葡萄半不育花粉粒形态和细胞学观察及相关基因表达分析

以葡萄品种‘魏可’(可育)及其自交后代单株‘魏可实生-3’和‘魏可实生-12’以及品种‘钟山红’(雄性不育)为材料,对花器官特征、花粉萌发率、花粉粒形态以及小孢子发育过程的细胞学特征进行观察,并对绒毡层发育相关基因(DYT1、TDF1和MYB4)的表达进行分析,以初步鉴定葡萄半不育单株的不育特征,揭示花粉败育与基因调控的关系。结果显示:(1)‘魏可实生-3’和‘魏可实生-12’的花粉萌发率均在10%左右,属于半不育花粉;其雄蕊主要特征为花丝卷曲,花丝短于花柱,花药内花粉量少,花药中既有正常长球形花粉粒也有异常近球形花粉粒。(2)‘魏可实生-3’、‘魏可实生-12’没有明显的药室壁结构,小孢子母细胞稀少、疏松;‘魏可实生-3’双核期绒毡层未完全降解,绒毡层细胞中的营养物质滞留没有及时供应小孢子的发育,致后期部分小孢子败育;‘魏可实生-12’绒毡层细胞在单核早期就大部分降解而导致营养供应异常,使部分小孢子败育。(3)在减数分裂期,‘魏可’的绒毡层发育相关基因DYT1和TDF1的表达均最高,MYB4最低,‘钟山红’的3个基因的表达与‘魏可’相反,‘魏可实生-3’和‘魏可实生-12’的表达水平均在‘魏可’与‘钟山红’之间;单核早期以后,3个基因在‘魏可’的表达一直均较低,钟山红’的DYT1基因表达一直最高,其余2个基因均在最低水平,而‘魏可实生-3’的TDF1、MYB4基因在单核早期表达量最高,‘魏可实生-12’的TDF1在双核期表达量最高。研究表明,‘魏可实生-3’的花粉败育发生在单核晚期至双核期,‘魏可实生-12’的花粉败育发生在单核早期;部分药室绒毡层的异常降解,小孢子发育营养供应不均衡可能是导致其花粉半不育发生的原因;‘魏可实生-3’的绒毡层延迟降解与减数分裂期DYT1基因的表达量不足、单核期TDF1基因的过量表达以及MYB4基因在单核期的异常表达有关,而‘魏可实生-12’的绒毡层提前降解与减数分裂期DYT1基因的表达量不足而MYB4基因过量表达,以及双核期TDF1基因过量表达有关。     

藤稔葡萄花发育相关基因启动子的克隆及功能分析

采用基于热不对称交错式PCR的基因组步移法,从藤稔葡萄(Vitis vinifera×V.labrusca‘Fujiminori’)的基因组总DNA中扩增花发育相关基因FT、FLC、AP3和AG的启动子上游序列片段,并通过序列分析及PlantCARE在线预测对FT、FLC和AP3启动子片段的序列及顺式调控作用元件和功能进行了分析.扩增结果表明:AG的第1轮扩增产物无明显条带,第2轮扩增产物条带弥散,不能用于序列分析及顺式调控作用元件和功能分析;FT、FLC和AP3基因2轮扩增产物均有特异条带,FT、FLC和AP3启动子序列的实际长度分别为1 470、1 698和1 061 bp,GenBank登录号分别为HM192806、HM192805和HM192804.PlantCARE在线预测结果表明:FT、FLC和AP3启动子片段中均含有TATA-box、CAAT-box等启动子的特异表达元件及光响应元件、真菌刺激响应元件、MYB结合位点等多个顺式调控作用元件,共同受真菌刺激、MYB和光等因素的调控;FT、FLC和AP3均可能在花的分生组织中表达,且FT和AP3还可能在胚乳中表达.根据研究结果推测:FT、FLC和AP3基因的启动子序列片段中均存在多种诱导响应元件,可能均为诱导型启动子.     

