不同混作模式下施氮对花椒光合特性及养分吸收的影响

【目的】为花椒生产实践提供参考。【方法】以2年生九叶青花椒为研究对象,采用2因素随机区组试验设计方法进行盆栽试验,设置3种种植模式(花椒-大豆、花椒-辣椒、花椒单作)和3个水平的施氮量(0、1.5、2.5 g/株),测定不同混作模式和施氮水平下花椒的干物质质量、光合指标及矿质养分含量。【结果】在3种种植模式中,施氮均能增加花椒干物质质量,在每株1.5 g施氮水平下,花椒-大豆混作能提高花椒的干物质质量。2种混作模式均会提高花椒的净光合速率,减少胞间CO_(2)浓度,增加叶绿素含量。在不施氮处理下,花椒-大豆混作模式和花椒-辣椒混作模式的花椒净光合速率比花椒单作分别增加了70.69%、59.28%。在每株0、1.5 g施氮水平下2种混作模式均降低了花椒胞间CO_(2)浓度。在3种氮素施用水平下,混作模式对花椒的气孔导度和蒸腾速率均无显著影响。在每株2.5 g施氮水平下,花椒-大豆混作模式和花椒-辣椒混作模式的叶绿素含量分别比花椒单作模式高了34.39%、42.81%。在花椒单作和花椒-大豆混作模式中,氮素水平对花椒总氮含量无显著影响。在花椒-辣椒混作模式中,每株2.5 g施氮水平的花椒总氮含量比不施氮处理增加了12.28%。在3种种植模式中,各氮素施用水平的总含磷量无显著差异。在单作模式中,氮素施用水平对总钾含量无显著影响。在花椒-大豆混作模式和花椒-辣椒混作模式中,施氮显著降低了花椒总钾含量。【结论】混作和施氮对花椒生长发育具有促进作用,其中花椒-大豆混作且每株施氮1.5 g时效果最佳。

攸县油茶远缘杂交亲和性的解剖学研究

【目的】为了探究攸县油茶(Camellia yuhsienensis)远缘杂交亲和性的生物学机制。【方法】研究以石果毛蕊山茶[C.mairei var.lapidea(Y.C.Wu)Sealy](SG)、海南油茶‘海油3号’(C.hainanica‘Haiyou 3’)(HN-3)和普通油茶‘德油6号’(C.oleifera‘Deyou 6’)(DY-6)为父本,采用常规授粉和混合授粉方式对攸县油茶(YX)进行自交和杂交授粉。采用流式细胞仪测定亲本倍性,通过离体萌发法测定父本花粉活力,运用显微技术观察花粉萌发及花粉管生长动态以及早期果实和胚珠发育动态,并田间调查各授粉组合的座果率和落果率。【结果】(1)YX为六倍体,SG为二倍体,HN-3为八倍体,DY-6为六倍体。(2)4种油茶花粉具有较强的活力和育性,其中花粉活力最高的是DY-6,为70.13%;花粉活力最低的是YX,为40.68%。(3)自交和杂交所有组合的花粉均能在柱头上正常萌发,且花粉管在授粉后12 h均生长到花柱基部,但自交和YX×SG的花粉管进入子房后生长受阻,无法到达胚珠;YX×HN-3和YX×DY-6的花粉管则在授粉后72h到达胚珠。(4)自交和杂交授粉后100 d内,YX×DY-6的果实横径、纵径最大,YX×SG的果实横径、纵径最小;YX×DY-6的败育胚珠数最少,平均为3.83枚/果;YX×SG的败育胚珠数最多,平均为6.00枚/果。(5)自交和杂交授粉后100 d内,YX×DY-6的座果率最高,为68.0%;YX×SG的座果率最低,为4.0%;YX×HN-3的座果率为16.0%,其落果高峰主要集中在授粉后0~30 d和40~70 d;混合授粉组合YX×SD的座果率为22.0%。【结论】自交和YX×SG的杂交障碍主要为受精前障碍,YX×HN-3的杂交障碍为受精前和受精后障碍;攸县油茶远缘杂交亲和性也与亲本倍性有关,其亲和性大小为YX(六倍体)×DY-6(六倍体)>YX×HN-3(八倍体)>YX×YX>YX×SG(二倍体);混合授粉方式能在一定程度上提高攸县油茶远缘杂交亲和性。研究结果为攸县油茶远缘杂交亲和性机理研究提供了细胞学基础,也为油茶远缘杂交育种工作提供理论参考。

