葡萄种质资源对晚霜冻害的抗性表现

【目的】了解葡萄种质资源的抗晚霜表现,为育种利用提供参考依据。【方法】晚霜发生后3 d,对中国野生葡萄17种或变种的56个株系、美国野生葡萄6种的8个株系及17个栽培品种(系)共81份葡萄种质资源抗晚霜冻害表现进行自然鉴定。【结果】中国野生葡萄中,毛葡萄、桑叶葡萄、瘤枝葡萄、华东葡萄表现为避霜;燕山葡萄、麦黄葡萄、麦黄复叶葡萄高抗;蘡薁葡萄高抗或抗;陕西葡萄、小复叶葡萄、菱叶葡萄抗;山葡萄、秋葡萄、复叶葡萄、刺葡萄、秦岭葡萄种内存在抗性差异,既有高抗或抗的株系,也有不抗或极不抗的株系;裂叶刺葡萄'宁强-6’极不抗。美国野生葡萄中,冬葡萄为避霜;美洲葡萄、甜冬葡萄高抗;河岸葡萄、峡谷葡萄和沙地葡萄抗。栽培品种中,欧亚种品种'无核白’高抗',早玫瑰'’早金香'’绯红’抗',无核紫'’新郁'’京秀’不抗;欧美杂种'巨峰’高抗',藤稔'’早生高墨'’京优'’木星’和'海王星’抗;欧山杂种'00-1-10’为避霜',00-1-5’高抗',北醇’和'左优红’不抗。【结论】中国野生葡萄、栽培品种抗晚霜表现具丰富多样性,美国野生葡萄表现出较强的抗性。葡萄种质资源对晚霜抗性表现与冬季抗寒性表现不完全一致。

3种不同地理起源葡萄种质资源的抗旱性比较

研究3种不同地理起源的葡萄种质资源河岸葡萄‘河岸(♀)’、燕山葡萄‘燕山-1’和欧洲葡萄‘红地球’的抗旱性差异,为进一步挖掘葡萄的抗旱基因提供依据。以3种不同葡萄的试管苗为材料,在培养基中加入PEG-6000模拟干旱胁迫,研究其形态变化和6项生理生化指标的变化,进而评价其抗旱性。结果表明,干旱胁迫后,3种葡萄试管苗叶片边缘开始出现干枯的时间不同,‘河岸(♀)’、‘红地球’和‘燕山-1’分别出现于3、12h和27h;随着干旱胁迫时间的延长,受害程度最大的是‘河岸(♀)’,其次是‘红地球’,‘燕山-1’仅有轻微的伤害。叶片中脯氨酸含量总体呈上升趋势,胁迫72h时,‘燕山-1’分别是‘红地球’和‘河岸(♀)’的1.14倍和4.84倍;POD、CAT和SOD含量呈先升高后下降趋势,72h时,‘燕山-1’的POD含量分别是‘红地球’和‘河岸(♀)’的6.2倍和49.2倍,CAT含量分别是‘红地球’和‘河岸(♀)’的0.44倍和1.47倍,SOD含量分别是‘红地球’和‘河岸(♀)’的1.95倍和1.05倍;超氧阴离子自由基含量(O_2~·)呈先升高后下降趋势,72h时,‘燕山-1’的O_2~·含量分别是‘红地球’和‘河岸(♀)’的1.9倍和3.0倍;MDA含量呈先升高后下降趋势,72h时‘燕山-1’分别是‘红地球’和‘河岸(♀)’的1.4倍和1.26倍。综合形态变化及各项生理生化指标的变化,以‘燕山-1’的抗旱性最强,其次是‘红地球’,抗旱性最差的是‘河岸(♀)’。

