兰科植物多倍体诱导研究进展

总结近20年来兰科植物多倍体诱导的研究进展,对诱导方法中诱变材料与诱变剂种类的选择、处理方法、诱变剂浓度与处理时间,鉴定方法中的形态学鉴定、细胞学鉴定、染色体计数鉴定及流式细胞术鉴定等进行了综述,从提高观赏性、克服远缘杂交障碍、提高抗逆性与次生代谢物质含量等方面阐述了兰科植物多倍体诱导的意义,并对多倍体诱导中嵌合体的分离、多倍体的繁殖等主要问题进行了讨论,以期为今后兰科植物多倍体育种提供参考。

晚香玉花香成分时空动态变化的研究

为了探讨晚香玉花香成分的时空动态变化,采用顶空—固相微萃取与气相色谱—质谱联用技术,对晚香玉单瓣和重瓣品种4个花期及单瓣品种花器官不同部位释放的香气成分进行了分析。结果表明,晚香玉不同花期的芳香成分种类和相对含量存在明显差异,单瓣品种花蕾期至盛开期分别检出芳香成分9、13、16和31种,随着花的不断发育,萜烯类化合物含量呈现高-低的变化趋势,醇类化合物含量呈现低-高-低的变化趋势,酚类化合物和酯类化合物含量均呈现低-高的变化趋势;重瓣品种花蕾期至盛开期分别检出芳香成分3、3、8和8种,随着开花的进程推进,萜烯类化合物和酚类化合物含量呈现低-高-低的变化趋势,酯类化合物含量呈现低-高的变化趋势,醇类化合物含量则呈现高-低-高的变化趋势。不同部位释放的香气成分种类和相对含量不同,从晚香玉单瓣品种花瓣、雌蕊、雄蕊中各检测出21、12和20种香气成分,且雌蕊主要释放萜烯类化合物,花瓣和雄蕊主要释放萜烯类和酚类化合物。本研究结果为进一步阐明花香化合物的分子调控机制奠定了基础。

二歧鹿角蕨的繁殖与栽培技术

本文介绍了二歧鹿角蕨的分株繁殖、孢子繁殖及组培快繁等3种繁殖技术,总结了栽培基质配比、种苗选择与消毒、上盆与换盆、光温水肥管理、病虫防治等栽培技术要点,以及可采用板式栽培、吊盆悬挂、盆栽与附生树上栽培等4种观赏应用形式,为鹿角蕨的种苗繁殖与栽培生产提供技术参考。

闽西北地区文心兰切花优质高效栽培管理技术

文心兰是福建省重点发展的鲜切花之一,有着广阔的市场前景和巨大的发展潜力。根据多年研究与实践经验,从栽培设施、品种种苗、种苗种植、环境调控、水肥管理、切花采收、满杯分株、病虫害防治等方面总结出了适宜闽西北地区规模化应用的文心兰切花栽培管理技术,为实现文心兰切花优质高效栽培和广泛应用奠定基础。

文心兰花粉离体萌发培养基的筛选及萌发率的测定

【目的】研究不同培养基组分、培养温度及培养时间对文心兰花粉离体萌发的影响,以期筛选出文心兰花粉离体萌发的适宜培养基及培养条件,为文心兰种质资源创新利用提供科学依据。【方法】以盛花期当天开放的花朵为试验材料,采用液体培养基,比较蔗糖、H_(3)BO_(3)、Ca(NO_(3))·4H_(2)O、MgSO_(4)·7H_(2)O及KNO_(3)对文心兰花粉离体萌发的影响,正交试验筛选文心兰花粉离体萌发培养基的最佳组合及培养条件;在此基础上,测定收集保存的68份文心兰种质资源的花粉离体萌发率。【结果】一定质量浓度的蔗糖、H_(3)BO_(3)、Ca(NO_(3))·4H_(2)O、MgSO_(4)·7H_(2)O及KNO_(3)对文心兰花粉的离体萌发具有一定的促进作用,各因素的最佳作用效果从高到低依次为H_(3)BO_(3)、Ca(NO_(3))·4H_(2)O、蔗糖、MgSO_(4)·7H_(2)O及KNO_(3)。正交试验表明适宜的液体培养基组合为100 g·L^(-1)蔗糖+10 mg·L^(-1)H_(3)BO_(3)+50 mg·L^(-1)Ca(NO_(3))·4H_(2)O+20 mg·L^(-1)MgSO_(4)·7H_(2)O+30 mg·L^(-1)KNO_(3),各成分的质量浓度与单因素试验的结果一致;培养条件为25℃、黑暗培养48 h。文心兰花粉离体萌发测定结果表明,60.29%的种质资源的花粉能离体萌发,萌发率普遍较低,为0.74%~49.65%。【结论】筛选出文心兰花粉离体萌发适宜的液体培养基组合及培养条件,不同文心兰种质资源的花粉离体萌发率存在明显差异,本研究结果可为后续文心兰种质资源的创新利用及他人研究等提供参考。