林下栽培大球盖菇的油茶木屑基质配方筛选试验

【目的】我国南方各省区陆续开展油茶低产林改造,将会产生大量的油茶剩余物,为了提高其利用效率及培肥林地。【方法】将油茶低产林改造剩余物粉碎成木屑后,分别以20%、40%、60%、80%的油茶木屑替代谷壳添加到培养基质中,依次作为配方Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ处理,以不添加油茶木屑的配方处理为对照组(CK),共设用5个不同油茶木屑配方配制的栽培基质进行林下栽培大球盖菇试验,对栽培出的大球盖菇子实体的菌盖厚度与直径、菌柄长度与直径、单位面积产量与生物学转化率及总糖、蛋白质、粗脂肪等营养物质含量进行测定与比较分析,并采用隶属函数法对其子实体的性状、平均产量、生物学效率及营养成分的差异进行综合评价,以筛选出最适于栽培大球盖菇的油茶木屑基质配方。【结果】以配方Ⅲ配制的栽培基质(油茶木屑添加量为60%)培养出的大球盖菇其产量最高,转化率达到38.76%,比对照组提高了11.64%,且与以常规配方基质培养的大球盖菇相比,其总糖含量显著增加。综合评价结果表明:各配方处理的平均隶属度由高到低依次为配方Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ、CK、Ⅳ处理,其平均隶属度分别为0.774、0.640、0.567、0.558、0.115;配方Ⅲ的平均隶属度最大,配方Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的综合评价结果也都优于CK处理的。【结论】试验结果表明,以油茶木屑替代常规配方中的谷壳作为培养基质的主料于林下栽培大球盖菇是可行的,与对照组相比,以油茶木屑配方基质栽培出的大球盖菇其产量和生物学效率均有所增加;最适于林下栽培大球盖菇的油茶木屑基质配方为配方Ⅲ,即培养基质中油茶木屑的添加量以60%为宜。

油茶隐花色素基因CoCRY1的克隆及功能研究

油茶(Camelliaoleifera Abe.)是我国重要木本油料树种,具有重要的经济价值和社会效益。隐花色素(Cryptochrome)是植物蓝光受体之一,参与植物开花调控、光形态建成等生长发育过程。本研究从油茶华硕中克隆到CoCRY1基因,通过生物信息学分析发现,其CDS序列长度为2262 bp,编码的蛋白质序列包含684个氨基酸,蛋白分子式为C3454H5281N971O1027S18,分子量77.42 kDa,是一种不稳定的疏水蛋白,进一步分析表明其蛋白序列包含3个结构域,分别为DNA_photolyase、FAD_binding_7和Cryptochrome_C,可证明CoCRY1蛋白属于隐花色素家族。同源序列及系统发育树分析发现CoCRY1蛋白与茶树(Camellia sinensis) CsCRY1序列相似性最高。组织表达分析显示,CoCRY1的表达量在茎中最高,在花中最低。通过农杆菌转化得到CoCRY1基因异源表达的拟南芥(Arabidopsis thaliana)植株,并且从DNA水平及RNA水平鉴定到阳性植株,对CoCRY1异源表达的拟南芥进行表型分析发现,CoCRY1基因的过量表达导致拟南芥提前开花,并对下胚轴伸长具有光特异性的抑制作用。本研究通过生物信息学、定量分析及异源表达发现,油茶CoCRY1基因在油茶开花等生物学过程中具有重要作用。

