芥蓝田主要害虫种群生态位研究

2001年秋季在福州郊区对芥蓝田BrassicaalboglabraBailey害虫种群的生态位进行了初步研究,研究结果表明:蚜虫、粉虱和小菜蛾为秋季芥蓝田的优势种害虫,菜青虫、黄曲条跳甲和斑潜蝇为随从种害虫。这些主要害虫的生态位在时间、空间维度和时-空二维上存在明显分化,各种害虫对资源的竞争主要集中在对空间资源的竞争,即随着时间的推移,害虫间的竞争主要集中在对植株上可获得的产卵、取食和栖息的空间资源的竞争。     

芥蓝下胚轴离体培养及高频率植株的再生

三个芥蓝品种下胚轴离体植株再生的条件的研究结果表明：下胚轴切口处可直接诱导出芽,诱导“早花尖叶芥蓝”、“中花尖叶芥蓝”和“迟花尖叶芥蓝”直接出芽的最佳激素组合分别为2．0mgL-1BA,0．3mgL-1NAA＋2．0mgL-1BA,0．5mgL-1NAA＋2．0mgL-1BA,其相应的芽发生频率分别为84．6％,86．7％,93．3％。诱导芽发生的最适蔗糖浓度是1％。培养基中加入4．0mgL-1AgNO3和500mgL-1MES可显著提高芽再生频率。再生芽在MS附加0．1mgL-1NAA的培养基上诱导生根形成完整植株。离体再生苗与种子萌发实生苗田间生长外形差别不大,但长势稍慢。     

芥蓝不定芽发生过程的基因表达差异分析

采用cDNA-AFLP技术和双向电泳技术对不同培养基上的‘中花’芥蓝(Brassicaoleraceavar.alboglabracv.Zhonghua)下胚轴外植体愈伤组织和不定芽发生的基因表达差异进行研究和分析。结果表明:芥蓝不定芽发生基因差异在RNA水平上有所体现,特异条带主要出现在产生不定芽的外植体上,且主要集中在200～600bp之间;芥蓝不定芽发生的基因表达差异在蛋白质水平有很大差异,发生不定芽的外植体和不发生不定芽的外植体出现了160种蛋白质的差异点,差异蛋白的pI值多在5～7之间,在这个范围内的差异蛋白点达到了122个,占差异蛋白总数的76.25%,差异蛋白的分子量多在40～70kDa之间,在这个范围内的差异蛋白点达到了124个,占差异蛋白总数的77.5%。     

芥蓝miR156a家族进化特性及表达分析

miRNA广泛参与植物的发育过程。芥蓝形态多样,叶片发育因品种而异。为了解miR156a家族的进化特性及其在芥蓝叶片发育中的表达模式。该研究对芥蓝miR156a成员及其前体pre miR156a成员进行生物信息学分析,比较不同品种芥蓝叶形的差异,并采用qRT PCR方法分析芥蓝不同组织部位中pre miR156a的表达水平、以及叶形相似的芥蓝品种‘翠宝’和‘改良香菇’中不同类型叶片的pre miR156a成员及其靶基因的表达水平。结果表明：(1)多序列比对和进化树分析发现芥蓝miR156a家族成员和pre miR156a 3p_1在进化过程中高度保守;二级结构预测发现pre miR156a每个成员均能形成茎环结构并包含2～3个miR156a成员序列;靶基因预测显示miR156a 5p和miR156a主要靶向SPL,而miR156a 3p_1则靶向CTPS等不同的基因。(2)‘翠宝’和‘改良香菇’芥蓝的叶形最为相似,qRT PCR分析显示,pre miR156a在‘翠宝’营养生长期的叶片中高度表达。(3)pre miR156a成员在‘翠宝’和‘改良香菇’不同类型叶片中差异表达,pre miR156a主要在成熟叶和菇叶中表达,而pre miR156a 3p_1和pre miR156a 5p在第一片真叶中表达量更高。(4)靶基因分析的结果在不同品种中呈现不同趋势,‘翠宝’成熟叶中SPL10/15高表达,SPL2表达量降低;‘改良香菇’中SPL10在成熟叶和菇叶中表达降低,SPL15在菇叶中高表达,SPL2在不同类型叶片中表达无差异。研究认为,miR156a成员及其靶基因SPL2/10/15可能参与调控芥蓝叶片发育,不同品种中作用的靶基因可能存在差异,从而导致了各品种芥蓝叶片发育的差异。     

