在植物赤霉素合成代谢中,GA3ox可将几种非活性赤霉素转化为具生理活性的赤霉素。以葡萄有核品种‘黑比诺’和无核品种‘无核白’为材料,克隆葡萄的VvGA3ox基因家族成员,分析基因结构、进行染色体定位和系统发育树构建,检测其组织器官表达特性和在胚珠(幼种子)发育过程的表达变化。结果表明,葡萄基因组VvGA3ox家族有3个成员,cDNA长度分别为1 313、1 225和1 480 bp,都包含2个外显子和1个内含子结构。组织器官特异性表达分析表明,VvGA3ox1在胚珠中的表达很低,在根中高表达;VvGA3ox2和VvGA3ox3在花和胚珠中的表达较高。在受精后胚珠(幼种子)发育过程中,VvGA3ox家族基因的表达趋势存在差异,其中VvGA3ox1在‘黑比诺’与‘无核白’中均是在盛花后30 d时上调之后下降;VvGA3ox2在‘黑比诺’中20 ~ 30 d极速上调之后下降,相应地‘无核白’中是先缓慢下降之后上升;VvGA3ox3在‘黑比诺’中逐渐下降,对应地‘无核白’中是在10 ~ 15 d先上升后在20 ~ 45 d呈下降趋势并逐渐与‘黑比诺’中的表达持平。VvGA3ox在有核和无核葡萄品种中表现较大差异表达,与葡萄无核性状有一定关系。
从野生毛葡萄组织中克隆了9个质膜水通道蛋白基因(VhPIP)的cDNA全长序列,并研究了其生物信息学特征及组织特异性表达。氨基酸序列分析表明,9个VhPIP分为PIP1和PIP2两类;均含有MIP蛋白家族保守的信号序列SGGHINPAVT和两个NPA(Asn-Pro-Ala)单元,均为稳定性蛋白、疏水性蛋白,且每个VhPIP均含有6个跨膜区。实时荧光定量RT-PCR分析表明,这9个VhPIP在抗旱的毛葡萄‘花溪–9’根、茎、叶中均有表达,其中VhPIP1;1、VhPIP1;2、VhPIP1;4、VhPIP2;1、VhPIP2;2和VhPIP2;4在其根中的表达量最多,可能与根部水分运输的调节密切相关;VhPIP1;5和VhPIP2;3在其叶中的表达量最多,可能主要参与叶片的水分运输,与叶片的蒸腾作用密切相关;VhPIP1;3在根、茎和叶中的表达量无显著性差异;相对于其他基因的表达,VhPIP1;1和VhPIP2;4在根中表达量最高,这两个基因可能在水分运输过程中起较大作用。
采用RT-PCR方法从葡萄(Vitis vinifera)叶片中克隆到1个ACC氧化酶(ACC Oxidase,ACO)基因,命名为VvACO1。序列分析表明,VvACO1的开放阅读框长度为957 bp,编码318个氨基酸,具有亮氨酸拉链、Fe2+结合基序和抗坏血酸结合位点等ACO蛋白的典型结构域;与烟草和番茄的ACO蛋白的相似度分别为87%和84%。组织特异性及乙烯诱导表达结果表明,VvACO1在葡萄叶片、卷须、幼茎、果实、花序、须根以及腋芽等组织中差异表达,并受到乙烯利的诱导上调表达。过表达VvACO1的番茄开花期及果实成熟期提前,过表达VvACO1的拟南芥叶片光合效率和叶绿素a的荧光强度明显下降。
以种植长柔毛野豌豆(Vicia villosa Roth.)结合自然生草2、4和6年及各自的清耕除草(对照)苹果园耕作层(0 ~ 20 cm)土壤为试材,测定土壤有机质、养分、酶及微生物特性的变化,旨在为长柔毛野豌豆在果园生草中的推广应用提供科学依据。试验结果表明,生草2、4和6年的果园0 ~ 20 cm耕作层土壤有机质、全氮、速效磷和速效钾的含量、土壤磷酸酶、脲酶和蔗糖酶活性及土壤微生物呼吸、活性与活跃微生物量大多高于其各自的清耕对照;生草2年的土壤微生物碳源利用能力低于其清耕对照或差异不显著,而生草4年和6年的土壤微生物碳源利用能力均高于其清耕对照。表明果园种植长柔毛野豌豆结合自然生草能全面提升土壤综合肥力。
