甘菊ClCOL16基因的克隆与功能初步研究

CO基因通过光周期途径整合昼夜规律、光信号以及分生组织相关基因来调节开花时间,在植物成花过程中起着至关重要的作用。该研究利用RT-PCR法从甘菊(Chrysanthemum lavandulifolium)中克隆得到一个CO家族基因,命名为ClCOL16(GenBank登录号:AOA52174);采用农杆菌介导的花序浸染法转化拟南芥,抗性筛选并经过PCR鉴定得到T3代转基因植株;随机抽取6个转基因拟南芥株系与野生型(WT)共同于长日照环境(16 h/8 h光暗交替)培养,观察其表型,并于定植后37 d检测WT和转基因拟南芥植株叶片的ClCOL16表达,以明确甘菊ClCOL16基因在植物光周期调控开花中的作用,为进一步解析菊花花期调控机理奠定基础。结果显示:(1)甘菊ClCOL16基因含有一个1 278 bp的编码框,编码425个氨基酸;ClCOL16编码蛋白含有一个B-box和一个CCT保守结构域,为典型的CO家族第Ⅲ组成员。(2)NCBI同源比对分析显示,ClCOL16蛋白与除虫菊COL16蛋白(GenBank登录号:GEZ38716.1)的一致性最高,达到94.38%。(3)荧光定量分析显示,ClCOL16基因为组成型表达,在叶片中的表达量最高,其表达受生物钟调节,在短日照调控下表现出明显的昼夜节律。(4)异位表达结果显示,与野生型拟南芥相比,转ClCOL16基因拟南芥株系的花期提前了7 d,莲座叶减少了3~4片,叶片中ClCOL16基因的表达量均显著提高,表明ClCOL16基因能够促进转基因拟南芥开花。研究推测,甘菊ClCOL16基因可能是甘菊响应光信号、参与菊花光周期开花途径调控的重要基因。

SSR分子标记技术在植物研究中的应用

SSR分子标记是目前应用较广泛的分子标记技术之一。对SSR标记的原理、特点和开发方法进行了总结,综述了SSR分子标记技术在植物DNA指纹图谱构建、遗传多样性分析、种子纯度及真伪鉴定、遗传图谱构建、分子标记辅助育种等方面的应用现状,并对目前SSR标记应用中出现的问题进行了讨论,以期为下一步开展西藏野生观赏植物资源的分子研究奠定基础。

北京地区莴苣中番茄斑萎病毒的鉴定

番茄斑萎病毒(Tomato spotted wilt virus,TSWV)是目前已知的寄主范围最广、危害最严重的植物病毒之一。采集北京市顺义地区疑似感染病毒病的莴苣叶片,症状表现为严重的叶片斑驳褪绿、矮化,甚至整株枯萎死亡,发病率可达25%以上;结合发病症状和分子检测技术,证明其病原为番茄斑萎病毒属的TSWV。进一步基于TSWV外壳蛋白基因序列对不同国家和国内其他地区TSWV的进化关系进行了比较分析,结果显示北京地区莴苣中的TSWV与国内已报道的TSWV差异较大,而与西班牙分离的TSWV进化关系最近,表明该TSWV病毒非国内其他地区传播,而是由国外直接输入的病例。

李明远断病手迹(八十六) 北京蔬菜上的几种番茄斑萎病毒

北京地区发生番茄斑萎病毒（Tomato spotted wilt virus,TSWV）据说已有多年了[1].为害番茄时,相传是出现一些叶片黄化并有枯斑的病株,株高与健康株相比略矮,而且在果实上会出现一些大型的圆形褐斑,斑较硬略有轮纹（图1）.但是,本人一直未能对这样的病株毒原做过检测,不能肯定这些病株就是番茄斑萎病毒所致.

