油菜种子贮藏特性的研究

昆明自然条件下贮藏1－17a的58份甘蓝型油菜种子的生活力随贮藏时间的延长而逐渐下降,胚活性劣变较早,但胚活性的完全丧失则明显慢于种子生活力,据此认为贮藏的油藏种质可划分为四大群体,在昆明自然条件下的某蓝型油菜种子平均寿命为8－9a.     

甘蓝型油菜子油分的积累与某些生理变化关系的研究

油菜种子发育过程中,其内部的生理代谢过程发生了规律性的变化。伴随着种子的发育进程,６－磷酸葡萄糖脱氢酶、异柠檬酸裂解酶、异柠檬酸脱氢酶和琥珀酸脱氢酶的活性均有不同程度的增强。在油分旺盛合成期,６－磷酸葡萄糖脱氢酶和异柠檬酸裂解酶的活性均达到了最大值,而此时,异柠檬酸脱氢酶和琥珀酸脱氢酶的活属于匀增加较慢;在种子的不同发育时期,高含油量品系的６－磷酸葡萄糖脱氢酶和异柠檬酸裂解酶的活性均高于低含油量的     

甘蓝型油菜种子硫代葡萄糖苷含量的QTL定位及候选基因鉴定

【目的】为了解析油菜种子硫代葡萄糖苷性状的重要遗传位点及候选基因,【方法】本研究利用KN DH群体在冬性环境2015-2018连续4年的种子硫苷含量表型和KN 高密度SNP遗传连锁图谱,通过Wincart 2.5软件的符合区间作图法对甘蓝型油菜种子硫代葡萄糖苷含量进行QTL定位和潜在候选基因鉴定。【结果】共鉴定到47个硫苷含量QTL,单个QTL解释表型变异最大是qGC.16YL19-4(19.44%),解释表型变异最小的是qGC.15YL12-5(1.82%)。利用元分析的方法将初步鉴定的47个QTL整合为38个consensus QTL,其中7个consensus QTL(cqGC.A9-5、cqGC.A9-7、cqGC.A9-9、cqGC.C2-9、cqGC.C2-10、cqGC.C9-5和cqGC.C9-6)为环境稳定表达QTL,包括3个硫苷含量主效QTL(cqGC.A9-5、cqGC.C2-10和cqGC.C9-5)。在主效QTLcqGC.A9-5和cqGC.C9-5鉴定到3个候选基因BnaA09g05480D,BnaC09g05620D和BnaC09g05810D,其功能主要涉及了油菜硫苷生物合成途径中吲哚-3-乙醛肟(IAOx)的合成和将2-烷基-苹果酸异构化形成3-烷基-苹果酸酯,以及硫苷的转运与分配。【结论】本研究获得了油菜种子硫苷含量3个主效QTL及3个候选基因,该结果为硫苷含量相关基因的功能机械和优质油菜品种培育提供理论依据。     

油菜矮秆突变WRKY转录因子cDNA克隆及表达分析

以甘蓝型油菜为材料,利用已建立的抑制性消减文库(SSH),采用RACE技术克隆到1个植物WRKY转录因子相关基因,命名为BnD11,其cDNA全长1034 bp,含有810 bp的完整开放阅读框,编码269个氨基酸。该基因编码的氨基酸序列与拟南芥WRKY40氨基酸序列相似性为79%,与拟南芥中编码WRKY-DNA结合蛋白40基因的氨基酸序列相似性达78%,与其它多种植物的WRKY转录因子的氨基酸序列也有较高的相似性。半定量RT-PCR对BnD11进行组织特异性表达分析显示:在正常生长条件下,BnD11在野生型和矮秆油菜的各个组织中均有表达,但在矮秆突变的根、茎、茎尖的相对表达量明显高于野生型。研究表明,BnD11功能区段具有很高的保守性,可能参与了油菜的茎秆发育。     