外源激素对‘葡萄桐’雄树开花性状及果实特性的影响

【目的】油桐是四大木本油树种之一,其桐油是当前环保涂料的重要原料。但当前油桐产量低限制了油桐产业的发展,而激素对植物的增产增收有重要作用,旨在探寻促进油桐增产增收的重要激素类型。【方法】以油桐品种‘葡萄桐’6年生树体为试材,利用田间调查法对油桐林树体资源进行分类,同时以油桐雄树为材料,采用形态学观察法对雄树花芽分化过程进行了观察。通过喷施不同质量浓度的赤霉素(GA3)、生长素(IAA)、细胞分裂素(6-BA)及乙烯利(CEPA)等4种植物生长调节剂,系统研究了外源激素对油桐开花性状的影响。【结果】在油桐林中,根据雌雄花的数量和种类,可以将其划分4种类型,分别为单花纯雌花树体、多花纯雌花树体、雌雄同株树体、多花纯雄花树体。油桐雄树花芽分化过程历时约3个月,可分为叶原基分化、花序原基分化、花序轴分化、花器官分化4个阶段。外源IAA处理油桐雄树的花数量和花性别未发生显著变化。高质量浓度的CEPA对油桐开花性状没有影响且抑制油桐开花。一定质量浓度的GA3可以诱导油桐雄树少量雌花的形成,同时也减少了花的数量。6-BA质量浓度为160 mg/L时,雌花数量最多,质量浓度为640 mg/L时,油桐纯雄花序转变成纯雌花序,质量浓度到达1280 mg/L时,油桐纯雄花芽不开花;6-BA诱导雄树形成的雌、雄花结构发育正常,果实品质与雌雄同株树果实品质一致。【结论】适当质量浓度的6-BA可显著增加油桐雌花和坐果数量,6-BA是油桐增产增收的重要激素类型。本研究为建立油桐产量提升的精准调控技术提供了重要科学依据,同时也为油桐产业发展奠定了重要基础。

光周期对油茶开花及生理特性的影响

【目的】为油茶品种的推广及南北引种提供参考。【方法】以温室培养的‘华硕’油茶苗作为研究对象,设置5个光周期处理(8 h/16 h、10 h/14 h、12 h/12 h、14 h/10 h、16 h/8 h),以自然光照作为对照组(CK)。在花芽分化期、现蕾期、初花期及盛花期对各处理组油茶叶片中的叶绿素、可溶性糖、可溶性蛋白、ABA、IAA、GA_(3)及CTK的含量进行检测,并对各处理组油茶的株高、花期时间及花朵数量进行统计。【结果】与CK处理相比,在长日照条件下(14 h/10 h、16 h/8 h)油茶株高显著增加,开花时间提前,花朵数量增加;在短日照条件下(8 h/16 h、10 h/14 h)油茶株高降低,开花时间推迟,花朵数量减少。在长日照条件下,油茶叶片中的叶绿素、可溶性糖、可溶性蛋白含量显著增加;在短日照条件下,油茶叶片中的叶绿素、可溶性糖、可溶性蛋白含量显著减少。长日照处理下,油茶叶片中的ABA、IAA含量显著增加,GA_(3)、CTK含量显著降低,且ω(IAA)/ω(GA_(3))、ω(ABA)/ω(CTK)、ω(ABA)/ω(GA_(3))及ω(ABA)/ω(IAA+GA_(3)+CTK)的值组间差异显著。【结论】光周期可影响油茶叶片的叶绿素含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量等生理指标,并可影响ABA、IAA、GA_(3)及CTK等内源激素含量,从而调控油茶的生长发育及开花时间。长日照能促进油茶花期提前,增加花朵数量;短日照则使油茶花期滞后、花朵数量减少。

山栀种质资源果实性状多样性分析

以24个不同居群野生型山栀资源为研究对象,对其8个果实性状进行多样性分析。结果表明,24份山栀资源8个数值型性状变异系数范围在9.14%~47.33%之间,其中百粒重变异系数最大。相关性分析中,果实纵径与果实横径、果形指数、百粒重呈极显著正相关,果实横径与百粒重呈极显著正相关,百粒重与出仁率呈显著正相关,果仁折干率与出油率呈显著正相关。聚类分析中,当平方欧式距离为5时,24份山栀资源可分为五类,第Ⅰ类群由重庆市南川区三泉镇种源构成,平均综合得分最高,为5.95,该类群各方面表现最为突出。主成分分析结果表明,8个性状共提取到3个主成分,累积贡献率为77.805%,解释了8个性状的大部分信息,可用于后续山栀良种选育。