高产优质文心兰新品种金辉的选育

【目的】选育产量高、品质优、抗逆性强的文心兰切花新品种,为优化福建文心兰品种结构提供候选品种。【方法】以主栽品种南西组培移栽苗为材料,利用植物体细胞无性系变异,于花期经田间优株初选、组培扩繁及株系比较试验后,再次优株复选、分子鉴定、组培扩繁和多点试验,选育文心兰切花新品种。【结果】选育出文心兰新品种金辉,该品种在福建种植时主花期为11月至翌年1月,次主花期为5～6月;盛花期时平均假鳞茎长、假鳞茎宽、花序梗长、花序长分别为10.96、4.11、40.14、78.14 cm,分枝数11.15个,分别比对照南西显著提高了21.64%、18.10%、18.58%、29.18%和22.66%;切花产量每667 m^2达3.07万支,比对照南西显著提高了17.18%;新芽生长位置明显低于对照南西,适应性好,抗逆性强,适宜福建冬季无霜冻及具相似气候条件的地区推广种植。【结论】利用植物体细胞无性系变异从南西组培移栽苗中筛选出了高产、优质、抗逆性强的文心兰切花新品种金辉,研究证实了植物体细胞无性系变异结合组织培养技术应用于切花文心兰新品种的选育是可行的。

文心兰3种主要病毒多重RT-PCR检测体系的建立

根据GenBank中已发表的建兰花叶病毒(Cymbidium mosaic virus,CyMV)、齿兰环斑病毒(Odontoglossum ringspot virus,ORSV)和菜豆黄花叶病毒(Bean yellow mosaic virus,BYMV)外壳蛋白(CP)基因序列保守区域分别设计特异性引物,通过优化多重PCR反应条件,建立能同时检测文心兰3种病毒的多重PCR检测体系。该体系能够一次扩增出CyMV、ORSV和BYMV的特异片段,其大小分别是551、325和212bp。测序结果表明,3种病毒序列与相应的参考序列相似性均达98%以上。灵敏度测定结果表明,从相当于或大于10-2 mg的感病植物组织中能够检测到这3种病毒。

高温胁迫对文心兰顶叶若干生理指标的影响

高温是影响文心兰Oncidium生长和开花的重要逆境因素。通过光照培养箱模拟高温胁迫对文心兰的影响,探讨顶叶叶绿素、可溶性糖、还原糖、脯氨酸(Pro)等含量及相对电导率、过氧化物酶(POD)活性的变化,以期了解高温胁迫下文心兰顶叶若干生理指标的变化。结果表明,持续的高温胁迫能显著(P<0.05)提高顶叶相对电导率和Pro含量,但显著降低叶绿素含量;高温胁迫21d内可溶性糖含量显著高于对照,但至42d时显著低于对照;高温胁迫7d时还原糖含量显著高于对照,35d后显著低于对照;高温胁迫下POD活性不断提高,7~21d时低于对照,但35d后显著高于对照。相对电导率、Pro含量及叶绿素含量可作为文心兰耐热性分析关键指标。