壳聚糖包衣对油菜种子萌发及幼苗耐盐性影响

以不同浓度的壳聚糖对油菜种子进行包衣处理,考察其对油菜种子萌发及幼苗耐盐性的影响,并在不同盐浓度胁迫条件下对种子萌发时的发芽势、发芽率、生物量（鲜重、干重、根长、芽长）等指标进行测定,同时分析油菜幼苗叶绿素含量、可溶性蛋白及可溶性糖含量的变化。结果表明,一定浓度的壳聚糖包衣处理可提高油菜种子发芽率、发芽势、生物量、幼苗的耐盐指数、叶绿素含量、可溶性蛋白及可溶性糖的含量,其中浓度为0.25 g·L^-1壳聚糖包衣处理对油菜种子萌发的促进效果较好,而浓度为0.50 g·L^-1壳聚糖包衣处理对提高油菜幼苗耐盐性具有较好的促进作用。     

甘蓝型油菜花蕾发育的比较蛋白质组学研究

甘蓝型油菜（Brassica napus L.）是我国目前的主栽油菜类型,其花蕾发育包含一系列复杂的代谢和调控过程,尤其是小孢子成熟前的早期发育过程对油菜育性影响较大。本研究首先通过组织形态学观察,确定甘蓝型油菜花蕾大小在1～3 mm时期,对应于雄蕊发育的5～9期。利用高通量的HPLC-MS/MS质谱测序技术,对该发育时段的花蕾进行蛋白质组学分析,共鉴定到13 444个蛋白,比较各时期鉴定到的蛋白筛选出613个差异表达蛋白。对差异蛋白的功能进行分析,发现细胞壁建成、脂质代谢、细胞转运相关蛋白大量上调,这将有利于花蕾发育过程中的细胞建成和花粉发育;核酸相关蛋白表达与含量变化迅速,这与该时段细胞的急剧分裂与生长的代谢过程一致;而ABCDE发育模型相关蛋白的表达未发生显著变化,可能具有除诱导花蕾分化外的其他功能。研究结果说明油菜花蕾发育早期细胞代谢旺盛,大量代谢相关蛋白发生了显著变化,这将为进一步分析花蕾发育过程中的代谢及调控过程提供基础。     

外源甲醇对油菜种子萌发和幼苗生长的影响

以中国南、北2个主要栽培品种‘玉油二号’和‘秦油二号’油菜种子为供试材料,采用溶液培养方法研究了0~2 000mmol·L-1甲醇溶液处理下,油菜种子萌发、幼苗生长特征及其相关生理生化指标的变化。结果表明:(1)10~1 000mmol·L-1甲醇处理的油菜种子萌发指标(发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数)和幼苗生长指标(幼芽及幼根长度、鲜重、根冠比)均比对照显著增加,而甲醇溶液浓度为2 000mmol·L-1时油菜种子萌发和幼苗生长受到显著抑制;两个油菜品种种子萌发和幼苗生长在甲醇溶液处理下均表现为相同的变化趋势,但也存在品种的差异,‘秦油二号’生长受影响程度低于‘玉油二号’。(2)随着甲醇溶液浓度的增加,油菜种子萌发指标和幼苗生长指标表现出先增加后降低的趋势,并在甲醇溶液浓度为100mmol·L-1时均达到最大值,继续高于此浓度后促进作用即减弱以至消失,甚至产生抑制作用。(3)随着甲醇处理溶液浓度的增加,油菜幼苗叶片的叶绿素含量呈先增后降的趋势,而同期叶片的MDA和过氧化氢含量却呈先降后升的相反趋势,且均在相同的100mmol·L-1浓度下分别达到最大或者最低值。研究认为,适宜浓度的甲醇溶液能够促进油菜种子萌发和幼苗生长。     

