紫花苜蓿种子卫星搭载后其根尖细胞的生物学效应

为了解卫星搭载苜蓿细胞的生物学效应,3个品系的苜蓿干种子搭载"实践八号"育种卫星。返地后,制作根尖染色体切片,进行显微观察。结果表明,卫星搭载对细胞的正常有丝分裂表现为促进(品系二、四)或抑制(品系一)。搭载种子根尖细胞染色体出现了微核、染色体桥、断片、落后等畸变类型,畸变频率因搭载材料的诱变敏感性差异而不同。卫星搭载苜蓿种子对其根尖细胞有显著的诱变效应。

卫星搭载对不同品系紫花苜蓿种子萌发及其幼苗生长的影响

为了了解空间诱变环境对苜蓿种子萌发及其幼苗生长的影响,3个品系的苜蓿干种子于2006年9月通过"实践八号"育种卫星进行空间搭载。返地后对其标准发芽率、发芽速度、种苗生长、发芽指数、活力指数等指标进行测试。结果表明,卫星搭载对种子发芽率无显著影响,这说明空间诱变对搭载种子损伤轻,不易产生致死突变,搭载后绝大多数种子都能正常发芽。空间搭载对种苗生长有正负两种诱变效应:正效应表现为苗重(品系1和品系4)或芽长的显著增加,负效应表现为平均苗重的显著减少(品系2)、根长的降低。3个搭品系间搭载效应差异显著。

卫星搭载后紫花苜蓿DNA甲基化变化分析

以"神舟八号"搭载的苜蓿种子为材料,经过筛选获得高株、多分枝等变异材料,利用HPLC、MSAP等方法对紫花苜蓿DNA甲基化状况进行了研究。结果表明,与地面对照相比,空间搭载苜蓿的DNA甲基化水平提高3%～8%,且增加水平因变异类型而异,其中多分枝变异的材料DNA甲基化水平最高,搭载后无明显表型变异的DNA甲基化水平最低。此外,DNA甲基化状态也发生显著变化,搭载材料表现为甲基化和去甲基化两种变化,其中以超甲基化为主。

航天搭载紫花苜蓿SSR-PCR反应体系的优化以及引物的筛选

航天育种的变异频率高、变异幅度大、有益变异多、稳定性强,优势明显。依据正交试验设计原理,设计了用正交试验和细调正交试验来确定航天搭载紫花苜蓿SSR-PCR反应体系中各成分的浓度,从dNTP、Taq酶、Pri mers、Mg2+4种因素对航天搭载紫花苜蓿SSR-PCR反应体系进行了优化,得到适合航天搭载紫花苜蓿SSR-PCR最佳反应体系,即25μL的反应体系中含有dNTP 0.2 mmol/L、TaqDNA聚合酶2U、引物0.7μmol/L、Mg2+2.5 mmol/L、以及10×buffer和60 ng模板DNA。在试验确定最佳反应体系基础上,对17对SSR引物进行筛选,选出6对扩增条带信号强、背景清晰的引物。

航天搭载紫花苜蓿连续后代变异株系选育

空间诱变作为一种新的物理诱变手段,已被用于多种生物材料的诱导变异。在筛选出航天搭载紫花苜蓿第1代突变单株的基础上,为后续世代的高品质选育工作提出建议和方法,旨在利用分子标记技术结合生理生化手段,分析飞船搭载后种子的多代植株基因组的多态性,跟踪分析突变株系与前后代基因组多态性的关系,以了解基因组多态性在世代之间的遗传规律,探讨空间诱变的基因组变异特点。

卫星搭载对苜蓿突变株蛋白表达的影响

以卫星搭载筛选出的2株突变株系为材料,研究空间环境对苜蓿(Medicago sativa)蛋白表达机制的影响,利用IEF/SDS-PAGE凝胶电泳技术,对其蛋白质特异性进行了比较分析。结果表明,突变株系与对照相比,蛋白质图谱有较大的差异,突变株系1L-4较对照共有6个蛋白质斑点下调,17个蛋白质斑点上调,突变株系6L-5较对照共有17个斑点下调,18个斑点上调,表明空间环境促使了苜蓿基因结构的改变,影响了蛋白质的表达。

卫星搭载对紫花苜蓿二代种子诱变效应的研究

[目的]探寻空间诱变环境对苜蓿搭载二代种子的影响,为苜蓿诱变育种提供理论基础。[方法]2006年9月,三个品系的苜蓿干种子通过"实践八号"育种卫星进行空间搭载。返地后,经过地面种植,对其二代种子千粒重、发芽率、硬实种子数和苗重指标进行测试。[结果]与地面对照相比,搭载种子的千粒重增加了5%～9%。发芽试验结果表明,搭载后苜蓿二代种子发芽率、种苗苗重、芽长和根长显著增加(P<0.05),硬实种子数、霉变种子数显著减少(P<0.05)。[结论]空间诱变对苜蓿二代种子有显著的正向诱变效应。

