过表达SlMYB75对番茄幼苗、果实及种子的影响

MYB转录因子广泛参与调节植物的生长发育和植株抗性。SlMYB75在番茄非生物胁迫抗性、花青苷积累等方面的作用已有报道,但其在种子萌发、果实品质形成中的作用未见报道。本研究克隆了SlMYB75并在番茄中过表达,揭示其在种子、幼苗、果实中的功能。SlMYB75编码275个氨基酸残基,烟草叶片瞬时表达试验表明,SlMYB75定位在细胞核中。采用农杆菌介导的番茄遗传转化法,将SlMYB75基因的过表达载体转入番茄Ailsa Craig中,并检测SlMYB75在各组织中的表达量,结果显示在转基因植株的叶片、果实中表达量升高较明显。幼苗下胚轴色素消失,成熟果实颜色由红色变为橙黄色,单果重显著下降,种子萌发率显著下降,果实可溶性糖含量及果实硬度显著升高。

番茄砧木苗期耐旱性鉴定评价

为探讨番茄砧木耐旱性鉴定的便捷指标,筛选耐旱材料,以32份番茄砧木为试材,研究其幼苗在土壤脱水前后根、茎、叶鲜重、叶片水势和根系活力的变化,并通过综合比较分析,对番茄砧木品种耐旱性进行评价。结果表明:随土壤脱水胁迫天数的增加,番茄砧木幼苗旱害指数显著增加,但变异系数则显著降低,复水过程则相反;旱害指数回归模型中仅脱水前根鲜重、叶片水势和脱水后根鲜重相对增加值3个因子入选;通过对模型变量因子分别进行系统聚类分析,均可将供试番茄砧木材料分成3类,且除脱水后根鲜重相对增加值外,其他因子聚类结果一致,据此确定了脱水前幼苗根鲜重、叶片水势可作为鉴定番茄耐旱性的便捷指标,进而筛选出"砧木606"、"Anka-T"、"060813"、"0301112"等为耐旱番茄砧木材料。

低温胁迫下番茄幼苗根穗互作对其抗坏血酸—谷胱甘肽循环的影响

为探讨番茄根系与接穗及其互作效应影响嫁接苗耐冷性的效应大小与生理机制,以耐冷性强的番茄‘060112’(R)和冷敏感番茄‘060911’(S)为试材,采用靠接法进行嫁接,组成双根双穗嫁接苗RS/RS,待嫁接苗成活后通过断根或断穗,形成R/R、R/RS、R/S、S/R、S/RS和S/S共6个根/穗组合处理,置于光强22 klx、光周期12 h/12 h光照培养箱,测定昼夜温度10℃/3℃低温胁迫9 d及25℃/15℃常温恢复3 d时嫁接苗叶片和根系中活性氧水平及As A-GSH循环中关键酶和抗氧化物质的变化。结果表明,低温胁迫显著提高了番茄嫁接苗叶片和根系中H_2O_2含量及超氧阴离子产生速率,但耐冷性强的R根系嫁接苗活性氧水平显著低于冷敏感的S根系嫁接苗,虽然R接穗嫁接苗活性氧水平亦显著低于S接穗嫁接苗,但降幅不及根系嫁接苗的大,表明根系在增强嫁接苗耐冷性中的作用大于接穗。低温胁迫下,各处理嫁接苗叶片和根系As A-GSH循环中关键酶(APX、MDHAR、DHAR、GR)活性和抗氧化物质(As A、DHA、GSH、GSSG)的含量均显著增加,且除DHA和GSSG外,均以R根系或R接穗嫁接苗较高,S根系或S接穗嫁接苗较低,RS根系或RS接穗嫁接苗居中,表明低温胁迫下耐冷性强的R根系或接穗嫁接苗的抗氧化能力显著高于S根系或接穗嫁接苗。具RS双接穗的嫁接苗中又以RS-R叶片的抗氧化能力显著高于RS-S叶片,且互作效应的P值小于0.01(或0.05),表明根、穗对嫁接苗耐冷性存在显著的互作效应。

