高皂苷轮叶党参EMS诱变突变体研究

以轮叶党参为材料,采用甲基磺酸乙酯(EMS)处理离体叶片和愈伤组织对轮叶党参进行诱变,选择最佳诱变组合,并对诱变再生群体进行遗传分析。结果表明:(1)轮叶党参叶片和愈伤组织经EMS处理的存活率和分化率均低于对照,并且随EMS浓度的升高和处理时间的延长而下降。(2)叶片和愈伤组织的致死处理组合分别是0.4%EMS处理4h和0.3%EMS处理4h,半致死组合分别为0.3%EMS处理2h和0.2%EMS处理2h,愈伤组织是EMS诱变轮叶党参的的最佳材料。(3)筛选出的6号变异株皂苷含量为5.061mg/g,较对照平均值提高了5.48%。(4)对诱变再生苗进行遗传分析,8个特异引物对10个供试材料共扩增出59条带,具有多态性的谱带数为44条,占74.6%。材料间的相似系数变化范围0.453～0.912,其中3号、7号株与其他8株达到了品种间遗传差异。研究认为,EMS处理可应用于轮叶党参无性变异系的诱变,3号、6号、7号植株为诱变产生的具有较高皂苷含量的初选植株。     

陆地棉EMS诱变体系的优化及种子和纤维发育异常突变体的鉴定

突变体是进行基因功能研究的遗传学材料。本研究利用浓度为0～1.5%EMS溶液处理已萌发露白的陆地棉(Gossypium hirsutum L.)鲁6269种子4～12 h,分析不同浓度的EMS溶液处理不同时间对棉花出苗率和生长的影响,并在M_2和M_3对突变体进行了初步的形态学鉴定。结果表明,1.0%EMS溶液处理10 h,鲁6269的出苗率为49%,为该材料的半致死浓度,诱变效果最佳。为了获得大量的突变体,利用该浓度,处理鲁6269萌发的种子(约10000粒)10 h,在M_2发现一株纤维发育异常(纤维成熟脱水后不蓬松)的突变体,收获该突变体自交种子,M3跟踪调查,发现该突变体纤维发育异常表型与M_2相同,种子解剖观察发现,该突变体种胚与外种皮之间存在一个大空腔,种胚弱小且扁瘪,影响种子的出土。本研究优化建立了陆地棉品种鲁6269种子EMS诱变体系,在M_3筛选获得一个种子与纤维发育异常的突变体sfm-1,为研究棉花种子及纤维发育提供了遗传学材料。     

化学诱变剂EMS对知母种子萌发的影响

以知母（Anemarrhena asphodeloides）种子为材料,分别采用1%、2%、4%、6%浓度的EMS处理6、8、12和24 h,在恒温培养箱内进行种子萌发实验,研究不同浓度的化学诱变剂甲基磺酸乙酯（ethyl methane sulfonate,EMS）处理对知母种子萌发的影响,筛选适宜的诱变浓度和诱变时间。结果表明：随EMS浓度的增加和处理时间的延长,知母种子发芽率呈现逐渐降低的趋势,以相对发芽率达到半致死浓度为标准,6%EMS浸种12和24 h可作为EMS诱导知母建立突变体库的适宜条件。     

绿玉树试管苗物理化学诱变及其抗寒突变体的筛选

以已建立的微体繁殖体系为基础,对绿玉树再生丛芽进行Co^60γ射线不同剂量的辐射和不同浓度EMS诱变处理,以HYP为突变体选择压,筛选出抗HYP突变体小苗,并对突变体小苗进行抗寒测试。结果表明：辐射剂量影响丛芽的增殖、突变率及芽苗的生长,1．5KR为绿玉树丛芽辐射诱变比较适宜的剂量。0．2％的EMS亦能诱导绿玉树丛芽块产生突变芽,但与正常培养获得的再生小苗相比,诱变后产生的抗HYP芽苗生长缓慢,再生小苗矮小。抗HYP突变小苗的抗寒性比正常植物的抗寒性强。     

