荔枝败育胚S-腺苷甲硫氨酸合成酶基因的全长扩增和序列分析

从荔枝‘桂味’的败育胚中提取总RNA,利用GeneRacerTMKit将RNA经去磷酸化反应、去mRNA的帽子结构及RNA Oligo连接,反转录合成cDNA,以cDNA为模板,分别用SSH分离得到的胚败育相关差异表达S-腺苷甲硫氨酸合成酶基因的部分cDNA序列(599 bp)设计出3’和5’端基因特异引物,进行PCR末端扩增。荔枝败育胚的S-腺苷甲硫氨酸合成酶基因序列全长为1515 bp,编码393个氨基酸,与其它物种的S-腺苷甲硫氨酸合成酶基因的核苷酸序列同源性在79％-82％之间,氨基酸序列同源性在88％-91％之间。结果表明所获得的基因为与荔枝胚败育相关的S-腺苷甲硫氨酸合成酶基因。

‘贵妃’芒正常果和败育果的比较代谢组学分析

为探索‘贵妃’芒不同发育时期的初生代谢产物成分及其在正常果和败育果中的差异性,采用非靶向代谢组学方法对‘贵妃’芒花后第14、16、18、20周的正常果和败育果的代谢组进行分析比较。结果共鉴定出452个代谢物,主要属于酚酸类化合物、氨基酸及其衍生物、有机酸、游离脂肪酸、糖及醇类化合物、核苷酸及其衍生物等6类化合物,其中氨基酸和酚酸类化合物在正常果和败育果中的含量差异较大。在4个发育时期分别筛选出93、74、87和111个差异代谢物,其中花后第20周时筛选出的差异代谢物数量明显多于其他3个时期,且富集显著通路也和前3个时期的差异较大,说明‘贵妃’芒进入成熟后期以后,其代谢物的合成、分解和转换比果实成熟前期更为旺盛。4个时期共筛选出9个共有差异代谢物,其中8个都属于酚酸类化合物,这可能与败育果和正常果口感差异有关。

‘贵妃’杧果胚败育果实植物激素生物合成的转录组分析

【目的】为创制胚败育特异种质和优质胚败育杧果生产提供参考。【方法】以花后第14、16、18、20周4个发育时期的‘贵妃’杧果的胚正常果和胚败育果作为研究对象,基于转录组测序数据,探讨胚正常和胚败育杧果中乙烯、生长素、赤霉素、脱落酸、油菜素甾醇和茉莉酸6种植物激素生物合成途径中差异表达基因的表达趋势,研究其在胚正常和胚败育杧果中的作用和差异。选取15个具有指示和标记作用的关键差异表达基因进行荧光实时定量PCR,对转录组测序和分析结果的可靠性进行验证。【结果】‘贵妃’杧果胚正常和胚败育果实中参与植物激素生物合成途径的关键基因表达情况在不同发育阶段存在明显差异,且呈现一定规律。胚败育果中调控乙烯合成的关键基因在花后第14、16周的表达量高于胚正常果,而调控生长素合成的关键基因表达量低于胚正常果;调控茉莉酸合成的关键基因大多在胚败育果中表达量更高。荧光实时定量PCR的结果与转录组分析结果基本一致,表明结果真实可靠。【结论】乙烯、生长素和脱落酸共同调控了‘贵妃’杧果胚败育果的早熟,赤霉素调控了胚正常果果形更大,杧果在受到外界环境胁迫的时候,更容易产生胚败育果。

芒果胚败育果实发育研究

采用石蜡切片等方法对芒果胚败育果实发育过程进行了观察,并分析了胚败育的原因。结果表明,芒果胚珠倒生,具一层珠被,胚囊发育方式为蓼型,开花时,胚囊处于8核阶段,8核时期发生助细胞、反足细胞等胚囊细胞的退化。胚囊细胞退化导致授粉受精不良是芒果早期大量落果的主要原因,成熟期芒果种胚败育主要是养分和激素的竞争造成的。解剖还发现胚败育果实种皮发育正常,为胚提供营养的输导组织发育正常。胚败育芒果果实发育曲线为单S型。