春性甘蓝型油菜BnFY34基因的克隆及序列分析

春性甘蓝型油菜杂交种由于发育期较长,极大地限制了该油菜在高寒地区的推广。为了从春性特早熟甘蓝型油菜中筛选出苗期和蕾期差异表达的基因,该研究以春性特早熟甘蓝型油菜为材料,利用cDNA-AFLP技术筛选出1个春性特早熟甘蓝型油菜苗期特异表达的基因片段,并采用RACE技术成功分离克隆了该基因,命名为BnFY34。通过对该基因的测序和生物信息学分析,发现该基因序列大小为455 bp,包含完整的开放阅读框(ORF),编码一个由71个氨基酸残基组成的蛋白,推测的蛋白质分子量为8.04 kD,理论等电点为10.25,其三级结构中含有3个α螺旋,不含β折叠。同时,将BnFY34基因与甘蓝型油菜基因组序列进行比对,结果显示BnFY34基因位于C4染色体上,由3个外显子和2个内含子组成。另外,通过对该基因与其他植物同源基因的亲缘关系进行了分析,结果表明BnFY34基因与芸薹属植物属于同一亚族,并且与甘蓝型油菜中已报到的未诠释基因XM_013837282.1的相似度达100%,其功能有待进一步研究。该研究结果对春油菜产量和品质的早熟转基因育种具有重要意义。     

芥菜型和甘蓝型油菜及其杂种后代种子硫甙组成差异的研究

用高效液相色谱技术分析了芥菜型油菜（Ｂｒａｓｓｉｃａ ｊｕｎｃｅａ）和甘蓝型油菜（Ｂｒａｓｓｉｃａ ｎａｐｕｓ）种间杂种后代及共亲本的硫甙组成。结果表明,与亲本农艺性状相似的后代,那么其硫甙组成与亲本亦相似。各后代中硫甙组成与亲本相比,虽发生了不同管理的变化,但都有倾向母体的趋势。芥菜型油菜烯丙基硫甙含量,２－羟基－３－丁烯基硫甙含量低,而甘蓝型油菜２－羟基３－丁烯基硫甙含量高,烯丙基硫甙含量最低     

油菜种子类胡萝卜素总量测定方法的研究

类胡萝卜素是植物中最重要的一类色素,具有抗氧化、预防心血管疾病和癌症、延缓衰老等生物学功能,与人类健康关系密切.培育高类胡萝卜素油菜品种能有效地提升菜籽油的营养保健价值和稳定性,是今后油菜品质育种的一个新方向.研究建立快速、准确和简便的油菜种子类胡萝卜素总量测定方法,是发掘高类胡萝卜素油菜种质资源和开展高类胡萝卜素油菜育种的前提条件.本实验研究了不同提取溶剂、时间、料液比等因素对油菜种子中类胡萝卜素的提取效果和测定结果的影响,确定了最佳的提取和测定条件.建立了快速、准确和简便的油菜种子类胡萝卜素总量测定方法,并测定了30份不同类型油菜种质资源种子中类胡萝卜素总量,为进一步发掘高类胡萝卜素油菜种质资源和开展高类胡萝卜素油菜育种创造了条件.     

甘蓝型油菜雌性不育突变体FS-M1乳突细胞的细胞学观察

雌性不育突变体FS-M₁是从甘蓝型油菜(Brassica napus)品种宁油10号中发现的。为了从细胞学角度研究FS-M₁的雌性不育机理, 利用荧光显微镜、扫描和透射电子显微镜观察分析了FS-M₁柱头乳突细胞的授粉行为和超微结构。结果表明: 花粉粒能在FS-M₁乳突细胞上附着和萌发形成花粉管, 但花粉管无法穿越柱头乳突细胞; 开花后的FS-M₁乳突细胞迅速衰退而呈干瘪萎蔫状, 在衰退过程中, FS-M₁柱头乳突细胞的细胞器数量减少, 细胞液泡化明显, 高尔基体、内质网和线粒体等一些细胞器结构被逐渐破坏。因此, 推测FS-M₁的雌性不育性是由于柱头乳突细胞发育异常造成的。     

