GR24和IAA及互作对甜瓜胚根和不定根生长的影响

为探求促进甜瓜根系生长的有效方法,以种子和幼苗为试材,研究独脚金内酯人工合成类似物(GR24)和吲哚乙酸(IAA)及互作对胚根和不定根生长的影响。结果表明,在0.1~5 mg·L^(-1) GR24和0.01~10 mg·L^(-1)IAA单一或互作处理下,胚根生长呈先升高后降低趋势,以1 mg·L^(-1) GR24+0.1 mg·L^(-1) IAA处理效果显著,根长、根数和体积分别为对照的4.32、4.47和4.44倍;胚轴不定根生长在0.01~1 mg·L^(-1)GR24和75~500 mg·L^(-1) IAA单一或互作处理下也呈先升高后降低趋势,以0.1 mg·L^(-1) GR24+250 mg·L^(-1) IAA处理的根数、表面积和体积提高幅度最大,分别为对照的2.34、3.97和10.27倍。方差分析表明,GR24和IAA对根系生长均有显著促进作用,且互作效应明显。证明GR24和IAA影响胚根和不定根生长,且存在明显互作和累积效应,但胚根和不定根适宜质量浓度存在差异,结果为瓜类蔬菜根系生长调控提供理论依据和技术支撑。

植物病原真菌毒素的分类、致病机制及应用前景

研究植物病原真菌毒素及其致病机制,对于了解植物与病原互作具有重要意义。从植物病原真菌毒素的分类、致病机制、分离纯化、应用前景等方面综述植物病原真菌毒素研究的最新进展,对今后植物病原真菌毒素的研究具有重要的参考价值。

γ-氨基丁酸对番茄嫁接苗耐盐性的生理调控效应

[目的]γ-氨基丁酸(GABA)可增强作物品质和抗逆性,但其效果是否受植株根系耐盐性的影响尚不明确。因此,研究添加外源GABA对不同耐盐性番茄嫁接苗的生理调节机制及生长的影响,为小分子氨基酸在蔬菜生产中的应用提供理论依据。[方法]以耐盐性较强的砧用番茄‘OZ-006’为砧木、对盐分较敏感的‘中杂9号’为接穗形成的嫁接苗(RS)为材料,以‘中杂9号’自嫁接苗(SS)为对照材料,进行无土营养液栽培试验。以Hoagland营养液为基础,以调节NaCl浓度至175 mmol/L形成的盐胁迫条件作为对照(CK),在CK基础上设置添加5 mmol/L GABA处理(+G)。从处理后3天起,测定了幼苗生长、Na^(+)积累、氨基酸含量及活性氧代谢指标。[结果]随着NaCl胁迫时间的延长,SS和RS幼苗均显著受到盐胁迫伤害,但RS幼苗盐害指数及Na+含量显著低于SS幼苗,其生长速率、叶绿素含量及氨基酸含量显著高于SS幼苗,其O2·-和MDA含量显著低于SS幼苗,表现为耐盐性显著高于SS幼苗。添加外源GABA后,SS和RS幼苗的鲜重、生长速率、叶绿素及氨基酸(GABA、谷氨酸和脯氨酸)含量、抗氧化酶(SOD、POD和CAT)活性均显著提高,根系和叶片内Na+含量、O2·-产生速率及MDA含量均显著降低,且SS幼苗耐盐性提高的效果大于RS幼苗。[结论]盐胁迫显著影响番茄幼苗的生长,尤其对耐盐性弱的品种生长抑制更加显著。γ-氨基丁酸(GABA)可有效提高番茄嫁接苗的耐盐性,主要原因在于GABA为幼苗提供了氮素营养,促进了盐胁迫下植物的生长和叶绿素的合成,同时GABA诱导细胞内多种氨基酸含量上升,叶片渗透调节能力增强,从而抑制了Na^(+)过量积累,缓解了细胞内活性氧积累带来的膜伤害。此外,GABA添加对耐盐性弱的番茄嫁接苗耐盐性的提升效果比对耐盐性强的番茄嫁接苗更加明显。因此,在盐胁迫条件下,施用外源小分子氨基酸(如GABA)可能是提高作物耐盐能力的有效措施。