葡萄VvIQD10果形相关基因定位及其互作研究

以葡萄6个不同果形品种盛花期花序为材料,通过荧光定量PCR方法分析比较葡萄IQ67结构域(IQ67 domain, IQD)基因家族成员VvIQD10的表达;从椭圆形葡萄品种‘天山’中克隆出VvIQD10基因编码区序列,对其进行生物信息学分析,采用亚细胞定位瞬时表达载体转化烟草的方法研究VvIQD10蛋白在细胞中的分布情况,并通过酵母双杂交实验和双分子荧光互补试验进行蛋白互作研究。结果表明:(1)VvIQD10基因在长果形葡萄品种中的表达量高于近圆形葡萄品种。(2)VvIQD10基因开放阅读框长度为1 401 bp,编码466个氨基酸。(3)VvIQD10蛋白为不稳定亲水性蛋白,无信号肽和跨膜区,但含保守的IQ67结构域,主要结构为α螺旋和随机卷曲,与猕猴桃IQD家族成员(PSS09955.1)亲缘关系最为接近。(4)VvIQD10蛋白主要定位于微管和质膜,并且直接与细胞骨架组织相关蛋白——钙调素类蛋白(VvCML)相互作用。研究认为,VvIQD10基因可能参与葡萄果形调控,葡萄VvCML蛋白从胞质到微管的募集依赖于VvIQD10,推测VvIQD10蛋白可能通过和钙调素类蛋白相结合来调控细胞骨架运动,进而参与葡萄果实形状的变化。     

桃种质资源亲缘关系的研究进展

种质资源是现代育种和生物技术研究的物质基础。桃种质资源亲缘关系的研究将为探讨桃的起源、进化、分类、育种和资源利用提供科学依据。本文从形态学、细胞学、孢粉学、生物化学及DNA分子标记等几个方面综述了桃种质资源亲缘关系的研究进展,探讨了桃种质资源亲缘关系的研究现状、前景及尚需解决的问题,并就进一步开展桃种质资源亲缘关系的研究进行了分析,提出桃种质野生种、近缘野生种厦不同栽培品种群间的分子系统学关系是今后研究的重点。     

离体条件下葡萄砧木＇5BB＇植株再生体系研究

以葡萄砧木＇5BB＇组培苗为试材,研究不同外植体类型、基本培养基、植物生长调节剂的种类及其浓度组合对＇5BB＇植株再生的影响.结果表明：MS基本培养基为适合叶柄不定芽再生的基本培养基;着生于顶端第2、3节位的叶柄为适宜的外植体;适于叶柄不定芽再生的植物生长调节剂种类及质量浓度组合为2.5 mg/L BA＋0.05mg/L IBA;叶柄不定芽再生率最高可达到43.33%.     

‘阳光玫瑰’雄性不育株花蕾发育期抗氧化酶活性和内源激素含量的变化北大核心CSCD

以葡萄品种‘阳光玫瑰’及其实生后代雄性不育株‘Y-14’为试材,研究花蕾发育期抗氧化酶活性和内源激素含量的变化,阐明葡萄雄性不育新种质的生理生化特征。结果表明:(1)与‘阳光玫瑰’相比,雄性不育株‘Y-14’花蕾的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性显著降低,而丙二醛(MDA)含量显著增高。(2)‘Y-14’花蕾的生长素(IAA)含量高于‘阳光玫瑰’,而脱落酸(ABA)含量显著低于‘阳光玫瑰’;‘Y-14’花蕾的赤霉素含量(GA_(3))在花蕾发育前期低于‘阳光玫瑰’,而其茉莉酸甲酯(MeJA)在后期显著低于‘阳光玫瑰’;‘Y-14’花蕾的反式玉米素核苷(TZR)含量较‘阳光玫瑰’偏低。(3)在单核早期,‘Y-14’花蕾的ABA含量变化平缓,而‘阳光玫瑰’的ABA含量急剧升高,与此同时GA_(3)含量开始高于‘阳光玫瑰’,而MeJA含量则在单核早期低于‘阳光玫瑰’且差异逐渐显著。研究认为,‘阳光玫瑰’实生后代不育株‘Y-14’花蕾发育期SOD、POD、CAT活性和MDA、IAA、ABA、GA_(3)、MeJA含量异常变化可能导致了雄性不育的发生,而且单核早期可能是‘Y-14’雄性不育产生的关键时期。     

