甜菜属(Beta Genus)种间杂交的研究

本文总结了我们在甜菜属一些物种的种间杂交工作，涉及物种有栽培甜菜（ＢｅｔａＶｕｌｇａｒｉｓ Ｌ．）、沿海甜菜（Ｂ． ｍａｒｉｔｉｍａ Ｌ．）、叶用甜菜（Ｂ， ｃｉｃｌａ Ｌ．）、白花甜菜（Ｂ． ｃｏｒｏｌｌｉｆｌｏｒａＺｏｓｓ．）、小碗状花甜菜（Ｂ． ｐａｔｅｌｌａｒｉｓ Ｍｏｑ．）、平匐甜菜（Ｂ。 ｐｒｏｃｕｍｂｅｎｓ Ｃｈｒ． Ｓｍ）等。杂交取得了成功，获得了各种有价值的材料，如带有白花甜菜染色体的栽培甜菜单体附加系系列，具有栽培甜菜和白花甜菜不同染色体组的各种异源多倍体（ＶＶＣ， ＶＶＶＣ及ＶＶＣＣ）的无融合生殖材料，具有栽培甜菜、白花甜菜和平匐甜菜染色体组的三种间杂种（ＶＣＰ），这些都是世界上首创的。通过对杂种后代的选择，已选择出抗褐斑病、根腐病的高产后代，正在进行比较式验，它对甜菜糖业生产将起到促进作用。

夏枯草幼苗中有效成分与生理指标对增强UV-B辐射的动态响应

以药用植物夏枯草幼苗为研究对象,采用低(CK)、中(UV-B+)、高(UV-B++)不同强度UV-B辐射对材料进行处理,设置自然光照为对照,于处理后0~60 d进行测定,探究增强UV-B辐射对夏枯草幼苗不同发育期9种主要有效成分及有关生理指标的影响。分析结果显示,类胡萝卜素在不同强度UV-B辐射下含量有显著增加,处理后期(≥40 d)增强UV-B辐射使花青素含量增加,不同强度UV-B辐射下的抗氧化酶活力均有显著增加。UV-B辐射可促进夏枯草中金丝桃苷含量积累、其他有机酸及黄酮类各成分在一定时间内对UV-B辐射有含量增加的响应,低强度UV-B辐射于处理后期(≥50 d)可显著提升三萜类成分的含量。由此可见,夏枯草幼苗对外界UV-B辐射增强可产生适应与防御机制,适度增强UV-B辐射可促进药用成分的积累。

甜菜无融合生殖单体附加系的繁殖传递特性

由栽培甜莱（Ｂｅｔａ ｖｕｌｇａｒｉｓ Ｌ．）和白花甜菜（Ｂ．ｃｒｏｏｌｌｉｆｌｏｒａ Ｚｏｓｓ．）杂交分离获得的甜菜无融合生殖单体附加系具有高频率近１００％传递的特性．经过四代传递分析，平均传述率达９５％以上，表现为稳定传递．在其传递后代中，分离出ＢⅢ后代（ＶＶ＋１Ｃ＋Ｖ，２ｎ＝２８）、二倍体（２ｎ＝１８）非共倍体（２ｎ＝２９，２ｎ＝２０）等．无融合生殖单体附加系后代结实株数、结实率、单株种粒产量与其二倍体姊妹相比皆明显下降，说明它们的繁殖特性受到破坏，表现出雌配子体突变特征．本文对高频传递和分离产生各种类型的原因及意义进行了讨论．