李明远断病手迹(八十七) 试谈北京设施番茄病害的变迁

最近林业出版社把我在《农业工程技术（温室园艺）》上发表的80篇＂李明远断病手迹＂编成一本书,书名为《一个植物医生的断病手迹》。《农业工程技术（温室园艺）》编辑部的一位编辑拿到这本书粗略地翻了一下对我说：＂您这本书涉及到的番茄病害有15篇。差不多占了1/5,说明您对设施番茄病害的变迁比较了解。能不能写篇这方面的文章,放在最近我们编辑部有关设施番茄的专辑上。＂

菊花花期调控技术研究进展

介绍了菊花花期调控的主要关键技术,总结了近些年有关温度、光照、水肥及激素等调控菊花花期的研究。结合研究实践,对菊花花期调控研究存在的问题进行了分析。最后,对未来菊花花期调控的研究方向及其应用前景进行了展望。

北方地区设施食用百合栽培技术

百合不仅是常见的观赏花卉,也具有重要的食用价值。生产优质的百合种球对于满足食用百合市场需要具有重要意义。文章从食用百合的营养成分、栽培技术、养护管理、病虫害防治、采收储藏等方面阐述了设施食用百合标准化种植流程,为设施食用百合优质标准化生产提供指导。

李明远断病手迹(八十五) 菊花上发生的原来是番茄斑萎病毒(TSWV)

2016年10月6日,我和实验室的几位同事去北京顺义的花卉基地。办完事儿之后就到毗邻的一个花木公司的切花菊温室参观,想欣赏一下他们的切花菊。他们的切花菊温室是连栋玻璃温室,看上去又高又大,面积大约有0.5 hm2。自从建成一直在种植切花菊。而且是一茬接着一茬,即在同一个时间里可以见到扦插在穴盘里的菊花苗、刚刚栽在土里的菊花植株、尚未现蕾的菊花、已经开放的花朵、收获完的残株以及尚未定植的白地,周年不断。这样种植已经有五六年了。

李明远断病手迹(九十) 菊花茎腐病(Fusarium solani)的分离与鉴定

2018年6月,我们课题组的陈博士交给我3棵枯死的切花菊,说是北郎中花木公司大温室发生的死秧。让我给看看是什么病?我看了看,这些病株根颈变为黑褐色,地上部分青枯(图1)。我问他多吗?他说是管温室的孙师傅给他的,是不是很多,他也说不上来。我又看了看,一时也答不上来。

李明远断病手迹(八十九) 原来是芍药叶霉病(红斑病)

2018年8月2日,我来到生物中心房山基地看百合时,在路边见到一块地里的芍药叶上长满大大小小的叶斑（图1）。叶斑黑褐色,但有些发红,而且稍有轮纹,有的地段还比较严重,以致于下部叶丛发生了枯死症状（图2）。我猜想可能是由交链孢属真菌（Altelnariasp.）引起的黑斑病。因为我这些年来一直在研究黑斑病,而且我说过有责任将我们功能花卉工程技术研究中心的各种植物病害作为今后的研究内容。

李明远断病手迹(八十八) 棉铃虫对菊花的为害与防治

棉铃虫[Helicoverpa armigera（Hubner）]是一种杂食性害虫，可为害的植物有200多种，是为害棉花、玉米、番茄、辣椒的主要害虫。实际上它对许多菊科花卉的为害也非常严重。

李明远断病手迹（九十一） 菊花白粉病的鉴定与防治

菊花白粉病(Chrysanthemum powdery mildew)在一些资料上早有记载[1,3-5].但是,在北京地区似乎并不常见.我们收集各种菊花病害已经有三年多,但是一直没能见到.

