外源ABA对大蒜试管苗玻璃化发生和抗氧化系统的影响

以大蒜品种‘二水早’试管苗为材料,从活性氧代谢的角度研究了外源ABA、H_2O_2和H_2O_2+ABA处理下的试管苗玻璃化率、活性氧积累与组织定位和抗氧化系统的响应特征,探讨ABA缓解试管苗玻璃化过程的机理。结果表明:(1)外源H_2O_2处理可诱导大蒜试管苗玻璃化发生,外源ABA处理下玻璃化率最低,可以缓解H_2O_2诱导的玻璃化的发生。(2)试管苗O_2~产生速率和H_2O_2含量在H_2O_2处理下最高,在ABA处理下最低;在添加H_2O_2的培养基中同时添加ABA能显著减少因外源H_2O_2处理引起的O_2~产生和H_2O_2积累。(3)试管苗CAT、POD和APX活性在外源H_2O_2处理前期(0~8d)均上升并显著高于对照,但其CAT、APX活性在处理后期(8~16d)下降,其同期POD活性也增加缓慢;各抗氧化酶的活性在外源ABA与H_2O_2+ABA处理前期(0~8d)均呈直线上升趋势,而它们在H_2O_2+ABA处理后期(8~16d)均显著高于H_2O_2处理。(4)各处理试管苗抗坏血酸和谷胱甘肽含量随处理时间先升高后降低,并以外源ABA处理下最高,外源H_2O_2处理下最低。(5)试管苗O_2~和H_2O_2产生部位主要在基部和叶尖,且外源ABA处理下组织中ROS的积累最少。(6)在ABA+H_2O_2处理下,大蒜试管苗内丙二醛含量和膜相对透性显著低于对照和H_2O_2处理。研究发现,外源ABA处理可有效降低大蒜试管苗的内源O_2~产生速率和H_2O_2含量,提高抗氧化酶活性和抗氧化物质含量,抑制活性氧在试管苗内的产生和运输,显著降低试管苗玻璃化率;外源ABA可通过增强大蒜试管苗抗氧化能力来抑制玻璃化发生。     

乙烯对网纹甜瓜花器官及花粉结构和活力的影响

以网纹甜瓜‘西域1号'为材料,于幼苗三叶一心期喷施浓度为150 mg/L的乙烯利诱导主蔓形成两性花,以清水为对照,比较乙烯处理后形成的主蔓、侧蔓和对照侧蔓两性花,以及处理与对照雄花外观形态、解剖结构及花粉表面超微结构间的异同,并对其花粉活力进行了测定,以明确乙烯对甜瓜花器官形态及花粉结构和活力的影响.结果表明:乙烯诱导形成的主蔓两性花外观形态和解剖结构与对照侧蔓两性花没有差异,花粉超微结构相似,但存在部分畸形花粉,花粉活力仅为70%左右,显著低于其他花粉的活力,但其雌蕊发育正常,授粉后可正常结实.研究证实,乙烯处理对主蔓雄花及侧蔓两性花器官形态及花粉结构和活力无显著影响.     

不同老化程度的不结球白菜种子活力指标变化及其相关分析

以不结球白菜品种‘高梗白’种子为材料,采用高温(42℃)高湿(相对湿度100%)人工加速老化处理,研究不同老化程度下种子活力指标的变化及其相关性。结果显示:(1)发芽指标(除不正常苗率)和出苗指标均随种子老化程度的加深而显著下降,不正常苗率显著上升。(2)随老化程度的加深,种子中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性显著下降;种子的超氧阴离子(O2.-)产生速率先增高后降低,过氧化氢(H2O2)含量逐渐增加,丙二醛(MDA)含量下降,种子浸出液相对电导率升高;种子的可溶性糖含量、可溶性蛋白含量和脱氢酶活性下降,α-淀粉酶活性先升高后降低。(3)老化种子的发芽势、发芽率、SOD活性、H2O2含量、相对电导率和可溶性糖含量与出苗指标间均存在极显著相关性。研究表明,不结球白菜种子的发芽势、发芽率、SOD活性、H2O2含量和可溶性糖含量随老化程度加深的变化规律一致,且指标间以及与出苗指标均有极显著相关性,可以作为检验不结球白菜种子活力的候选指标。     

乙烯利诱导网纹甜瓜主蔓两性花花芽分化的形态和解剖学研究

以网纹甜瓜(Cucumis melo L.var. reticulatus Naud.)品种’西域1号’为试验材料,于幼苗3叶1心期喷施浓度为150 mg·L^-1的乙烯利溶液进行处理,诱导主蔓形成两性花,以清水为对照,分别对处理和对照植株不同时期的主蔓和侧蔓花芽分化过程进行形态和解剖学观察。结果表明：经乙烯利处理后,幼苗植株主蔓花原基持续向两性花分化,最终发育形成两性花。未经处理植株的主蔓花原基在分化早期与两性花发育过程相同,但在雌蕊出现后,不再继续发育,最终发育形成雄花。处理植株主蔓两性花发育过程与侧蔓两性花发育过程相同。     