沙地植物长柄扁桃光合特性研究

【目的】研究长柄扁桃的光合能力,为长柄扁桃资源的利用及大面积栽植提供理论参考。【方法】以不同树龄的毛乌素沙漠长柄扁桃为研究对象,利用Li-6400光合作用测定仪,在长柄扁桃野生种质资源地进行其光合生理生态特性及影响因子研究。【结果】①长柄扁桃叶片净光合速率(Pn)的日变化呈双峰型曲线,主峰值在12:00且具有明显"午休"现象。②长柄扁桃幼龄树生态因子日变化幅度较大,2年生长柄扁桃叶片Pn峰值提前。③在长柄扁桃叶片Pn影响因子中,气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、光合有效辐射(PAR)作用呈显著直接正效应。④在导致光合"午休"的原因中,气孔限制因素占主导地位,各生态因子间存在显著相关性。⑤长柄扁桃光补偿点(LCP)、光饱和点(LSP)分别为25.69和2 175.53μmol/(m2.s)。CO2补偿点(CCP)、CO2饱和点(CSP)分别为57.30和1 085.19μmol/mol。【结论】长柄扁桃具有广泛的光强利用范围以及强大的光合潜能,综合表现出喜光且高效的光合特性。

美国和我国新疆葡萄资源抗主要真菌病害的田间自然鉴定

2009—2010年采用田间自然鉴定的方法,研究了引进美国59份、我国新疆30份共89份葡萄资源在陕西杨凌地区的抗霜霉病、黑痘病和白粉病表现。结果表明,56个欧亚种品种对3种病害的抗性存在有差异,Exotic、Calmeria、Kishmish Hishrau、Canner、艾麦那和杨格尔等6个品种表现抗霜霉病,其余品种感霜霉病,其中Red Globe、Muscat Hamburg、京大晶、京早晶和京可晶达到高感程度;Italia、Exotic、Kishmish Hishrau、Long Emperor、Canner、Seed-less Tokey和桑多哈尼等7个品种表现抗黑痘病,其余品种感黑痘病,其中马奶子和无核白达到高感程度;Exotic、Calmeria、Kishmish Hishrau、Ruby Seedless、桑多哈尼、索索葡萄、艾麦那、长穗无核白和康耐诺等9个品种表现抗白粉病,其余品种感白粉病,其中Red Globe、Black Rose、Muscat Hamburg、大白葡萄、大粒红无核和京早晶达到高感程度。起源于美洲的野生葡萄11种或变种14个株系对3种病害均抗病或高抗,因此是重要的抗病基因资源。拥有美洲葡萄血缘的杂种对3种病害具有较强的抗性,在19个杂种中,除Harmony和Freedom对黑痘病表现为感病但抗霜霉病和白粉病外,其余杂种对3种病害均表现抗病或高抗,适合于病情严重的地区栽培。

利用分子标记对无核抗病葡萄杂交后代的辅助选择

利用葡萄无核基因SCAR标记GSLP1-569,葡萄抗黑痘病基因RAPD标记OPS03-1354和抗霜霉病基因RAPD标记S416-1224,对欧洲葡萄无核品种×中国野生葡萄、无核品种自交共6个组合的127株胚挽救苗进行了无核、抗病的分子标记辅助选择。结果表明,在127株胚挽救苗中,检测出拥有无核基因SCAR标记GSLP1-569的杂种27株,其中4株杂种同时拥有无核基因SCAR标记GSLP1-569和抗黑痘病基因RAPD标记OPS03-1354;拥有抗黑痘病基因RAPD标记OPS03-1354的杂种28株,拥有抗霜霉病基因RAPD标记S416-1224的杂种19株,其中10株杂种同时拥有OPS03-1354和S416-1224。获得的无核、抗病葡萄杂种将为进一步选育出新品系奠定基础。

