉红’为量性长日照植物,短日照下要达到较大的营养生长量才能开花;‘幻想粉红’的幼龄期约在8片真叶期结束。初步建议在8叶期之前采用短日照处理‘幻想粉红’,以得到紧凑的株型,而在8叶期以后给予长日照,以促进开花。

矮牵牛花期一些生理指标的变化

选择了 3种颜色的矮牵牛 (PetuniahybridaVilm) :粉红色、杂色和红色 ,将其开花过程分为 4个时期 :未出现花芽、花芽期、花蕾期和开花期 ,测定各时期MDA、可溶性糖、激素水平和多胺含量等指标的变化。结果表明 ,从无花芽期到开花期MDA含量有所升高 ;可溶性糖含量呈现降低的趋势。在粉红色的矮牵牛叶片中 ,IAA含量在开花期升高 ;GA含量在无花芽期和花芽期时较高 ;而ZRs则在花蕾期较低 ,在开花期时含量上升。 3种多胺含量的变化不同 ,腐胺在整个花期略有上升 。

GhMADS3基因组成型表达对矮牵牛花形和花色的影响

利用农杆菌介导法将GhMADS3基因转入矮牵牛。对14株转基因植株进行分析鉴定,GUS染色表明外源基因在转基因植株中表达,PCR检测显示GhMADS3整合到矮牵牛的基因组中,RT-PCR分析表明GhMADS3在转基因植株中表达。转基因植株花器官普遍较野生型小,花萼膨大、顶尖向内弯翘,花冠深裂且边缘伴有不规则褶皱,柱头裸露在外,花器官颜色较野生型变淡甚至完全白化。测定花瓣、花萼中花色素苷和花萼中叶绿素含量,结果表明转基因植株均较对照偏低。说明GhMADS3的导入使得矮牵牛花形、花色发生改变。

盆栽矮牵牛氮、磷、钾肥效应及推荐用量研究

采用"3414"不完全正交回归设计,在盆栽试验条件下研究氮、磷、钾肥不同配比对矮牵牛生长和观赏品质的影响,并筛选适宜的肥料用量。通过对矮牵牛不同生长时期生长指标(株高、冠径)、观赏指标(存花数、总花朵数)和收获后植株干样质量的统计分析,表明氮肥和磷肥对矮牵牛的营养生长和生殖生长均有较大影响,而钾肥的效果主要表现在生殖生长期,三因素影响作用顺序为N>P>K;氮、磷、钾肥间存在明显的交互作用,配合施用能提高肥效和促进矮牵牛的生长。对矮牵牛总花朵数进行肥效模型拟合,得出在该试验条件下盆栽矮牵牛(每盆装基质1.5kg)氮(N)、磷(P_2O_5)、钾(K_2O)的最佳施用量为0.61、0.26、0.34 g/pot,适宜的氮、磷、钾施用比例为1:0.43:0.56。

矮牵牛开花过程中核酸和叶绿素含量的变化

把矮牵牛开花过程分为前分化期(无花芽),萼片、花芽形成期,雌雄蕊形成期,子房、花药成熟期和开花期5个时期。选择红色、粉红色和杂色3种花色的矮牵牛,对其开花期间核酸和叶绿素含量进行测定。结果表明,3种花叶片的核酸含量在第2期时明显升高,粉红色花在第4期又出现一个核酸含量的高峰;红色花和杂色花中DNase比活力呈下降趋势,粉红色花在第2期时DNase比活力有一个高峰;红色花和杂色花叶片在第3期时RNase比活力出现一个高峰,粉色花在第2期和第5期时RNase均有所升高。3种花在第2期和第4期时叶绿素含量均降低,在第3期和第5期时均有所升高。

不同基质中IBA与NAA对矮牵牛扦插生根的影响

以当年现蕾盆栽大花类矮牵牛(Petuniahybrida)为材料,研究了不同基质中IBA与NAA对矮牵牛扦插生根的影响。结果表明,基质中添加激素可提高矮牵牛扦插成活率,促进生根,提高根冠比、叶绿素、根系活力、还原糖和可溶性糖。500mg/LIBA或200mg/LNAA+300mg/LIBA处理可明显促进矮牵牛扦插生根,扦插成活率高,生长良好。泥炭∶沙=1∶3和泥炭∶蛭石∶沙=1∶1∶1两种基质对矮牵牛扦插生根均有作用,但差异不明显。