低温胁迫下番茄嫁接苗根穗互作对叶片光合作用及氮代谢的影响

为探讨番茄根系与接穗及其互作效应对嫁接苗耐冷性的影响,以耐冷番茄‘060112’(R)和冷敏感番茄‘060911’(S)为试材,采用靠接法进行嫁接,组成双根/双穗嫁接苗RS/RS,嫁接苗成活后,通过断根或断穗,形成6个根/穗处理(R/R、R/RS、R/S、S/R、S/RS、S/S),置于光强22 klx、光周期12 h/12 h的光照培养箱内,测定0 d和昼夜温度10℃/3℃低温胁迫9 d及25℃/15℃常温恢复3 d过程中嫁接苗叶片光合参数及氮代谢相关指标的变化。统计分析表明,低温胁迫降低了番茄嫁接苗叶片色素、水分含量及光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、气孔限制值(L_s),但以R为根系嫁接苗(R/R、R/RS、R/S)降幅显著小于S根系嫁接苗(S/R、S/RS、S/S),相同根系嫁接苗相关指标则以R为接穗的叶片较高,S接穗较低,RS接穗居中,表明低温胁迫下R根系或R接穗嫁接苗光合同化力显著高于S。低温胁迫使各处理嫁接苗叶片硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)和谷氨酸合酶(GOGAT)等氮代谢关键酶活性显著降低,游离氨基酸和NH^+_4-N含量显著升高,而NO^-_3-N含量则降低,但除NH^+_4-N含量外,均以R为根系或R为接穗嫁接苗的叶片较高,S较低,RS居中,表明低温胁迫下耐冷性强的R根系嫁接苗氮同化力显著高于S根系,且相同根系又以R接穗嫁接苗叶片氮同化力显著高于S接穗。具"RS"双接穗的嫁接苗,以R接穗叶片的光合与氮同化力显著高于S接穗,且根穗互作效应的P值小于0.05或0.01,表明根、穗对嫁接苗光合作用与氮代谢存在显著或极显著的互作效应。

番茄嫁接苗根穗互作对其耐冷性的影响

以耐冷性强的番茄‘060112’(R)和冷敏感番茄‘060911’(S)为试材,采用靠接法进行嫁接,形成双根双穗嫁接苗RS/RS,嫁接苗成活后,通过断根或断穗,设RS/RS、RS/R、RS/S、R/RS、R/S、R/R、S/RS、S/R、S/S共9个处理,置于光强22 klx、光周期12 h/12 h的光照培养箱内,测定昼夜温度10℃/3℃低温胁迫9 d及25℃/15℃常温恢复3 d过程中嫁接苗的冷害指数、根系活力、电解质渗透率及渗透调节物质含量,探讨番茄根系、接穗及其互作效应对嫁接苗耐冷性的影响。经统计分析表明,低温胁迫过程中,具"R"根系或接穗的嫁接苗组合中,以R/R处理冷害指数较低,而具"S"根系或接穗的嫁接苗组合中,以S/S处理的冷害指数较高,同时R/R的叶片及根系电解质渗透率最低,可溶性糖及脯氨酸含量最高,R/RS、RS/R、RS/S、S/RS等处理的冷害指数、电解质渗透率、可溶性糖及脯氨酸含量均介于R/R与S/S之间,表明冷敏感的S根系或接穗均降低了嫁接苗中R的耐冷性,而耐冷性强的R根系或接穗均提高了嫁接苗中S的耐冷性。RS/RS处理的耐冷性高于S/RS而低于R/RS,表明根系在增强嫁接苗耐冷性中的作用大于接穗;而具"RS"根或穗的嫁接苗中,以RS-R的耐冷性显著高于RS-S,且互作效应的P值小于0.01,表明根、穗对嫁接苗耐冷性存在显著的互作效应。低温胁迫处理前,不同耐冷性番茄根系活力、根系及叶片电解质渗透率、可溶性糖及脯氨酸含量等无显著差异,但低温胁迫9 d后,常温恢复3 d时,不同处理间均表现出显著差异。