气候变化对6种荒漠植物分布的潜在影响

分析气候变化对植物分布的影响,对保护生物多样性具有重要意义。利用CART(分类和回归树)模型及A2和B2情景,分析了气候变化对短叶假木贼(Anabasis brevifolia)、裸果木(Gymnocarpos przewalskii)、梭梭(Haloxylon ammoden-dron)、膜果麻黄(Ephedra przewalskii)、驼绒藜(Ceratoides latens)和喀什膜果麻黄(Ephedra przewalskii var.kaschgarica)分布范围及空间格局的影响。结果表明:气候变化下,这些植物目前适宜分布范围减小;从新适宜及总适宜分布范围而言,短叶假木贼和梭梭从1991-2020年到2051-2080年时段增加,之后减小,其它植物从1991-2020年到2081-2100年时段减小;喀什膜果麻黄和驼绒藜适宜分布范围减小并破碎化,其它植物向目前适宜分布的西部、西北部(或青海西南部)、昆仑山、阿尔金山和祁连山区扩展;除驼绒藜和喀什膜果麻黄与年均气温变化具显著相关性外,其它植物分布范围与年均气温和降水量变化的相关性较弱(P0.05),除驼绒藜、喀什膜果麻黄和裸果木目前分布范围与年均气温和降水量变化的回归关系较强外,其它植物分布范围与年均气温和年降水量变化多元线性回归关系较弱。上述研究结果表明,气候变化下,这些植物空间分布格局改变,目前分布范围减少,新适宜及总适宜分布范围近期增加,随着气候变化程度的增强,又逐渐减小。     

椒样薄荷、薄荷和苏格兰留兰香精油与抗生素的协同抑菌功能

以开花期的椒样薄荷(Mentha × piperita)、薄荷(M. haplocalyx)和苏格兰留兰香(M. × gentilis)叶片部位提取的精油为研究对象, 通过GC-MS分析, 并采用纸片扩散法研究了3种精油单独使用及与抗生素联合使用时对金黄色葡萄球菌、蜡状芽孢杆菌、大肠杆菌、绿脓杆菌和肺炎克雷伯氏菌的抑制情况。结果表明, (1) 椒样薄荷与薄荷精油中含量最高的成分为薄荷醇、薄荷酮和异薄荷酮, 苏格兰留兰香精油的主要成分为香芹酮和柠檬烯。薄荷和苏格兰留兰香精油符合欧洲药典与ISO标准, 椒样薄荷需要继续改良以提高其精油品质与抑菌功能。(2) 精油单独使用时, Pseudomonas aeruginosa ATCC 15442对椒样薄荷精油和薄荷精油敏感; P. aeruginosa ATCC 27853对薄荷精油和苏格兰留兰香精油敏感。精油与抗生素联合使用时抑菌范围和强度均有所改变: 绿脓杆菌的2个菌株对精油与抗生素的组合最为敏感, 其中, 椒样薄荷精油与头孢他啶的组合对P. aeruginosa ATCC 15442显示出最强的增效作用, 薄荷精油与头孢他啶混合之后对P. aeruginosa ATCC 27853出现拮抗作用。Staphylococcus aureus ATCC 25923对所有精油以及精油与抗生素混合物均有抗性。(3) 椒样薄荷、薄荷和苏格兰留兰香精油的不同成分及其含量差异不仅对精油品质有影响, 而且影响精油对测试菌种的抑制作用, 可考虑将其作为薄荷属植物品质育种的参考指标。     