大蒜体细胞胚发生过程中内源激素含量及相关基因表达的变化特征

该研究以大蒜品种‘二水早’为材料,采用高效液相色谱串联质谱法(LC-MS/MS),检测了大蒜体细胞胚发生过程中花序轴(EX)、愈伤组织(CA)、早期胚性愈伤组织(PC)、后期胚性愈伤组织(LC)和球形胚(GE)阶段的5种生长素及其类似物、4种细胞分裂素(CTK)和脱落酸(ABA)含量,结合激素合成和信号转导相关基因表达量的动态变化,探讨3类激素在大蒜体细胞胚发生中的调控作用,为大蒜体细胞胚发生的激素调控提供理论依据,也为进一步研究植物体细胞胚发生的分子机理奠定基础。结果表明:(1)在大蒜体细胞胚发生过程中,生长素及其类似物含量均呈现先升高后降低的变化趋势,且在PC阶段最高而在GE阶段最低;异戊烯基腺嘌呤(IP)、反式玉米素(tZ)和ABA在EX阶段含量最高,其余4个阶段的含量均显著低于EX阶段,而顺式玉米素(cZ)在CA和PC阶段含量较高,在GE阶段含量最低。(2)在PC阶段,IAA合成基因AsYUCCA1和AsTA1以及生长素外运载体基因AsABCB1的表达量升高;在LC阶段,生长素内运载体基因AsAUX1表达量升高,生长素应答基因AsARF1和AsARF2表达量降低,cZ合成基因AsLOG1在CA阶段表达量最高,细胞分裂素运输相关基因AsENT2和信号转导相关基因AsORR-A1、AsORR-A2在PC阶段表达量最高。(3)ABA合成限速酶基因AsNCED1和AsNCED2的表达量在大蒜体细胞胚发生的后4个阶段显著低于EX阶段,ABA信号转导相关基因AsPP2C表达量在PC阶段升高,AsABI1表达量在LC阶段升高,AsPYL1表达量在GE阶段升高。研究认为,在大蒜体细胞胚发生过程中,吲哚-3-甲醛(ICAld)、吲哚-3-丁酸(IBA)和cZ的积累有助于促进大蒜愈伤组织的形成,高水平的生长素及其类似物和低水平的IP、tZ有利于大蒜早期胚性愈伤组织的形成,而低水平的生长素及其类似物、CTK和ABA更利于大蒜球形胚的形成,表明激素合成相关基因可调控内源激素含量的变化,激素信号转导相关基因参与了大蒜体细胞胚的发生。     

大蒜气生鳞茎形态发生及其碳水化合物和内源激素含量以及相关基因表达的变化特征

以大蒜品种‘二水早’(早熟)、‘麻江红蒜’(中晚熟)和‘徐州白’(晚熟)为材料,采用石蜡切片技术结合显微观察探讨气生鳞茎形成过程中植株茎尖和花序轴形态变化,并测定了‘麻江红蒜’气生鳞茎形成过程中可溶性糖、蔗糖、淀粉和内源激素含量及相关基因表达变化,明确不同熟期各品种大蒜气生鳞茎形成进程和形态解剖学特征,以及碳水化合物和内源激素与大蒜气生鳞茎形成的关系,以探讨大蒜气生鳞茎分化的生理机制。结果表明:(1)依据茎尖生长点和花序轴的形态解剖特征,将气生鳞茎形成进程划分为启动期、气生鳞茎原基分化期(包括保护叶原基、贮藏叶原基分化)、气生鳞茎膨大期和气生鳞茎成熟期等4个时期;3个品种气生鳞茎在相同发育时期的形态解剖学特征相同,但分化时间不同,其分化顺序与大蒜品种成熟期表现一致;当总苞叶叶尖露出叶鞘,花器官原基分化时,花序轴周围分生组织区域产生小突起,标志着气生鳞茎原基分化的开始;外层保护叶由白色转为紫色时气生鳞茎进入成熟期。(2)气生鳞茎开始膨大后,其可溶性糖和蔗糖含量均显著降低,淀粉含量显著升高;ZR含量在启动期显著升高;IAA和MeJA含量在气生鳞茎原基分化期维持在较高水平,但IAA含量随着气生鳞茎膨大显著降低,并在成熟期降至最低。(3)果聚糖代谢相关基因1-SST、1-FEH分别在膨大初期、膨大中期表达量显著升高;细胞壁转移酶基因CWI相对表达量在气生鳞茎原基分化期显著升高;蔗糖信号转导基因T6P和生长素信号转导的关键转录因子ARF1相对表达量均在气生鳞茎分化期显著升高;茉莉酸信号调控途径中的负调控因子JAZ相对表达量在大蒜气生鳞茎原基分化期和膨大初期均维持一个较低水平。研究认为,大量可溶性糖及ZR在茎尖积累,可以启动气生鳞茎原基分化,促进气生鳞茎形态发生;高浓度IAA和MeJA可促进气生鳞茎原基分化;气生鳞茎膨大消耗可溶性糖,且低浓度IAA有利于气生鳞茎膨大;成熟的气生鳞茎积累大量淀粉。     

