蛋白质组学技术及其在植物逆境生物学中的应用

逆境胁迫是制约植物生长发育、影响作物产量和质量的关键因子,揭示植物应答胁迫的分子机理一直是人们长期探索的重大课题。植物的蛋白质组学研究可以系统揭示不同胁迫条件下植物蛋白质的表达状况,从而深入了解环境胁迫下植物的基因表达调控机制、植物响应胁迫机理。简要介绍了蛋白质组学的研究技术,概述了其在植物逆境胁迫适应机制研究中的应用,并对蛋白质组学在该领域的发展前景进行了展望。

植物生长调节物质与草坪草及牧草的非生物逆境应答

非生物胁迫影响了草坪草和牧草体内多种代谢物及通路的变化,抑制植物的生长。外源物质处理可以有效提高草坪草和牧草对逆境的抗性。本文综述了植物激素、生长调节剂、渗透调节物质、气体分子、离子及氨基酸类物质对草坪草和牧草逆境应答的影响。外源物质之间存在协同或拮抗作用,共同调控了草坪草和牧草下游相关基因的表达,改变了生理代谢途径,缓解了活性氧的伤害、减轻了细胞膜的损伤和离子的毒害,从而起到延缓衰老、提高抗逆性和改善草坪品质的效果。针对模式植物上植物激素的研究进展,提出了今后在草坪草抗逆应答方面需要开展的研究工作。

不同基因型孔雀草高效植株再生体系的建立

将孔雀草品种T.patula‘LittleHeroGolden’的叶片、子叶和下胚轴接种于4种含有不同浓度IAA、NAA和BA的MS培养基上,比较不同外植体的再生植株的能力。结果表明,叶片再生植株能力较子叶和下胚轴强。随后,进一步将其叶片接种于9种添加不同浓度NAA和BA的MS培养基上,分化结果显示,在MS+NAA1.5mg·L-1+BA1.0mg·L-1的培养基上植株再生率最高,达75%。5份材料的叶片分别接种在该培养基上,再生率均达70%以上,其中T.patula21614的再生率达85%。所有再生植株均能成苗并表现出正常的形态特征。从而建立了适合于5种基因型孔雀草的离体高效再生体系。

云南大花香水月季居群遗传多样性的SSR分析

利用简单重复序列（simple sequence repeat，SSR）分子标记技术对云南省分布的8个大花香水月季天然居群遗传性进行了分析，结果表明：所选用的12对SSR引物，共扩增出72个位点，其中多态性位点70个，占总条带数的97．22％；在物种水平上，总居群的Nei’s基因多样性指数（He）和香农指数（I）分别为0．3012和0．4600，说明云南地区大花香水月季居群的遗传多样性较高；大花香水月季居群内遗传变异（69．49％）大于居群间遗传变异（30．51％），说明居群内变异是其居群的主要变异来源；利用Popgene计算出两两居群间的Nei＇s遗传一致度（I）和遗传距离（D），其范围分别为0．7615～O．9348和0．0674～O．2724，再依据遗传距离进行聚类分析，结果表明居群遗传距离与地理位置无显著的相关性。

云南长尖叶蔷薇自然居群遗传多样性分析

采用SSR标记对云南地区的8个长尖叶蔷薇天然居群进行了遗传多样性分析。结果显示:所选用的14对SSR引物,共检测到77个等位位点;在物种水平上,总居群的Nei's基因多样性指数(He)和香农指数(I)分别为0.3139和0.4747;该居群内遗传变异(65.47%)大于居群间遗传变异(34.53%),说明居群内变异是其居群的主要变异来源;利用Popgene计算出两两居群间的Nei's遗传一致度(I)和遗传距离(D),其范围分别为0.7879～0.8986和0.1070～0.2384,依据遗传距离可将8个居群分为3组,8个居群并没有严格依据地理距离的远近而聚类;海拔与Nei's基因多样性的相关系数为0.8771,呈显著正相关。研究结果表明,云南地区的长尖叶蔷薇居群遗传多样性较高,居群间遗传变异存在中度的遗传分化。基于得到的居群遗传信息,建议采取就地保护为主的保护策略,但当个别居群野外的生存环境被自然或者人为因素破坏时,建议采取迁地保护的保护策略。

