人工气候室控制条件下青葱对LED光质的响应特性

【目的】研究人工气候室控制条件下青葱生长、产品品质及光合特性对不同光质的响应特性,优化青葱工厂化生产光环境调控参数,提高以鲜嫩绿叶为产品的青葱生产效率。【方法】在人工气候室LED控制光源条件下,以‘章丘’和‘天光’2个不同品种大葱为试验材料,将苗高15 cm左右、具2—3片真叶的穴盘中大葱幼苗,分别置于蓝光(B)、红光(R)、绿光(G)、黄光(Y)、白光(W)等5种不同光质条件下进行培养,光照强度均控制在(301.6±12.7)μmol·m^-2·s^-1,光照时间为12 h/d,昼/夜温度分别控制在25℃/18℃。分别在试验处理0、10、20、30和40 d时取样,测定不同光质处理的青葱叶片光合作用参数,以及培养40 d时青葱的生长量和产品品质。【结果】青葱的生长量、产品品质、叶片色素含量、净光合速率(Pn)、表观量子效率(AQY)和RuBP最大再生速率均以白光显著优于各单色光处理。培养40 d时,白光处理青葱单株鲜重为25.21 g,分别比蓝光、红光、绿光、黄光处理增加了7.83%、20.28%、35.68%和60.78%;其叶片Pn为7.63μmol·m^-2·s^-1,分别比蓝光、红光、绿光和黄光处理提高了11.39%、24.07%和39.23%和59.62%;叶片光饱和光合速率(Pmax)达13.29μmol·m^-2·s^-1,分别较蓝光、红光、绿光和黄光处理增加了5.39%、9.47%、15.57%和21.48%;光饱和点(LSP)除白光处理较高外,其他单色光处理间无显著差异;而光补偿点(LCP)则以黄光较高,绿光、红光次之,蓝光、白光较低。不同单色光处理间也存在显著差异,以蓝光处理青葱单株鲜重较高,黄光处理较低,分别达24.22和16.52 g,绿光、红光居中;蓝光处理青葱叶片Pn、AQY、光饱和光合速率(Pmax)、羧化效率(CE)以及RuBP最大再生速率也显著高于其他单色光处理。青葱假茎可溶性糖、粗纤维、丙酮酸、可溶性蛋白、游离氨基酸和干物质含量等品质指标均以白光处理显著高于各单色光处理,但各单色光处理之间则以蓝光处理较高,其他依次为红光、绿光、黄光。【结论】全光谱的白光处理最有利于青葱生长,表现为叶片光合效率较高,产品品质较优;各单色光处理则以蓝光效应较高,红光次之,黄光、绿光较差,反映青葱对白光、蓝光光能利用能力较强。

大葱花芽分化过程中内源激素的变化

为探讨激素与大葱花芽分化的关系,研究了不同大葱品种花芽分化过程中植株根、假茎及叶片内源激素的变化动态。结果表明,大葱植株根、假茎及叶片ABA、GA3、ZR的含量均在花芽分化基本完成时达到高峰,而IAA则至低谷,且内源激素出现高峰或低谷的时间,与不同品种花芽分化完成时间一致,表明测试激素均与花芽分化有密切关系。但不同器官内源激素含量高低及变化幅度显著不同,其中叶片ABA、GA3及根系ZR含量较高,且变化显著,而IAA在根系及叶片中的含量及变化幅度差异较小,但显著高于假茎。大葱叶片ABA/IAA、ABA/GA3均随花芽分化率的增加而显著升高,花芽分化完成时达峰值,之后迅速降低,说明叶片内源激素间的平衡关系,在大葱的花芽分化过程中亦起着重要的调控作用。

大葱新品种‘沈葱1号’

‘沈葱 1号’生长势强 ,株型紧凑 ,平均单株 32 0g ,平均产量为 6 2 5 9t·hm-2 。成分指标为 :粗蛋白 1 5 9% ,全磷 2 0 8 4mg/kg ,全钾 0 88g/kg。抗紫斑病和病毒病 ,耐贮藏。

多年超干贮存对大葱种子生理生化特性的影响

大葱种子的贮存效应随着贮存温度和种子含水量的不同而变化。超干含水量的大葱种子(MC2 8% )在 2 0℃温度下密封贮存 11年后 ,种子发芽率和苗长没有明显降低 ,脱氢酶活性、SOD活性及细胞膜完整性均得到较好的维持。 2 8%和 5 3%的大葱种子在 0℃温度下密封贮存 13年后 ,也具有一定的种子发芽率和苗长 ,而 7 4 %和 2 6 %的大葱种子活力全部丧失。

葱病毒病的抗性鉴定及抗源初步筛选

对不同类型的葱种质材料进行病毒病人工接种鉴定及田间病情调查，未发现对葱病毒病免疫的品种（系）。叶色深、蜡粉厚的品种（系）抗性强，同一品种（系）个体间抗性差异较大。筛选出７份抗病种质材料，其中营养生长期、生殖生长期抗性一致的抗病材料４份。