采用平板对峙培养法从果树根际土壤中筛选出对梨灰霉病菌(Botrytis cinerea)及10种常见果实采后病害具有抑制活性的放线菌株L-30,同时利用分子方法结合形态观察对其进行鉴定,并测定其对B. cinerea孢子萌发的抑制作用、对‘皇冠’梨的诱导抗性和果实防御酶系活性的影响。结果表明,菌株L-30对梨灰霉病菌的活体抑制活性达到40%以上,基于16S rDNA核酸一致性和系统发育分析及培养特性证明L-30为链霉菌属(Streptomyces)的多产色链霉菌(S. polychromogenes)。L-30稀释100倍发酵液对梨灰霉病孢子萌发抑制率为52.04%。L-30处理皇冠梨果实能显著降低梨灰霉病菌的扩展,并提高果实的过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性。
对拟南芥中21个调控开花时间的基因进行NCBI blast比对后找到桃中所对应的同源基因,以拟南芥的突变体表型及基因注释功能为依据分为促进开花和抑制开花两类。以7年生‘曙光’油桃花芽为试材,利用水培法测定萌芽率,界定休眠分为诱导期、自然休眠期和休眠解除期3个阶段。研究结果表明诱导期和自然休眠期内花芽单芽质量上升平缓,休眠解除后突然升高到0.12 g,翌年2月9日达到0.15 g;而花芽含水量从诱导期开始缓慢下降,在休眠解除时达到最低水平(39%),之后平稳上升到53%。聚类分析发现,两类基因对开花的影响与其在休眠进程中的表达趋势不存在必然的相关性。利用荧光定量PCR(RT-PCR)技术测定目的基因在休眠过程中的表达特性,发现在休眠进程(自然休眠和休眠解除期)中PpFT-like和PpCO-like表达量逐渐升高,推测其可能与需冷量积累相关。PpDDL-like、PpCCT-like、PpELF8-like、PpAMP1-like、PpHUA2-like和PpHUB1-like表达量先升高后降低,在休眠解除时达到最高水平之后随休眠解除下降,与花芽休眠解除进程一致,推测其可能参与调控花芽休眠解除过程。
以番木瓜(Carica papaya L.)花为材料,利用番木瓜基因组序列设计番木瓜CpFT1和启动子扩增引物,通过PCR获得了该基因长度为525 bp的基因组DNA序列和1 500 bp的上游调控序列。通过生物信息学分析,发现CpFT1编码174个氨基酸。经序列对比及进化分析发现,番木瓜FT基因与山毛榉FT基因同源性最高。亚细胞定位显示CpFT1蛋白定位于细胞核。进一步分析CpFT1的启动子序列,脱落酸、赤霉素、水杨酸等激素调控相关的元件位于CpFT1上游1 500 bp的序列上。利用实时荧光定量PCR检测了CpFT1在不同性别花器官、花不同发育阶段以及不同激素处理下花中的表达差异,结果表明CpFT1的表达可能受到脱落酸、水杨酸等激素的调控。
为揭示番茄叶片中miRNA对非生物胁迫的响应机制,以番茄ABA缺失突变体sit和野生型番茄RR为试验材料。采用实时荧光定量(qRT-PCR)技术检测叶片中6个miRNA(miR160、miR162、miR166、miR1919、miR397和miR6026)及其预测的靶基因在夜间低温和喷施外源ABA逆境胁迫下的表达情况。结果表明,在15 ℃夜温(对照)下,sit的ABA含量是60 ng · g-1,RR是120 ng · g-1,sit叶片的保卫细胞和气孔的开度都明显大于野生型RR,ABA缺失突变体sit中miRNA的表达量与野生型RR相比都显著下调,其靶基因除miR1919外,表达量都上调;夜间低温(6 ℃)处理12 h后,所有miRNA在sit中比RR中的表达量都显著增加;喷施80 mg · L-1的ABA后,sit中miR162、miR166、miR1919及miR397比0 mg · L-1 ABA处理的表达量显著上调。推测miR160、miR162和miR6026通过依赖ABA信号途径参与夜间低温胁迫。