罗布麻EMS突变体库构建及黄酮变异突变体筛选

罗布麻(Apocynum venetum L.)突变体的获得是人工创新种质资源的有效途径,也是开展品种选育、功能基因组研究的基础。本研究以采自东营野生罗布麻种子作为材料,预试验结果表明0.7%的甲基磺酸乙酯(EMS,ethylmethylsulfone)溶液诱变罗布麻种子13 h能够达到半致死剂量。在此浓度和处理时间下构建了一个1452株的突变体群体,对获得的M1植株进行农艺性状和总黄酮含量性状筛选,初步获得125份农艺性状突变材料,其中包括8株白化植株、23株叶型变异株、16株叶色黄纹突变体、32株苗期分枝植株以及46株叶位变异突变体,突变频率分别为0.55%、1.6%、1.1%、2.2%和3.2%。此外,还筛选到2株总黄酮含量明显高于野生型和1株低于野生型的材料。在突变群体中对黄酮代谢途径中编码黄烷酮-3-羟化酶的基因(F3H,flavanone 3-hydroxylase gene)进行测序鉴定,结果鉴定到3株F3H基因的突变体。本研究构建的罗布麻突变体库表型丰富且突变位点可以鉴定,是罗布麻新种质筛选、品种选育以及基因功能研究的良好材料。     

EMS处理对大白菜种子和幼苗活力的影响及M_2表型变异分析

大白菜突变体的获得是种质创新的有效途径,也是开展功能基因组研究的材料基础。本研究选取自交亲和、易进行小孢子培养的大白菜自交系‘A03’作为构建突变体库的野生型材料。分析EMS种子处理对M1、M2种子和幼苗活力及生理特性的影响,确定适宜诱变方案并构建突变体库,并针对突变体库M2群体结球期、收获期和生殖生长阶段表型性状变异进行了分析。结果表明,以浓度0.4%的EMS浸泡种子16 h,以及连续对两代种子进行诱变处理,均可以构建大白菜突变体库。突变体库M2群体植株在结球期、收获期和生殖生长阶段表型变异丰富,变异频率分别为21.65%、22.40%和25.65%。     

笃斯越桔化学成分及其功能活性的研究进展

笃斯越桔(Vaccinium uliginosum)因其富含花青苷等生物活性成分而备受关注。迄今为止, 从笃斯越桔果实中已鉴定出24种花青苷、32种黄酮醇苷、24种有机酸、28种芳香成分及少量儿茶素及其低聚物。同时, 笃斯越桔还含有丰富的矿质元素、维生素及氨基酸等营养成分。大量的体内和体外实验结果表明, 笃斯越桔具有强大的抗氧化、抗衰老、抗炎、抗癌、提高记忆力、预防心血管疾病和保护视力等生理活性。该文介绍了笃斯越桔资源分布情况及其遗传背景, 综述了其果实和叶片中的主要功能成分、营养物质及芳香成分的组成和含量, 讨论了遗传和环境等因素对其活性物质合成和积累的影响, 以期为其新品种选育及综合利用提供参考依据。     

甲基磺酸乙酯（EMS）对萝卜早期发育性状的诱变效应

甲基磺酸乙酯(EMS)诱变育种有着诱变频率高、突变性状多及破坏性小等优点被广泛用于多种作物诱发突变育种。本研究利用不同浓度的EMS对不同品种的萝卜种子进行浸种处理后,发现EMS对萝卜的种子发芽率、萝卜苗根部长度及田间性状等指标上的诱变效应。研究结果表明随着EMS浓度(0.2%~2%)的增加,种子发芽率急剧降低且萝卜苗期根长明显变短,整体呈显著的抑制生长作用。不同品种间对EMS的敏感度依次顺序为短叶-13>夏抗40>春白11-58>双红一号。以半致死浓度为EMS浓度选择标准,确定了EMS处理不同品种萝卜间的适宜浓度为0.4%~0.6%。通过田间性状调查发现0.5%EMS处理短叶13萝卜种子下播大田后,相比对照处理品种表现子叶卷曲及撕裂、真叶增厚及黄化等情况,进一步表明EMS对短叶13萝卜存在的诱变效应。本研究确定了化学诱变剂EMS对萝卜诱变的半致死剂量,初步确认EMS对萝卜早期生长发育性状的诱变效应,将为后期的萝卜诱变育种研究提供研究材料和参考。     

