重点实验室大型仪器设备开放共享平台建设及运行管理——以园艺植物生物学教育部重点实验室为例

大型仪器设备公共平台是高校开展人才培养、科学研究、社会服务的重要阵地。为保证大型仪器设备有序高效地运行,完善的配套设施、高水平技术队伍及科学的管理制度必不可少。现以园艺植物生物学教育部重点实验室为例,从硬件建设、平台管理办法的实施及运行、支撑队伍建设及服务、平台文化等方面进行探索与实践,对标国家重点实验室标准,为“双一流”学科建设夯实基础。

化肥减量配施有机肥对樱桃番茄土壤生物学特性及产量、品质的影响

研究化肥减量配施有机肥对土壤酶和微生物以及樱桃番茄生长发育、产量与品质的影响,以明确樱桃番茄在南方黄壤下对化肥减量配施有机肥的响应,为樱桃番茄高产优质生产技术及土壤培肥提供参考。以樱桃番茄为研究对象,在施用菌棒有机肥5.0 t/hm^(2)的基础上共设置6个处理,分别为CK(常规施肥)、T1(化肥减量10%)、T2(化肥减量20%)、T3(化肥减量30%)、T4(化肥减量40%)和T5(化肥减量50%)。结果表明:化肥减量配施有机肥分别平均提高了土壤酸性磷酸酶活性8.8%、蔗糖酶活性14.6%和纤维素酶活性31.9%,降低过氧化物酶活性14.9%,而过量减肥(T4、T5)显著降低脲酶活性;化肥减量10%~50%配施有机肥,单穗果数分别增加20.8%、18.3%、17.3%、12.9%和12.7%,产量分别提高10.6%、10.5%、8.4%、0.6%和0.2%;改善樱桃番茄的品质,可溶性糖含量提高了0.9%~8.2%、可溶性固形物含量提高了4.7%~11.3%、维生素C含量提高了1.3%~3.5%,可滴定性酸含量降低了8.5%~12.8%,糖酸比提高了1.0%~2.5%。因此,在常规施肥的基础上化肥减量20~30%,同时配施5.0 t/hm^(2)有机肥为最适宜的养分管理策略。

《园艺植物生物技术》课程的发展与教学改革探索

简述了发展园艺植物生物技术的必要性,回顾了《园艺植物生物技术》课程发展的历程,分析和探讨了园艺生物技术教学过程中的特色和创新。建立了完善的教学体系,对于培养学生的实践能力、创新能力和具有重要意义。

植物转化酶抑制子及其分子生物学的研究进展

综述了转化酶抑制子的生化特性、生理学功能、与转化酶的结合机制以及当前有关转化酶抑制子的分子生物学研究情况.

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。

高校实验室安全管理实践与探索——以华中农业大学园艺学科实验室为例

为实现实验室的安全高效运行,以华中农业大学园艺学科实验室为例,指出了实验室安全管理面临的问题和挑战,提出健全安全管理制度,加强安全教育培训,实施实验室分类管理,做好常态化安全检查和监督管理,完善设施,精细化危险化学品的日常管理,加强实验室精神文化和行为文化建设。以建立服务优质的实验室安全管理体系,保障实验教学实践创新和科研质量。

悬铃木种子^(60)Coγ辐照及其苗期生物学性状调查

以不同剂量的60Coγ射线辐射悬铃木干种子,测定不同剂量对悬铃木M1代的影响。结果表明,在50~400Gy辐射范围内,随着剂量的增加,悬铃木种子的萌发率、出苗率、成苗率降低,株高、鲜重、根长也明显下降。辐射对幼苗生长的抑制作用极显著,50~250Gy处理各组出真叶期比对照组依次推后2、5、9、14d。300~400Gy处理组虽有发芽,但幼芽严重扭曲,15d后逐渐死亡。通过对悬铃木辐射组与对照组成苗率和根长进行比较,初步推测悬铃木辐射的半致死剂量为50Gy,辐照诱变的适宜剂量为50至250Gy。