文心兰顶叶对低温胁迫的生理响应

以文心兰‘金辉’品种为试材,采用不同低温、不同低温处理时间测定顶叶相对电导率,以及可溶性糖、脯氨酸(Pro)、丙二醛(MDA)含量等变化。结果表明:随着温度的降低和处理时间的延长,文心兰顶叶的相对电导率和Pro含量逐渐升高,MDA含量逐渐降低,可溶性糖含量先升高后降低。相对电导率、Pro及MDA含量在低温胁迫过程中呈规律性变化,可作为文心兰耐寒性鉴定关键指标。

鹤望兰八氢番茄红素合成酶基因克隆及表达分析

【目的】揭示八氢番茄红素合成酶(PSY)基因在鹤望兰花色形成中的作用。【方法】依据植物PSY基因的氨基酸保守序列设计引物,从鹤望兰黄色花萼中克隆PSY片段,对该片段进行序列比对和系统进化分析,并应用RT-PCR技术分析PSY基因在不同器官和花朵发育过程中的表达特性。【结果】克隆获得248bp的PSY片段,编码82个氨基酸,经注册,在GenBank的登录号为JN887695。由该片段推导出的氨基酸序列与其他植物的PSY蛋白有很高的同源性,其中与大蒜的亲缘关系最近,达90%,初步证明为目标基因。此外,该基因在鹤望兰始花期和黄色萼片中表达量最高。【结论】PSY可能在转录水平上对鹤望兰黄色花的形成起调控作用。

观赏向日葵ζ-胡萝卜素脱氢酶基因HaZDS的克隆与表达分析

采用RT-PCR和RACE技术,从观赏向日葵新品种闽葵3号黄色花瓣中克隆获得类胡萝卜素合成途径关键酶基因ZDS,命名为Ha ZDS(Gen Bank No.KF263657),该基因c DNA全长2069 bp,具有一个1761 bp的完整开放阅读框(ORF),编码587个氨基酸。推导氨基酸序列分析表明,Ha ZDS蛋白在N-末端区域含有一个叶绿体转运肽序列,含有一个典型的氨基氧化酶结构域和NAD(P)结合结构域,存在一个特征序列。系统发育分析表明,观赏向日葵Ha ZDS与万寿菊、菊花蛋白的同源性分别达96.4%、90.1%,亲缘关系较近。利用实时荧光定量PCR技术分析结果显示,Ha ZDS基因在盛花期表达量最高,不同组织中的表达量舌状花瓣>绿色管状花>苞片>叶片>黑色管状花,随着花瓣黄色的加深,基因表达量逐渐增加。推测Ha ZDS基因在转录水平上参与观赏向日葵花色形成的调控。

温度对文心兰生长特性和生理指标的影响

以文心兰切花品种‘金辉’为试验材料,分析了人工模拟不同昼夜温度(昼温/夜温)12/4℃、20/12℃、28/20℃、36/28℃等4种梯度温度条件下,叶绿素、可溶性糖、还原糖、淀粉及脯氨酸(Pro)等含量的影响。结果表明:处理相同时间,28/20℃叶绿素含量最高,36/28℃次之,12/4℃最低;随温度的升高,叶片中可溶性糖含量不断降低,12/4℃、20/12℃叶片中还原糖含量高于28/20℃、36/28℃,假鳞茎中还原糖含量20/12℃最高,12/4℃次之,36/28℃较低;12/4℃处理叶片及假鳞茎中淀粉含量均较高,36/28℃较低,所有处理叶片中淀粉含量均高于假鳞茎;36/28℃处理叶片及假鳞茎中Pro含量均较高,12/4℃次之,20/12℃及28/20℃较低。20/12℃处理利于茎叶生长,但延缓侧芽的萌发;36/28℃侧芽萌发率虽高,但不利于芽的生长和强健;28/20℃利于假鳞茎及其子代侧芽萌发与生长。