甜菜单体附加系M14无融合生殖的细胞胚胎学研究

利用常规研究方法,对甜菜单体附加系M 14品系(B eta vu lg aris L.,VV+1C、2n=18+1)的生殖方式进行细胞学与胚胎学研究.结果表明:(1)甜菜单体附加系M 14的4代细胞学检查表明:染色体组分别为VV+1C、2n=18+1;VV+0、2n=18+0;VV+2C、2n=18+2;VVV+0、2n=27+0;VVV+1C、2n=27+1;VVV+2C、2n=27+2等,其中VV+1C、2n=18+1的植株传递率平均为96.7%,表现为稳定传递,具有二倍体孢子无融合生殖特性;其余各种分离植株的传递率总计为3.25%,有性生殖发生率较低.(2)胚胎学研究表明,二倍体孢子无融合生殖的胚珠中,珠孔处看不到花粉管,胚囊没有发生受精作用.2个助细胞提前退化,半数卵细胞的极性与正常卵细胞相反;卵与次生核不经受精而自发分裂,卵细胞自发分裂产生无性胚,次生核自发分裂产生核型胚乳,而且次生核自发分裂早于卵细胞分裂;有性生殖胚珠中,珠孔处可见多条花粉管,胚囊里见到精卵融合的图像.表明甜菜单体附加系M 14是以二倍体孢子无融合生殖为主要繁殖方式,有性生殖为次要敏殖方式的兼性无融合生殖体.

栽培甜菜和白花甜菜种间杂交的研究——(Ⅰ)种间杂种后代形态学变异

我们进行了栽培甜菜与白花甜菜种间杂交,获得两类杂种:VC88-1VVCC2n=36和 VC88-7 VCCC2n=27.杂种F_1叶片面积、生长势表现出明显杂种优势,根型、生长习性倾向于白花甜菜,多粒性、叶片数量倾向于栽培甜菜,株型、根大小等表现中间型遗传．VC88-1与沿海甜菜、叶用甜菜等进行复合远缘杂交,与栽培甜菜回交获大量后代,其染色体组构成分别为VCM、VCC和VVC,它们在株型、抽苔特征、叶片特征上表现大量变异,并且在生长势上表现出明显杂种优势.可以推测它们是开拓白花甜菜有益基因,进行染色体工程的良好材料.

甜菜无融合生殖单体附加系M14的小孢子发生与雄配子体发育的观察

利用常规石蜡制片技术 ,对甜菜无融合生殖单体附加系M1 4品系 (BetavulgarisL .)小孢子发生、雄配子体发育进行了研究 .结果表明 :1 .小孢子母细胞减数分裂过程中的胞质分裂为同时型 ,四分孢子为四面体形 .2 .单核小孢子经两次有丝分裂 ,产生营养细胞和两个精子 ,成熟的花粉粒为三细胞型 .单核小孢子第一次有丝分裂后 ,80 %的花粉败育 ,可育花粉只有 2 0 % .3.花药壁由五至六层结构组成 ,表皮 ,药室内壁 ,2至 3层中层 ,绒毡层为分泌型 .4.同一朵花中 ,在前期 ,雄蕊的发育早于雌蕊的发育 ,在后期 ,当花粉成熟时 ,雌配子体也达到成熟 .提供了花蕾的大小与雌、雄蕊发育的相关数据 .

栽培甜菜和白花甜菜及其杂种后代染色体组型分析

利用栽培甜菜、白花甜菜及其种间杂交获得的ＶＶＣＣ、ＶＶＣ、ＶＣＣ后代有丝分裂中期细胞进行了染色体组型分析。描述了栽培甜菜、白花甜菜两个物种染色体的着丝点位置、绝对长度和相对长度，构成了它们的核型模式图。试验说明杂种细胞中各物种的染色体是稳定的，能相互比较，可以做为鉴定染色体的重要基础。尽管如此，由于甜菜染色体较小且相互相似。

不同方法对甜菜不同组织中总DNA的提取效果

以甜菜的幼嫩叶片、幼嫩花序、萌动种子及糖分积累期块根为提取材料,分别采用高盐低p H法、改良十二烷基硫酸钠(SDS)法、改良十六烷基三乙基溴化铵(CTAB)法及碱裂解法4种不同方法进行总DNA提取,对比不同提取方法及提取部位对提取效果的影响。结果表明,CTAB法适宜于叶片的DNA提取;SDS法适于对花的提取,而且对根和种子的提取效果也优于其它3种方法 ;碱裂解法具有简便快速的优点,但得率低,杂质去除不彻底,有可能影响后续试验,适用于对产量与质量要求不高时的快速提取;高盐低p H法提取的DNA浓度及得率均较低,且产物纯度不高,不建议作为首选方法。甜菜4种组织中,叶片最适合作为提取材料,花次之;根和种子的提取难度较大,建议提取时增加纯化与浓缩步骤。