12种百合主要营养成分和活性成分的分析评价

为了探讨百合营养品质综合评价中的主要影响因子,选育赏药食兼用的新品种百合,本文比较研究测定了12个百合种/品种鳞茎的营养成分、活性物质和氨基酸组成,通过主成分分析法综合评价百合营养品质特征。结果表明,12个百合种/品种鳞茎以多酚和生物碱两个活性物质指标含量变异系数大,膳食纤维、氨基酸等指标含量差异相对较小。品质指标转化数据经主成分分析,被提取的前4个主成分累积方差贡献率达90. 229%,影响百合综合营养品质评价的次序依次为:功能因子、营养因子和碳水化合物因子。经综合评价,岷江百合、宜昌百合和‘塞拉达’营养品质评分最高,传统食用百合龙牙百合和兰州百合(平陆)营养品质也较好。该研究基于营养成分、活性物质和氨基酸组成3个方面对12个百合种/品种鳞茎进行了系统评价,为筛选新型赏药食兼用百合、充实和完善百合营养品质评价体系提供参考依据。

百合属植物化学成分及其生物活性的研究进展

百合属植物药食兼用、营养丰富,近年来已成为天然产物化学的研究热点。目前国内外对百合的研究仍较薄弱,一方面已开展研究的种较少,仍有许多种未被研究;另一方面百合研究主要集中于验证生物活性阶段,后续功能成分的分离、功能性食品和药品的开发方面也应继续加强。本文综述了百合属植物化学成分,包括多糖、皂苷、生物碱、酚类和甾类糖苷的研究进展,及其作为食品和药品的传统用途及生物功能,并对未来的研究方向进行展望。

基于主成分分析和聚类分析的百合花瓣品质综合分析与评价

为探索百合花瓣中营养成分价值,开发花瓣的食用价值并选育品质较高的种/品种。选择14种/品种百合花瓣为实验材料,检测了其中营养成分、活性物质、矿物质元素和氨基酸的含量,并参照文献与传统食用百合鳞茎作比较。同时采用主成分分析和聚类分析方法开展品质筛选和综合评价研究。结果表明,百合花瓣中含有丰富的碳水化合物、蛋白质及矿物质元素。将测定的16个营养指标进行主成分分析后提取出6个主成分,累计方差贡献率为86.085%。评价结果显示,卷丹、‘耀眼’、紫脊百合、‘函数’、‘艾迪沃’营养品质得分较高。对14种/品种百合进行聚类分析,划分为4大类,并结合主成分分析结果发现,卷丹综合品质最高。通过建立百合综合评价体系,为开发利用药食兼用百合花瓣、丰富植物源健康食品和建立百合精深加工技术提供理论依据。

MYB转录因子调控植物花青素生物合成研究进展

花青素是植物中广泛存在的一类水溶性天然色素,是许多植物叶片、果实、花等器官呈现丰富颜色的主要呈色物质,并广泛参与植物抵御低温、干旱等非生物胁迫及病害、虫害等各种生物胁迫的生化进程。MYB是植物中最大的转录因子家族之一,广泛参与植物的细胞形态建成、次生代谢物生物合成、分生组织形成、抵御生物及非生物胁迫等众多生理生化进程,同时也是植物花青素生物合成过程中最重要的调控因子,直接影响着花青素的种类和含量,影响花的最终呈色。本文综述了植物花青素生物代谢相关研究,总结了植物花青素的基本特征、生物合成的主要途径、涉及的主要结构基因及其功能等;综述了MYB类转录因子的结构特征及其参与植物花青素代谢调控的主要方式,并重点综述了MBW复合体在植物花青素代谢中的重要作用,以期为进一步研究花青素生物合成调控机制、花色设计育种等奠定基础。

百合花青素合成调控的研究进展

花青素是一类广泛存在于植物中的水溶性天然色素,为观赏植物提供了赏心悦目的色彩,同时由于花青素还具有抗氧化、抗突变等生理功能,在开发天然色素、保健食品和天然抗氧化剂等方面有着重要的研究价值。该研究从花青素分离、提取及生物合成调控通路3个方面对目前在百合上开展的相关研究进行了总结,重点关注了百合花青素生物合成途径中的相关结构基因和调控基因,分析了百合花青素研究存在的问题和发展趋势,为百合花青素分子调控机制研究提供参考,对百合花青素的开发提供借鉴。