柑橘黑色蒂腐病菌的分离鉴定及生物学特性

从自然发病的柑橘果实表面分离出柑橘黑色蒂腐病菌（Diplodia natalensis Evans），对其生物学特性研究的结果表明：不同培养基对菌落形态、菌丝生长速率及产孢量都有很大影响，其中以马铃薯蔗糖培养基菌丝生长旺盛，生长速度最快，产孢量最大。病原菌适宜的生长及产孢温度为25～30℃，最适温度为30℃；光照条件对病菌的生长及产孢没有显著的影响；病菌的致死温度在75℃左右，在测试的常用化学药剂中，以咪鲜胺对其抑制效果最好。

柑桔青绿霉病病原菌的分离及其生物学特性研究

柑桔采后贮藏病害中，以青霉菌引起的青绿霉病最为严重。至今，国内外对柑桔青霉菌的生物学特性有过一些描述，其中大多数人认为，引起柑桔采后腐烂的青霉菌主要为意大利青霉（Penicillium italicum Wehmer）与指状青霉（P．digitatum Sate．）两种，但也有报道认为，引起柑桔采后腐烂的青霉菌除上述两种病原菌外，还有扩展青霉（P．expansum（1ink）Thorn）、桔青霉（P.citrium Thom）等。

辣椒炭疽病病原菌生物学特性及拮抗酵母菌的抑菌效果

对辣椒采后炭疽病病原菌的生物学特性和拮抗酵母菌的抑菌效果进行了研究。结果表明,拮抗酵母菌的抑菌效果与酵母菌悬浮液的浓度呈正相关,与病原菌的浓度呈负相关。

茄科雷尔氏菌(Ralstonia solanacearum)分子生物学基础及其致病机制

细菌性青枯病是由茄科雷尔氏菌(Ralstonia solanacearum)引起的一种世界范围的毁灭性病害,该病原有着广泛的寄主范围及地理分布,给作物生产带来巨大经济损失,抗病育种是防治该病害的有效途径。最近,R.solanacearum全基因组测序的完成以及分子生物学技术的发展,给马铃薯青枯病抗性分子育种提供了新的思路。本文评述了近年来,Ralstonia solanacearum的分子生物学研究进展及模式植物拟南芥在抗青枯病机理研究中的进展。

园艺学实验改革与实践探索——以华中农业大学为例

以华中农业大学为例,分析了园艺学实验面临的一些问题,并针对问题提出了一系列的改革措施并付诸实践,获得良好的教学效果,表明这些改革措施能够适应当前园艺专业人才培养的需要,对我国高等农业院校园艺专业及其他相关专业的改革和实践具有一定的借鉴和指导意义。

应用生物学软件分析四季橘染色体核型和带型

【目的】为了改进以往人工方式观测染色体精准度的不足,【方法】采用MicroMeasure软件和Image-Pro Plus图像分析软件对4,6-联脒-2-苯基吲哚(DAPI)荧光染色的四季橘(Citrus madurensis Lour.Tseng)体细胞中期染色体分别进行核型分析和三维重建。【结果】得到四季橘的核型公式2n=18=16 m(2SAT)+2 sm,其核型类型为1B型,属于进化中较原始类型;获得四季橘染色体立体图,并依据每条前中期染色体(从短臂到长臂)DAPI荧光强度变化,构建出染色体带型模式图。【结论】该研究利用染色体图像分析软件对染色体进行识别,获得了较丰富的染色体核型数据信息,为柑橘细胞遗传学研究提供了新方法。

从生物学特点和产业趋势看柿产业技术的革新

目前柿的主产区有从传统的黄河流域向长江流域及其以南,以及向中西部扩展的趋势。随着果品市场国际化和多样化趋势日益明显,柿产业面临新的发展机遇。本文从柿的生物学特点和产业趋势的角度,针对甜柿遗传改良,砧木筛选和繁殖,标准化建园和轻简化田间管理,以及柿单宁功能扩展和多元化产品开发等问题,对我国柿产业技术的改进提出一些个人观点,供相关研究者和生产者参考或借鉴。