小苍兰新株系红玉的选育

【目的】选育花色新、适应性好、耐逆性强的小苍兰新品种,优化小苍兰品种结构,满足消费者对新花色小苍兰品种的需求。【方法】2006年3月,以荷兰引进的红色品种Red Lion为母本,以紫色品种Royal Blue为父本进行杂交,2007年3月优选出紫红色目标杂交F1单株R1B1-1,2008–2012年经多代无性系筛选、扩繁,性状稳定,定名为红玉;2013–2015年红玉与双亲进行品比试验,2016年SRAP分子鉴定证实红玉为其父母本的真实杂交后代,2017–2019年红玉进行多点试验。【结果】选育出小苍兰新株系红玉(Freesia hybrida‘Red Jade’),该株系在福州、福清、政和等地9月下旬至10月上旬种植,翌年2月下旬至3月上旬开花,花期30~40 d;花被片上表面为紫红色(RHS:N74A),花喉部上表面为黄色(RHS:14A);平均叶长41.8 cm、花茎长41.3 cm、花茎粗4.9 mm、分枝数3.9个、主花序长7.2 cm、主花序小花数8.9朵、花径3.9 cm、繁殖系数6.7;适应性好,耐逆性强,适宜在福建无霜冻及具有相似气候条件的地区推广种植。【结论】有性杂交与无性繁殖相结合是小苍兰新品种选育的重要途径。

基质、覆膜对二歧鹿角蕨孢子播种繁殖的影响

研究不同基质配比及覆膜方式对二歧鹿角蕨孢子播种繁殖的影响,结果表明,以泥炭土含量较高的泥炭土:细沙=2:1的基质配比最适宜鹿角蕨的孢子萌发;采用在透明塑料袋覆盖套住育苗盘,并在底部扎透气孔的覆膜方式对鹿角蕨幼孢苗萌发效果好;筛选出以泥炭土:树皮:小石块=2:1:1为栽培基质,其移栽成活率达97.8%;为二歧鹿角蕨的人工繁育种苗提供技术支撑。

基于SRAP分子标记的石斛兰种质资源遗传多样性分析

为合理利用石斛兰种质资源,用SRAP分子标记技术对48份石斛兰种质资源的遗传多样性进行分析。结果显示:筛选得到的14对石斛兰SRAP引物共扩增出159个条带,其中多态性条带数为155个,各引物的多态性比率为90.00%~100.00%,多态性信息含量为0.718~0.903,表明石斛兰SRAP的多态性信息含量较为丰富。聚类分析结果发现48个石斛兰品种间的遗传距离在0.15~0.97,在遗传距离为0.83处可将48个石斛兰品种分为7大聚类群,说明供试的石斛兰品种间具有十分丰富的遗传多样性。

不同冷藏时间对观赏向日葵种子发芽率的影响

探讨观赏向日葵不同品种、不同贮藏时间对种子发芽率的影响,以期明确各品种种子的耐贮性,为种子贮藏生产提供依据。在5℃冷藏条件下,采用经贮藏1 a的39个观赏向日葵品种及经贮藏1~6 a的4个自主选育杂交品种的种子开展发芽率试验。39个不同品种的种子在5℃冷藏1 a后发芽率不同,其中发芽率大于90%的品种占61.5%,发芽率70%~90%的占33.4%,发芽率小于70%的占5.1%;经贮藏1~6 a的自育品种,随着种子贮藏时间的延长,发芽率逐年下降,其中经贮藏1~4 a的种子发芽率基本保持在80%以上,贮藏5 a以上的均下降到65%以下。对经贮藏后发芽率大于90%的观赏向日葵品种,可1次制种多年使用;对经贮藏1 a的种子发芽率低于90%的品种,建议当年制种当年播种;在5℃冷藏条件下,对耐贮性较好的品种其贮藏时间也不宜超过4 a,有花粉品种比无花粉品种的耐贮性较好。