茶菊品种‘14-C-1’的CmF3H基因及启动子克隆与表达分析

该研究以自育茶菊品种‘14-C-1’为材料,克隆了一个黄烷酮3-羟化酶(F3H)基因,命名为CmF3H。生物信息学分析表明,‘14-C-1’CmF3H的cDNA序列(GenBank登录号MW454869)全长为1284 bp,开放阅读框为1095 bp,编码364个氨基酸,编码蛋白的理论分子量为41.19kD,等电点为5.57,不稳定系数为39.51,平均亲水性-0.465,脂肪系数为83.02。氨基酸序列分析表明,‘14-C-1’CmF3H蛋白属于2-酮戊二酸依赖双加氧酶(2-ODD)蛋白家族,具有2-酮戊二酸双加氧酶结构域。系统发育分析结果显示,‘14-C-1’与菊花栽培种‘SU07’处于同一进化节点上,二者亲缘关系最近。采用染色体步移方法克隆了‘14-C-1’CmF3H启动子序列(GenBank登录号MW463894),全长1217 bp,启动序列分析发现其含有光响应元件、干旱和ABA响应元件、MYB识别和结合位点和组织器官发育元件等。实时荧光定量PCR分析表明,CmF3H在‘14-C-1’的根、茎、叶、花蕾、舌状花和筒状花等不同组织部位均有表达,在筒状花中表达量最高,其次为茎、叶、花蕾、舌状花,根中表达量最低。该研究结果为进一步揭示菊花黄酮类化合物的生物合成机制奠定了基础。

植物生长调节剂配施对大菊观赏性状的影响

以对光周期敏感的14个观赏大菊[Dendranthema morifolium(Ramat.)Tzvelev]为试材,研究了不同浓度丁酰肼和不同喷施时间对大菊观赏性状的影响。结果表明,不同浓度的丁酰肼对同一品种株高影响较大,同一浓度丁酰肼对生根快、中、慢三类型的大菊品种株高影响较小。每7 d处理的2个浓度丁酰肼,处理浓度越高,抑制植株的株高生长越明显。在同一浓度的处理下,每10 d处理更适合调节菊花植株株高。对于大多数品种,每10 d喷施一次3 g/L丁酰肼对株高控制为最佳。不同浓度丁酰肼对观赏大菊品种的花径、叶长、叶宽、节间长、茎粗等有明显影响,对株高具有抑制作用,综合数据表明,每10 d喷施一次3 g/L的浓度处理对大菊株高处理效果最佳。

甘菊3个ClSCL6基因的克隆及表达分析

GRAS家族HAM亚家族基因是维持植物茎端分生组织(shoot apical meristem,SAM)未分化状态的重要因子,并影响着植物的成花转化进程。该研究基于转录组数据中甘菊(Chrysanthemum lavandulifolium)HAM亚家族基因同源序列设计引物,利用RT-PCR技术从甘菊中克隆得到3个HAM类基因。序列分析结果表明,所克隆的3个基因开放阅读框长度分别为1845、1479和1881 bp,分别编码614、492和626个氨基酸。Blastp分析显示,3个基因的编码蛋白均含有典型HAM亚家族蛋白特征,并与菊科植物黄花蒿(Artemisia annua)SCL6蛋白具有较高的一致性,分别达到了94.39%、91.90%和94.27%。进一步分析表明,3个基因的编码蛋白与所有拟南芥GRAS家族中的SCL6蛋白进化关系最近,故将其分别命名为ClSCL6a、ClSCL6b和ClSCL6c。荧光定量分析显示,3个ClSCL6基因均在甘菊茎中表达量最高,而在根和花中表达量普遍较低。在不同发育时期的花器官中,3个ClSCL6基因均有表达,其中ClSCL6a在管状花花粉散开前达到表达高峰,ClSCL6b和ClSCL6c则在小花蕾时期表达量最高,在其他时期表达水平差异不大。该研究结果为进一步研究ClSCL6在菊花成花转化过程中的功能奠定了基础。