梨自交不亲和基因克隆及其进化分析

【目的】获得梨S-RNase基因全长序列及其进化、遗传多态性情况。【方法】设计特异性引物扩增梨S42-RNase基因组DNA全长序列,利用RT-PCR结合cDNA末端快速扩增(rapid amplification of cDNA ends,RACE)技术获得其cDNA全长序列。构建梨属植物S-RNase基因编码区和高变区(hyper variable region,HV)内含子的系统发育树。【结果】梨S42-RNase基因编码226个氨基酸,包含由27个氨基酸组成的信号肽,由11、11、6、8、7个氨基酸组成的5个保守区以及HV区插入的335 bp内含子序列。系统进化树显示,梨S-RNase基因编码区和HV区内含子的拓扑结构既相似又有差异。编码区Normalized dN-dS结果显示,除了HV区外还有几个区域存在大量的非同义替换,表明对阳性选择具有很高的敏感性。【结论】梨S-RNase基因编码区和HV区内含子的进化存在一定的关联性,除HV区外还存在其他区域参与梨雌蕊与花粉间特异识别。梨S-RNase基因编码区进化动力源自其编码特异识别蛋白的功能,是平衡选择的结果。HV区的内含子序列表现出很高的长度多态性,进化受到负选择的压力。

制片方法对枣花授粉荧光显微观察效果的影响

【目的】探究适合观察枣花授粉荧光显微观察效果的最佳制片方法,为枣树授粉受精研究提供方法依据。【方法】以4年生、生长发育良好的‘中秋酥脆枣’枣花作为试验材料,经过固定、水洗等步骤,采用不同软化和染色方法对枣花进行处理,压片后在荧光显微镜下拍照,比较不同处理下枣花授粉的荧光显微观察效果。采用NaOH溶液对枣花柱进行软化,设置1、2、3、4和8 mol/L 5个浓度梯度,分别软化0.5 h和1 h,软化后用水溶性苯胺蓝溶液对枣花进行染色,设置0.01%、0.05%和0.10%3个浓度梯度,分别染色0.5、1和4 h。【结果】相同处理时间,NaOH溶液浓度越高,枣花花柱软化程度也越高;而NaOH溶液浓度越高,所需要的软化处理时间也越短。选择1、2和3 mol/L NaOH溶液对枣花进行软化,都能取得良好的压片效果,但当NaOH溶液浓度超过4 mol/L后,枣花花柱组织明显变软,压片时组织也容易破碎。在相同软化方法处理的条件下,同一浓度水溶性苯胺蓝溶液的染色时间增加,对花粉管的染色效果并没有产生明显的增强作用;而在相同染色时间内,用高浓度的水溶性苯胺蓝溶液对枣花进行染色,染色效果较低浓度的要好。【结论】1)选择1 mol/L或2 mol/L NaOH溶液来处理枣花花柱,都能取得较好的制片效果。2)在软化时间的选择上,软化0.5 h就能取得较好的压片效果,这能缩短试验需要的时间;在相同染色时间内,用高浓度的水溶性苯胺蓝溶液对枣花进行染色,染色效果较低浓度的要好。

山苍子植株再生体系的优化

【目的】研究优化山苍子茎段愈伤组织诱导和植株再生体系的方法,提高不定芽的分化率和生根率,为山苍子良种的工厂化繁育及遗传转化体系的建立提供技术支撑。【方法】本研究以山苍子茎段节间(不带芽)为外植体,通过比较不同植物生长调节剂对其愈伤组织的诱导、增殖以及不定芽的分化、生根的影响,确定山苍子愈伤组织诱导和植株再生的最适培养基。在此基础上,对获得的再生植株进行移栽试验,比较不同基质对移栽成活率的影响。【结果】山苍子茎段愈伤组织诱导的最适培养基为1/2 MS+0.2 mg·L^(-1)6-BA+0.3 mg·L^(-1)NAA+30 g·L^(-1)蔗糖+7 g·L^(-1)琼脂,其诱导率为100%;愈伤组织增殖的最适培养基为1/2 MS+0.5 mg·L^(-1)6-BA+1.0 mg·L^(-1)NAA+30 g·L^(-1)蔗糖+7 g·L^(-1)琼脂,愈伤组织增殖系数达3.43;诱导不定芽分化的最适培养基为1/2 MS+0.5 mg·L^(-1)6-BA+0.1 mg·L^(-1)IBA+30 g·L^(-1)蔗糖+7 g·L^(-1)琼脂,不定芽分化率为45.59%,平均不定芽数为8.14;生根阶段最适培养基为1/2 MS+0.5 mg·L^(-1)IBA+20 g·L^(-1)蔗糖+7 g·L^(-1)琼脂,不定芽生根率高达93.33%,平均根数为6.74;将生长良好的再生植株进行驯化后,移栽至营养土∶珍珠岩=3∶1(V/V)的混合基质中,其成活率达到83.33%。【结论】本研究优化了山苍子离体再生体系,显著提高了山苍子不定芽的分化率和生根率以及再生植株的移栽成活率,可为山苍子良种的工厂化繁育提供技术支撑。