红香芋试管球茎膨大过程中主要碳水化合物含量以及淀粉合成相关酶活性的动态研究

为了探讨芋(Colocasia esculenta(L.)Schott)试管球茎膨大期间糖类物质积累特点,以红香芋无菌试管苗为材料,研究了高浓度蔗糖诱导条件下,红香芋试管球茎形成及膨大过程中主要碳水化合物的变化规律,以及与相关酶活性的关系。结果表明:(1)在红香芋试管球茎膨大过程中,果糖、葡萄糖和总可溶性糖含量均呈先升高后降低的变化趋势,果糖含量在诱导至第27天时达到最大值,而总可溶性糖和葡萄糖含量均在第34天达到峰值;蔗糖含量呈现先上升、后下降、再上升的变化趋势,在培养第48天时积累量达到最大值。(2)红香芋试管球茎总淀粉含量、直链和支链淀粉含量均随培养时间的延长而增加,至膨大后期总淀粉含量达到最大值,淀粉总含量约占干重的76%,并以支链淀粉含量为主。(3)解剖学观察发现,随着试管球茎的形成与膨大,贮藏组织中淀粉粒密度不断增大,至球茎膨大后期,淀粉粒布满薄壁细胞,并且处于比较稳定的水平。(4)诱导培养至第41天时,试管球茎的ADPG焦磷酸化酶和Q-酶活性均达到最大值,分别为1.22和2.39μmol·g~(-1)·min~(-1)。相关性分析发现,从茎基部开始膨大(20d)至ADPG焦磷酸化酶和Q-酶活性达峰值(41d)时,ADPG焦磷酸化酶活性与总淀粉含量、Q-酶活性与支链淀粉含量的相关系数分别为0.819和0.738,二者均呈极显著正相关。研究认为,淀粉的积累以及可溶性糖类含量的变化与红香芋试管球茎的膨大发育密切相关,并受到相关酶的调控。     

洋葱细胞质雄性不育系101A的分子鉴定

根据文献报道设计引物序列,对洋葱细胞质雄性不育系101A进行PCR扩增,结果表明:洋葱细胞质雄性不育系101A属于S型细胞质雄性不育类型,其特异片段位于叶绿体基因组。     

'红香芋'茎尖玻璃化法保存条件的筛选

In order to screen suitable vitrification conservation conditions for shoot tip of Colocasia esculenta'Hongxiangyu', pre?culture, vitrification protection and thawing conditions were compared. The results show that with increasing of sucrose concentration in the medium and extending of pre?culture time, survival rate of shoot tip increases gradually. After different loaded and dehydrated measures, water content in shoot tip is lower than that of the control, while survival rate of shoot tip increases significantly than that of the control. Thawing for 1-2 min at 40℃-60℃ generally has no significant effect on survival rate of shoot tip. Suitable cryopreservation steps of vitrification as follows: shoot tip pre?cultured for 3 d in medium with 06 mol·L-1 sucrose firstly, then loaded for 30 min in 60% PVS2, dehydrated for 15 min in PVS2, put in PVS2 and conserved in liquid nitrogen, and shoot tip thawed for 1-2 min in 40 ℃.     

不结球白菜种子活力及抗氧化特性在人工老化过程中的变化

以不结球白菜品种‘寒笑’种子为材料,研究高温(42℃)高湿(相对湿度100%)人工老化处理过程中种子活力及抗氧化相关特性的变化。结果显示:不结球白菜种子的发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数随老化处理时间的延长而逐渐下降,不正常苗率逐渐增加;种子的超氧阴离子(O2.-)产生速率先增高后降低,过氧化氢(H2O2)含量逐渐增加,脂氧合酶(LOX)活性和丙二醛(MDA)含量下降,种子浸出液相对电导率增加;种子超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽还原酶(GR)活性随老化处理时间的延长逐渐下降,抗坏血酸过氧化物酶(APX)和谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)活性在老化处理初期(老化3 d前)均增加,APX活性随后降低,GPX活性无显著变化;种子抗坏血酸(AsA)和还原型谷胱甘肽(GSH)含量在老化处理1 d后即显著降低并持续保持较低水平。研究表明,不结球白菜种子在人工加速老化过程中其抗氧化系统代谢紊乱并造成活性氧累积伤害,这可能是引起不结球白菜种子老化的重要原因。