白桦愈伤组织化学诱变

用不同浓度的甲基磺酸乙酯(ethyl methane sulfonate, EMS)对白桦(Betula platyphalla Sak.)愈伤组织进行化学诱变处理。结果表明: EMS诱变剂的浓度和处理时间对愈伤组织的存活率有很大影响。在高浓度EMS短时间处理和低浓度EMS长时间处理条件下得到叶柄、叶片愈伤组织的半致死剂量。通过观察半致死剂量下愈伤组织的染色体发现, 诱变后细胞中单倍体、非整倍体及多倍体比例均高于对照, 这说明EMS的诱变处理引起了愈伤组织细胞中染色体数量的变化。     

白桦愈伤组织化学诱变

用不同浓度的甲基磺酸乙酯（ethyl methane sulfonate,EMS）对白桦（Betula platyphalla Sak.）愈伤组织进行化学诱变处理。结果表明：EMS诱变剂的浓度和处理时间对愈伤组织的存活率有很大影响。在高浓度EMS短时间处理和低浓度EMS长时间处理条件下得到叶柄、叶片愈伤组织的半致死剂量。通过观察半致死剂量下愈伤组织的染色体发现,诱变后细胞中单倍体、非整倍体及多倍体比例均高于对照,这说明EMS的诱变处理引起了愈伤组织细胞中染色体数量的变化。     

碳酸氢盐处理下桑树和构树的生长、光合和抗逆性差异

为探究喀斯特生境中,在碳酸氢盐的胁迫下HCO^-₃对植株生长及生理特性的影响,该文以构树和桑树幼苗为研究对象,对不同浓度NaHCO₃溶液(0、15、30 mmol·L^-1)处理下植株的生长情况、光合能力、抗氧化酶活性、渗透调节物质含量和细胞膜系统损伤情况进行研究。结果表明:(1)在HCO^-₃处理下,构树和桑树的生长和光合能力均受到抑制,叶片细胞内均发生显著的抗氧化和抗渗透胁迫生理响应。(2)HCO^-₃对构树和桑树生长的抑制作用与其浓度有关,并有显著差异性(P<0.05)。(3)30 mmol·L^-1 HCO^-₃处理对植株生长、光合、抗氧化酶系统和渗透调节系统的抑制作用以及植物细胞的损伤情况要显著强于15 mmol·L^-1 HCO^-₃处理的效果。(4)同等浓度的HCO^-₃处理下,构树的生长、光合能力、抗氧化酶活性、渗透调节物质含量显著高于桑树,其叶片细胞损伤情况显著低于桑树。综上结果均表明,构树对碳酸氢盐胁迫的耐受能力要优于桑树。该研究为阐明桑科植物对喀斯特环境适应机制提供科学支撑。     

牛角瓜离体快繁技术

该文选用牛角瓜茎段为外植体,通过组织培养方法探索牛角瓜组织培养和种苗快繁技术。结果表明:最佳外植体表面消毒方法是以0.1%HgCl_2处理7 min,外植体存活率为32.3%;初代培养基为MS+蔗糖30 g·L~(-1)+琼脂3.5 g·L~(-1),培养20 d后形成3～4 cm高的再生芽。增殖培养前期筛选的较为适宜的增殖培养基为MS+6-BA 1.5 mg·L~(-1)+NAA 0.05 mg·L~(-1)+蔗糖30 g·L~(-1)+琼脂3.5 g·L~(-1),增殖系数4.6。但在后续的培养过程中发现,牛角瓜组培苗易玻璃化,且随着世代更迭,玻璃化程度加重,到了第四代几乎全部玻璃化。因此在上述增殖培养的基础上,以AgNO_3作为玻璃化抑制剂,筛选出最终的增殖培养基为MS+6-BA1.5 mg·L~(-1)+NAA 0.05 mg·L~(-1)+AgNO_31.0 g·L~(-1)+蔗糖30 g·L~(-1)+琼脂3.5 g·L~(-1)。用此增殖培养基,培养25 d,苗高5～8 cm,增殖系数5.8,玻璃化率低于10%,且连续培养多代,玻璃化率维持在10%以下。生根壮苗培养基为1/2MS+NAA 1.0 mg·L~(-1)+蔗糖20 g·L~(-1)+琼脂3.6 g·L~(-1),培养14 d,生根率98%;将生根苗移栽于70%遮阴度的大棚中,30 d后,苗高20 cm左右,成活率85%。利用该方法可对牛角瓜优良种苗进行规模化生产。     