刺槐新品种“泓森槐”的选育

从实生刺槐树林中选育出8个优良单株,经多年多点、多因素无性系综合测定和区域化试验,筛选出优良速生新品种无性系,并取得国家植物新品种权,命名为"泓森槐"。其根系庞大,能形成边坡防护网,有效防止水土流失和山体滑坡,还可以防风固沙,很好地应用于西北和沿海防护林建设。

梨花粉自交不亲和基因克隆及其评价分析

【目的】获得梨SFBB新基因全长序列,研究不同SFBB基因参与梨自交不亲和的作用。【方法】设计特异性引物扩增梨SFBB22-gamma基因组DNA全长序列,并对所有已鉴定、能够与梨S-RNase基因一一对应的SFBB基因全长序列进行比较分析。【结果】梨SFBB22-gamma基因编码区序列大小为1191 bp,编码396个氨基酸,ProtParam预测分子质量为45.47 ku,理论等电点4.67,为酸性亲水不稳定蛋白。其中N端包含由50个氨基酸组成的F-box序列,蛋白质二级结构有5个α-螺旋和24个β-折叠。不同梨SFBB基因和对应S-RNase基因在序列变异、基因多态性以及进化特性等方面存在差异。【结论】现有序列数据显示,梨SFBB基因的序列多态性和变异位点均小于S-RNase。梨SFBB基因4个群体中单个群体SFBB-beta基因和对应S-RNase基因在序列特征上最接近;4个梨SFBB基因个体作为整体与对应S-RNase基因序列特征比SFBB-beta基因和对应S-RNase基因序列特征更接近。SFBB-beta基因存在独自参与自交不亲和的可能性,SFBB-alpha以及SFBB-gamma基因不存在独自参与自交不亲和的可能性。

油茶低产林改造剩余物的发酵堆肥技术

【目的】提高油茶低产林改造剩余物的利用率,减少剩余物不恰当处理对环境造成的污染,同时找到代替泥炭的轻基质材料以减少育苗成本。【方法】以尿素、发酵鸡粪、复合肥为氮源,以EM菌、酵素菌、强兴发酵菌剂为微生物发酵菌剂,将碳氮质量比调整至25∶1、30∶1、35∶1,共设计9个配方处理,通过发酵罐发酵和罐外后熟过程,腐熟油茶低产林改造剩余物,研究适合油茶低产林改造剩余物发酵堆肥的氮源、菌剂、碳氮比,使发酵后的低改剩余物达到轻基质的要求。【结果】完成发酵后,处理A物料的碳氮质量比下降至19.85∶1,达到生物有机肥腐熟的要求(碳氮质量比小于20);处理A和处理B的物料基本能符合林木轻基质无纺布容器育苗标准(基质容重0.2-0.5 g/cm^(3),总孔隙度大于60%,通气孔隙度15%-30%,持水孔隙度45%-60%),其余处理的物料可与保水性能强、通气孔隙度大的基质混配,完善其物理性质。改造剩余物发酵过程中,氮源对物料理化性质的变化起着主要作用,氮源中尿素对物料理化性质的影响最显著,其次是复合肥,最后是发酵鸡粪,而菌剂和碳氮质量比对物料理化性质的影响不显著。当碳氮质量比调整至25∶1时,物料的碳氮比能更快降低。【结论】建议使用尿素和EM菌对油茶低产林改造剩余物进行发酵堆肥。