大葱部分种质资源亲缘关系的RAPD分析

从36个大葱品种成株幼嫩叶片中提取基因组DNA,筛选出10个扩增较稳定的RAPD引物,进行PCR扩增,共扩增出89条带,其中多态性条带65条,多态率为73.03%,应用UPGMA进行聚类分析,36个大葱品种间的遗传距离在1.732～4.727之间,在遗传距离3.883处,可将36份材料划分成3个复组合和1个独立组,同时建立了稳定的大葱品种RAPD标记体系。

葱病毒特性的研究

本文采用差速离心法分离提纯葱病毒并对其特性进行研究．病毒粒子为弯线性，平均长度７２８ｕｍ，直径约１５ｎｍ，紫外吸收曲线最高峰在２５６～２６０ｎｍ之间，最低峰为２３８ｎｍ，分子量为２７０００道尔顿。光学显微镜下可观察到病叶表皮细胞中的不规则内含物，超薄切片电镜观察，可见病毒风轮状、束状内含体。该病毒引起叶绿体、核膜损伤和解体，其寄主范围较窄。

超早熟大葱雄性不育系603A、626A的选育

在凌源地方大葱品种采种田选出的优株中,发现了早熟雄性不育株,当年将花球分区,区位授粉配置5个杂交组合,收获的种子种成株系。次年从不育株率高的株系中选择优株与相应原群体的可育株成对杂交,同时父本自交。连续4代选择,603、626不育系与相应父本授粉,不育株率、不育度均为100%,简称603A、626A,相应父本简称603B、626B。603A、626A授粉后结实正常。以603A、626A配置的杂交组合表现出较强的早熟及产量优势。

葱种质抽薹性鉴定及其遗传性的初步研究

以国内外90份葱种质及28份杂交组合为试材,在大棚网室环境条件下进行抽薹性比较。结果表明:除1份极易抽薹材料外,其余89份葱种质可划分为易抽薹、抽薹居中和耐抽薹3组,分别占供试种质总数的41.1%、36.7%和21.1%。与中国种质相比,欧洲种质和日本种质在总体上耐抽薹性较强。对杂交组合及其亲本的抽薹性状进行调查,发现67.9%的杂交组合表现负超亲优势或负中亲优势,且均易抽薹;7.1%的杂交组合表现为正超亲优势,但优势不明显。因此,在葱育种中欲获得耐抽薹一代杂种,双亲均需选择耐抽薹或至少双亲之一是耐抽薹品种方可达到目标。

超早熟大葱雄性不育系603A、626A的选育

在凌源地方大葱品种采种田选出的优株中,发现了早熟雄性不育株,当年将花球分区,区位授粉配置5个杂交组合,收获的种子种成株系.次年从不育株率高的株系中选择优株与相应原群体的可育株成对杂交,同时父本自交.连续4代选择603、626不育系与相应父本授粉,不育株率、不育度均为100％,简称603A、626A,相应父本简称603B、626B.603A、626A授粉后结实正常.以603A、626A配置的杂交组合表现出较强的早熟及产量优势.

大葱不成株对产量影响初探

对秋大葱不成株成因及其对产量影响分析表明,遗传和栽培因素同时影响大葱不成株的产生。强遗传势区位人工辅助授粉可减少后代不成株率;葱株分级栽培及调整种植密度(尤其是株距)是目前生产上降低大葱不成株率的主要措施。

大葱不成株对产量影响初探

通过对秋大葱不成株成因及其对产量影响的研究,发现遗传和栽培因素同时影响大葱不成株的产生.强遗传势区位人工辅助授粉可减少后代不成株率;葱株分级栽培及调整种植密度(尤其是株距)是目前生产上降低大葱不成株率的主要措施.

大葱AfUFGT2基因的克隆及干旱胁迫下的表达分析

黄酮类化合物在植物抵抗非生物胁迫中起到重要作用,而糖基化修饰是黄酮类化合物代谢过程中的重要步骤,对植物黄酮类化合物的代谢具有重要意义。为解析大葱中类黄酮糖基化修饰的关键基因对干旱胁迫的响应,从大葱中分离到UFGT基因,并命名为AfUFGT2。生物信息学分析结果表明,AfUFGT2基因的编码序列长度为1353 bp,编码450个氨基酸,分子质量为48.08 ku,具有完整的糖基转移酶结构域。AfUFGT2编码蛋白为亲水性蛋白,无信号肽。氨基酸序列多重比较分析结果显示,在多个物种中UFGT都具有一定保守性。进化分析表明,AfUFGT2与AcUFGT1亲缘关系最近,同属类黄酮3-O-糖基转移酶分支,表明AfUFGT2负责大葱黄酮类化合物的3-O-糖基化修饰。亚细胞定位预测结果表明,AfUFGT2编码蛋白可能定位于细胞质中。实时荧光定量PCR结果表明,干旱胁迫处理能够促进AfUFGT2基因的表达,表明AfUFGT2基因可以响应干旱胁迫,暗示干旱胁迫下大葱可以通过提高AfUFGT2的表达,从而促进类黄酮化合物的生物合成,进而增强植物的抗旱性。