苹果PGIP基因植物表达载体的构建及转化番茄的研究

为了验证苹果多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白(PGIP)基因表达产物对植物病原真菌的作用,获得转基因植株,培育抗病新品种,本研究用限制性内切酶SalⅠ、BamHⅠ将已克隆的苹果PGIP基因从克隆载体pMD-18T上切下,定向插入到植物表达载体pWR306的ED35s启动子和TNOS终止子中间,成功构建了苹果PGIP基因植物表达载体pWR306-PGIP及工程农杆菌,以番茄中蔬四号叶片及茎段为受体,通过农杆菌介导法转化,获得了8株PCR检测阳性的番茄植株。

利用RAPD技术对油松种子园无性系的分析

以陕西陇县八渡油松种子园的14个无性系为材料,提取基因组DNA,采用RAPD技术,分析无性系间的亲缘关系,结果表明:筛选出的8个引物共扩增出23个条带,其中具有多态性的条带14条,占总扩增条带数的60.8%。进一步采用UPGMA法进行亲缘关系及多样性分析,在遗传相似系数为0.71时,14个无性系聚为4类。14个无性系间亲缘关系较远,种子园具有较高的遗传多样性。

无核葡萄胚挽救中影响胚发育的因子

【目的】提高无核葡萄胚挽救育种效率。【方法】以12个无核葡萄品种或株系的自然授粉胚珠和6个杂交组合的胚珠为试材,研究不同配方的培养基、不同培养基相态、低温处理、光照和暗培养对无核葡萄的胚发育率的影响。同时,研究花后不同时间取样,摘取果粒取出胚珠培养的适宜时间。【结果】在供试的8种培养基中,Nitsch+GA3 0.5mg·L-1+IAA 1.5mg·L-1和MM3培养基最适宜于无核葡萄离体幼胚的发育,其次是ER培养基。在供试的固相、液相和固液双相的3种相态培养基中,以固液双相培养基进行无核葡萄品种底来特离体胚珠培养为最好。在胚珠离体培养阶段进行低温培养,降低了胚发育率。暗培养有利于幼胚的发育,可提高胚发育率。不同无核葡萄品种和组合在花后摘取果粒,取出胚珠进行离体胚挽救的适宜时间不同,无核白为35d、森田尼无核为40d、火焰无核为40d、底来特为60d、黎明无核为55d、无核紫为70d、优无核为50d、皇家秋天为70d、奇妙无核为60d、奥迪亚无核为40d、红宝石无核×贵妃玫瑰为70d。【结论】本研究中不同无核葡萄品种进行胚挽救宜选择Nitsch+GA3 0.5mg·L-1+IAA 1.5mg·L-1、MM3或ER培养基,在(25±2)℃常温下进行固液双相暗培养,有助于提高胚挽救效率。

复合基质在大棚番茄无土栽培上的应用研究

【目的】初步探讨发酵后的部分农业有机废弃物替代草炭在大棚番茄无土栽培中的应用效果。【方法】以番茄品种"金棚朝冠"为试材,采用金宝贝基质营养土发酵助剂发酵玉米秸秆、玉米芯、稻壳,与自然腐熟的牛粪和河沙按体积比组配成4种复合基质(基质A:60%玉米秸秆+20%河沙+20%牛粪;基质B:50%玉米秸秆+10%玉米芯+20%河沙+20%牛粪;基质C:50%玉米秸秆+10%稻壳+20%河沙+20%牛粪;基质D:40%玉米秸秆+10%玉米芯+10%稻壳+20%河沙+20%牛粪,以上均为体积分数),并配施烘干鸡粪和三元复合肥,以50%草炭+25%珍珠岩+25%蛭石(CK1)、常规土壤栽培(CK2)为对照,研究不同基质对春夏季大棚番茄生长特性、产量和品质的影响。【结果】栽培前,已添加等量基肥的4种复合基质,其容重、总孔隙度、pH值和EC值都在番茄无土栽培适宜的理想基质范围之内;在番茄定植后的整个生育期内,4种复合基质中只有基质B番茄的株高和茎粗接近于CK1和CK2;拉秧时基质B中番茄的根冠比最大;基质B的栽培效果在4种复合基质中最优,番茄产量仅比CK1和CK2分别减少1.1%和1.9%,番茄果实糖酸比和维生素C含量与CK2相比分别提高72.3%和13.0%,番茄果实硝酸盐含量与CK2相比极显著降低26.1%。【结论】复合基质B可以代替草炭用于大棚番茄的无土栽培,从而达到资源化利用农业废弃物,解决设施蔬菜生产过程中土壤盐渍化和连作障碍问题及提高果实品质的目的。