番茄AP2/ERF超家族重鉴定及过表达SlERF.D.3株系表型分析

基于番茄基因组数据库的更新,系统地对番茄AP2/ERF超家族成员进行了更新,并对其进行了染色体定位、保守基序、基因结构和对灰霉菌及生长素胁迫响应的分析。共鉴定出141个ERF家族基因,其中新鉴定出的ERF亚家族成员42个;随机分布在12条染色体上,大都只含有外显子而无内含子,部分基因不同程度的受到灰霉菌和生长素处理的诱导表达。作为拟南芥AtERF109在番茄中的同源基因,SlERF.D.3的表达可被灰霉菌抑制且可迅速强烈地响应生长素处理。为进一步明确SlERF.D.3的生物学功能,以番茄‘Ailsa Craig’为材料克隆了此基因的编码区,构建过表达载体并转化番茄,获得了3个T0代过表达株系。与野生型相比,转基因株系的叶片较细长、向下卷曲,且果实出现乳状突起。这为研究SlERF.D.3在调节番茄的生长发育和胁迫响应过程中的作用奠定了基础。

番茄过表达SlMYB102对种子萌发及生长的影响

番茄(Solanum lycopersicum L.)基因组中已鉴定到121个R2R3-MYB转录因子,但其中绝大多数的生物学功能仍然未知。为探究R2R3-MYB转录因子基因SlMYB102的功能,从‘Micro-Tom’番茄中,利用PCR技术克隆了SlMYB102的编码区,全长为1 089 bp。保守结构域和系统进化树分析显示,SlMYB102蛋白包含两个保守的MYB结构域,与马铃薯的StMYB34同源性最高。亚细胞定位结果显示,SlMYB102编码的蛋白定位于细胞核中。SlMYB102在根、茎、叶、花和未绿熟、红熟果实中均有表达,在茎、叶、花中表达量较高。利用农杆菌介导,将35S::SlMYB102转入番茄,获得了两个过表达株系。与野生型相比,过表达株系种子萌发速率明显升高,而植株高度、叶面积、地上部及地下部的鲜质量均显著降低。显微观察结果表明,与野生型相比,过表达株系叶片表皮细胞面积大小并没有变化,推测过表达SlMYB102是通过减少细胞分裂来抑制番茄植株的生长。

番茄砧木种子萌芽期与幼苗期耐冷性关系

为了探讨番茄砧木耐冷性鉴定的便捷指标,筛选耐冷砧木材料,研究了不同温度(28、20、15℃)对40份番茄砧木种子萌芽相关指标的影响及低温胁迫(10℃/3℃)下幼苗冷害指数的变化,并分析了幼苗冷害指数与种子萌芽指标的相关性。结果表明:不同砧木材料种子在28℃条件下的发芽率、发芽指数、活力指数等差异不大,但15、20℃条件下的相关指标及其与28℃的相对值差异显著;不同砧木材料幼苗在昼夜温度10℃/3℃低温胁迫下的冷害指数也存在显著差异,且与低温条件下种子萌芽相关指标呈极显著相关关系,但相关系数以20℃处理大于15℃处理;通过多元逐步回归分析建立的幼苗冷害指数回归模型中仅20℃下的相对发芽率及相对发芽指数入选,模型决定系数达0.984(P<0.001);通过对幼苗冷害指数进行聚类分析,可将砧木材料分为耐冷、冷敏感和中间型3类,其中耐冷材料6份、冷敏感材料5份;而采用冷害指数回归模型入选的2个因子进行聚类分析的结果,除1个材料由中间型归为冷敏感型之外,其余39份材料的分类地位完全相同,表明可通过测定20℃条件下种子的相对发芽率和相对发芽指数,对番茄砧木的耐冷性进行早期便捷鉴定。