通过对中国436个马铃薯审定品种的系谱分析发现,马铃薯祖先亲本中‘疫不加’、‘竹板’、‘工业’、‘兰芽’和‘早玫瑰’应为第1代亲本,而其衍生系如‘男爵’、‘胜利’、‘燕子’、‘白头翁’、‘米拉’、‘多子白’、‘卡它丁’和‘小叶子’应为第2代亲本。在审定的436个品种中,自行选育的379个品种涉及423个亲本,分别来源于国内品种、国内品系、地方品种、新型栽培种、北美资源、欧洲资源、CIP资源和其他,共8类,且其相应的核遗传贡献分别为97.5、107、10.5、16、27.5、71、33和16.5,表明国内品种和国内品系一直是贡献最大的类型,而地方品种主要以母本为主,外来资源如新型栽培种、欧洲资源和北美资源多以父本为主。为进一步验证其准确性,利用多重引物系统,对278份国内育成品种(品系)和330份国外育成品种(品系)进行了细胞质分型。结果表明,T型和D型为主要细胞质类型,所占数量和比例分别为303个(49.8%)和243个(40%),其次为W、A、M和P型,分别为39(6.4%)、15(2.5%)、6(1%)和2(0.3%),但也发现部分育成品种的细胞质类型与其祖先母本不一致,未发现6种类型以外的其他细胞质类型。
从黄瓜绿斑驳花叶病毒(Cucumber green mottle mosaic virus,CGMMV)病发病严重的田块采集黄瓜健株和病株,从不同生境(土壤、根围、叶围、茎围、根内、茎内和叶内)分离得到587株生防细菌。通过对各菌株胞外酶(葡聚糖酶、纤维素酶、蛋白酶和几丁质酶)活性及产嗜铁素活性进行测定,根据不同指标对菌株进行赋值,选择出157个菌株。进一步对其进行指纹图谱聚类分析,根据ARDRA图谱分析,筛选出47个菌株。通过47个菌株温室防效试验,发现9株菌株的防效达40%以上,其中菌株HW2的防效高达57.02%,其来源于嗜麦芽寡养单胞菌属(Stenotrophomonas maltophilia),另外8个均来源于芽孢杆菌(Bacillus sp.),其中3个为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)。对47个菌株的活性赋值和温室防效进行相关性分析,相关系数为0.83。通过试验建立了针对CGMMV筛选生防菌株的系统,该系统可以为其他病毒病害生防菌株筛选提供参考。
采用从其他作物转移与利用自身EST序列设计两种方法为高羊茅(Festuca arundinacea L.)开发EST-SSR分子标记,并利用所开发标记对高羊茅品种(系)进行遗传多样性分析。利用来自小麦、大麦、玉米、高粱和水稻的732对EST-SSR在高羊茅上进行通用性分析,得到406个有效的扩增引物对(55.46%)。利用高羊茅EST数据库(GenBank/dbEST)中63 853条EST序列进行微卫星序列的查找,共发现包含微卫星的EST序列420条,占整个EST总数的0.658%。其中三核苷酸基序出现频率最高(43.33%),次之为二核苷酸基序(33.57%)。二核苷酸基序以CT/GA出现频率最高(16.90%),三核苷酸基序以CAG/GTC出现的频率最高(10.63%)。进一步运用Primer 5.0软件设计了108个引物对,并交上海桑尼公司合成。PCR检测表明,92个引物对(85.19%)在高羊茅中均可以扩增出稳定清晰的带型。从498对(其中5种作物的406对,高羊茅的92对)有效扩增的EST-SSR引物中随机选取81对引物,对12个高羊茅品种(系)进行扩增。79个引物对显示出多态性(97.53%)。共检测到133个等位变异,平均每对引物有1.68个等位变异;多态性信息含量(PIC)值最高为0.66,最低为0.14,平均为0.48。聚类分析结果表明,12份材料在相似系数为0.61处可分为5大类:第Ⅰ类为‘爆发力’和‘法思’;第Ⅱ类为‘强劲’、‘家园’和‘翠碧A’;第Ⅲ类为‘可其思3号’和‘凌志’;第Ⅳ类为‘雅典娜2号’、‘美洲虎3号’、‘火凤凰’和‘TF160’;‘球道’单独为第Ⅴ类。