苹果砧木幼苗对根际低氧胁迫的生理响应及耐性分析

【目的】探讨苹果砧木对根际低氧胁迫的生理响应及其所受影响,分析确定不同苹果砧木根际低氧耐性强弱。【方法】以12个苹果砧木幼苗为试材,采用营养液水培低氧处理的方法,研究根际低氧胁迫对苹果砧木生长、形态、生物量和生理指标的影响。用抗逆系数(ARC)结合淹水试验以及聚类分析对苹果砧木根际低氧耐性进行综合评价。【结果】低氧胁迫下,苹果砧木幼苗新叶数、根长、株高、生物量较对照明显降低,各种类整株鲜重减少9%～41%,干重减少14%～40%,根系中可溶性蛋白质含量降低,而丙二醛(MDA)和脯氨酸(Pro)含量、超氧阴离子()产生速率、相对膜透性(RMP)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性显著高于对照,过氧化氢酶(CAT)活性和根系活力因砧木不同表现不同。分析认为平邑甜茶(Malus hupehensis Rehd.)、平顶海棠(M.robusta Rehd.)和卢氏红果(M.sieboldii Rehd.)为低氧耐性强的砧木,新疆野苹果(M.sieverii Roem.)和变叶海棠(M.toringoides Rehd.)为低氧敏感型砧木。【结论】不同苹果砧木对低氧胁迫响应的敏感性明显不同。低氧耐性较强的砧木可通过提高抗氧化酶活性和增加渗透调节物质含量增强其耐低氧能力,抵御低氧胁迫造成的伤害。

辣椒雄性不育材料H9A小孢子败育机理

运用光学、电子显微技术及生化指标测定法,对辣椒(Capsicum annuum)雄性不育材料H9A及其保持系H9B小孢子不同发育时期进行细胞形态学观察及生化特性分析。结果表明,雄性不育材料H9A的小孢子败育发生在单核前期,由于绒毡层细胞极度膨胀,四分体受挤压后破裂并降解,无法形成正常的单核花粉粒,属于孢子体败育。不育材料花蕾中的过氧化物酶活性从四分体时期开始明显高于保持系,保持系游离脯氨酸含量从单核小孢子期开始明显高于不育材料;不育材料小孢子发育各时期的可溶性蛋白含量都明显低于保持系,但丙二醛含量均高于保持系。

大白菜抽薹性状的主基因+多基因遗传分析

以大白菜易抽薹自交系06S1703和耐抽薹自交系06J32形成的P1、P2、F1、F2、B1和B2等6个世代为材料,应用主基因+多基因多世代联合分析方法,对大白菜抽薹性状进行了研究.结果表明,大白菜的抽薹性受2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性-上位性多基因控制,其中2对主基因的加性效应值分别为-3.5758和-13.619,显性效应值分别为-3.7552和-2.2577.B1、B2和F2世代的主基因遗传率分别为87.95%、95.13%和96.25%,只在B1群体中检测到多基因效应,遗传率仅为1.39%,说明大白菜的抽薹性是以主基因遗传为主,可以进行早期选择.