白菜型油菜自交亲和性、角果及种子相关性状的QTL定位

【目的】研究白菜型油菜的自交亲和性、角果及种子相关性状的QTL定位,为白菜型油菜自交亲和品种、优良自交系的选育及其产量和品质的遗传改良提供依据。【方法】以自交亲和性较差的菜薹L58和自交亲和性较好的白菜型油菜R-O-18构建的包含117个株系的RIL群体为试验材料,利用已构建的包括372个In Del标记的分子遗传图谱,采用区间作图法(IM)对花期亲和指数、结角率、角果长度、角果喙长度、角果长宽比、角果喙长度/角果长度、每角果种子数、千粒重及种子颜色9个性状分别进行QTL分析。【结果】RIL群体在自交亲和性、角果及种子相关的9个性状上表现为连续变异,并且变异幅度较大,均呈正态分布或偏正态分布,具有典型的数量性状遗传特点。花期亲和指数与结角率、角果长度、角果喙长度、角果长宽比、每角果种子数、千粒重均存在极显著的正相关,其中花期亲和指数与每角果种子数间的相关系数最大,达到0.8487。与其他几个性状的相关性大小依次为:千粒重>结角率>角果喙长度>角果长度>角果长宽比。每角果种子数及千粒重均与结角率、角果长度、角果喙长度、角果长宽比呈现极显著正相关,而每角果种子数与千粒重之间也存在极显著的正相关(0.6477)。结角率、角果长度、角果喙长度与角果长宽比之间呈现显著正相关;而角果喙长/角果长除了与角果长呈负相关,角果喙长度存在极显著正相关性外,与其他性状均不相关。共检测到12个QTL位点,其中6个QTL位于A09连锁群,10个QTL解释大于10%的表型变异。2个控制花期亲和指数的QTL均位于A09连锁群上,分别可解释13.1%和16.7%的表型变异;6个角果相关性状的QTL,分别位于A06、A09和A10连锁群上,单个QTL可解释13.4%—17.7%的表型变异;4个种子相关性状的QTL,分别位于A02、A05、A06和A09连锁群上,可解释7.9%—42.1%的表型变异,位于A09连锁群的种子颜色QTL为主效位点,其加性效应值为1.22。【结论】共检测到12个控制自交亲和性(2个)、角果(6个)及种子相关性状(4个)的QTL,其中,2个控制自交亲和性的QTL,与前人得到的调控自交亲和性主位点(S位点)不同,可能为控制自交亲和性的非主效QTL位点。1个种子颜色QTL为主效位点。

茄科作物激素调控的矮化突变体研究进展

茄科作物经济价值较高,但株型高大,种植密度受限,水肥消耗量高。植物激素通过影响细胞分裂及伸长调控植株高度,挖掘影响其矮化的激素相关基因、创制矮化资源是茄科作物品种株型改良的重要基础。利用遗传背景差异大的材料作亲本创建分离群体开展相关研究周期长、难度大,突变体与其野生型遗传背景一致,将突变体作为作物遗传改良与功能基因研究工具可加快育种进程。矮化突变体作为研究株高变异形成机制和改良作物株型的重要材料,已广泛应用于植物激素相关基因研究。本文主要从茄科作物矮化突变体矮化表型与植物激素生物合成及信号转导的关系入手,概述了几种主要植物激素与植物矮化相关的生物学功能,重点阐述了茄科作物矮化突变与所述激素的关系。提出了基于突变体创建,通过正反向遗传学研究策略设计,综合利用多组学联合分析、酵母杂交系统、基因过表达与基因编辑等现代分子生物学技术,开展矮化基因挖掘,或基于同源基因的遗传修饰定向创制目标突变体的研究思路与方法,为植物激素致矮机理研究与矮化资源高效创建提供简便高效的途径。

