羽衣甘蓝BoLMI基因的克隆及时空表达分析

【目的】探究羽衣甘蓝裂叶表型形成的分子机制,研究BoLMI基因对裂叶形成的作用。【方法】以裂叶羽衣甘蓝DH系为试验材料,利用同源克隆技术,成功获取基因完整的cDNA序列,将其命名为BoLMI。【结果】序列分析发现,BoLMI基因全长531个碱基对,共编码176个氨基酸,其蛋白分子量为20 789.35 Da,理论等电点为7.24。根据Pfam保守结构域分析,BoLMI蛋白包含homeobox保守结构域。系统发育分析结果显示,羽衣甘蓝的BoLMI基因与甘蓝型油菜以及结球甘蓝的BoLMI基因同属于一个分支,亲缘关系较近。BoLMI蛋白是位于细胞核内的可溶性蛋白,包含1个跨膜结构域,无信号肽序列。qRT-PCR分析表明,BoLMI基因在裂叶羽衣甘蓝的幼苗期表达水平较高,在莲座期表达水平较低;在羽衣甘蓝莲座期,裂叶品种不同部位叶片BoLMI基因的表达水平均高于圆叶品种,其中在第1片叶的表达量最高。裂叶品种和圆叶品种不同叶片BoLMI基因的表达量差异显著。【结论】推测BoLMI基因在羽衣甘蓝裂叶形成中起重要作用,为加速羽衣甘蓝叶形育种提供了理论基础。

组蛋白去乙酰化抑制剂诱导羽衣甘蓝小孢子胚状体发生和植株再生

羽衣甘蓝是2年生植物,2年完成1个有性生殖世代,游离小孢子培养是加快其纯合化的有效途径。但是由于羽衣甘蓝小孢子培养的诱胚率低,使其难以育种应用。组蛋白乙酰化是一种重要的表观遗传学机制,影响小孢子发育途径,促进小孢子胚状体发生。本研究分别用不同浓度的组蛋白去乙酰化抑制剂辛二酰苯胺异羟肟酸和曲古菌素A处理羽衣甘蓝红斑鸠的小孢子,以诱导胚状体发生。结果表明,辛二酰苯胺异羟肟酸浓度为0.075μmol/L时,红斑鸠获得最多胚状体,为每个花蕾获得20.24个胚状体,同时直接成苗率也达到最高,为16.07%。曲古菌素A浓度为0~0.150μmol/L时,红斑鸠的胚状体发生率和直接成苗率都降低。适当浓度的辛二酰苯胺异羟肟酸可以促进羽衣甘蓝红斑鸠小孢子胚状体发生和直接成苗率,而0~0.150μmol/L曲古菌素A对羽衣甘蓝红斑鸠胚状体的发生和直接成苗率有抑制作用。

壳寡糖对羽衣甘蓝芽苗硫代葡萄糖苷及抗氧化活性的影响

为探究壳寡糖(COS)对羽衣甘蓝芽苗生长的影响,为芽苗生产上壳寡糖的合理施用提供参考,以京羽一号为试验材料,在种子发芽后施用不同质量浓度COS(25,50,75,100 mg/L)溶液,观察壳寡糖对羽衣甘蓝芽苗生长指标、硫代葡萄糖苷(简称硫苷)含量及抗氧化能力的影响。结果表明,施用75 mg/L COS处理的羽衣甘蓝芽苗总酚、总黄酮、总硫苷质量以及黑芥子酶活性和DPPH自由基清除率呈现上升趋势,且与对照差异显著,较对照分别增加25.99%,17.99%,29.68%,141.88%和2.51%;100 mg/L COS处理的羽衣甘蓝芽苗的产量及总酚、总黄酮、钠和硼含量及黑芥子酶活性也得到了相应提升,且与对照差异显著,较对照分别增加了15.21%,21.29%,22.47%,15.97%,32.63%,97.71%。经相关性分析,可以得出芽苗的产量与类胡萝卜素、总酚、总黄酮含量及DPPH自由基清除率均呈显著正相关关系。综上可得,经壳寡糖处理后可提高羽衣甘蓝芽苗的产量,提升芽苗的营养品质和抗氧化能力,增加芽苗的食用价值。

