芹菜雄性不育的创制及线粒体不育候选基因鉴定北大核心CSCD

芹菜花小、花多及花发育不一致,以及种子小等特点,限制了芹菜杂交育种及制种。为此,创制雄性不育性彻底的不育材料,对于芹菜遗传育种及制种具有积极意义。本研究以津南实芹为材料,于2017年利用辐射诱变的方法,获得一份芹菜雄性不育材料(命名为:QCBU-001)。通过多年田间研究表明,QCBU-001花药彻底肉质化,无法形成花粉,能够自由接收外来花粉,形成种子。杂交试验表明,QCBU-001杂交种子能够正常发芽生长,杂交优势明显。线粒体基因组分析表明,QCBU-001线粒体基因组长度为260,872 bp,含有52个mRNA,21个tRNA和7个rRNA。进一步与NCBI上公布的不育芹菜材料W99A和可育材料W99B线粒体基因组比对,以及设计引物对津南实芹线粒体基因克隆均表明了QCBU-001是由Cox 1发生突变导致其不育。为此,QCBU-001为芹菜CMS雄性不育材料,可用于芹菜杂交育种和制种中。     

鸭儿芹羟基肉桂酸转移酶基因的克隆及其对不同温度的响应

以贵州省野生鸭儿芹为研究对象,用RT-PCR克隆获得与木质素合成有关的羟基肉桂酸转移酶基因(CjHCT),并分析CjHCT基因对不同温度的响应,探索人工栽培鸭儿芹的适宜温度。结果表明:(1)CjHCT基因开放阅读框长度为1 290bp,编码429个氨基酸;蛋白质分子质量为47.58kD,等电点为6.67;进化树分析表明,CjHCT与茄科植物的HCT亲缘关系最近。(2)荧光定量PCR分析显示,CjHCT基因在贵州鸭儿芹根、叶柄、叶及花不同组织中的表达具有组织特异性,且在根中CjHCT基因的表达量最高,而在叶中表达量最低,花与叶中该基因表达量相近。(3)对鸭儿芹生长过程中主要面临的4种不同温度(10℃、18℃、30℃和38℃)分别处理0、0.5、1、2、4、8、12、24h,荧光定量PCR检测显示,CjHCT基因的表达量(以0h处理作为对照,表达量为1)在高温(30℃和38℃)处理下于0.5h时最高,其中30℃处理的CjHCT基因表达量高于38℃处理;在低温(10℃和18℃)下鸭儿芹CjHCT基因表达量于12h时最高,其中10℃处理0.5h时CjHCT基因较对照表现为下调;高温(30℃和38℃)下CjHCT基因表达量峰值比低温(10℃和18℃)下表达量峰值高,而且峰值出现的时间也较早。该实验意义在于初步研究发现低温栽培鸭儿芹能抑制CjHCT基因的表达,为人工栽培鸭儿芹温度调控提供了参考。     

野生瓣化型雄性不育胡萝卜‘武野-不育’的特征鉴定与分析

胡萝卜雄性不育材料,在胡萝卜育种中具有重要作用。本研究描述了一种从武汉市洪山区野生胡萝卜材料中获得的野生瓣化型胡萝卜雄性不育材料(‘武野-不育’,简称‘Wuye-BY’)的特征。该野生瓣化型雄性不育胡萝卜特征在于:无明显膨大的肉质根,嫩茎、叶片及其叶柄深绿色,几乎无毛,无花瓣和花药。花萼数量8~10个,花丝数量为0~2个,染色体数目为2n=18。双悬果顶端及其花丝顶端具有大量的蜜液,能接受栽培胡萝卜花粉。杂交F1的根大小、根重,胡萝卜素、总糖和维生素C含量,具有明显优势。     