油茶种间杂交F代18个优良单株核型分析

【目的】油茶种间杂交是油茶种质创新的重要途径,明晰亲子代染色体遗传变异规律,有助于指导杂交后代植株的筛选与回交组合的合理配置,并为后续杂交育种研究提供参考。【方法】以亲本及F代18个优良单株的扦插苗根尖为材料,利用改良去壁低渗染色体制片技术和核型分析软件对亲本及杂交子代的染色体核型特征进行研究,并利用核型似近系数聚类法分析亲本及杂交子代的染色体遗传与变异。【结果】1)父本‘华硕’与母本‘攸杂2’的核型类型均为2B型,以m型染色体占多数,sm型染色体占少数,母本‘攸杂2’的核型公式为2n=91=53m(4SAT)+38sm(2SAT),染色体相对长度变化范围为1.26%~2.97%,臂比值大于2的染色体比例为17.8%,染色体长度比为2.36,核型不对称系数为62.36%;父本‘华硕’核型公式为2n=90=62m(2SAT)+28sm(4SAT),染色体相对长度变化范围为1.50%~3.00%,臂比值大于2的染色体比例为4.4%,染色体长度比为2.00,核型不对称系数为59.38%。2)杂交子代的核型参数多数介于父本与母本之间,以m型和sm型染色体为主,少数有st型染色体,且在杂交子代中出现sm型染色体数目大于m型的情况(YH-14和YH-18);染色体相对长度的变异幅度较大,总体为1.05%~3.32%,以M1和M2型染色体居多;核型不对称系数变异范围为61.01%~63.38%,核型类型为2A或2B型。3)核型聚类分析结果表明,在核型似近系数为0.9660,距离系数为0.0340时,可分为两大类:其中绝大部分杂交子代均与母本‘攸杂2’聚为一类,仅有YH-11、YH-15与父本‘华硕’聚为一类。【结论】大部分杂交子代的核型参数介于父本与母本之间,少数杂交子代的核型出现较大变异。此外,杂交子代群体中绝大部分单株的染色体核型与母本‘攸杂2’更相近,仅少数核型与父本‘华硕’更相近。此结果可为油茶杂交育种工作、创制油茶新种质提供相应的理论基础。

不同外源物质处理对油茶叶片抗寒性的影响

【目的】研究3种不同外源物质处理对油茶叶片抗寒效果的影响,为提高油茶花期的抗寒性提供科学依据。【方法】以油茶‘华硕’(Camellia oleifera)4年生盆栽植株为试验材料,在初花期叶面喷施10 mmol/L氯化钙(CaCl_(2))、0.1 mg/L油菜素内酯(BR)、10 mg/L脱落酸(ABA)3种溶液各1 L,每2 d喷1次,连续3次,以喷施清水为对照(CK),随后置于6℃人工气候室进行低温处理,比较低温胁迫7 d后油茶叶片各生理指标的变化,并对其叶片解剖结构进行观察。【结果】与喷施清水(CK)相比,3种不同外源物质处理后,低温胁迫7 d时的油茶叶片的SOD、POD、PPO、GR 4种抗氧化酶活性均显著增强,蔗糖、可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸含量均显著升高,水杨酸含量增加而MDA含量降低。通过对不同生理指标进行主成分分析得出3种不同外源物质处理效果由强到弱依次为10 mg/L ABA,10 mmol/L CaCl_(2),0.1 mg/L BR,CK;同时利用石蜡切片法观测了油茶叶片组织结构,与对照和0.1 mg/L BR处理相比,发现喷施10 mg/L ABA、10 mmol/L CaCl_(2)后油茶叶肉结构明显由两层栅栏层细胞变为3层,且排列更为紧密,其叶片抗寒性明显增强;并结合聚类分析、相关性分析对8项油茶叶片组织结构相关指标进行筛选,对筛选出的3项典型指标应用隶属函数法进一步综合评价发现10 mg/L ABA处理得分最高,10 mmol/L CaCl_(2)次之,由此表明两者处理后油茶叶片的抗寒效果更为明显,与前面生理指标分析结果一致。【结论】结合生理指标和叶片解剖结构指标分析,发现3种不同外源物质处理均可有效缓解低温对油茶叶片的伤害,其中10 mg/L ABA处理后油茶叶片的抗寒效果最好,其次是10 mmol/L CaCl_(2)、0.1 mg/L BR处理。

油茶CoPGX3基因鉴定及表达特性分析

油茶(Camellia oleifera)是我国非常重要的木本油料树种,但其落花落果现象已成为长期制约我国油茶产业健康发展的科学难题。多聚半乳糖醛酸酶(polygalacturonase,PG)参与离层细胞壁细胞中间层的果胶降解,与花、果实等器官脱落密切相关。为探究油茶落花落果过程中器官脱落的分子机理,本研究以油茶良种‘华硕’为材料,通过克隆获得果胶裂解酶基因家族的一个成员,命名为Co PGX3(Gen Bank登录号:OM455496.1)。该基因的全长蛋白编码区序列(CDS)为1425 bp,编码474个氨基酸;蛋白结构域分析发现此基因包含PL-6保守结构域,揭示此基因属于果胶裂解酶家族成员。CoPGX3蛋白分子质量为51.08 kDa,理论等电点为5.01,为不稳定的亲水性蛋白。该蛋白无跨膜区,二级结构主要以无规则卷曲和延伸链为主。CoPGX3基因在不同发育时期的种仁中的表达水平表现为先升高后降低的趋势,其中在花后258 d表达量最高;花开放过程中花离区的表达分析结果表明该基因在花后3 d表达量最高;乙烯诱导的落果过程中该基因在果离区的表达量持续升高。这些结果表明CoPGX3基因和油茶的落花落果相关,为后续研究该基因调控油茶落花落果的分子机理提供参考。