栽培甜菜和白花甜菜种间杂交后代无融合生殖的观察

栽培甜菜和白花甜菜杂交获得的Ｆ＿１代以栽培甜菜连续回交产生了Ｂ＿１Ｆ＿２代和Ｂ＿２Ｆ＿３代￣［４］．在Ｂ＿２Ｆ＿３代中，２ｎ＝２７的植株达３０．１９％，推测其中大多数染色体组仍为ＶＶＣ。具有ＶＶＣ染色体组的核型中，含９个白花甜菜校长的染色体和１８个较短的栽培甜菜染色体，差别明显，易于区分。我们通过对Ｂ＿１Ｆ＿２（Ｂ１４，２ｎ＝２７）和Ｂ＿２Ｆ－３（２ｎ＝２７）植株间形态特征相似性比较、两个世代植株有丝分裂特异核型比较、两类植株减粉分裂行为比较、过氧化物酶和酯酶同工酶酶谱相似性比较，有力地证明了栽培甜菜和白花甜菜种间杂交后代中，从Ｂ＿１Ｆ＿２（Ｂ１４）到Ｂ＿２Ｆ＿３之间传递上存在着无融合生殖现象。

带有白花甜菜染色体的栽培甜菜单体附加系RAPD分析适宜引物的筛选

运用 ６８个 １０ｂｐ随机引物对白花甜菜、载培甜菜、带有白花甜菜染色体的栽培甜菜单体附加系进行了ＰＣＲ扩增，所选引物中有２个扩增产物不明显，４４个引物扩增产物在所选材料中无多态性，２２个引物的扩增产物对白花甜菜具有特异特殊异片段，这 ２２个引物将可以用于白花甜菜单体附加系的ＲＡＰＤ分析研究。

栽培甜菜带有白花甜菜染色体的单体附加系系列

通过栽培甜菜与白花甜菜种间杂交获真实杂种VC88-1(VVCC,2n=36),用栽培甜菜回交产生异源三倍体甜菜(VVC,2n=27),进一步用栽培甜菜回交,后代分离出带有白花甜菜染色体的栽培甜菜单体附加系完整系列(VV+1～9,2n=19)。从形态上将9种单体附加系区分为莴苣型、匍匐型、大叶型、多叶型、小叶抽薹型、长叶型、玻璃型、卷叶型及栽培型。细胞学上构成单体附加系有丝分裂中期染色体核型,测量出外加染色体长度与栽培甜菜最长染色体长度的比值(简称染色体比值),用以鉴别单体附加系类别,此比例变化在1.224～0.96之间,白花甜菜染色体是比较长的。将形态学鉴定和细胞学上的染色体鉴定结合起来,构成带有白花甜菜染色体的完整的栽培甜菜单体附加系系列。

甜菜属近缘三种间杂交后代分离的观察

本文报道了甜菜属Vugares组中B.patula Ait.、B.cicla L.Tyrkey、B.cicla L.China、B.vulgaris L.三个物种间三个组合杂交后代的分离情况。三个组合间F_2、F_3具有相似的分离情况,说明B.Patula及B.cicla正反交中核构成是一致的,染色体基本上是同源的。一年生生长习性及野生种根型表现为显性,F_2服从孟德尔分离,但有的表现偏离。三个组合F_2、F_3的花粉育性、株型等表现具有广泛的方离,从中可分离出极少量高糖、高抗病等各种有益材料。

甜菜STPK家族鉴定及蛋白互作网络分析

丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶(STPK)参与调节植物体内的多种信号转导、胁迫应答过程,但在甜菜中STPK的研究相对较少。为了揭示甜菜中STPK家族的特征从而预测其功能,本研究采用生物信息学方法,从全基因组水平对甜菜STPK家族进行了鉴定与分析,并构建了STPK蛋白互作网络。结果表明,甜菜基因组中鉴定到148个STPK,分为9个亚类;且这些STPK均含有11个蛋白激酶的保守结构域;甜菜STPK互作网络包括8个子网;这些蛋白质与发育和刺激应答相关。本研究结果可为甜菜遗传育种提供理论支持与基因资源。