羽衣甘蓝类受体激酶FERONIA基因克隆、表达及与相互作用蛋白分析

FERONIA(FER)受体激酶在有性生殖中的花粉与柱头信号识别中发挥重要作用,为分析类受体激酶FERONIA(FER)在羽衣甘蓝(Brassica oleracea var.acephala)授粉中的作用,以羽衣甘蓝自交不亲和系(S_(13-b)S_(13-b))为研究材料,采用RT-PCR从柱头中克隆得到BoFER基因,获得的BoFER cDNA序列,全长2682 bp编码893个氨基酸,其含有高度保守激酶结构域和Ser/Thr激酶结合位点。利用qRT-PCR技术对BoFER在授粉过程中的表达水平进行分析,结果发现BoFER在不亲和授粉过程其表达量逐渐升高,而在亲和授粉过程中其表达量逐渐降低。利用酵母双杂交分析BoFER与已知的自交不亲和相关蛋白的相互作用,结果显示BoFER与S位点受体激酶BoSRK13-b的激酶域存在相互作用。

非生物胁迫下BoEPXA2基因对羽衣甘蓝种子萌发的影响

以野生型、BoEXPA2基因过表达和BoEXPA2基因抑制表达的羽衣甘蓝为试材,采用无机试剂NaCl、蔗糖(sucrose)和甘露醇(mannitol)分别设定低浓度和高浓度NaCl(100 mmol·L^(-1)和200 mmol·L^(-1))、蔗糖(150 mmol·L^(-1)和250 mmol·L^(-1))和甘露醇(200 mmol·L^(-1)或400 mmol·L^(-1)),分析在不同的胁迫下3个株系种子萌发情况,并测定各基因型不同胁迫下抗氧化酶活性,MDA含量及BoEXPA2的表达,以期探讨羽衣甘蓝BoEXPA2基因在非生物胁迫下对种子萌发的影响。结果表明:在非生物胁迫下,与野生型种子相比,BoEXPA2抑制表达种子的发芽率显著降低,而BoEXPA2过表达系的发芽率显著提高。在干旱胁迫和盐胁迫下,3种基因型种子的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性和丙二醛(MDA)含量均有增加,但是BoEXPA2过表达株系种子的SOD、POD、CAT 3种酶活性远高于对照和抑制表达株系,而MDA含量低于对照和抑制表达株系;当种子被NaCl、蔗糖和甘露醇处理时,随着含量的增加,BoEXPA2的表达程度均会随之降低,这表明非生物胁迫抑制了发芽种子中BoEXPA2的表达。

观赏型羽衣甘蓝品种在青海地区适应性比较试验

为筛选出适宜于青海种植的观赏羽衣甘蓝品种,增加高原园林景观植物品种的丰富度,本研究以引种的19种国内优质观赏羽衣甘蓝品种为材料,在青海进行品种比较试验。结果表明:红孔雀、白孔雀、白珊瑚、红珊瑚、横滨白色和横滨红色品种的植株长势较好,为中小型品种,整齐度高(97%~99%),最佳观赏期较长(6-11月),观赏性优,且抗寒性强,可在西宁市及类似气候地区示范推广种植提供理论基础,并为改良现有羽衣甘蓝品种、开发新品种提供参考。

紫色食用型羽衣甘蓝新品种京羽2号

羽衣甘蓝作为一种营养价值高、易栽培的新兴蔬菜,近年来在我国发展势头迅猛。京羽2号是北京市农林科学院选育的紫色食用型羽衣甘蓝新品种,2016年通过了北京市农作物品种鉴定。该品种长势旺,植株高、节间长,茎、叶柄、叶脉均为紫色,新叶紫色、皱缩,老叶较新叶平展。

