建兰水晶艺叶片的超微结构和转录组学分析

水晶艺建兰(Cymbidium ensifolium)因其叶片上呈现出白色透明状,犹如水晶而得名,观赏价值高,但是其形成机理不明确。该研究以建兰‘铁骨水晶’为试验材料,通过对水晶叶片和绿色叶片进行显微结构和超微结构观察,并结合转录组测序等方法,探索建兰水晶艺叶片形成的原因。结果表明:(1)建兰‘铁骨水晶’水晶叶片比绿色叶片薄,叶肉细胞数量减少,形状不规则,且叶绿体含量少;水晶叶片的表皮气孔数量较绿色叶片显著减少;水晶叶片的叶肉细胞中叶绿体结构发育不良,叶绿体双膜和类囊体膜模糊,细胞中存在着大量的嗜锇颗粒。(2)转录组数据分析显示,水晶叶片中与光合作用-天线蛋白、光合作用等代谢途径相关的基因表达量显著下降,而与色素合成代谢途径相关的基因表达量上升。研究推测,建兰水晶艺叶形成的原因可能是由于与光合作用相关的基因表达量降低,导致叶绿体发育不良,叶绿素合成受阻,从而形成白色透明状叶片。     

不同叶色基因型棉花的一些光合特性比较

在田间多件下,单叶净光合速率、单位叶面积的叶绿素含量、蒸腾生产率等通常以绿叶棉为最高,红叶棉次之,黄叶棉最低。但叶绿素同化效率则以黄叶棉最高,绿叶棉居中,红叶棉最低。晴天下午黄叶棉的叶片净光合速率受抑制最小,因而有时可得到比红叶棉更高的净光合速率。     

植物警戒色的研究进展

植物为适应植食动物的取食压力而进化出物理、化学等多种防御机制,以把植食伤害降到最低程度,但动物不断的抽样尝试行为还是让有防御行为的植物受到伤害。因此,向潜在的植食动物传达自己的防御信号对植物是有益的。颜色作为一种稳定有效的视觉信号通常是花和果实的诱惑信号,某些情况下也是一种警戒防御信号,植食动物经过抽样学习后能识别这种防御信号并主动回避,从而形成了植物的警戒色。起源于猎物-捕食者关系的警戒色理论在动物界得到了充分研究,但植物警戒色却不为人所知,直到2001年Hamilton关于秋季树叶颜色的信号假说公开发表后,才引起人们对植物警戒色的初步研究。如今在早秋变色树种、幼叶、多剌植物、植物繁殖器官都发现了警戒色的一些例证,尽管有些还不太明确甚至存在争议,但至少为植物警戒色的进一步研究奠定了基础。植物营养体颜色在时空上的多态性变化值得人们更深入地研究,防御权衡假说也预示了防御有害植食动物的警戒作用存在于繁殖器官的可能性,研究它们生理和生态适应意义有利于人们更深程度地理解植物-动物之间的复杂关系。     

白桦黄叶突变株叶色变化规律及苗高生长特性分析

植物叶色突变体是研究植物光合作用机制、叶绿素生物合成分解途径的理想材料。为了研究白桦T-DNA突变株（yl）叶色与叶绿素含量的关系及yl苗高生长特性,实验以yl突变株为材料,测定其叶绿素与叶色的时序变化规律,分析生长特性。实验结果显示,白桦在生长季的不同发育时期,yl突变株的叶色一直呈现深黄绿色,色度计测定发现其叶片黄色程度及亮度均高于对照株系,叶色参数b*值分布于CIELab系统色拼图的黄色区域;从早春到9月中旬,yl突变株的叶绿素SPAD值一直显著低于对照株系（P<0.05）,该值与a*值呈显著的负相关。yl突变株苗高显著低于对照株系,苗高年生长仅是对照株系均值的35.15%,其速生期内苗高日生长量均值（GD）也显著低于对照株系,是对照株系均值的58.50%,认为苗高生长量的降低是由于T-DNA插入突变影响了叶绿素生物合成的结果。     

S3307对盆栽一串红的矮化效应

一串红喷施S3307后,植株高度降低,株型紧凑,节间缩短,叶色变浓,花序整齐,花色鲜艳.以20 mg*L- 1 S3307喷1次的矮化效果为最佳.     