牛叠肚幼苗对盐碱胁迫的生理响应及其耐盐阈值

以盆栽牛叠肚组培苗为试材,比较研究了不同浓度中性盐(NaCl、Na2SO4)和碱性盐(NaHCO3、Na2CO3)胁迫对其生长和生理指标的影响。结果显示:(1)牛叠肚幼苗生长在碱性盐(NaHCO3、Na2CO3)处理下表现出"低促高抑"现象,而在中性盐(NaCl、Na2SO4)处理下均受到不同程度的抑制。(2)随着盐碱胁迫浓度的升高,牛叠肚叶片的相对电导率呈增加趋势,丙二醛(MDA)积累波动变化;Na2SO4和NaHCO3处理下二者之间的变化趋势相似,而NaCl和Na2CO3处理下二者之间变化趋势则不同。(3)牛叠肚叶片中超氧化物歧化酶(SOD)活性随胁迫浓度增加先升高后下降,而过氧化物酶(POD)活性呈先下降后升高趋势,说明牛叠肚主要通过SOD和POD的互补作用来降低氧化伤害。(4)以相对株高生长量下降50%为标准,求得牛叠肚幼苗对NaCl、Na2SO4、NaHCO3、Na2CO34种单盐的耐受阈值分别为85.18(0.50%,W/V)、40.77(0.58%,W/V)、171.00(1.44%,W/V)、114.20(1.21%,W/V)mmol·L-1。研究表明,各盐碱胁迫使牛叠肚幼苗的生长受到不同程度的抑制,但其在一定浓度范围内通过提高抗氧化酶(SOD、POD)活性来减轻盐碱伤害,维持植株的正常生理代谢;牛叠肚幼苗对碱性盐(NaHCO3、Na2CO3)的耐受能力强于中性盐(NaCl、Na2SO4)。     

Mutational specificity of ethyl methanesulfonate in excision-repair-proficient and -deficient strains of Drosophila melanogaster

Summary The vermilion gene was used as a target to determine the mutational specificity of ethyl methanesulfonate (EMS) in germ cells of Drosophila melanogaster. To study the impact of DNA repair on the type of mutations induced, both excision-repair-proficient (exr ⁺) and excision-repair-deficient (exr ^–) strains were used for the isolation of mutant flies. In all, 28 mutants from the exr ⁺ strain and 24 from the exr ^– strain, were characterized by sequence analysis. In two mutants obtained from the exr ⁺ strain, small deletions were observed. All other mutations were caused by single base-pair changes. In two mutants double base-pair substitutions had occurred. Of the mutations induced in the exr ⁺ strain, 22 (76%) were GCAT transitions, 3 (10%) ATTA transversions, 2 (6%) GCTA transversions and 2 (6%) were deletions. As in other systems, the mutation spectrum of EMS in Drosophila is dominated by GCAT transitions. Of the mutations in an exr ^– background, 12 (48%) were GCAT transitions, 7 (28%) ATTA transversions, 5 (20%) GCTA transversions and 1 (4%) was a ATGC transition. The significant increase in the contribution of transversion mutations obtained in the absence of an active maternal excision-repair mechanism, clearly indicates efficient repair of N-alkyl adducts (7-ethyl guanine and 3-ethyl adenine) by the excision-repair system in Drosophila germ cells.     