羽衣甘蓝BoEXPA2基因在种子萌发中作用机理的研究

扩张蛋白通过诱导pH依赖性细胞壁延伸和应力松弛来促进细胞壁松驰。在高等植物的一系列生理发育过程中都需要扩张蛋白。本试验从羽衣甘蓝(Brassica oleracea L.var.acephala D.C.)基因组中克隆一个扩张蛋白基因BoEXPA2,对其生物信息学进行分析,并分别克隆到过表达和抑制表达载体中,以野生型作为对照,对转基因株系用GA、ABA及PAC处理进行发芽率及BoEXPA2表达量研究。结果表明,BoEXPA2蛋白与埃塞俄比亚芥、油菜、灰芥等的蛋白同源性最高。BoEXPA2基因表达量在发芽种子中显著提高,但干种子几乎没有表达。在发芽试验中,过表达株系发芽时间比野生型株系显著提前,而抑制表达株系的发芽时间与野生型株系相比显著延迟。外源GA增加了种子萌发过程中BoEPXA2的表达量,而外源ABA对BoEPXA2表达没有影响。用GA抑制剂PAC处理,抑制表达株系种子发芽率仍然显著低于野生型株系,而过表达株系的发芽受到PAC抑制的程度低于野生型株系。这些结果说明,BoEPXA2参与GA介导的种子萌发。

白城地区羽衣甘蓝的引种研究

以引进的13份羽衣甘蓝品种资源为试验对象,筛选食用型与观赏型的羽衣甘蓝优质品种。试验结果显示:最佳食用型羽衣甘蓝品种为斯宝,单产量为62638.67 kg/hm^(2),叶片嫩绿且烹饪后口感香脆;观赏型品种为双色鹤,花头明显,颜色艳丽,耐寒性强,花期持续时间长,是观赏性极佳的品种。

基于极端混合池(BSA)全基因组重测序的羽衣甘蓝白色叶基因定位

筛选羽衣甘蓝白色叶形成相关的关键基因和位点以及心叶颜色性状的遗传规律,以羽衣甘蓝红叶亲本WR、白叶亲本WB及其构建的F2分离群体为试验材料,从F2群体中挑选红叶和白叶植株各20株,分别构建2个DNA混合池,对子代混合池和亲本分别开展50×和20×覆盖深度的全基因组重测序,定位白叶性状关联区间,并根据基因注释信息预测候选基因。结果表明,重测序获得3 987 718个单核酸多态性(SNP)标记,获得位于第2、3和9染色体的8个显著关联区间,根据基因注释和功能分析,筛选到8个候选基因(Bol030253、Bol029431、Bol012077、Bol007709、Bol030318、Bol030235、Bol030286和Bol005195)。将8个基因确定为羽衣甘蓝白叶的候选基因,可能在羽衣甘蓝叶片颜色形成过程中起着重要作用。

羽衣甘蓝在园林园艺中的应用

羽衣甘蓝是一种低热量、高营养价值的健康食物,作为冬季可露地栽培的多彩地被植物,羽衣甘蓝是北方萧瑟冬景中的一抹亮色,具有较高的观赏价值。随着园艺和园林学科的融合发展,以及城市美化需求的增加,羽衣甘蓝的引种栽培和景观应用受到关注。通过分析羽衣甘蓝植物学特征、食用与加工、育种与栽培,总结羽衣甘蓝的经济价值,提出其观赏价值在园林景观中的应用形式和市场前景,为羽衣甘蓝的应用拓展和研究方向提供思路和建议。

甘蓝型油菜373S温敏不育基因在可育细胞质背景下的表达

旨在明确甘蓝型油菜温敏不育系373S温敏不育基因表达与特定细胞质之间的关系。以甘蓝型油菜373S(微粉)为父本,以具有cam细胞质的Shaan2B为母本,杂交、回交及自交得到BC_(1)及F_(2)代群体。结果表明,在上述具有cam细胞质的BC_(1)及F_(2)中,可育株与不育株的分离比分别符合3∶1与15∶1,表明该群体中不育性状受2对基因控制。分离群体中的不育株表现出温敏不育特征,其不育花形态与373S没有明显差别;与373S比较,该分离群体中的不育植株结实角果数及自交结实率有不同程度的降低,不育期时间率(不育期时间所占百分比)无显著差异;花冠直径、四强花药长度、二弱花药长度无明显差异,花柄长度、花瓣长度、花瓣宽度、四强雄蕊长度、二弱雄蕊长度略有增加。细胞学观察表明,该分离群体中的不育株小孢子的发育过程、染色体形态、胼胝质沉积与373S无明显差异,均在花粉母细胞时期出现异常。本研究成功地将373S温敏不育基因从pol细胞质导入cam细胞质,说明该温敏不育性状是由细胞核内温敏不育基因导致,与细胞质背景无关。