聚-γ-谷氨酸施用对草莓产量和果实品质的影响

试验研究了聚-γ-谷氨酸(Poly-γ-glutamicacid,PGA)肥料增效剂对草莓(Fragaria ananassa Duchesne)产量和果实品质的影响。结果表明,50、100mg/L的PGA处理后,草莓单果重与对照相比呈极显著的差异;用50、100、200mg/L的PGA灌根2次后,草莓产量比对照依次增产了30.4%、29.5%和19.9%,产生了显著的增产效果;草莓苗定植后,100mg/L的PGA处理加快了植株根系的生长速度,平均根长与对照相比呈显著的差异;使叶片厚度增加,叶片厚度与对照相比呈极显著的差异;果实中可溶性固形物比对照分别增加了2.6%、11.4%和3.9%;色度计检测结果表明,100mg/L的PGA处理,果实亮度L值、着色强度C值、红色着色值a均比对照增加,果实表面更富有光泽。

花香的基因工程研究进展

花香在许多植物的生长繁衍过程中起着重要作用,同时也能提高观赏植物的审美特性。10多年来,研究者在对花香生物化学和相关基因方面的研究上取得了一定进展,本文综述了控制花香产物合成的关键酶以及编码这些酶的基因、花香产物的调控和花香代谢工程方面的最新进展,同时对今后花香研究的发展方向进行了展望。

应用ISSR分子标记和表型性状评价孔雀草自交系的遗传关系

【目的】对亲本遗传距离的评估是保证F1代种子杂种优势的基础工作,本研究的目的是为科学的选择孔雀草杂交育种亲本奠定基础。【方法】对12份孔雀草自交系和4份孔雀草F1代及两份万寿菊材料分别用ISSR分子标记和形态学特征进行了遗传分析。【结果】用10个引物共得到145个位点,其中138个为多态性位点;对ISSR标记和10个表型性状分别进行分析的结果表明,当优先考虑花型和材料来源两个表型性状时,两种分类方法得到的结果基本一致。【结论】在孔雀草分类中以花型和材料来源为重要依据时,能够比较客观地反映其遗传基础上的差异。在孔雀草利用杂种优势育种中,选择花型差异大,来源不同的亲本,如孔雀草nana和孔雀草黄色小英雄,孔雀草nana Petite Gold和孔雀草21605,有可能得到性状优良的杂交后代。

dsRNA介导的番木瓜环斑病毒(PRSV)的抗病性研究

以模式植物拟南芥（Arabidopsis thaliana）和烟草（Nicotiana tabacum）及PRSV寄主植物番木瓜（CaricapapayaL.）作为试验材料,开展了番木瓜环斑病毒外壳蛋白基因dsRNA介导的PRSV病原抗性的研究。利用农杆菌介导法将番木瓜环斑病毒外壳蛋白CP基因反向重复表达载体pHellsgate12-CPIR（简称PHG12-CPIR）分别转化到烟草和拟南芥中,获得阳性植株,并利用渗透法和农杆菌介导的瞬时表达体系将pHG12-CPIR载体导入到番木瓜中。对转基因植株进行攻毒试验并分析了其抗病性。在接种3~7d内,在拟南芥和番木瓜上转基因植株的发病情况较轻,而野生型植株叶片与转基因植株相比,均表现出不同程度的黄化、皱缩和枯斑等症状。在接种PRSV后,番木瓜和拟南芥转化植株表现症状的叶片的比例与对照相比,结果显著低于对照,而在烟草植株上症状表现的差异不明显。在3种植物上RT-PCR检测结果显示,在接种番木瓜环斑病毒PRSV后,野生型植株中有高浓度的病毒积累,而转pHG12-CPIR基因植株中几乎没有病毒积累,推测转pHG12-CPIR基因植株中瞬时表达系统已启动RNAi机制抑制了CP基因的表达。

矮牵牛突变自交系离体培养及变异植株稳定性观察

以一个突变矮牵牛自交系离体根、叶与花瓣为外植体，实现了它们的离体再生。结果表明：在基本培养基MS＋0．1mg／L NAA的基础上，根在添加浓度为3～4mg／L的BA时，芽分化音莲可达84％以上；花瓣在添加2mg／L的BA时分化率为92．5％；叶片在添加2～3mg／L的BA时，分化率高达97％。并且在芽诱导中，伴随着一定数量的茎线形联合异常苗的产生，其特征在植株的生命周期里一直得以维持。