枣胚胎发育及胚败育动态观察

对不同胚败育类型枣(Ziziphus jujuba Mill.)和酸枣(Ziziphus acidojujuba C.Y.Cheng M.J.Liu)品种的花粉萌发和授粉过程、胚发育进程、胚败育动态进行观察,为研究胚败育机制和胚挽救提供理论参考。结果表明:花粉萌发和授粉状况不是造成枣胚败育的主要因素。不同类型品种原胚阶段胚发育状况基本一致;胚分化发育阶段,除‘壶瓶枣’未观察到子叶胚之外,其余品种均有部分果实可完成胚发育,不同品种胚发育进程有差异。各品种胚发育到鱼雷形时进入硬核期。品种间胚败育始期和高峰期略有不同,各品种都是花后28d约球形期胚开始大量败育,花后28d开始胚抢救在理论和实践中都具有可行性;同一品种胚败育率的田间调查和显微切片观察结果基本一致。花后时间和果实大小可间接反映胚的状态。

假单性结实无核葡萄胚败育机理研究

以Flame Seedless、大粒红无核和京可晶3个假单性结实无核葡萄品种为试材,对其胚和胚乳的发育进行了细胞学观察,并初步探索了胚败育机理.结果表明:Flame Seedless、大粒红无核和京可晶3个无核葡萄品种胚乳开始败育的时期分别为花后29、42、34 d,胚开始大量败育的时期分别为花后39、51、45 d;假单性结实无核葡萄胚的败育是由于胚乳败育、胚缺乏营养所致.

钙影响花生胚胎发育/败育特异蛋白质的筛选与鉴定

花生(Arachis hypogaea L.)缺钙造成严重空荚(胚胎败育),导致减产、降质,长期困扰南方花生生产。以大田足(施足钙)、缺(缺钙地大田本底)钙条件下花生的种植与观察为基础,利用改良的传统双向电泳、MALDI-TOF质谱和蛋白质数据库等手段,得到7个与受钙影响花生早期胚胎败育/发育有关的差异表达蛋白。4#差异蛋白是与菠菜(Spinaciaoleracea)的70 kD的叶绿体被膜休克相关蛋白高度相似的缺钙组表达上调的特异蛋白;6#差异蛋白与三叶胶(Heveabrasiliensis)的线粒体前体中ATP合酶的β链高度相似,该蛋白在缺钙幼胚缺失;7#差异蛋白在低钙组缺失,其与马铃薯(Solanum tuberosum)的肌动蛋白97或100类似。研究结果提示,受钙胁迫花生幼胚败育可能与早期幼胚内能量转化、氧化还原系统、细胞内膜以及细胞骨架功能维持相关的功能基因的表达异常有关。初步揭示了受钙影响花生胚胎败育的分子机理。

枣雄性不育种质胚败育与内源激素变化的关系

以雄性不育1号和梨枣为试材,研究了枣果实发育过程内源激素变化与胚败育的关系。结果表明,种子Z、GA3和IAA含量高于果肉利于枣种子早期发育。种子发育过程Z/GA3和Z/IAA持续下降,IAA/GA3在胚败育的关键时期硬核期前后呈现双峰,且种子内的IAA/GA3大于果肉。在果实发育过程中,胚败育果实内Z、GA3和IAA含量及比值呈现出异常变化。早期胚败育果实果肉Z、GA3和IAA含量高于含种胚的果肉,呈现较高水平的Z/GA3和Z/IAA及低水平的IAA/GA3。果实发育后期瘪种子中IAA、GA3和ABA亏缺,Z异常累积,Z/GA3异常升高。

两个胚败育率不同的枣品种果实生育期内源激素的变化

以胚轻度败育的冬枣和胚高度败育的梨枣为试材,用高效液相色谱法对其果肉和种子的内源激素进行了测定。结果表明,梨枣果肉在坐果后20d以内的玉米素(Z)含量及坐果后30d以内的GA3、IAA含量皆高于冬枣果肉,ABA出现较冬枣早40d,冬枣种子Z含量在坐果后20d达到最高值,远高于冬枣果肉;GA3一直保持很低水平。冬枣种子IAA在坐果后40d达到最高峰,以后一直保持较高水平,远高于冬枣果肉;IAA/GA3、IAA/Z值直至坐果后55d、40d保持低水平,但之后急剧提高。梨枣坐果后10d,无仁果肉的3种生长类激素含量皆高于有仁果。幼果果肉中高水平的生长类激素不利于胚的正常发育,而幼胚中高水平的Z和IAA有利于胚的正常发育。

