高羊茅花粉母细胞减数分裂及其雄性不育的细胞生理学研究

为探讨高羊茅雄性不育株A22013189的小孢子发育过程及其败育的生理学机理,以可育株189为对照,对其结实能力、花粉活力、花粉母细胞减数分裂进程中的染色体行为及生理生化特征进行研究。结果表明:(1)不育株A22013189花粉数量少,花粉粒空瘪皱褶,自交不结实,在杂交中作父本获得杂交后代的可能性极小。(2)从减数分裂前期Ⅰ至四分体时期,不育株A22013189花粉母细胞存在大量落后染色体、染色体桥和断片、微核、单价染色体、不均等分离、染色体分裂不同步、游离染色体、三分体、60°纺锤体、染色体缺失等异常现象,初步分析这些小孢子异常分裂是导致高羊茅花粉败育的细胞学原因之一。(3)不育株A22013189的可溶性蛋白质、可溶性糖含量在整个发育时期都显著低于同期可育株189;苗期至造孢细胞期,A22013189游离脯氨酸含量与可育株189无显著差异,但减数分裂期至花粉成熟期,A22013189游离脯氨酸含量却显著低于同期可育株189;苗期至造孢细胞期,A22013189丙二醛含量显著低于同期可育株189,但小孢子进入减数分裂期后,A22013189丙二醛的增加速度和积累量明显高于同期可育株189。研究发现,高羊茅雄性不育株花粉母细胞减数分裂染色体行为异常,生长发育过程存在物质能量代谢降低,有害物质积累现象。研究结果对于高羊茅败育机理研究及杂交育种亲本选择有重要的理论指导意义。     

高羊茅FaCONSTANS基因的表达及功能分析

植物由营养生长向生殖生长转变过程中光周期调控起着重要的作用。CONSTANS (CO) 是光周期途径中的特有基因,为探讨高羊茅FaCONSTANS (FaCO) 基因响应日照长短从而启动植物开花的机理,利用实时荧光定量qRT-PCR技术分析在长日照、短日照、持续光照、持续黑暗条件下FaCO基因的表达水平。构建过表达载体p1300-FaCO,利用农杆菌介导法遗传转化拟南芥,构建沉默载体p1300-FaCO-RNAi遗传转化高羊茅。结果表明,FaCO基因的表达受光周期调控,与生物钟控制的昼夜节律相关。在长日照条件下FaCO基因促进拟南芥开花,且恢复拟南芥突变体开花表型。RNAi沉默FaCO基因的高羊茅转基因植株晚花或者一直处于营养生长阶段。本研究初步探究高羊茅FaCO基因对开花过程的调控,这将有助于更进一步了解该基因的生物学功能。     

高羊茅春化基因FaVRN1亚细胞定位与差异表达分析

高羊茅在生长季出现生殖枝,抑制新枝形成,不利于草坪质量及其持久性生长.研究春化基因的分子特征,探索抑制生殖生长的分子育种新途径,对坪用型高羊茅品种改良具有重要意义.本研究在克隆高羊茅春化基因FaVRN1的基础上,构建高羊茅春化基因FaVRN1与绿色荧光蛋白基因GFP融合的植物表达载体p-FaVRN1-hGFP,利用基因枪转化法转入洋葱表皮细胞,荧光显微镜检测融合基因的瞬时表达,并运用实时荧光定量PCR分析春化基因FaVRN1在春化与非春化条件下的表达差异.研究结果表明,FaVRN1基因编码的蛋白产物位于细胞核,符合它作为转录因子特性;春化条件下,FaVRN1基因的表达随处理时间延长逐渐增加.非春化条件下,FaVRN1基因的表达随处理时间延长而降低.FaVRN1基因在春化条件下的表达水平远高于非春化条件,FaVRN1基因的表达受春化条件正调控.     

黑麦草根际产铁载体细菌HMGY6B的筛选鉴定及对病原菌的拮抗作用

【目的】从石灰性土壤中分离筛选出铁载体合成能力强、抗病效果好的菌株。【方法】采用刃天青(Chrome azural S,CAS)平板检测法,定性、定量筛选产铁载体能力较强的菌株,通过菌株形态、生理生化特征、16S r RNA基因序列相似性和系统发育分析,鉴定细菌类型,然后采用平板对峙法研究菌株与病原菌的拮抗作用。【结果】从多年生黑麦草根际土壤中分离得到一株产铁载体能力很强的菌株HMGY6B,经鉴定,该菌属假单胞菌属Pseudomonas菌株,其产生的儿茶酚型铁载体对黄瓜灰霉病(Botrytis cinerea)有显著的拮抗作用,在低铁条件下(0.16、2、5、10μmol/L FeCl_3)对黄瓜灰霉病的生长抑制率高达91.2%,但在富铁条件下(50μmol/L FeCl_3)降为30.2%,100μmol/L FeCl_3抑制率仅为5.5%。【结论】菌株HMGY6B可用于今后复合型抗病生物菌肥的开发研制。     

不同放牧强度对贵州人工草地土壤养分及活性有机碳的影响

研究不同放牧强度下人工草地土壤养分以及有机碳含量的变化, 为在西南喀斯特地区建植与检测人工草地提供参考。在贵州省独山县贵州省草业研究所试验示范基地, 以2012 年10 月11 日建植的多年生黑麦草: 高羊茅: 鸭茅: 白三叶: 紫花苜蓿=3.5: 2: 2: 1: 1.5 的人工草地0.33 ha, 设置禁牧(围栏封育)、中度、重度3 个处理, 于2015 年10 月13 日开始放牧, 61 d后测定不同放牧强度下人工草地土壤营养元素与活性有机碳含量。研究结果表明, 放牧显著影响pH 值、有机质以及氮、磷、钾等营养元素的含量。土壤有机质含量与pH 值在中度放牧的0-10 cm 土层中最高, 土壤总氮和碱解氮含量随着放牧强度增强而上升, 磷元素与钾元素的含量随着放牧强度增强而下降。土壤有机碳、微生物碳及易氧化碳的含量都随着放牧强度增加而降低, 并且它们两两显著相关。在贵州喀斯特地区建植人工草地与维护人工草地可适当补充磷肥与钾肥, 在草场质量检测中微生物碳和易氧化碳的含量可以作为土壤质量监测的早期指标。     

贵州不同地区白三叶基因组甲基化MSAP分析

对来自贵州6个不同地区的白三叶基因组进行甲基化敏感扩增多态性(methylation sensitive amplified polymorphism, MSAP)分析。结果表明:分析选出24对MSAP选扩增引物,共扩增产生7 643个位点,独山、赫章、晴隆、印江、天柱和从江地区白三叶扩增的位点数分别为1 211、1 348、1 297、1 300、1 255和1 232。其中总甲基化位点分别占73.37%、68.13%、71.68%、65.43%、70.41%和70.51%;全甲基化位点分别占55.32%、49.76%、53.20%、50.61%、51.35%和54.21%,表明白三叶基因组甲基化主要以双链甲基化为主。进一步分析不同地区白三叶之间甲基化模式的变化,结果显示:未发生甲基化模式改变的均值占36.22%;发生甲基化模式改变的比例均值为59.61%,其中去甲基化模式为29.15%,甲基化模式为30.46%,表明基因组发生甲基化和去甲基化比例超过未发生甲基化的比例。本研究中不同地区野生白三叶甲基化水平各不相同,同时各个地区之间甲基化模式变化也有差异,说明白三叶发生基因组甲基化具有时空特异性。