种子无刺毛野生胡萝卜雄性不育材料的创制与鉴定

胡萝卜雄性不育使得胡萝卜杂交优势得以利用,而种子刺毛严重影响胡萝卜播种质量和效率。通常,需要在播种前去除胡萝卜种子的刺毛。胡萝卜种子无刺毛雄性不育材料对于胡萝卜遗传育种有重要的意义。本研究利用从武汉洪山地区野生胡萝卜(武野)筛选到的雄性不育材料(武野-不育)和筛选到的种子无刺毛材料(武野-无毛)进行杂交和后代筛选,获得了种子无刺毛的雄性不育材料(命名为武野-雄无毛)。武野-雄无毛材料为典型的瓣化型雄性不育,其叶片、叶柄、茎等表现出光滑无茸毛,植株颜色为深绿色。在育性线粒体基因上,武野-雄无毛只含有短片段的atp6基因,不含长片段的atp6基因。武野-雄无毛与武野及栽培胡萝卜黑田五寸杂交,种子均表现出无刺毛特征,且获得的杂交种发芽所需时间短于武野和黑田五寸。     

红和绿香椿芽贮藏过程中花青素和木质素含量变化及相关基因表达分析

为了探究低温贮藏对香椿芽品质的影响,研究以贵州省织金县板桥镇红光村种植的红和绿香椿芽为材料,在4℃低温黑暗贮藏过程中对其叶片和叶柄进行外观形态和组织细胞学观察,花青素、木质素含量及其相关合成基因表达水平分析。结果表明,(1)红香椿芽贮藏3 d后色泽保持较好,而绿香椿芽贮藏1 d后开始出现黑色斑点,且黑色斑点的数量随贮藏时间的延长逐渐增加;(2)红香椿芽叶脉和叶柄木质部细胞比相应绿香椿芽小且数量少;红、绿香椿芽贮藏过程中次生细胞壁均逐渐增厚,且绿香椿芽叶脉和叶柄细胞染色程度较深;(3)在低温贮藏过程中,红、绿香椿芽花青素含量均降低,木质素含量均升高,红香椿芽花青素含量始终高于绿香椿芽,而其木质素含量始终低于绿香椿芽,且红香椿芽升降幅度较小;(4)在采后低温贮藏过程中,香椿芽叶片和叶柄中花青素和木质素相关合成基因的表达水平与花青素和木质素含量的变化趋势基本一致。研究表明,红、绿香椿芽贮藏过程中均发生了木质化和蒸腾失水,花青素含量降低,但绿香椿芽的变化更明显;香椿芽花青素和木质素含量的差异与其合成相关基因的表达水平具有相关性。     

鸭儿芹肉桂酸4-羟化酶基因的克隆与不同温度下的表达分析

为研究鸭儿芹木质素合成相关基因,以贵州省野生鸭儿芹为研究对象,克隆到1条1 631bp长的肉桂酸4-羟化酶(C4H)基因(CjC4 H),并以鸭儿芹生长过程中主要面临的4种不同温度(10℃、18℃、30℃和38℃)处理0、0.5、1、2、4、8、12和24h,考察鸭儿芹木质素合成基因CjC4 H的表达情况,探讨鸭儿芹木质素合成基因受温度的调控关系,为鸭儿芹适宜生长温度的选择提供参考。开放阅读框(ORF)分析显示,CjC4 H基因的开放阅读框(ORF)长度为1 521bp,可编码506个氨基酸,蛋白分子质量为58.13kD,等电点为9.38。进化树分析表明,同科植物之间C4H进化上相对保守。实时定量PCR检测鸭儿芹中CjC4 H基因与温度的响应表达,结果表明38℃高温处理4h时,CjC4 H基因表达量远高于其他温度处理;而10℃和18℃相对低温处理,CjC4 H基因表达在24h时明显提高。     

室温贮藏过程中胡萝卜口感及部分营养成分含量变化

胡萝卜(Daucus carota var.sativa DC.)别名红萝卜,为2年生草本植物,原产于中亚、西亚和非洲北部,于13世纪末传入中国;其根部营养物质丰富,特别是胡萝卜素及维生素等含量较高[1]。胡萝卜在中国南北方栽种广泛,主要种植在长江以北地区,特别是高寒地区,是该地区主要冬贮蔬菜之一[2]。中国是胡萝卜栽种和产量大国,栽种面积占全球栽种面积的[]     