大白菜游离小孢子胚诱导及植株再生

以15个大白菜[Brassica campestris ssp. Pekinensis （Lour.） Olsson]自交系和杂交种为试材进行游离小孢子培养,研究了影响胚状体发生及植株再生的几个主要因素。结果表明,有12个品种的游离小孢子在NLN-13液体培养基上诱导出胚;各品种间小孢子胚产量差别很大,每个花蕾产胚在0.25~65.4个之间;将成熟的子叶形胚及时转移至再生培养基上,对提高植株获得率至关重要;在NLN-13液体培养基上附加0.2mg.L-1的6-BA对胚状体的发生和发育有促进作用;B5＋0.2 mg.L-16-BA＋0.02 mg.L-1NAA的培养基有利于小孢子胚发育成植株;1/2 MS＋0.1 mg.L-1NAA为小孢子植株生根最适宜的培养基。

中国野生葡萄抗黑痘病基因RAPD标记的克隆、序列分析及辅助育种应用

对中国野生葡萄抗黑痘病基因RAPD标记OPS03-1300进行了克隆、测序及序列分析,结果表明该标记实际长度是1354bp,因此更名为OPS03-1354,其GenBank登录号为DQ350885。该标记序列与99条来自欧洲葡萄的EST有同源性,其中与1条来自赤霞珠叶片感染葡萄皮尔斯病病原菌后获得的EST同源性为82%,与2条来自赤霞珠果实在不同发育期获得的EST同源性分别为80%和85%。该序列与1条来自中国野生华东葡萄白河-35-1叶片接种霜霉病病原菌后获得的EST同源性为67%。该序列编码葡萄的一种假定蛋白。此外,应用该标记对中国野生葡萄与欧洲葡萄的种间杂交广西-1×京可晶F1代339株、白河-35-1×佳利酿F2代207株进行了辅助选择。

白菜叶缘裂刻近等基因系的cDNA-AFLP分析及SCAR标记的转化

【目的】寻找与白菜叶缘裂刻发育相关的表达基因,了解叶缘裂刻调控的分子机理。【方法】应用cDNA-AFLP技术从mRNA表达水平研究白菜叶全缘和裂刻近等基因系间基因表达的差异。【结果】共获得57条差异片段,合并归属于55条非重复序列,其中在叶全缘株系中增强或特异表达的有25条,叶裂刻株系中增强或特异表达的有30条。54条差异片段可以在NCBI数据库中找到同源序列(包括EST)、其中42条为已知基因,1条没有找到同源序列。按照其参与的生物学途径归类,已知基因片段参与了代谢、转录、细胞囊泡运输、蛋白质合成和降解、蛋白质储藏与运输、信号传导、光合系统、基因转座等相关过程。用AFLP转化的SCAR标记在分离群体上验证结果表明,SEL7B16-SCAR检测片段的表达模式与cDNA-AFLP结果一致。【结论】构建了白菜叶缘裂刻发育调控基因表达谱,识别了与已知NAC036、DP-2、MYB77、TCP24参与调控裂刻发生基因密切相关的片段。基于cDNA-AFLP特异序列,开发了1条与裂刻紧密连锁的SCAR标记,命名为SEL7B16-SCAR,可用于裂叶纯合和杂合的分子辅助选择。

兰州百合基因枪转化方法的研究

以兰州百合试管苗鳞片叶为受体,通过基因枪转化法将脱氢抗坏血酸还原酶基因(DHAR)转入兰州百合,并用GUS染色、PCR扩增和Southern杂交等技术进行转基因株系的检测.结果表明:以兰州百合鳞片叶为受体材料,在轰击压力1 100 psi、轰击距离6 cm时,抗性率高达14%,转化率为1.5%;10 mg/L的潮霉素对鳞片叶具有很好筛选作用.GUS分析发现,转化株系叶片为蓝色;PCR检测和Southern杂交进一步证实抗性株系为转基因植株,且为单拷贝.