流式细胞仪对甘蓝花粉倍性的测定

利用流式细胞仪测定甘蓝(Brassica oleracea var.capitata)花粉的倍性,以甘蓝GL21028的花粉为材料,以叶片为对照,比较花粉2种处理方式、3种不同细胞裂解液、2种核酸染料的效果差异。通过B缓冲液处理后获取的花粉细胞可以直接染色,为最简便处理方式;采用“Aru”buffer和Y 2种裂解液,染色剂DAPI,处理甘蓝叶片和花粉,通过流式细胞仪检测,样本细胞DNA成峰集中,细胞碎片很少;配制的Y裂解液能够适用甘蓝材料流式细胞仪的观察。甘蓝花粉通过B缓冲液处理后,可以直接作为流式细胞仪倍性鉴定的材料,不再需要其他处理,配制的Y裂解液可以得到较好的试验结果。

基于隶属函数法的羽衣甘蓝栽培基质综合评价

为研究不同基质对羽衣甘蓝生长的影响,筛选合适的羽衣甘蓝栽培基质,以泥炭、木薯渣、松鳞、园林废弃物、蚯蚓土、珍珠岩等为原材料,按体积比混合组成4个处理:T1(60%松鳞+30%泥炭+10%珍珠岩)、T2(60%木薯渣+30%泥炭+10%珍珠岩)、T3(60%园林废弃物+30%泥炭+10%珍珠岩)、T4(60%蚯蚓土+30%泥炭+10%珍珠岩),以种植土为对照,并通过隶属函数法对结果进行综合分析。结果表明:T2处理隶属函数值最高,说明该处理下羽衣甘蓝生长指标及观赏性最优,T1处理次之,T4处理栽培效果与CK处理持平;T3处理羽衣甘蓝长势最差。因此,T2(60%木薯渣+30%泥炭+10%珍珠岩)可作为羽衣甘蓝的栽培基质加以推广应用。通过对不同处理基质性质的监测,发现各处理的pH值在羽衣甘蓝生长期内变化不大,说明有机栽培基质可以起到缓冲pH值的作用。各处理碱解氮含量有不同程度的下降,有效磷变化较为稳定,速效钾养分淋失较多,因此对基质理化性质进一步调节增强基质保肥性是后期研究重点之一。

羽衣甘蓝的营养价值与加工研究进展分析

羽衣甘蓝是一种蔬菜,具有较高的营养价值,对我们的身体健康有着积极的影响。本文针对羽衣甘蓝的营养价值以及加工问题进行了探索分析,旨在以产业化的发展模式,发挥羽衣甘蓝的价值。

芥菜型油菜×羽衣甘蓝种间杂种的获得及其性状表现

芸薹属内遗传和变异类型极其丰富,这为芸薹属植物种间杂交提供了条件。通过甘蓝(B.oleracea,2n=CC=18)和芥菜型油菜(2n=AABB=36)的种间杂交可以获得六倍体新物种,为油菜育种创造新的种质资源。本文选用芥菜型油菜和黄籽羽衣甘蓝(B.oleraceavar.aceaphala,2n=CC=18)进行种间杂交,在10个杂交组合中,共授粉559朵花,剥离种子35粒,对所得种子进行组织培养,建立了9个无性系。对该无性系进行染色体加倍处理和形态学、生物化学、细胞学、育性综合鉴定,发现其中2个无性系为黄籽芥菜型油菜×黄籽羽衣甘蓝组合(03K169×03K05)的未加倍真杂种(2n=ABC=27),其籽粒为红色。杂种植株在各生长阶段,形态均趋近于甘蓝型油菜;在减数分裂后期Ⅰ、后期Ⅱ,杂种都有不同程度的染色体丢失现象。杂种的酯酶同工酶具有两个亲本互补酶带。杂种植株生长势较强,和双亲相比具有较强的杂种优势。杂种植株高度自交不亲和。