类胡萝卜素代谢途径基因变异导致园艺植物色泽差异的研究进展

类胡萝卜素是园艺植物中广泛存在的次生代谢物和色素物质,在植物生长发育和观赏价值中发挥重要作用。同时它也是高价值的天然活性物质,对人体健康有益。因此,类胡萝卜素的代谢调控一直是园艺植物的研究热点。类胡萝卜素组分和含量的差异是造成园艺植物色泽和营养成分多样性的重要原因之一,解析优质性状形成的分子机制是进行定向改良的前提和基础。目前,植物类胡萝卜素代谢途径已明确,大量研究表明代谢通路上基因的启动子和编码区变异是造成类胡萝卜素代谢多样性的关键因素之一。本文对园艺植物类胡萝卜素变异遗传机制的研究策略、启动子和编码区的变异类型及变异对类胡萝卜素代谢的影响进行综述,为园艺植物类胡萝卜素的定向改良提供理论依据。

木鳖果生物学性状观察及其类胡萝卜素组分分析

木鳖果Momordica cochinchinensis(Lour.)Spreng.为葫芦科苦瓜属多年生草质藤本果树,近年来,因其果实富含类胡萝卜素等功能性成分而备受关注。本文对木鳖果整个生长发育期的生物学性状进行了详细的观察和描述,发现花后60d左右是果实色素积累的关键期。此外,利用高效液相色谱对成熟果中主要类胡萝卜素的成分、含量及其分布规律进行检测和分析。结果显示,木鳖果中检测到的类胡萝卜素总含量为(7 504.28±615.43)μg/g,以番茄红素和β-胡萝卜素含量最高,且主要集中在果皮和假种皮。据统计,果皮中番茄红素和β-胡萝卜素的含量分别为(1 236.51±254.83)μg/g、(1 004.32±235.93)μg/g;而假种皮中番茄红素和β-胡萝卜素的含量分别为(1 343.98±96.87)μg/g、(728.94±206.99)μg/g。因而,该果实可成为我国消费者摄取类胡萝卜素的有效来源之一。

靶向G-四链体的抗番茄丛矮病毒卟啉类衍生物的筛选

植物病毒病给蔬菜生产带来很大影响,目前蔬菜病毒防控主要采用非药剂措施,广谱抗病毒剂效果有限,需要基于新的药物靶点开发新的病毒抑制剂。G-四链体(G4s)是一种特殊的核酸高级结构,其在病毒基因组中的形成或解链可调节基因的复制、转录和翻译等过程,进而影响病毒增殖。一些可调节G-四链体结构稳定性的小分子呈现出抗病毒活性,使得G-四链体有望成为新的抗病毒药物的靶标。番茄丛矮病毒(tomato bushy stunt virus,TBSV)是一种分布广泛的植物病毒,有关其基因组的复制、转录和翻译等分子机制已研究得较为成熟,是一种研究病毒与寄主互作的模式病毒。揭示TBSV中G-四链体的结构及功能,有望为植物病毒基因中G-四链体的研究奠定基础。本研究通过生物信息学分析,在TBSV基因中鉴定出两条保守的、潜在的G-四链体可形成序列(putative G-quadruplex sequences,PQS)——TBSV-PQS2和TBSV-PQS4;通过紫外、荧光光谱和圆二色光谱(CD光谱)方法筛选出与TBSV-PQS2和TBSV-PQS4互作的G4配体;通过烟草体内侵染性克隆试验发现,G-四链体配体N-甲基中卟啉IX(NMM)可抑制TBSV病毒的增殖。本研究结果表明,以植物病毒中G-四链体为靶点开发抗植物病毒的生态友好型农药,有望成为控制植物病毒危害的新策略。

荚蒾属植物在武汉城市公园中的应用调查与分析

为掌握武汉市城市公园中荚蒾属植物资源的应用现状,选取武汉市10个城市公园,对138个应用位点中荚蒾属植物的种类、引种栽培时间、应用频度、生境、植物配置形式等进行实地调查和分析。结果显示:调查涉及的城市公园中共应用荚蒾属植物6种1变型4品种,仅占荚蒾属资源的一小部分;琼花、绣球荚蒾和日本珊瑚树在10个城市公园中分布最广,应用频度排名前3,分别为36.7%、24%、16.55%,其余种应用频度均小于7%;除了郁闭度高的密林以外,调查涉及的荚蒾属植物在各类生境均能生长良好;同种荚蒾的配置模式较为固化,缺乏创新和特色,景观效果单调。因此,今后需挖掘荚蒾属潜力观赏资源,加强引种驯化和育种工作;遵循生态性、艺术性和多样性原则,优化配置形式。