矮牵牛花色基因工程研究进展

矮牵牛花色素苷生物合成过程中至少有12种酶参与,除了AAT、AMT之外的大多数相关合成酶结构基因已经被克隆,调节基因An2、An4及酶活性调节基因difF也先后从矮牵牛中分离出来。多种花色基因如DFR、F3′5′H、CHS、CHI、CHR、Lc等转化矮牵牛都能影响花色,外源CHS导入还会引起雄性不育。该文主要对近年来国内外有关矮牵牛花色相关基因的分离、应用及外源基因转入三方面的研究进展进行综述,并对矮牵牛花色基因工程研究的应用前景进行了讨论。

热胁迫下矮牵牛幼苗的形态和生理变化

选取3个矮牵牛(Petunia hybridaVilm)自交系,在人工模拟高温下测定形态和生理指标,旨在探讨其抗热机理。结果表明:不同品种的矮牵牛幼苗株高、冠幅、叶片数没有显著差异,不能作为耐热性鉴定指标,而热害指数达到显著水平可作为鉴定矮牵牛耐热性较为可靠的形态指标。SOD、CAT活性的变化与品种的耐热性无明显的相关性。细胞膜热稳定性、叶绿素含量、丙二醛含量、O2.-含量、POD活性的变化都表现出一定的规律,是良好的抗热性筛选生理指标。

矮牵牛四倍体的诱导及其形态特征

采用0.2%浓度的秋水仙素分别对1叶1心期的矮牵牛进行3 d诱导处理,变异率达到5.7%。变异植株经染色体数目鉴定有四倍体、非整倍体和嵌合体。与正常二倍体植株相比较,四倍体植株生长缓慢,生长期延长,气孔变大,叶色浓绿,叶形指数减小,叶厚度增加,花瓣褶皱,柱头、花药变大,成熟花粉中有四孔花粉出现,单果的种子数目减少,种子体积变大。

施氮量和CAU31系列控释肥对矮牵牛生长和观赏品质的影响

通过合理的施肥措施,塑造理想的株型结构、增加开花数和延长花卉观赏期是花卉栽培实践和理论研究中的热点问题之一。通过盆栽试验,研究不同施氮量和同一施氮量下不同控释肥类型对矮牵牛生长和观赏品质的影响。结果表明:施氮量(N)200mg/kg基质为矮牵牛的合理施氮量;中国农业大学资源与环境学院花卉营养课题组所研制的CAU31系列控释肥,能明显促进矮牵牛生长,提高矮牵牛观赏品质;与含氮量相同多次施入的速效肥相比,一次性施入的控释肥对矮牵牛生长和观赏品质具有同样甚至更好的效果,达到了省时省工的目的。

烯效唑(S_(3307))对矮牵牛幼苗耐盐性的调节效应

为明确烯效唑提高矮牵牛植株抗盐性的生理机制,研究了烯效唑(30mg.L-1)对200mmol.L-1盐胁迫下矮牵牛幼苗生长状况及可溶性糖、Pro、可溶性蛋白和MDA含量的影响。试验结果表明:30mg.L-1烯效唑处理可以显著降低矮牵牛的盐害指数,增加植株的冠幅和鲜重;随着盐胁迫时间的延长,经烯效唑处理的植株叶片中可溶性糖、Pro及可溶性蛋白含量增加,分别比未经烯效唑处理增加24.6%、23.9%和46.04%,提高了植株在盐胁迫下的渗透调节能力;烯效唑处理可以缓解盐胁迫下叶片膜脂过氧化作用,减少MDA在叶片内部的积累,其降幅可达40.32%。因此烯效唑可以增加矮牵牛的抗盐性。

干旱胁迫下烯效唑对矮牵牛幼苗水分状况和光合特性的影响

采用盆栽控水的方法,研究了土壤含水量为40%～45%田间持水量和复水条件下,施用不同浓度烯效唑对矮牵牛幼苗水分状况和光合特性的影响。结果表明:在正常条件下,施加烯效唑均不同程度的提高了矮牵牛幼苗的水分状况和光合能力。在干旱条件下,随着干旱时间的延长,各处理矮牵牛叶水势、叶片相对含水量、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度均显著降低,叶绿素含量和水分利用效率表现出先升高后降低的趋势,而胞间CO2浓度表现出先降低后升高的趋势,施加烯效唑可以延缓和降低干旱胁迫对矮牵牛幼苗水分含量及光合作用的抑制作用;复水处理后,施加烯效唑的各处理的矮牵牛水分含量及光合作用特性均显著高于对照,综合各指标得出质量浓度为30 mg/L的效果最好。