利用RACE技术和RT-PCR相结合,从铁皮石斛(Dendrobium officinale Kimura et Migo)中克隆得到长度分别为1 863和1 729 bp的钙依赖蛋白激酶(calcium-dependent protein kinase)基因DoCDPK1与DoCDPK2的cDNA全长序列,开放阅读框分别为1 539和1 536 bp,编码512和511个氨基酸,编码蛋白表现为亲水性,结构稳定,二级结构主要由α–螺旋和无规卷曲构成。qRT-PCR分析结果表明DoCDPK1和DoCDPK2主要在铁皮石斛叶片中表达;4 ℃低温和400 mmol · L-1 NaCl处理后,DoCDPK1和DoCDPK2在各个时间点上(2、4、8、12和24 h)的表达量有不同程度提高,而100 mmol · L-1 ABA处理后DoCDPK1和DoCDPK2的表达量呈现不同变化趋势,推测DoCDPK1和DoCDPK2参与低温等非生物胁迫的响应。
为了更好地利用砧木抗性来综合防控苹果连作障碍,以平邑甜茶(Malus hupehensis Rehd.)、富平楸子 [M. prunifolia(Willd)Borkh.]、八棱海棠(M. micromalus Makino)、新疆野苹果 [M. sieversii (Le deb.)Roem.]、山荆子 [M. baccata(Linn.)Borkh.] 为试材,探讨了不同苹果砧木对连作土壤中的酶活性、微生物以及酚酸类物质的影响。结果表明:以平邑甜茶为砧木的土壤磷酸酶活性最高,八棱海棠为砧木的土壤蔗糖酶活性最高,富平楸子为砧木的土壤脲酶活性最高;平邑甜茶为砧木的土壤真菌数量最低,富平楸子和平邑甜茶为砧木的土壤细菌数量较高,平邑甜茶为砧木的土壤细菌/真菌比值最高。从总酚酸含量来看,平邑甜茶为砧木的土壤酚酸含量最低,八棱海棠为砧木的土壤酚酸含量最高。综上,平邑甜茶为砧木的土壤真菌数量最少,土壤总酚酸含量最低,且相关土壤酶活性较高,说明其对连作土壤环境的改善效果最佳,更适合作为砧木综合防控苹果连作障碍。
以‘红茄梨’(Pyrus communis L.‘Red Clapp Favorite’)和‘晚秀梨’(P. pyrifolia Nakai‘Mansoo’)杂交F1代中已结果的81株单株为试材,利用81株单株的SSR分型数据进行连锁分析,构建了包含187个SSR标记,分布在18个连锁群上的遗传连锁图谱。图谱总长964.82 cM,标记平均间距5.16 cM,与之前利用该群体165株单株为材料构建的双亲整合图谱比较,86.59%的标记在连锁群中的排列顺序一致。利用MapQTL5.0软件,对果实表型性状进行QTL定位和分析,最终检测到与果实单果质量、纵径和横径连锁的4个QTL位点,都位于LG11,离最近分子标记的遗传距离为1.00 ~ 2.00 cM。进一步对检测出的果实大小QTL位点距离最近的标记基因型与表型比对分析,发现其符合度在72.5% ~ 82.5%。
以欧亚种葡萄‘里扎马特’为母本,中国野生刺葡萄‘黑珍珠’为父本进行杂交,随机选择92株后代为作图群体,借助SSR和SRAP分子标记构建遗传图谱,采用区间作图法,对葡萄抗炭疽病相关QTL进行检测并分析。在12号连锁群上检测到1个抗炭疽病相关QTL,其可解释表型变异37.07%,贡献率为71.50%。这表明在12号连锁群检测到的QTL是抗葡萄炭疽病的1个主效QTL。
以‘Red Lion’朱顶红(Hippeastrum vittatum)的鳞片为外植体进行体细胞胚诱导和形态学与组织学的胚性鉴定。结果表明,鳞片在MS + 2 mg · L-1 BA + 1 mg · L-1 NAA + 2 mg · L-1 TDZ + 30 g · L-1 蔗糖培养基上胚性愈伤组织诱导率可达90.63%,而不添加TDZ的培养基上胚性愈伤组织诱导率为0。胚性愈伤组织可呈白色松散、透明膨松、透明致密、微棕色松脆和翠绿色松脆等类型;非胚性愈伤组织呈微棕色致密状。胚性愈伤组织中可明显观察到球形胚、心形胚和棒状胚3个发育时期。体细胞胚在不添加植物生长调节剂的MS培养基上可发育形成芽和根,长成完整小植株。
