马铃薯种质演化与分类研究进展

马铃薯野生种具有丰富的遗传变异,是栽培马铃薯遗传改良的重要优良性状来源。然而,关于野生和栽培马铃薯的分类长期以来一直存在争议。1990年Hawkes将Petota组划分为21个分类系,其中包含7个栽培种和228个野生种。随着分子生物学和测序技术的发展,2014年Spooner等对马铃薯分类进行整合和补充,基于各种形态学和分子证据,最终将Petota组划分为由107个野生种和4个栽培种组成的3个进化枝。此外,考古学和现代基因组学分析证实了S.candolleanum是栽培马铃薯的直接祖先种。随着近年来大量的马铃薯种质被测序,更多的基因组信息被揭示,结合新兴的基因组选择育种、基因编辑等技术,有望创新马铃薯育种模式与机制,为马铃薯精准分子育种提供新思路。综述探究了马铃薯种质演化、分类进展以及利用展望,以期为马铃薯种质资源改良和育种利用提供参考。

根系竞争对两个不同年代春小麦品种生长及资源分配的影响

植物相同基因型个体之间竞争地下资源会导致根系增生,这被称为根系竞争的“公地悲剧”现象。减少或者消除作物的根系增生有望提高种子产量。但人工育种是否已经无意识地影响了作物的根系竞争效应,目前研究尚不足。本研究选取春小麦古老品种‘和尚头’和现代品种‘92-46’开展温室盆栽试验,通过设置尼龙隔离、无竞争塑料隔离和有竞争塑料隔离,并设置1倍营养和2倍营养两个营养水平,分析根系竞争对春小麦各器官生物量的影响,并采用标准化主轴回归(SMA)方法分析根系竞争对资源分配的影响。结果表明,与无竞争塑料隔离相比,尼龙隔离的根系生物量无显著变化,但茎叶生物量和总生物量显著提高。尼龙隔离的古老品种‘和尚头’种子生物量与无竞争塑料隔离无显著差异,而现代品种‘92-46’的种子生物量显著高于无竞争塑料隔离。2倍营养-有竞争塑料隔离与1倍营养-无竞争塑料隔离相比,根系生物量和种子生物量无显著差异,但茎叶生物量和总生物量显著降低。标准化主轴回归(SMA)分析发现,根系竞争对‘和尚头’的根系资源分配无显著影响,根系竞争显著降低了‘92-46’的根系资源分配但降低程度较小(尼龙隔离相比无竞争塑料隔离);根系竞争对两个品种的茎叶资源分配和种子资源分配均无显著影响。另外,本研究还发现:‘和尚头’的根系生物量和茎叶生物量大于‘92-46’,而种子生物量小于‘92-46’。除1倍营养-无竞争塑料隔离处理,其他隔离处理下‘和尚头’的根系资源分配与‘92-46’无显著差异;且‘和尚头’的茎叶资源分配大于‘92-46’,种子资源分配小于‘92-46’。总之,现代品种‘92-46’可能发展出一定程度的合作行为,通过根系分泌物介导识别邻株根系并减少根系资源分配;现代品种‘92-46’资源更多分配到繁殖生长,而古老品种‘和尚头’更多分配到茎叶生长。

基于UbD理念的师范院校本科生态学课程设计研究

本文使用追求理解的教学设计(UbD)理念与三阶段课程设计框架,对师范院校本科生态学课程进行了全方位重塑。首先,凝练出4个具有师范特色的课程目标,并首次梳理出7条生态学学科大概念和5条核心理念。其次,创造性地构建学期任务与单元任务相结合的评估体系;在单元教学设计上,先围绕单元所涵盖的学科大概念写出对应的基本问题,并据此设计单元任务。最后,针对性设计学习活动。本文旨在为师范院校本科生态学课程设计提供一个高效可行的模板。

黄萎病对海/陆嫁接棉苗叶片中H2O2、抗病相关酶活性和GST、PAL基因表达的影响

为探讨棉花黄萎病抗性机制,以抗黄萎病的海岛棉材料Pima90(R)为砧木,以在湖北省感病的陆地棉品种鄂棉22(S)为接穗,获得海/陆嫁接棉苗(S/R),研究海岛棉Pima90(R)、陆地棉鄂棉22(S)和海/陆嫁接棉苗(S/R)接种后的抗病反应,测定叶片中的H2O2含量,比较三者POD、PAL酶活性水平和PAL、GST基因表达模式的差异。结果显示:以黄萎病菌大丽轮枝菌菌株V991接种棉苗根部,海/陆嫁接棉苗(S/R)的萎蔫程度介于砧木Pima90(R)和接穗鄂棉22(S)之间,表明利用抗病海岛棉砧木(R)对感病陆地棉(S)嫁接可提高棉苗对黄萎病的抗性;接种后,鄂棉22(S)、Pima90(R)和海/陆嫁接棉苗(S/R)三者叶片中的H2O2含量、POD和PAL活性均有明显升高;其中感病品种鄂棉22(S)中H2O2含量和POD、PAL活性上升相对较缓慢,抗病品种海岛棉Pima90(R)上升较快,而海/陆嫁接棉苗(S/R)上升幅度介于R和S二者之间,且与抗病砧木Pima90(R)表现出相似的趋势;接种后不同时段对GST和PAL基因的real-time PCR分析结果显示,GST基因表达在Pima90(R)、鄂棉22(S)和海/陆嫁接棉苗(S/R)均表现出先缓慢上升后下降的趋势;在感病品种鄂棉22(S)中高水平表达持续时间短(8~16 h),而在抗病海岛棉品种Pima90(R)和海/陆嫁接棉苗(S/R)中,高水平表达持续时间较长(8~48 h);PAL基因在Pima90(R)、鄂棉22(S)和嫁接棉苗(S/R)中具有相似的表达模式,即均表现为上升-下降-上升(-下降)的表达趋势,在8 h和48 h出现2个表达峰值;在感病品种鄂棉22(S)中PAL表达量较低,2个峰值较小;而在抗病海岛棉品种Pima90(R)中,PAL表达水平高,2个峰值较大;海/陆嫁接棉苗(S/R)中PAL表达量介于R和S二者之间。

微波辅助提取麻城福白菊绿原酸工艺的优化及其抗氧化活性

湖北省麻城福白菊为中国国家地理标志产物,绿原酸是其中含量较高的生物活性物质。采用微波辅助提取法对其中的绿原酸提取工艺进行优化,并测定绿原酸的总抗氧化能力及其清除超氧阴离子自由基的能力。选取微波时间、微波功率、料液比等3个变量进行单因素试验,利用响应面法对其提取工艺进行优化。结果表明,最佳工艺参数组合:微波功率为640 W,料液比为1 g∶20 mL,微波时间为25 s。在此最优条件下,绿原酸提取率可达6.25%。抗氧化活性试验结果表明,福白菊中绿原酸具有良好的抗氧化性,并且当福白菊中绿原酸质量浓度达到1.0 mg/mL时,其总抗氧化能力及清除超氧阴离子自由基的能力最强。