荔枝胚败育差异表达基因cDNA片段的克隆及序列分析

利用抑制消减杂交 (Suppressivesubtractionhybridization ,SSH)克隆荔枝败育胚的差异表达基因cDNA片段。分别以荔枝‘桂味’正常发育胚为driver (驱赶子 ) ,败育胚为tester (检测子 ) ,建立差异表达cDNA文库 ,代表桂味败育胚特异表达的cDNA。经VirtualNorthern检测 ,在桂味正常发育胚 /败育胚差异表达cDNA文库中得到 3个阳性克隆 ,序列分析表明这

无核葡萄胚败育时期的确定及接种时间对胚萌发的影响

研究了4个无核葡萄品种果实发育过程中,果实及胚珠质量的动态变化情况以及百乐无核葡萄不同接种时期对胚发育和成苗的影响.结果表明:早熟品种火焰无核和1124,中熟品种百乐无核以及晚熟品种鲁贝无核的胚败育时期分别在胚发育35、404、5 d后;且百乐无核在胚发育40 d接种的胚珠发育率(64.7%)和成苗量(18株)最高.

‘冷白玉’枣果实发育过程中内源激素变化与胚败育的关系

【目的】生长素、赤霉素、脱落酸等植物内源激素在促进胚胎发育过程中起着重要的作用。本研究通过分析‘冷白玉’枣4个重要发育阶段胚胎和果肉中生长素(IAA)、赤霉素(GA4)、顺式脱落酸(cABA)和反式脱落酸(tABA)的动态变化,探究枣胚败育与果实发育过程中内源激素变化的相互关系,为阐明枣胚败育机理提供证据,为败育胚的挽救提供理论支撑。【方法】以处于原胚、小球形胚、球形胚、鱼雷形胚4个时期的‘冷白玉’枣为试材,监测幼果和幼胚发育状况,采用液相色谱-质谱检测枣果发育过程中正常胚、败育胚、胚正常果肉、胚败育果肉中IAA、GA4、cABA、tABA 4种内源激素含量的变化。【结果】1)胚中IAA的含量显著高于果肉。在胚中,正常胚中IAA含量呈逐渐升高趋势,而在败育胚中IAA含量呈逐渐下降趋势。胚正常果肉中IAA含量变化呈倒V字形,而胚败育果肉中呈正V字形。2)胚中GA4的含量明显低于果肉,并一直处于较低水平。正常胚中GA4含量低于败育胚。胚发育正常果肉和胚败育果肉中GA4含量均表现为先升高后降低的趋势。3)cABA在果肉和胚发育过程中均表现为逐渐降低趋势。在正常胚中,cABA含量大于果肉中的含量;败育胚中,cABA含量小于果肉中的含量。4)胚中tABA的含量高于果肉。在胚中,正常胚中tABA的含量呈逐渐下降趋势,而在败育胚中tABA呈逐渐上升趋势,并在后期高于正常胚。在果肉中,胚正常果肉和胚败育果肉中的tABA含量均呈先下降后缓慢升高趋势。5)胚中低水平的GA4且较高水平的IAA,及后期低含量的tABA、cABA和较高的IAA/GA4比值有利于幼胚的正常发育。胚中IAA下降和tABA增加及(GA4+IAA)/ABA比值下降是导致胚败育的重要因素。【结论】在枣幼胚发育前期,需要较高的生长类激素促进生长,而在发育后期胚中tABA含量的增加可引起胚败育。

枣的胚败育及幼胚培养研究

对 30个枣优良品种坐果后 30d的胚败育情况进行了调查 ,结果表明 ,败育率高于 75 %的高度败育品种占 5 3 4 % ,败育率介于 2 5 %至 75 %的中度败育品种占 3 3% ,败育率低于 2 5 %的轻度败育品种占4 3 3%。以优良品种‘冬枣’、‘金丝丰’等为试材 ,对坐果后 10～ 70d幼胚进行培养的结果表明 ,枣离体胚接种后主要有 3种生长方式 ,即形成愈伤组织、子叶间小叶增生和胚直接萌发成苗。