利用 MSAP 分析18个芥蓝齐口期的表观遗传多样性

本研究利用MSAP检测18个芥蓝齐口期DNA甲基化水平,分析了表观遗传多样性,探讨DNA甲基化模式对齐口期的影响。结果表明,18个芥蓝齐口期平均为50d,叶片数平均为10片,齐口期和叶片数不相关(相关系数为0.296);变异系数分别为21%和18%;遗传距离分布在0~40,平均值为12.2276,在10.62处分为3类。MSAP分析表明,5对引物组合扩增得到432条多态性条带,201条片段表现出多态性,多态性比率为47%;Nei遗传距离分布在0.004~0.467,平均值为0.0958,表明遗传多样性水平较低;在0.04处分为3类。Mantel测验表明两种分析的遗传距离相关系数为-0.1366,显示齐口期、叶片数与DNA甲基化多态性没有相关性。DNA甲基化模式分析表明,非甲基化片段为110条,甲基化多态性片段为322条,分为3种带型,类型一为非甲基化带型(110条),类型二为甲基化带型(110条),类型三为半甲基化带型(152条),非甲基化片段和半甲基化片段在不同品种之间呈现多态性,甲基化片段在不同品种之间呈现多态性与单态性相差不大,显示MSAP多态性主要来源于非甲基化和半甲基化片段,芥蓝甲基化模式以半甲基化为主。本文推测DNA甲基化水平降低参与芥蓝齐口期调控,MSAP分析既可用于基因组结构研究,又可用于基因组水平上性状的功能研究。     

萝卜-芥蓝异源四倍体植物SR30基因转录本的选择性剪接分析

为了解异源多倍体形成后,其剪接因子基因SR30在各组织器官间的表达量以及选择性剪接模式与亲本的差异,选取萝卜-芥蓝异源四倍体(Raphanobrassica)及其亲本萝卜(Raphanus sativus)、芥蓝(Brassica oleracea var.alboglabra)为材料,运用RACE-PCR方法克隆到全长的编码序列(CDS)和3非编码区(3 UTR),运用q RT-PCR和半定量RT-PCR检测其在各组织器官中的表达量和各转录本表达量间的差异。结果表明,四倍体中萝卜同源的Rs SR30基因有5种转录本,芥蓝同源的Bo SR30基因有4种转录本。同时,SR30在3物种中的表达具有组织器官的差异,且在四倍体中的总体表达量显著低于亲本。根据克隆到的转录本,预测Rs SR30编码3种蛋白,Bo SR30编码2种,不同蛋白异构体的区别体现在C末端的丝氨酸-精氨酸富集(RS)结构域。因此,萝卜-芥蓝异源多倍体形成后,SR30基因在表达量和转录本选择性剪接方面都发生了改变。     

芥蓝与芸苔属几个常见种花粉形态的比较

本文通过对芸苔属(Brassica L.)几个常见种芥蓝(B. alboglabra Bailey)、芥菜(B.juncea(L. )Coss.)、油菜(B. campestris L.)和花椰菜(B. oleracea var. botrytis L.)等花粉形态的光学显微镜和扫描电镜的观察比较,得知它们的花粉形态特征比较一致。而与杨萍等关于芥蓝的花粉形态特征——无极,具散孔这一报道截然不同;亦与黄增泉(Huang Tseng-chieng)关于芥菜的花粉特征——不具萌发孔的报道不同。作者的研究表明,上述几个种的花粉均具3沟,沟长而明显。外壁具网状纹饰,网眼较粗。但种与种间其花粉大小有所不同。作者不同意杨萍等关于“由于芥蓝的花粉形态与芸苔属其它种的花粉明显区别,说明芥蓝与芸苔属其它种不很亲缘”的观点,而认为,从花粉形态看,芥蓝与芸苔属其它种是基本一致的,把它们置于同一自然类群是合理的。     

芥蓝组织培养研究

以登峰芥蓝为试材,取无菌苗的茎段、下胚轴为外植体分别进行组织培养研究。结果表明:MS+6-BA 3.0 mg/L+NAA 0.2 mg/L为下胚轴最适诱导培养基,MS+6-BA 5.0 mg/L+NAA 0.2 mg/L为带腋芽茎段最适诱导培养基;最适宜的不定芽增殖培养基为MS+6-BA 3.0 mg/L+NAA 0.2 mg/L;试管苗在1/2MS+NAA 0.1 mg/L+IBA 0.2 mg/L培养基中进行生根培养效果最好;经炼苗后组培苗移栽成活率达96.6%。     

芥蓝植株再生体系的优化

采用正交设计方法对影响芥蓝植株再生体系的因素进行了优化研究,结果表明：影响芥蓝植株再生的最主要因素是外植体类型,其次依次为NAA,BAP,蔗糖和AgNO3。结果进一步显示,最利于芥蓝再生植株的培养基条件为：MS BA P2mg／L NAA0．03mg／L 1％蔗糖 AgNO3 7．0mg／L 0．8％琼脂,最适宜的外植体类型为下胚轴,植株再生频率高达97．5％。     

甘蓝和芥蓝的核型与孢粉学研究

本文通过对甘蓝和芥蓝的核型分析和花粉形态的扫描电镜观察,认为它们的核型并不完全一致,而花粉形态的明显区别说明芥蓝是一个独立的种,与芸苔属其他种不很亲缘。