虎掌菌菌丝富硒培养的研究

为生产合适的硒源提供一种思路,以菌丝体生物量、含硒量、还原糖、氨态氮和蛋白质为指标,采用四因素三水平正交设计法优化虎掌菌的富硒发酵条件,探讨不同浓度的硒对虎掌菌固体培养菌丝生长和液体培养产生的生物组分的影响。结果表明,高浓度的硒抑制虎掌菌菌丝体生长;正交试验选择不同的衡量指标,由极差分析得出各因素的影响程度大小,结合证实试验得到以还原糖为指标的最优组合为葡萄糖6%(质量分数)、酵母浸膏3%(质量分数)、KH_2PO_4 0.1%(质量分数)、Na_2SeO_3 0.6 mmol/L,其菌丝体生物量和氨态氮含量较高。与对照相比,加硒后虎掌菌发酵液中氨态氮、还原糖和总糖含量显著增加(P0.05);当硒浓度为0.5 mmol/L时,氨态氮、还原糖和总糖含量均达到最高值。菌丝体生物量和可溶性蛋白质分别在硒浓度为0.2 mmol/L和0.4 mmol/L时达到最大值。虎掌菌富硒培养后,发酵液的营养成分含量会发生变化。     

ore2, a mutation affecting proline biosynthesis in the yeast Saccharomyces cerevisiae, leads to a cdc phenotype

Summary We report here the isolation of temperature-sensitive mutants of the yeast Saccharomyces cerevisiae which exhibit cdc phenotypes. The recessive mutations defined four complementation groups, named ore1, ore2, ore3 and ore4. At the non-permissive temperature, strains bearing these mutations arrested in the G1 phase of the cell cycle. The wild-type allele of the gene altered in ore2 mutants was cloned. The nucleotide sequence of a fragment which can complement the mutation showed the presence of an open reading frame capable of encoding a protein with 286 amino acid residues. The deduced amino acid sequence showed 25% identity with that of the Escherichia coli 1-pyrroline-5-carboxylate reductase, an enzyme of the pathway for the biosynthesis of proline. The ore2 mutants, correspondingly, were found to be capable of growing at the non-permissive temperature on a synthetic medium supplemented with proline. In addition, the chromosomal location of the gene and its restriction map were compatible with those previously reported for the PRO3 gene which encodes the S. cerevisiae ¹-pyrroline-5-carboxylate reductase.     

不同氮处理下速生柳对水体氮的吸收、分配及生理响应

采用水培法,研究了旱柳苗在外源添加不同氮水平(贫氮、中氮、富氮、过氮)的铵态氮(NH+4-N)和硝态氮(NO-3-N)的生长、氮吸收、分配和生理响应。结果表明:一定范围氮浓度的增加能够促进旱柳苗的生长,但过量氮会抑制其生长,且NH+4-N的抑制作用大于NO-3-N;两种氮处理下,旱柳表现出对NH+4-N的吸收偏好,在同一氮水平时,旱柳各部位氮原子百分含量Atom%15N(AT%)、15N吸收量和来自氮源的N%(Ndff%)均为NH+4-N处理大于NO-3-N处理,且随着氮浓度的增加,差异增大,且在旱柳各部位的分布为根﹥茎﹥叶;2种氮素过量和不足均会对旱柳根和叶生理指标产生不同的影响,其中在过氮水平时,NH+4-N和NO-3-N处理下根系活力比对照减少了50.61%和增加了19.53%;在过氮水平时,NH+4-N处理柳树苗根总长、根表面积、根平均直径、根体积和侧根数分别对照下降了30.92%、29.48%、19.44%、27.01%和36.41%,NO-3-N处理柳树苗相应的根系形态指标分别对对照下降了1.66%、5.65%、1.49%、5.06%和25.72%。可见,高浓度NH+4-N对旱柳苗的胁迫影响大于NO-3-N,在应用于水体氮污染修复时可通过改变水体无机氮的比例,削弱其对旱柳的影响,从而提高旱柳对水体氮污染的修复效果。     