无核葡萄胚败育进程研究

以"无核白鸡心"等5个无核品种为试材,研究无核葡萄品种的胚败育进程。研究表明,无核葡萄品种间的胚败育的进程差异较大,小败育型品种胚败育时间在授粉后32 d起,中败育型品种胚败育时间在授粉后35 d起,小败育型胚的败育进程比中败育型胚快;大败育型品种胚败育时间在授粉后60 d,其败育程度低。胚珠的重量和体积变化可以确定无核品种胚败育时期的大致范围。

种子败育型无核葡萄胚发育及败育的细胞学研究

以种子败育型葡萄火星无核、康能无核为试材,系统研究其胚发育及败育的细胞学进程,分析胚乳败育与胚败育的关系。结果表明,种子败育型无核葡萄与有核葡萄的胚均能发育到球形胚阶段,但不同品种发育到该阶段的时间不同,火星无核在花后28~37 d处于球形胚阶段,康能无核在花后31~40 d,有核葡萄白香蕉的球形胚阶段是花后28~40 d,随后无核葡萄的胚逐渐败育,而有核葡萄的胚历经心形胚和鱼雷形胚阶段,最后发育成熟。种子败育型葡萄胚乳败育均早于胚败育,可能是胚败育的直接原因。火星无核、康能无核胚挽救适宜取材时期分别在花后34 d和花后40 d。

基于多元统计法的枣胚败育影响因素研究

为揭示果实外观发育与枣果胚败育的关系,对87个枣品种花期、坐果时间、前期坐果率、不同发育时期的果实纵横径、果形指数、果实含仁率等15个指标进行了调查,并进行了主成分聚类分析,然后将直接反映胚败育的果实含仁率(3个指标)与其余12个指标进行了典型相关分析。结果表明,将15个指标用7个主成分(果实生长速度、大果果实生长特性、中果果实生长特性、花期、小果果实生长特性、中果含仁率、小果含仁率)来表示,累计贡献率高达85.67%(≥85%);利用上述7个主成分对87个品种进行聚类分析,综合SPRSQ、CCC、PSF、PST2 4个统计变量可将87个品种分为3类,分别为果实快速发育型、中间型、慢速发育型。相关分析表明,大果含仁率可作为枣胚败育的主要衡量指标,而大果果实的前期坐果速度和果实形状与其含仁率高度相关。

种子败育型葡萄胚珠中内源多胺含量与胚珠发育及败育的关系

为探明种子败育型葡萄胚珠中内源多胺含量与胚败育的关系,以种子败育型葡萄和有核对照品种自交果实为试材,研究了不同胚胎发育时期胚珠内源多胺含量的变化规律。结果表明,除有核葡萄Spm含量在胚发育过程中始终表现上升趋势外,葡萄胚珠内源PAs、Put和Spd含量均表现为先升后降的变化趋势。种子败育型葡萄的内源PAs、Put和Spd含量明显低于有核品种的,Spm含量在无核葡萄胚发育后期含量明显低于有核品种的。红宝石无核的(Spd+Spm)/PAs、Spm/PAs表现为下降趋势,火星无核表现为先升后降,而对照的均呈上升趋势。欧亚种葡萄品种的胚珠重量与内源PAs、Spd和Spm极显著正相关,欧美杂种的胚珠重量与Spm显著正相关。胚珠内较低的多胺含量及其胚胎发育过程中多胺含量的大幅度下降是导致种子败育型葡萄胚败育的主要因素。

植物胚败育相关基因研究进展

种胚败育在许多植物中普遍存在并一直是研究的热点,但种胚败育机制尚不明确。为探寻植物胚胎败育分子机制,对国内外植物胚败育相关基因的研究现状进行了综述,重点阐述了胚败育发生时期、胚败育发生原因、与育性相关的基因、与激素等相关的假单性结实基因及胚败育相关基因表达等方面的进展情况。然而目前植物胚胎发育的调控基因互作、协同机制尚不清楚,今后应运用多组学加大从基因调控到信号传导过程的深入研究,并对植物胚胎败育分子机制的研究进行了展望。

假单性结实无核葡萄胚败育时期的研究

以布朗无核和无核白2个假单性结实无核品种为试材,对其胚和胚乳的发育进行细胞学观察.结果表明,无核白和布朗无核胚乳败育的时期分别为授粉后第32天和34天;无核白和布朗无核胚败育的时期分别为授粉后第38天和42天.