植物盐胁迫抗性的分子机制研究进展

土壤盐渍化是目前影响农作物产量和质量的主要环境因子之一。植物对盐胁迫的适应非常复杂,提高作物的耐盐性仍然面临着极大的挑战。本文对SOS信号(salt overly sensitive)转导途径、microRNA和转录因子在盐胁迫中的调控作用进行了综述,旨在为后期抗盐性研究与耐盐育种提供基础支持。

甜菜WRKY转录因子全基因组鉴定及其在非生物胁迫下的表达分析

【目的】WRKY转录因子是一类植物响应生物、非生物胁迫,对生长发育都起重要调控作用的转录因子。在甜菜全基因组信息分析的基础上,鉴定WRKY家族基因(Bv WRKYs),解析其组织特异性及盐、热胁迫下的表达情况,为该类基因的功能研究提供参考,为观赏甜菜和石竹目其他观赏植物的基因工程打下基础。【方法】以75条拟南芥WRKY蛋白为参考,根据WRKY保守蛋白序列(PF03106)利用hmm和BLAST同源性搜索对甜菜WRKY家族基因进行鉴定。利用Map Inspect、GSDS2.0、MEGA5.0、DNAMAN5.0、Web Logo 3、MEME生物信息学工具对甜菜WRKY家族基因染色体定位、系统发生关系、基因结构、蛋白质保守结构域、保守元件进行预测和分析。利用RNA-seq和q RT-PCR分析甜菜WRKY组织表达特异性,盐胁迫、热胁迫条件下WRKY表达情况。【结果】甜菜WRKY家族基因包含40个成员,其中39条不均匀地分布在9条染色体上,另外1条定位到随机片段上。根据WRKY保守域特征并与拟南芥WRKY蛋白进化分析,可将40个成员分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ3类,Ⅰ类有9个成员,Ⅱ类有26个成员,Ⅲ类有5个成员。根据进化关系Ⅱ类可进一步分为Ⅱa(1个)、Ⅱb(4个)、Ⅱc(9个)、Ⅱd(5个)和Ⅱe(7个)5个亚类。基因结构分析发现,甜菜WRKY外显子和内含子数目具有高变异性(2—7个外显子),即使同一亚类内也都差异较大。保守元件分析显示同一类或亚类内成员具有相同的保守元件。WRKY保守域分析发现2个WRKY七肽域变型:WRKYGKK和WRKYGEK。每个WRKY至少在2个组织中表达,30个WRKY在叶中表达,40个WRKY在花序中均有表达,36个WRKY在幼叶中有表达,38个WRKY在直根中有表达,39个WRKY在幼苗中有表达,36个WRKY在种子中有表达。各WRKY表达量差异较大,可分为低表达、高表达基因两类,如Bv WRKY23、Bv WRKY3、Bv WRKY11、Bv WRKY7、Bv WRKY6、Bv WRKY26、Bv WRKY4、Bv WRKY40、Bv WRKY24、Bv WRKY2和Bv WRKY28在各组织中均有较高表达,而Bv WRKY38、Bv WRKY13、Bv WRKY36、Bv WRKY35、Bv WRKY5和Bv WRKY34在各组织中均表达较低。热胁迫条件下Bv WRKY16、Bv WRKY21、Bv WRKY20、Bv WRKY22、Bv WRKY32、Bv WRKY33和Bv WRKY34上调表达;盐胁迫条件下Bv WRKY1、Bv WRKY6、Bv WRKY19、Bv WRKY31和Bv WRKY33呈现不同程度上调表达;Bv WRKY33对热、盐2种胁迫均有明显响应。【结论】甜菜WRKY蛋白结构高度保守,基因序列长度和内含子数量变化很大,在不同组织中呈现出多种表达模式,部分WRKY响应热或盐胁迫,对甜菜逆境生理调控起重要作用。