基于转录组测序的羽衣甘蓝叶色相关基因分析

叶色是羽衣甘蓝重要的观赏性状之一。本研究采用Illumina Hi-Seq2500高通量测序技术,对基因型纯合的紫叶和白叶羽衣甘蓝叶片进行转录组测序,筛选差异基因并与GO和KEGG数据库比对进行注释分析,分析羽衣甘蓝叶色形成相关基因。结果显示,获得高质量短读序共104 608 770条,筛选出紫叶相对白叶的差异表达基因1 993个,其中上调表达基因1 094个,下调表达基因899个。根据GO功能分类可分为生物过程、细胞组分和分子功能3大类64功能组。根据KEGG代谢通路分析可以分为171类,在叶色相关的类黄酮生物合成途径中黄酮醇合成酶(FLS)、二氢黄酮醇4-还原酶(DFR)上调以及类胡萝卜素生物合成途径中的类胡萝卜素β-环化酶上调与紫叶形成关系密切。本研究丰富了羽衣甘蓝的转录组信息,获得了一些差异表达基因,为进一步研究羽衣甘蓝叶色形成的遗传机制提供了有价值的信息。     

水稻黄叶少分蘖突变体yllt1的鉴定及基因定位

采用⁶⁰Co-γ射线诱变籼稻（Oryza sativa subsp.indica）保持系‘T98B’获得一份兼具黄叶和少分蘖表型的突变体yllt1（yellow leaf and less tillering 1）,利用色素含量测定、构建显隐性混池和基因表达量测定等方法从表型和遗传层面对其遗传特征进行分析。结果显示：yllt1苗期叶绿素a和叶绿素b含量为野生型水稻品种‘T98B’的77.78%和60.00%,叶绿体发育异常,缺乏功能性叶绿体类囊体片层;其分蘖盛期的单株分蘖数为野生型的21.43%。遗传分析发现,在突变体yllt1与‘T98B’的杂交F₂群体中,黄叶与少分蘖性状的重组率为0.00%,表明yllt1同时控制叶色与分蘖表型;yllt1呈隐性遗传,受一个细胞核基因独立控制。该研究进一步采用连锁分析法将yllt1精细定位到第11染色体上,经测序分析推断发生了突变的登录号为LOC_Os11g05552的基因是yllt1的目的基因;该基因编码叶绿体前体信号识别颗粒54 kD（cpSRP54）蛋白,其第1外显子的第29位碱基C发生了缺失,将造成其蛋白产物从N-端至C-端氨基酸组成的严重破坏。RT-qPCR分析结果显示,yllt1叶中叶绿素合成基因OsCAO1、OsCAO2与OsNOL等的表达量明显下调;茎中分蘖正向调控基因OsTAC1受到显著抑制,而负调控基因OsTB1与OsDLT的表达量明显增强。研究结果表明cpSRP54同时参与了水稻叶色和分蘖的调控。     

花烛离体培养叶色变异株系的相关性状

以花烛（Anthurium andraeanum）间接器官发生途径中再生出的一株花叶变异植株为原始材料,进行增殖并对得到的3个叶色变异株系的叶色相关性状进行了初步研究。结果表明：通过愈伤组织器官发生途径和腋芽增殖途径对这一花叶苗进行增殖,均分离到3种变异株系,即花叶苗、黄化苗和天鹅绒绿色叶片苗;天鹅绒绿色苗叶片中的叶绿素含量比正常离体苗的含量低;叶片解剖结构表明,叶绿体在叶肉细胞中的分布与其叶片表现型相同,天鹅绒绿色叶片与正常叶片在解剖结构上无明显差异。花烛原套只具有1层细胞,无明显的L2层分生结构,因此叶肉的薄壁细胞完全由向各个方向分裂的原体细胞发育而来,这种组织结构导致花叶叶片中含有叶绿体的细胞和不含有叶绿体的薄壁细胞呈不规则分布。这种花叶株系可以作为育种材料或直接作为盆栽花烛进行推广。