引进美国制汁葡萄品种抗寒性的综合评价

以引进美国的13个制汁葡萄品种(美洲种或欧美杂种)为试材,通过人工低温胁迫处理1a生休眠枝条,测定了冻害指数、电解质外渗率、可溶性糖、可溶性蛋白质、丙二醛和游离脯氨酸6项生理生化指标的含量,采用隶属函数法综合评价了各品种的抗寒性。结果表明:13个品种的平均隶属度介于0.61～0.82,对低温冻害分属于中等抗寒、抗寒和高抗3个级别。其中,‘BlueStar’属于高抗,‘Golden Muscat’、‘Montreal’、‘Concord’、‘Concord Seedless’、‘Reliance Seedless’、‘Catawba’和‘Vanessa Seedless’7个品种属于抗寒,其余5个品种属于中抗。

华东葡萄抗白粉病杂种后代cDNA文库的构建及EST序列分析

以抗白粉病的华东葡萄杂种后代6-12-4株系为试材,利用SMARTTM技术构建了白粉病病原菌诱导的全长cDNA文库。经检测,原始文库滴度为2.50×106pfu·mL-1,重组率达到99%,扩增文库滴度为3.0×109pfu·mL-1,重组率达到95%,插入片段长度在500～2000bp。随机挑取300个克隆,测序获得260条质量较高的ESTs,聚类及拼接后,共得到183个一致序列(所获序列已经提交GenBank,登录号为FG579859-FG580039)。经蛋白功能预测分析,获得含有TPR结构域的小的富含谷氨酰胺的蛋白、MYB类转录因子、水通道蛋白、富含脯氨酸蛋白、亲环素蛋白、ACI14蛋白、转脂蛋白等抗病相关基因,涉及到植物的信号转导,胁迫诱导,防卫反应等方面。这些EST序列为利用中国野生华东葡萄进行抗白粉病育种研究和利用提供了有价值的抗病基因片段,为丰富世界葡萄属植物抗白粉病基因提供序列数据。

中国野生葡萄抗霜霉病基因RAPD标记的筛选

以抗病的中国野生华东葡萄(Vitis pseudoreticulata)白河-35-1(Baihe-35-1)与感病的欧洲葡萄佳利酿(Carignane)杂交F2代为试材,从520条随机引物中筛选出21条可以扩增多态性DNA片断的随机引物,从中获得了6个抗霜霉病基因的RAPD标记,对这些标记回收、克隆、测序后,将得到的6个标记分别记录为:S294-369,S202-527,S382-615,S221-677,S416-1224和S390-725。通过分析这6个RAPD标记在F2代植株中的表现,证明这些标记都与霜霉病抗性的基因有连锁关系。这将为葡萄抗霜霉病育种的分子标记辅助选择提供分子依据。

白粉菌诱导的华东葡萄环化cDNA文库中抗病基因筛选

【目的】从环化的中国华东葡萄白河35-1经白粉菌接种诱导后的叶片所构建的cDNA文库中,筛选抗病相关基因序列。【方法】根据植物抗病基因在氨基酸水平上的保守结构域NBS的P-loop区和LRR设计特异引物,采用三维文库筛选法,对环化的葡萄白粉菌接种诱导后的叶片cDNA文库进行PCR筛选。【结果】共建组池24个,每个组池中含有单菌落768个,包含18432个克隆。从中筛选出具有抗病基因保守序列的阳性克隆585个,其中具有NBS保守序列引物筛选出330个,LRR保守序列引物筛选出255个。对获得的阳性克隆中的插入片段进行了测序,经生物信息学分析去除重复序列后,获得422条具有抗病基因保守结构域的基因序列,其中具有NBS保守序列的250条,具有LRR保守序列的172条,共有NBS和LRR保守序列的25条。【结论】经翻译分析,其中8条编码产物包含NBS的P-loop结构域(GW787739—787742、GW787746、GW787747、GW787749、GW787758),5条编码产物包含LRR结构(GW787743、GW787744、GW787750、GW787751、GW787753),1条华东葡萄特有基因(GW787754)。从中选出具有不同抗病结构域的10条基因进行病源侵染过程中的基因实时定量表达分析,发现其中5条抗病相关基因的表达可被白粉菌接种所诱导,可能与白粉病侵染过程有关。