不同番茄种质叶表次生代谢物质

多毛番茄(Solanum habrochaites)为重要的番茄种质资源, 其叶表存在大量次生代谢物质, 对多种虫害具有趋避或/和毒害作用。利用气相色谱-质谱联用(GC-MS)技术分析栽培番茄(S. lycopersicum ) 9706与3份多毛番茄(LA2329、LA1777和PI134417)材料叶表次生代谢物质。结果表明, 3份多毛番茄叶表可检测到的次生代谢物质种类和总含量均高于普通番茄, 同时多毛番茄亚种间次生代谢物质的种类和含量也存在差异。普通番茄叶表次生代谢物质为3种单萜和3种倍半萜类物质, 其中单萜和倍半萜类物质分别占次生代谢物质总量的60.3%和39.7%。多毛番茄LA2329和LA1777叶表倍半萜类物质的种类和含量较高, 有些萜类物质具有物种特异性。如LA2329中含量最高的α-姜烯, 其含量为2 409.1 μg·g^–1; LA1777中含量较高的γ-榄香烯和E-β-法尼烯, 含量分别为573.3 μg·g^–1和289.9 μg·g^–1, 在其它番茄材料中未检测到这3种倍半萜类物质。PI134417中含量最高的是月桂酸乙酯, 其含量为5 312.8 μg·g^–1, 在普通番茄中这一物质未见报道。PI134417中甲基酮类物质含量也较高, 其中2-十一烷酮和2-十三烷酮的含量分别为689.8 μg·g^–1和1 459.7 μg·g^–1。研究结果可为番茄种质资源利用和次生代谢物质开发提供理论依据。     

UV-B辐射对拟南芥种子萌发和幼苗生长的影响

以哥伦比亚生态型(Columbia-0)拟南芥(Arabidopsis thaliana)为实验材料, 人工模拟UV-B辐照处理拟南芥种子, 统计其发芽势和发芽率, 测定根长、株高、叶绿素、可溶性糖、可溶性蛋白以及丙二醛(MDA)含量, 研究UV-B辐照处理对拟南芥种子萌发和幼苗生长的影响。研究结果表明, 低剂量的UV-B辐照可以促进拟南芥种子萌发和幼苗生长, 并且最佳辐照剂量为1.0 kJ·m^–2(P<0.05), 此时的发芽势、发芽率、根长、株高、叶绿素、可溶性糖及可溶性蛋白的含量均达到最大, 而丙二醛的含量变化则不明显(P>0.05)。当辐照剂量大于1.0 kJ·m^–2时, 促进作用逐渐变小, 并且随着辐照剂量的增加, 表现出了抑制作用。实验结果表明, 适当剂量的UV-B辐照在一定程度上可以促进拟南芥种子萌发和幼苗生长, 而过高剂量的辐照则对其产生抑制或损伤作用。     

小叶杨DREB同源基因内SSR的发现及群体结构分析

利用基因特异的PCR引物从小叶杨(Populus simonii)经干旱胁迫后构建的cDNA文库中扩增得到长度为671 bp的PsDREB cDNA克隆。该基因内部含有完整的且大小为543 bp的开放阅读框, 可编码181个氨基酸残基。在此基础上, 对36株小叶杨基因型个体的DREB基因进行了克隆和序列分析, 发现其内部存在以CAC为基本单位的4次(A)、5次(B)、7次(C)、8次(D)、9次(E)、10次(F)和11次(G)7种类型的简单重复序列(SSR)。以该重复序列为扩增对象设计引物, 对我国11个省16个群体528株小叶杨进行了群体遗传结构分析。结果表明, 在检测群体中各位点等位基因频率大小顺序依次为: D＞C＞F＞E＞A＞G＞B; 平均有效等位基因数为3.167 0, 平均观察和期望杂合度分别为0.468 5和0.531 5, 且在多数群体中存在一定程度的近交效应和显著偏离Hardy-Weinberg平衡; 而Ewens-Watterson中立性检验表明, 除山西宁武、辽宁朝阳和河南伊川外, 其它多数群体均属于中立性选择。研究结果将为利用候选基因内SSR标记来评价林木育种资源的遗传多样性以及保护和利用这些资源提供科学的理论依据。     