不同芹菜品种镉吸收和运转差异研究

【目的】研究镉胁迫下芹菜生长、镉吸收和向上运转品种间差异,为筛选镉低积累型芹菜品种减少镉对人体的危害提供依据。【方法】以10个芹菜品种为试材进行基质无土栽培试验,基质为蛭石,营养液采用1/2华南农业大学叶菜类营养液配方,以只浇灌营养液的处理作为对照,浇灌含15 mg/L氯化镉(CdCl2)的营养液为Cd胁迫处理;每3 d浇灌一次,每次浇灌0.2 L,累计浇灌15次,每盆Cd施用量为45 mg。移栽45 d后,测定生长指标与根、叶柄和叶片Cd含量。计算相对生长量(relative growth yield,RGY)和转运系数(translocation factor,TF),并筛选出高、低Cd积累品种。分别对高、低Cd积累品种进行穴盘基育苗,14d后采用华南农业大学叶菜类营养液配方进行营养液栽培,21 d后利用非损伤微测技术(non-invasive micro-test technology,NMT)测定根系分生区、伸长区和根毛区Cd^(2+)离子流速。【结果】与非Cd胁迫相比,Cd胁迫使‘速生四季西芹王’、文图拉西芹’、‘四季小香芹’、‘实心香芹’、‘雪白芹菜’地下部受到显著抑制,对地上部无显著影响;Cd胁迫促进了‘四季小香芹’地上部生长;而‘种都金黄芹菜’、‘红芹’、‘鲍芹’地上部受到显著抑制,对地下部则无显著影响;‘马家沟芹菜’和‘速生香芹’地上部和地下部均生长均受到抑制。食用器官叶柄中Cd含量以‘种都金黄芹菜’和‘雪白芹菜’最高;‘速生香芹’和‘实心香芹’最低。地上部Cd含量高的‘种都金黄芹菜’和‘雪白芹菜’对Cd转运能力也最高;Cd含量低的‘速生香芹’对Cd转运能力也最低。在根系成熟区(根毛区),‘种都金黄芹菜’较‘速生香芹’有更高Cd^(2+)离子流速。【结论】Cd胁迫下,芹菜不同品种生长、Cd吸收、转运和积累存在显著差异。‘四季小香芹’、‘速生四季西芹王’、‘文图拉芹菜’、‘实心香芹’和‘雪白芹菜’较为耐镉;而‘种都金黄芹菜’、‘红芹’、‘鲍芹’、‘马家沟芹菜’和‘速生香芹’对镉敏感。‘雪白芹菜’和‘种都金黄芹菜’为高Cd积累型,‘实心香芹’和‘速生香芹’为低Cd积累型,其中‘实心香芹’表现为低Cd含量和高生长量。高Cd积累型芹菜较低Cd积累型芹菜有更强Cd^(2+)吸收能力和Cd转运能力,根部Cd^(2+)流速可用于低积累品种的快速筛选。

5份大白菜叶卷曲突变体卷曲特性研究

以大白菜野生型A03和5份不同叶卷曲突变体为试材,分析叶片卷曲与其他变异表型的关系,以卷曲指数(CI)评价叶片卷曲情况,并分析探讨大白菜叶片细胞变化、叶形变化与卷曲的关系。结果表明,5份突变体均为多表型变异,除卷曲性状外,以不结球、株高、株展、鲜质量等生物量积累变异为主;CI较目测能更准确地评价叶片卷曲程度,侧卷指数(CIW)与侧面卷曲程度呈正相关。叶片侧卷部位的细胞结构分析结果表明,5份突变体不同卷曲表型由细胞大小、层数及厚度差异引起,但是叶片细胞大小及层数变化未发现明显规律,莲座期和苗期的叶片细胞厚度比、海绵组织与栅栏组织厚度比与侧卷指数比变化规律相近,相关系数分别为0.84、0.91。叶形指数(LSI)与CI的相关性较弱,连续测定结果表明,不同时期调查同一叶片不同部位叶长差变化ΔL_(n-1)与CIW的变化ΔCIW _(n)相关性较强,相关系数分别高达0.91、0.97、0.98。