杂交兰尿卟啉原脱羧酶基因的克隆及其表达分析

尿卟啉原脱羧酶(UROD)是植物叶绿素、光敏色素和血红素合成中的一个关键酶。为了深入研究UROD基因的功能及其在杂交兰叶艺形成中的作用,本研究在转录组测序基础上,以杂交兰紫妍氏(K21)及其叶艺品系爪艺紫妍氏(K21-1)为试验材料,克隆ChUROD基因,分析其序列信息,利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测该基因在不同组织及不同品种叶片中的表达情况,并对相关生理指标进行测定。结果表明,ChUROD基因编码区序列长1191 bp,编码396个氨基酸;该蛋白质分子量约为43.78 kD,属于URO-D-CIMS-like家族蛋白;系统进化分析表明,杂交兰ChUROD与墨兰UROD的亲缘关系最近。qRT-PCR分析结果显示,ChUROD在K21叶中的相对表达量显著高于茎和根,且显著高于K21-1叶中的相对表达量。对杂交兰UROD酶浓度、尿卟啉原Ⅲ、粪卟啉原Ⅲ含量及叶绿素含量的测定结果显示,UROD酶浓度与其基因的相对表达量分布趋势相似。在K21-1中,尿卟啉原Ⅲ脱羧产生粪卟啉原Ⅲ的过程受阻,尿卟啉原Ⅲ在黄叶区叶片大量积累;叶绿素a、叶绿素b在黄叶区叶片中合成受阻,且二者含量显著低于K21和K21-1绿叶区叶片。由此可见,ChUROD基因可能在杂交兰叶艺形成中发挥重要作用。本研究结果为杂交兰ChUROD基因的功能验证和叶艺形成机制研究提供了参考依据。

鸡爪槭ApPSY和ApPDS基因克隆及其表达分析

为了探究八氢番茄红素合成酶基因(PSY)和八氢番茄红素脱氢酶基因(PDS)在鸡爪槭叶片呈色中的作用机制,本研究以鸡爪槭黄金槭叶片为材料,采取RT-PCR技术,克隆得到ApPSY基因和ApPDS基因的cDNA序列,对其生物信息学进行初步分析,并检测了不同叶色品种及不同发育时期槭树叶片中基因的表达情况。结果表明,ApPSY基因cDNA序列长1 497 bp,有一个1 257 bp的完整开放阅读框,共编码418个氨基酸;ApPDS基因cDNA序列长1 974 bp,有一个1 692 bp的完整开放阅读框,共编码563个氨基酸。生物信息学分析表明,ApPSY和ApPDS蛋白质均为亲水性蛋白质,无信号肽和跨膜结构。进化树结果显示,鸡爪槭ApPSY、ApPDS与柚子、葡萄柚和甜橙的亲缘关系较近。实时荧光定量PCR分析结果表明,在不同发育时期叶片中ApPSY基因在呈色期表达量最高,而ApPDS基因在小绿期表达量最高;在不同叶色品种叶片中ApPSY基因在黄金槭品种中的相对表达量最高,ApPDS基因则在橙之梦品种中的相对表达量最高。本研究结果为进一步阐明ApPSY和ApPDS基因在鸡爪槭中的生物学功能提供了理论依据。

杂交兰EST-SSR标记在国兰中的通用性及多态性分析

【目的】探索杂交兰EST-SSR标记在国兰中的通用性,为国兰寻找新的分子标记,并利用这些新标记分析国兰的种间遗传多样性,以期为国兰的品种鉴定和种质资源的合理利用奠定基础。【方法】以建兰、墨兰、春兰等国兰44个品种为试验材料,对240对杂交兰EST-SSR标记引物的通用性进行研究。在此基础上,通过筛选的引物对国兰的遗传多样性进行分析。【结果】杂交兰240对EST-SSR引物在国兰中的通用性比例分别为春兰(67.92%)、建兰(66.25%)、墨兰(71.25%)。利用其中的17对引物对44份国兰品种资源进行分子系统发育研究,有10对引物表现出多态性,10对引物共扩增出52个条带,多态性条带数为3~9个,多态性信息含量分布范围为0.504~0.850。聚类分析结果表明,44个国兰品种可分为4大聚类群,分类结果与传统的植物学分类相吻合。【结论】本研究发掘的杂交兰EST-SSR引物可以有效用于国兰的分子遗传多样性研究。