农杆菌介导巨桉Eg5高效遗传转化

以巨桉(Eucalyptus grandis)无性系Eg5叶片为外植体, 探讨了农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)侵染时间、共培养pH值和共培养时间对瞬时转化效率的影响, 分析了不同筛选策略对遗传转化植株筛选效果的影响。结果表明, 外植体侵染45分钟, 共培养pH值为5.8, 共培养3天所得到的瞬时转化效率最高; 逐步提高卡那霉素(Km)浓度筛选转基因植株有效, 筛选率达到15%, 转化率达到0.26%。经过GUS染色分析和PCR检测, 证实为转基因植株。     

NaHS对NaHCO3胁迫下黑籽南瓜种子萌发及生理特性的影响

以黑籽南瓜(Cucurbita ficifolia)种子为试材, 研究了外施不同浓度的NaHS对NaHCO₃胁迫下种子萌发及生理特性的影响。结果表明, NaHCO₃胁迫显著抑制了黑籽南瓜种子的发芽率、胚轴长和胚根长, 降低了种子萌发过程中的可溶性糖含量, 抑制了α-淀粉酶、β-淀粉酶、SOD及POD活性。而外施不同浓度的NaHS显著促进了NaHCO₃胁迫下黑籽南瓜萌发种子胚轴和胚根的生长, 提高了可溶性糖含量及α-淀粉酶、β-淀粉酶、SOD和POD活性, 降低了MDA含量; 外施其它盐类(Na₂S、Na₂SO4、NaHSO₄和NaHSO₃)及不同pH值(pH5.8–7.8)的Na₂HPO₄-NaH₂PO₄缓冲液对NaHCO₃胁迫下黑籽南瓜种子的萌发则无影响。外施NaHS可有效缓解NaHCO₃胁迫对黑籽南瓜种子萌发的抑制作用, 其缓解效应可能与其释放的H₂S有关。     

祁连圆柏和圆柏色素含量及其花青苷合成酶活性的季节性变化

以祁连圆柏(Sabina przewalskii)和圆柏(S. chinensis)为材料, 测定2种植物花青苷、类黄酮、紫松果黄素、叶绿素和 类胡萝卜素的含量及花青苷合成过程中关键酶苯丙氨酸解氨酶(PAL)和类黄酮糖基转移酶(UFGT)的活性, 并分析了各值的季节性变化。结果表明, 祁连圆柏和圆柏叶片中PAL及UFGT的活性、花青苷、类黄酮﹑紫松果黄素以及类胡萝卜素的含量在低温季节均明显高于其它季节; 叶绿素含量在低温季节低于其它季节; 并且祁连圆柏中花青苷含量及其合成酶PAL和UFGT的活性以及类黄酮、紫松果黄素和叶绿素含量始终高于圆柏。结果说明花青苷是圆柏属植物中具有抗冻特性的重要次生代谢物,是抵御低温和辐射胁迫的一种重要保护物质; 紫松果黄素等色素对圆柏属植物抵抗低温诱导的光抑制起重要作用。     

次氯酸钠离析法观测甘蓝叶片脉序的处理条件优化筛选

次氯酸钠(NaClO)离析法主要用于植物叶片表皮的观测, 在研究过程中发现该法也可用于叶片脉序的观测。以甘蓝(Brassica oleracea var. capitata)为实验材料, 采用二次正交设计方法对水煮时间、NaOH浓度、NaOH处理时间、NaClO浓度、NaClO处理温度和处理时间等各种处理条件进行优化筛选, 以期得到适合于甘蓝叶片脉序观测的最佳处理条件组合。实验结果表明, 新鲜甘蓝叶片水煮3分钟, 10%的NaOH溶液60°C水浴处理2.5小时, 3%的NaClO溶液40°C水浴离析2小时,叶片脉序的观测效果最佳。