卫星搭载苜蓿种子叶片愈伤组织对逆境胁迫的响应

对卫星搭载苜蓿种子的叶片进行愈伤组织的诱导和Na Cl、PEG及温度胁迫处理,探讨空间环境对不同逆境下苜蓿愈伤组织的脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白、相对电导率和丙二醛含量5项生理指标的影响,采用隶属函数法对搭载愈伤组织的抗逆性进行评价。结果表明:未搭载材料经Na Cl(2%)、PEG(30%)、高温(40℃,6 d)和低温(0℃,8 d)胁迫后,其存活率分别为2.68%,3.8%,43.68%和35.42%,与未胁迫组间存在极显著差异。4份苜蓿愈伤组织中,搭载的苜蓿愈伤组织在脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白含量均高于未搭载愈伤组织,相对电导率和丙二醛含量均低于未搭载愈伤组织。搭载的苜蓿愈伤组织比未搭载的愈伤组织的丙二醛含量降低了39.47%,相对电导率降低了48.37%,可溶性糖含量增加了34.71%,可溶性蛋白含量增加了40.67%,脯氨酸的含量增加了55.6%。搭载的苜蓿愈伤组织抗逆性强弱为:干旱>盐>低温>高温,卫星搭载胁迫后的苜蓿愈伤组织对干旱和盐的抵抗能力比较强。

空间诱变对紫花苜蓿过氧化物同工酶影响

为了探索空间诱变环境对紫花苜蓿生理生化活动的影响,本研究分别利用分光光度计和聚丙烯酰胺垂直板电泳法对卫星搭载紫花苜蓿过氧化物同工酶酶带及酶浓度进行研究。结果表明,经过卫星搭载后,紫花苜蓿过氧化物酶活性提高18%,这可能是由于种子在飞行过程中受到重粒子辐射、微重力、极端温度等特殊环境刺激,使得种子内部活性氧大量累积,从而导致过氧化物酶活性上调。同时电泳结果还发现,搭载后过氧化物酶酶带发生显著变化,表现为新酶带的增加,这表明空间飞行因子不仅可以刺激酶活性的上调,还可以改变酶组成。这一发现初步揭示了卫星搭载对苜蓿酶活动的影响,有助于增加对苜蓿空间诱变效应的认识。

航天苜蓿中黄酮提取工艺及抑菌活性研究

用索氏回流进行正交提取航天苜蓿中的黄酮,以510nm最大吸光度进行可见光谱检测,测定黄酮含量,并对两种供试菌进行体外抑菌活性测定。结果表明,通过单因素实验确定的各因素影响能力大小为:pH>浸泡时间>料液比,含量最高为10.04%;对大肠埃希氏杆菌和金黄色葡萄球菌的MIC为0.40mg/mL和0.70mg/mL。

卫星搭载苜蓿叶片愈伤组织对盐碱胁迫的响应

以卫星搭载的苜蓿叶片为外植体,诱导产生愈伤组织,研究盐碱胁迫下苜蓿愈伤组织对盐和碱的半致死浓度和致死浓度,及其生理指标的变化。结果表明:苜蓿愈伤组织对NaCl的半致死浓度为1.2%,致死浓度为1.8%。对NaHCO3和Na2CO3的半致死浓度为0.4mmol/L,致死浓度为1.0mmol/L。卫星搭载提高了苜蓿愈伤组织POD活性、可溶性糖含量和脯氨酸含量,降低了丙二醛含量和相对电导率,差异显著。卫星搭载可以提高苜蓿愈伤组织对盐碱的抵抗能力,且对碱抵抗能力强于对盐的抵抗能力。

卫星搭载苜蓿抗性突变株初步筛选

利用隶属函数法对卫星搭载苜蓿(Medicago sativa L.)进行多种指标的综合评价,研究卫星搭载对苜蓿的诱变效应.结果表明,筛选株系中有3份材料与地面对照表现出明显的差异,其中1L-4和1L-1与地面对照相比植株粗壮、高大,叶绿素质量浓度和粗蛋白质量分数高,丙二醛浓度和相对电导率低;而6L-5与地面对照相比植株矮小,叶绿素质量浓度低,丙二醛浓度和相对电导率高.空间环境对苜蓿形态和生理指标产生较大影响,其突变效应是不可控的,筛选可获得有价值的育种材料.

航天紫花苜蓿叶蛋白正交提取工艺模式的研究

优选航天紫花苜蓿叶蛋白的提取工艺条件，对不同品系的苜蓿叶蛋白进行差异性分析。用单因素极差分析，280nm紫外光测测定并计算提取率，L9（33）正交实验设计确定最佳提取工艺。结果表明，通过单因素实验确定的各因素影响能力大小为：pH〉浸泡时间〉料液比〉温度，正交实验最佳组合为A2B1C1。结果中三得利（兰州）对照和MA-7中叶蛋白的含量相对较高，分别为21．91％和19．42％。

航天紫花苜蓿叶蛋白正交提取工艺模式的研究

优选航天紫花苜蓿叶蛋白的提取工艺条件,对不同品系的苜蓿叶蛋白进行差异性分析.用单因素极差分析,280nm紫外光测测定并计算提取率,Lg（33）正交实验设计确定最佳提取工艺. 结果表明,通过单因素实验确定的各因素影响能力大小为：pH＞浸泡时间＞料液比＞温度,正交实验最佳组合为A2B1C1.结果中三得利（兰州）对照和MA-7中叶蛋白的含量相对较高,分别为21.91％和19.42％.