胡萝卜AP2／ERF-B1亚族两个转录因子基因的克隆及其非生物胁迫响应分析

AP2／ERF是植物中普遍存在的一类重要转录因子,参与植物整个生命周期的生长发育和逆境信号转导。本研究以胡萝卜（Daucus carota）‘黑田五寸’为试验材料,基于其转录组和基因组数据,检索和拼接获得胡萝卜AP2／ERF家族2个转录因子基因序列g39811和g47170。采用RT-PCR方法,分别从‘黑田五寸’中克隆DcERF-B1-1（g39811）和DcERF-B1—2（g4717D）转录因子基因。序列分析显示,胡萝卜DcERF-B1-1和DcERF-B1-2转录因子基因分别含有630个和594个开放阅读框,分别编码209和197个氨基酸;均含有相对保守的AP2结合域,具有典型的植物AP2／ERF类转录因子特征。从氨基酸组成成分、理化性质、亲水性／疏水性和三级结构上分析显示,胡萝卜DcERF—B1-1和DcERF-B1-2转录因子亲水性大于疏水性,其氨基酸序列可能属于亲水性蛋白。空间结构分析显示,它们都具有1个α螺旋和3个β折叠。进化树分析显示,二者均属于AP2／ERF家族转录因子中ERF亚族的B1组。实时定量荧光PCR显示,在低温、干旱、盐胁迫的条件下,DcERF-B1-2转录因子比DcERF-B1-1转录因子对逆境的响应更大;在高温的条件下,DcERF-B1-1转录因子比DcERF-B1-2转录因子对逆境的响应更大。     

芹菜NHL-like蛋白基因克隆与表达分析

植物生长发育过程中会遭遇各种病原物的攻击,植物为了应对这些危害并适应外界的生存竞争,逐渐演化出了复杂的防御机制。NHL基因家族庞大,部分NHL基因受病原物诱导后会过量表达,增强植物对多种病原菌的抗性,是与植物防御机制密切相关的蛋白。本研究以津南实芹和美国西芹2个芹菜品种为试验材料,分别克隆出NHL-like蛋白基因AgNHL。序列分析表明,上述2种芹菜的AgNHL基因序列均含636 bp的开放阅读框,编码211个氨基酸。2种芹菜碱基序列,只有第36位不同,津南实芹为T,美国西芹为C,2种碱基序列相似性高达99.84%,编码的氨基酸序列相同。进化分析显示,2种芹菜的NHL-like蛋白与葡萄、大豆等植物的相似度较高,在第80~185氨基酸间含一个LEA-2蛋白保守结构域。荧光定量PCR结果表明,AgNHL基因主要在芹菜茎中表达,根中表达量最低,有明显组织特异性,品种差异也很显著。对2种芹菜分别进行4℃低温、38℃高温、20%PEG处理、0.2 mol/L NaCl处理2 h表达分析显示,低温、盐处理下该基因表达量明显上升。     

种子有刺毛与无刺毛胡萝卜转录因子DcTTG1的分离及表达分析北大核心CSCD

胡萝卜种子中刺毛严重影响胡萝卜播种质量。在胡萝卜播种前需要将种子上的刺毛用机械或者人工方法去除。转录因子TTG1(TRANSPARENT TESTA GLABRA 1)是调节植物刺毛发育的主要因子之一,而在胡萝卜中未有研究报道。本研究报道一种从武汉洪山区野生胡萝卜(武野)中,筛选到植株、茎叶及种子均无毛的材料(命名为:武野-无毛),并对其毛发育调节转录因子DcTTG1进行研究。结果表明,武野和武野-无毛材料的DcTTG1长度均为1011 bp,均可编码336个氨基酸残基。两个材料的DcTTG1序列上有3个位置不同,导致其推导的氨基酸有3个位点不同。两个材料DcTTG1蛋白序列,均含有4个WD-40基序。以拟南芥为外群,进化分析上胡萝卜的DcTTG1与其他伞形科的TTG1处在同一分枝上,其他科植物的TTG1也处在同一分枝上。表达分析表明,DcTTG1在武野材料中的茎、叶及授粉5 d的花,表达量显著高于武野-无毛,但在未授粉花及形成的种子(授粉20 d)不存在显著性。