低温胁迫对两个油茶品种开花结实及生理特性的影响

以油茶(Camellia oleifera)‘华硕’和‘华鑫’四年生盆栽植株为材料,研究2个温度(低温6℃和常温25℃)对2个油茶品种叶片光合作用、叶绿素荧光参数、RuBP羧化酶活性、抗氧化酶活性、激素含量及开花座果的影响。结果表明:和常温25℃相比,在6℃低温处理下2个油茶品种的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、RuBP羧化酶活性、电子传递速率(ETR)、最大光化学效率(Fv/Fm)、实际光化学量子效率(ФPSⅡ)和光化学淬灭系数(qP)随着胁迫时间的延长均降低,在冷驯化25 d时2个品种的Pn、Gs、Tr、Fv/Fm及qP均显著降低,在常温25℃恢复7 d后以上指标均增加;和常温25℃相比,在6℃低温处理下2个油茶品种超氧化物歧化酶(SOD)活性、蔗糖合成酶活性和吲哚乙酸(IAA)含量均升高;随着低温处理时间的延长,多酚氧化酶活性先降低后增加,而乙烯含量先增加后降低。2个油茶品种的花粉萌发率、座果率及气孔张开度在6℃低温处理下降低,同时花基部分泌一种粘状物质保护幼果不受冻害。综上所述, 2个油茶品种光合效率降低主要是由气孔因素引起;2个油茶品种均有一定的抗寒性,油茶‘华鑫’对低温的响应比‘华硕’更敏感。

油茶CoPIF3基因的克隆及表达分析

本研究以油茶品种‘华硕’为材料,通过RT-PCR克隆得到光敏色素互作因子中的一条PIF3基因,命名为CoPIF3。CoPIF3基因序列全长1884 bp,编码627个氨基酸。CoPIF3蛋白分子量为67.881 kDa,属于bHLH蛋白家族,该基因与茶树的PIF3亲缘关系较近,被定位在细胞核中,并成功在E.coli Rosetta(DE3)菌株中表达。实时荧光定量表明:CoPIF3基因在叶芽及老茎中的表达量显著高于其他部位;在自交授粉下,CoPIF3基因在子房中24 h的表达量最低,在花柱中表达量在授粉后上调至24 h时最高;在异交授粉下,CoPIF3基因在子房和花柱中的表达量分别在24 h和48 h时达到峰值,随后均下调。研究表明CoPIF3可能参与了油茶自交授粉后花粉管的生长,进而参与了油茶自交不亲和反应。本研究为油茶自交不亲和机制的解析提供参考。

油茶CoALMT9基因的克隆与表达分析

本研究以油茶良种‘华金’扦插苗根系为材料,通过RT-PCR克隆出油茶铝激活的苹果酸转运蛋白基因家族一个成员,命名为CoALMT9,该基因的编码序列长1 761 bp,编码586个氨基酸。利用ProtParam等软件进行生物信息学分析,同时通过实时荧光定量PCR和亚细胞定位对该基因的表达模式和表达部位进行分析,结果表明:CoALMT9蛋白的分子质量是66.84 kDa,理论等电点是6.57,为不稳定的非分泌蛋白;CoALMT9蛋白含5个跨膜区,二级结构以α螺旋为主。实时荧光定量PCR结果表明,铝毒(4 mmol·L^-1 Al3+处理)诱导了CoALMT9在油茶根系中的表达,在铝毒条件下添加1 mmol·L^-1PO43–能显著提高该基因表达水平。亚细胞定位分析确定CoALMT9所编码的蛋白质定位于液泡膜。该研究表明CoALMT9基因可能在油茶磷缓解铝毒过程中起作用,为揭示其适应高铝低磷环境的分子机制提供参考。