采用顶空固相微萃取和气相色谱—质谱联用技术(HS–SPME–GC–MS)对原产于秦岭不同地点的春兰和蕙兰的鲜花进行了挥发性成分测定。结果表明该地区春兰的花中挥发性成分有40多种,主要成分有3–乙基–2–甲基–1,3–己二烯、(E)–2–辛烯醛和2–壬烯醛等;不同产地的春兰花中主要的挥发性物质构成比较类似,花香类型比较单一,且多数为无香型。而该地区蕙兰的花中挥发性成分多达50种以上,主要成分有(E)–橙花叔醇,二十二碳六烯酸和[1à,2à(Z)]–茉莉酸甲酯等。蕙兰花中挥发性成分中大多为有芳香味的物质,从而使得蕙兰的花具有更浓郁的香味。此外,蕙兰花挥发性成分构成也比春兰复杂,因此比春兰具有更多的花香类型。
根据香蕉束顶病毒(Banana bunchy top virus,BBTV)复制酶基因保守序列设计特异性探针及引物,建立了BBTV实时荧光PCR(TaqMan real-time PCR)检测方法。结果显示,所建立的检测方法在检测质粒DNA标准品和发病香蕉植株总DNA时,其灵敏度均比普通PCR高,且与黄瓜花叶病毒(Cucumber mosaic virus,CMV)和香蕉线条病毒(Banana streak virus,BSV)无交叉反应。同浓度样品进行7次重复性试验,各重复扩增结果所得Ct值的变异系数为0.93%,表明建立的荧光定量PCR检测方法重复性好,Ct值保持稳定。利用所建立的方法检测带毒香蕉吸芽繁殖的组培苗中的BBTV,发现BBTV含量随着继代数的增加而增加,并且组培苗顶部叶片中的含量高于其他部位的叶片。
利用超高效液相色谱—飞行时间质谱(UHPLC–Triple–TOF–MS)技术建立了羽衣甘蓝等蔬菜中硫代葡萄糖苷(Glucosinolate,简称硫苷)的分析方法。蔬菜样品采用70% 甲醇提取,采用UPLC BEH C18反相色谱柱,乙腈—水(均含0.1%甲酸)流动相系统,10 min快速梯度洗脱;在电喷雾质谱负离子模式下采用飞行时间质谱全扫描—信息关联采集—子离子扫描(TOF–MS scan–IDA–Product ion scan)复合扫描模式,1次进样分析可同时获得硫苷的一级质谱和二级质谱信息;基于TOF–MS的高分辨率性能,得到硫苷分子、离子和碎片离子的精确质荷比,大大提高硫苷定性分析的准确性。将建立的分析方法应用于白菜型油菜Yellow Sarson的种子和羽衣甘蓝的叶片组织,分别鉴定出24和15种硫苷,表明本方法具有灵敏度高、准确度高和高通量等优点,适合于十字花科蔬菜中硫苷的分析。
‘燕紫’是从河北省青龙县板栗资源中选出的优良新品种,具有大粒、优质、丰产、耐瘠薄等优良特性。坚果整齐度高,单果质量8.5 g,紫褐色,绒毛密度中,底座大;果肉乳黄色,炒食香、甜、糯俱佳,适宜糖炒。9月中旬成熟。单株产量可达7.7 kg,折合单产3 843.3 kg · hm-2。
‘热辣6号’是杂交一代辣椒新品种。长势强,株高65.0 cm,株幅112 cm;播种到始收期107 d,平均坐果数220个,未成熟果浅绿色,老熟果鲜红色;果长7.3 cm,宽3.5 cm,单果质量12.5 g,产量42 000 kg · hm-2。味极辣(辣度347816 SHU),辣椒素类物质总含量22.56 g · kg-1。高抗病毒病、青枯病、枯萎病、疫病、炭疽病、根结线虫病,综合性状好。
‘佳丰’苦瓜是以强雌性系‘0983’为母本,自交系‘0905’为父本配制而成的一代杂种。植株生长势强,早熟,雌花率高,连续结瓜能力强,主蔓第一雌花节位10 ~ 12节。商品瓜圆柱形,平均长26 cm,横径7 cm,肉厚1.5 cm。瓜色绿,油亮有光泽,大圆瘤与短纵瘤相间,单瓜质量450 ~ 550 g,产量48 t · hm2以上。耐低温弱光,较抗白粉病和霜霉病。