‘羊角脆’类甜瓜果实品质因子分析及综合评价

【目的】筛选评价‘羊角脆’类甜瓜果实品质的代表性指标和高品质材料,为建立品质评价标准和选育优良品种提供参考和依据。【方法】以6个‘羊角脆’类甜瓜栽培品种和26份高代自交系成熟果实为试材,测定与果实品质相关的18个数量性状指标,将其分为经济性状指标和果肉品质指标,经因子分析、逐步回归和相关分析,得到果实品质的代表性指标,结合二维排序图,进行高品质材料筛选。【结果】18个指标中单果重、硬度、维生素C(VC)含量、可滴定酸含量、糖酸比和固酸比变异性较大,变异系数>20%,果实横径、肉厚率和pH变异性较小,变异系数<10%;经济性状中筛选出3个公因子,累计方差贡献率为87.71%,解释指标为果实纵径、果实横径、果形指数、果腔纵径、果腔横径和肉厚率;果肉品质性状中筛选出4个公因子,累计方差贡献率为90.03%,解释指标为VC含量、硬度、可溶性固形物含量、总糖含量、可滴定酸含量、糖酸比和固酸比。将以上筛选出的6个经济性状指标和7个果实品质指标进行综合品质分析,得到5个公因子,累计方差贡献率为87.35%,根据指标间的相关性,以指标简便易用和避免信息重叠为原则,果实纵径、肉厚率、硬度、总糖和可滴定酸5项指标可作为评价‘羊角脆’类甜瓜果实品质相关数量性状的代表性指标。根据以上5个公因子得分及其方差贡献率计算各材料综合品质排名,结合二维排序图,筛选出10份高品质材料。【结论】果实纵径、肉厚率、硬度、总糖和可滴定酸5项指标可作为评价‘羊角脆’类甜瓜品质的代表性指标;自交系25、24、22、21、8、1、17、18、20和23为高品质材料。

以醋糟为主要成分的无土栽培基质筛选及其对甜瓜生长和果实品质的影响

为明确醋糟作为甜瓜无土栽培基质成分的可行性,本试验以醋糟为主要成分,按不同体积比配置有机肥、蛭石和菌肥,并在此基础上添加沸石或者复合微生物菌剂或者两者均添加,共组合成24种配方基质,通过对各种基质容重、总孔隙度、通气孔隙度、持水孔隙度、pH值和EC值等理化性质分析筛选出适宜甜瓜无土栽培试验的配方基质,并研究其对薄皮甜瓜博洋61和厚皮甜瓜西州蜜25号植株生长、单株产量和果实品质的影响。结果表明,24种基质中有8种基质适于开展甜瓜无土栽培试验;与商品基质相比,用T5配方基质(醋糟∶有机肥∶蛭石∶菌肥=3∶1∶1∶0.2,体积比)栽培的博洋61和西州蜜25号植株长势增强,单株产量增加6.23%~13.13%,果实可溶性固形物含量提高13.41%~17.78%,果实有机酸含量降低12.56%~34.54%。综合分析植株长势、产量、果实品质及成本后认为,T5配方基质为最适甜瓜栽培基质。

多光谱成像系统法评价大白菜-甘蓝易位系叶色

叶片既是大白菜的光合作用器官,也是商品器官。叶色是叶片重要性状,本研究采用多光谱成像系统法,对262份大白菜—甘蓝易位系的叶色进行观测,并与人为目测法、叶绿素测量仪法进行比较、验证,结果表明3种评价方法结果极显著相关(P<0.01)。混淆矩阵分析表明,多光谱成像系统法能够在叶色鉴定上具有较好的稳定性。多光谱成像系统法鉴定值区间范围大,为区分叶色微小差别提供了可能,为大白菜叶色精准、快速评价提供了方法。大白菜—甘蓝易位系群体的叶色遗传多样性和均一度分析表明叶色变异丰富,涵盖了浅黄色、浅绿色、绿色、灰绿色和深绿色等表型,为大白菜新品种选育提供新种质。

AS1/AS2基因在叶形态建成中的作用研究进展

植物叶片背-腹轴极性建立是叶片形态建成的重要过程之一。ASYMMETRIC LEAVES1/ASYMMETRIC LEAVES2(AS1/AS2)是植物叶片发育中背-腹面极性关键的转录因子,直接或间接与多个蛋白或miRNAs相互协作,共同调控植物叶片发育与形成过程。本文主要综述了拟南芥、大白菜等植物AS1/AS2保守结构特征及其参与叶片侧生器官形成的启动、叶片背腹极性建立的调控等功能,总结了AS2参与植物生长激素的运输及分布、植物育性及花器官发育、植物抗病反应等生物学功能,并对今后AS1/AS2调控植物发育机制中的具体研究方向进行了展望。本文对AS1/AS2在植物发育过程功能的总结与展望,将为深入揭示AS1/AS2生物学功能的分子机制提供思路,为叶类蔬菜的新种质资源创新提供重要的理论依据。