干旱胁迫对高山离子芥试管苗抗氧化系统及其活性氧代谢的影响

该试验以高山离子芥试管苗(Chorispora bungeana)为试材,采用固液培养法,设置对照(不添加PEG-6000,CK),轻度干旱胁迫(5%PEG-6000)、中度干旱胁迫(20%PEG-6000)、重度干旱胁迫(40%PEG-6000)4个干旱处理水平,分析干旱胁迫对高山离子芥幼苗抗氧化系统、活性氧代谢等部分生理特征的影响,以揭示高山离子芥在干旱胁迫下的生理响应特征,为进一步探讨其对干旱环境的适应机制奠定基础。结果显示:(1)随着干旱胁迫程度的增加以及在各时间胁迫处理下,抗氧化酶SOD活性及可溶性糖含量显著升高,POD活性、丙二醛含量、CAT活性和APX活性均经历了先升后降的过程。(2)超氧阴离子(O-·2)的产生速率和过氧化氢(H2O2)的含量均显著升高;高山离子芥试管苗叶片相对电导率呈现出升-降-升的变化趋势。(3)相关分析结果显示,MDA与相对电导率、可溶性糖、SOD、APX、O-·2及H2O2呈极显著正相关关系,可溶性糖与SOD、POD、O-·2及H2O2呈极显著正相关关系;相对电导率以及保护酶系均与O-·2、H2O2呈极显著正相关关系。研究表明,高山离子芥具有较强的耐旱性,高山离子芥试管苗在响应干旱胁迫过程中,抗氧化酶系、活性氧代谢、脂质过氧化及渗透调节物等共同参与了高山离子芥试管苗对干旱胁迫的综合抗逆性形成,从而积极启动应对外界干旱环境的耐旱响应机制。     

氮素形态对铁线莲光合特性及氮代谢的影响

为了解铁线莲的光合性能和氮素代谢的响应机制,对不同氮素形态配比下1 a生厚叶铁线莲(Clematis crassifolia)与天台铁线莲(C.paten ssp.tientaiensis)的生长、光响应曲线、A-Ci曲线和氮代谢相关酶活性进行了比较。结果表明,氮素形态配比显著影响铁线莲的生物量和叶绿素(Chl)含量,厚叶铁线莲在铵态氮(NH_4~+-N)与硝态氮(NO_3~–-N)配比为1∶1时,生物量、Chl a、Chl b、Car含量达到最大;天台铁线莲的Chl a和Chl b含量在NH_4~+-N/NO_3~–-N为1∶3时最高。在NH_4~+-N/NO_3~–-N为1∶1时,厚叶铁线莲的光饱和点和天台铁线莲的光补偿点为最大值,且厚叶铁线莲叶片的Vc_(max)与J_(max)值均显著高于其他处理。天台铁线莲的谷氨酰胺合成酶(GS)活性在NH_4~+-N/NO_3~–-N为3∶1处理下最高,而硝酸还原酶(NR)和亚硝酸还原酶(NiR)活性在NH_4~+-N/NO_3~–-N为1∶3时显著高于其他处理。可见,NH_4~+-N和NO_3~–-N混合施用能有效促进2种铁线莲的生长和光合作用,加强氮素利用效率。厚叶铁线莲适宜的NH_4~+-N/NO_3~–-N配比为1∶1,而天台铁线莲更适宜1∶3。     

猴面包树的离体快繁条件筛选

该文以猴面包树(Adansonia digitata)种子为外植体,首先筛选合适的种子预处理及消毒方法,然后经过启动培养获得无菌外植体后在增殖培养基中进行丛生芽诱导,将丛生芽切成单株进行生根壮苗培养,最终建立猴面包树离体快繁技术体系。结果表明:75%酒精浸泡3 min+0.1%升汞消毒15 min消毒效果较佳,污染率为21.7%,发芽效果较好;用95%的浓硫酸预处理12 h接种到WPM启动培养基上萌发率为46.0%;猴面包树种子经过预处理和消毒后接种到WPM启动培养基上遮光处理48 h,发芽率可达74.0%;将经过启动培养后的外植体切成2~3 cm带有一个节的幼嫩茎段接种在增殖培养基中进行丛生芽诱导,筛选出最佳增殖培养基为WPM+2.0 mg·L^-1ZT+0.2 mg·L^-1IBA,继代周期60 d,增殖系数最高为3.1/60 d;将丛生芽切成单株,接种到生根诱导培养基中,筛选出最佳生根培养基为WPM+5.0 mg·L^-1IBA,生根诱导60 d,生根率达61.3%,平均根数为1.9条,平均根长8.9 cm。将生根苗在荫棚炼苗后,移栽至混合基质(椰糠∶菜园土∶珍珠岩=1∶1∶1)中,成活率60.0%。初步建立了猴面包树离体快繁技术体系,为猴面包树的快速繁殖和种质资源保存提供理论和技术支持。