大葱雄性不育的研究和应用进展

雄性不育技术的研究对大葱杂种优势的进一步利用具有推进作用。介绍了大葱雄性不育的类型、大葱雄性不育花器官的形态特征和花粉发育的细胞学研究情况、大葱雄性不育生物分子学的研究情况,总结了利用大葱雄性不育创制的不育系及育成的杂种一代在生产上的应用情况,并对大葱雄性不育杂种优势的利用进行了展望。

大葱ALS基因的克隆及其CRISPR/Cas9载体的构建

大葱(Allium fistulosum L., 2n=16)的生长周期长,杂草发生较为严重,目前针对大葱还没有安全有效的除草剂。作物ALS (Acetolactate synthetase)基因发生的氨基酸突变可能是导致其对ALS抑制剂类除草剂产生抗性的重要原因之一。本研究克隆了大葱的乙酰乳酸合成酶基因ALS,并对其进行了生物信息学分析;同时采用CRISPR/Cas9编辑技术,构建了表达载体。结果表明,ALS基因的长度为1 953 bp,编码650个氨基酸,并且基因中无内含子;其晶体结构包含二聚体,与酵母等大多数真核生物的晶体结构类似,并且包含有3个完整的结构域TPP enzyme N、TPP enzyme M、TPP enzyme C;系统进化树分析表明大葱除与天门冬科的芦笋有较近的亲缘关系,与其它物种差异相对较大。本研究为培育抗除草剂大葱提供理论指导。

葱种质资源数量性状的聚类分析、相关性和主成分分析

为阐明普通大葱和分葱种质资源的亲缘关系以及数量性状间的关联性,在大田栽培条件下以国内外116份葱资源为试验材料进行了数量性状的聚类分析、相关性和主成分分析。结果表明：116份葱种质的12个数量性状遗传变异系数为25.25%~146.38%,基于形态标记划分的5个组群间形态差异明显。单株重与假茎重、叶长、株高、出叶孔间距、叶扁宽和假茎长相关性均达极显著或显著水平。单株重、株高、假茎重3个主成分累积方差贡献率为91.18%,其反映的信息与基于12个数量性状的聚类和相关分析结果基本一致。

大葱新品种‘新葱2号’

‘新葱2号’是采用多亲本多重杂交技术,经多年系统选育出的大葱新品种。葱白长50cm左右,粗2～3cm,平均产量75000kg·hm-2,具有抗病、高产、优质、适应性广等特点,适合南北方种植。

大葱新品种‘安蔬铁杆王’

‘安蔬铁杆王’是利用系统定向选择方法育成的大葱新品种。株高130~140cm,葱白长60~65cm,横径3.0~5.0cm,单株质量500g,鲜葱产量75~79t.hm-2。葱白品质佳,适于生食。耐贮藏,干葱率85.5%。抗霜霉病和紫斑病,抗倒伏。适于中国北方地区栽培。

大葱成熟胚愈伤组织诱导及植株再生

为了建立大葱组培高频再生体系,以‘铁杆大葱’的成熟胚为材料,探讨培养基种类、植物生长调节剂浓度等因素对大葱成熟胚愈伤组织诱导及再生的影响。结果表明,MS培养基适合大葱成熟胚愈伤组织诱导,大葱成熟胚愈伤组织诱导最适宜的培养基为MS+2,4-D (2~3 mg/L)。大葱成熟胚愈伤组织分化培养最适培养基为MS+6-BA (1.0 mg/L)+KT (1.0 mg/L)+NAA (0.1 mg/L),分化率达90%;对分化的再生苗移植于1/2 MS培养基上进行生根及壮苗培养,生根率达到100%,炼苗移栽后小苗的成活率达到90%以上。本研究为进一步优化大葱再生体系提供了依据,为后续大葱的遗传转化的研究起了推动作用。

光质对大葱叶片碳氮代谢的影响

为明确光质对大葱生长及碳氮代谢的影响,采用LED光源调控不同光质,测定了‘天光’和‘章丘’ 2个品种大葱的相对生长速率、碳氮代谢组分含量及相关酶活性。结果表明,大葱干物质积累量及生长速率以‘章丘’高于‘天光’。白光处理的大葱相对生长速率较高,蓝光、红光、绿光和黄光仅分别达白光的94.36%、89.30%、84.33%和76.21%;大葱叶片不同形态氮含量、糖含量,以及硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸脱氢酶(GDH)、谷氨酸合酶(GOGAT)、蔗糖磷酸合成酶(SPS)和蔗糖合成酶(SS)等活性也均以白光处理显著高于各单色光处理。单色光处理的大葱生长速率以蓝光较高,黄光较低,绿光、红光居中;蓝光处理大葱叶片NO3^--N、NH4^+-N、可溶性蛋白、游离氨基酸等含量以及NR、GS、GDH、GOGAT等活性均显著高于红光、绿光和黄光等单色光处理,而蓝光处理的大葱叶片蔗糖、还原糖、总糖等含量和SPS、SS等活性亦显著高于其他单色光处理。综上,相同光强下,与其他单色光相比,蓝光能够提高大葱幼苗碳氮代谢关键酶活性,促进碳和氮素吸收同化及总糖的积累,有利于大葱生长。