大白菜-结球甘蓝单体异附加系AC_5及其亲本营养品质分析与评价

分析大白菜-结球甘蓝单体异附加系AC5及其亲本大白菜85-1和结球甘蓝11-1中的营养成分,结果表明,AC5的粗纤维含量和VC含量分别为23.02%和425.08 mg/100 g,显著高于大白菜85-1(P<0.05)。有机酸含量为0.30%,显著高于结球甘蓝11-1(P<0.05);从AC5中共检测到8种硫苷,硫苷组分与85-1相同,主要硫苷组分为PRO和GBC,含量分别为1.41μmol/g和1.23μmol/g;AC5的必需氨基酸比例合理,优于85-1,符合FAO/WHO规定的蛋白模式。AC5的限制性氨基酸与其亲本相比,包括11-1的亮氨酸和赖氨酸以及85-1的甲硫氨酸+胱氨酸,结合了双亲的特点;AC5与85-1相比,含有较高的K元素和Mg元素,含量分别为2 065.87 mg/100g和201.59 mg/100 g,其它矿质元素含量二者相当。可见AC5较好地综合了双亲的营养品质。

盐胁迫下番茄砧木对嫁接苗生物量、氨基酸含量和活性氧代谢的影响

为探讨砧木对提高番茄嫁接苗耐盐性的作用机理,以耐盐性较敏感的‘中杂9号’(S)为接穗,耐盐性较强的‘OZ-006’(R)为砧木,采用劈接法形成嫁接苗(RS)以及接穗自嫁接苗(SS)、砧木自嫁接苗(RR)3个试验材料,在175 mmol·L^(-1 )NaCl处理下测定植株生长、Na^+积累、氨基酸含量和活性氧代谢的变化。结果表明:NaCl胁迫导致番茄幼苗的盐害指数和Na^+含量均显著提高,幼苗生长速率和叶绿素含量显著降低,但不同嫁接苗的类型差异显著,在盐害表型上表现为SS>RS>RR的规律。NaCl胁迫诱导嫁接苗的叶片和根系总氨基酸含量显著提高,其中RR、RS叶片有9种、根系有8种氨基酸含量显著高于对照,以脯氨酸含量变化最为显著,而SS叶片中仅有2种、根系中仅有4种氨基酸含量显著高于对照;幼苗间的氨基酸含量呈现RR>RS>SS的规律,RR、RS叶片的氨基酸含量分别比SS叶片上升了32.8%、16.6%,根系分别比SS上升了53.1%和32.5%。NaCl胁迫造成活性氧代谢的变化,幼苗叶片和根系的抗氧化酶活性、超氧阴离子产生速率、丙二醛含量均显著提高,以RR叶片和根系中抗氧化酶活性的增幅最大,其次为RS;SS和抗氧化酶活性的增幅最小,品种间活性氧水平表现为SS>RS>RR。综上,砧木通过抑制Na^+向上运输、提高氨基酸水平和抗氧化酶活性缓解了盐胁迫对嫁接苗的伤害,但不同砧穗组合的耐盐性差异较大,以RR的耐盐性最强,其次为RS,SS最弱。因此,番茄嫁接苗的耐盐性主要受砧木耐盐性的影响,其次为接穗,同时,其与番茄体内的氨基酸和活性氧代谢调控密切相关。

植物抗重金属胁迫研究进展

土壤重金属污染导致植物重金属积累量增加,重金属对植物产生毒害的同时,植物也会通过避性和耐性机制抵抗重金属的毒害。从根系分泌物、亚细胞结构、螯合作用、渗透调节、抗氧化系统等方面综述了植物抵抗重金属胁迫的研究进展,以期为该领域的深入研究提供参考。