赤霉素与细胞分裂素对葡萄果实邻近叶光合特性及果实品质的影响

以‘阳光玫瑰’葡萄为材料,在连栋避雨大棚栽培条件下,研究了花后两周同一浓度赤霉素(GA3)与不同浓度细胞分裂素(CPPU)组合对葡萄果穗邻近叶片的光合特性及果实品质的影响.结果表明:非直角双曲线模型较为适合果穗邻近叶光响应曲线拟合.在25 mg·L-1GA3分别与5、10、15、20 mg·L-1CPPU组合处理下,葡萄果穗邻近叶的净光合速率和气孔导度均随着光合有效辐射的增加而增加,胞间CO2浓度降低.25 mg·L-1GA3分别与5、10、15mg·L-1CPPU组合处理下,果实品质随着CPPU浓度的增加而提高.25 mg·L-1 GA3+20mg · L-1CPPU处理下,虽然果穗邻近叶的光合能力高于其他浓度处理,但果实品质相关指标较25 mg·L-1GA3+15 mg·L-1CPPU处理时低,表明适宜的CPPU浓度可以提高果实邻近叶的光合能力及果实品质,浓度过高反而使果实品质下降.花后两周较为合理的组合为25mg·L-1 GA3+15 mg·L-1CPPU.     

三种抗生素对丰水梨叶片不定芽再生的影响及其对根癌农杆菌的抑菌效果

以丰水梨(Pyrus pyrifolia‘Hosui')离体叶片为实验材料,研究了氨苄青霉素(Amp)、羧苄青霉素(Carb)和头孢霉素(Cef)对丰水梨叶片不定芽再生的影响及其对根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)的抑菌效果.结果表明,在100～500 mg·L-1浓度范围内,3种抗生素对丰水梨叶片愈伤组织诱导均无显著影响.Amp、Carb和Cef抑制丰水梨叶片不定芽再生的起始浓度分别为100、200和200 mg·L-1;当浓度高达500 mg·L-1时,Amp、Carb和Cef均极显著地抑制叶片不定芽再生.除500 mg·L-1Cef处理组外,不同浓度Amp、Carb和Cef对丰水梨每个外植体的再生不定芽数没有显著影响.与对照相比,在100～500 mg·L-1浓度范围内,3种抗生素均对根癌农杆菌菌株LBA4404和EHA105有显著的抑制作用,且对菌株EHA105的抑制效果强于菌株LBA4404.研究结果显示,在丰水梨遗传转化体系中,可以选择300 mg·L-1的Amp和Cef作为理想的杀菌剂.     

蓝浆果叶片高效再生体系的建立

以高丛蓝浆果(V accin ium corym bosum)叶片为外植体,研究了影响离体再生的多个因素,建立了高效的再生体系。结果表明:改良1/2 M S ZR 5 m g.L-1培养基最适合不定芽分化,再生率达100%。不同节位叶片对蓝浆果叶片不定芽的分化具显著效应,以幼嫩的1~2节位的叶片比较容易分化不定芽;叶片远轴面接触培养基、叶片创造伤口和不经暗处理或短时间处理有利于不定芽分化。低浓度IBA有利于叶片再生茎段的生根,在改良1/2 M S IBA 0.1 m g.L-1培养基上蓝丰(B luecrop)生根率为66.7%,而伯克利(B erk ly)仅为33.3%。