羽衣甘蓝游离小孢子培养技术研究及应用

以10个羽衣甘蓝杂交种为试材进行游离小孢子培养，研究胚状体发生和小孢子胚成苗的影响因素，以及小孢子植株倍性鉴定和单倍体加倍方法。结果表明，盛花期为最佳取样时期；培养基中13%的蔗糖较为适宜；继代培养以MS＋6-BA 2 mg·L^-1＋ NAA 0.1mg·L^-1为宜，平均增殖系数为5.06；小孢子再生植株成活率74.6%；小孢子植株自然加倍率为23.33%-37.50%；单倍体试管苗的加倍处理以秋水仙素浓度70mg·L^-1，处理时间9-11d为宜，加倍率达54.55%。

观赏羽衣甘蓝高频再生体系的建立

观赏羽衣甘蓝是一种赏食兼用的耐冻优良景观植物。为了通过基因工程手段赋予其抗虫性,并进一步提高其低温耐受性,获得新的抗性种质,本研究以优良育种品系为试材,详细探讨了影响离体培养不定芽再生的因素,建立了高效再生体系。以8份不同类型羽衣甘蓝基因型的带柄子叶、子叶、下胚轴为外植体,研究了不同基因型、不同外植体、不同的培养基激素浓度配比及添加AgNO3对不定芽诱导的影响。结果表明:无论基因型及使用的培养基,带柄子叶均为最佳外植体;不同的基因型、不同外植体其最佳的芽诱导培养基不同;筛选出两份材料,其带柄子叶分别在L6(MS+6-BA1.0mg/L+NAA0.1mg/L)及L3(MS+6-BA1.5mg/L)培养基中不定芽诱导率为100%,下胚轴诱导率最高也能达88.33%;培养基中添加4mg/L AgNO3不利于羽衣甘蓝的不定芽诱导;再生株生根以MS+NAA0.1mg/L效果好,生根率可达100%。

羽衣甘蓝对低温的生理响应与耐寒性综合评价

以24个羽衣甘蓝品种为试验材料,测定低温胁迫后叶片相对电导率、可溶性糖含量、可溶性蛋白质含量、脯氨酸含量、丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性等生理生化指标,以各项指标的耐寒系数衡量羽衣甘蓝品种的耐寒性,并利用主成分分析和隶属函数分析法对其耐寒性进行综合评价。结果表明:经过低温胁迫后,叶片相对电导率、可溶性糖含量、可溶性蛋白质含量、脯氨酸含量、MDA含量、SOD活性均高于对照,且各品种间差异显著。参试品种的综合分值(D值)介于0.15到0.60之间。根据D值将24个品种分为4类:Y108、Y4389、霓裳和Y93,耐寒性极强;名古屋红、瑞羽6号、Y92、Y122、Y4382、Y90和Y114,耐寒性强;Y4330、Y4496、Y130、Y4467和Y105,耐寒性中等;红欧、瑞羽11号、白鸥、白鸽、Y9197、Y9196、Y112和名古屋白,耐寒性弱。相关性分析结果显示,D值与植株叶片可溶性糖含量、脯氨酸含量及SOD活性呈极显著正相关(P<0.01),与可溶性蛋白质含量呈显著正相关(P<0.05)。因此,植株叶片的可溶性糖含量、脯氨酸含量、SOD活性、可溶性蛋白质含量可以用于综合评价羽衣甘蓝的耐寒性。

黄籽羽衣甘蓝和白菜型油菜杂交再合成甘蓝型油菜研究

为了将携带有黄籽基因的芸薹属C和A染色体组结合在一起,开展了黄籽羽衣甘蓝和黄籽白菜型油菜种间杂交再合成甘蓝型油菜研究。在MS+1 0mg/LBA+0 2mg/LNAA+7%蔗糖+300mg/LCH培养基上培养授粉10d后的40个子房获得2个白菜型油菜×羽衣甘蓝杂种,其中1个自然加倍成为双二倍体。再合成甘蓝型油菜双二倍体和单倍体分别结黑籽和红褐籽。