不结球白菜同源四倍体Pol CMS及其保持系花药发育的解剖学研究

以秋水仙素人工诱变获得的不结球白菜同源四倍体Pol CMS及其保持系为材料,采用石蜡切片法研究其花药发育过程.结果显示:四倍体Pol CMS与保持系花药发育差异明显,不育系花药发育受阻于孢原细胞分化期,不形成药室,属无花粉囊型.极少数温敏型花药能产生1~2个花粉囊,但四分体时期绒毡层提早退化,导致成熟小孢子数目减少.四倍体保持系花药发育过程与二倍体基本一致,同一时期的可育小孢子四倍体比二倍体大,二倍体花粉粒都为3个萌发孔,而四倍体多为4个萌发孔.四倍体保持系同一花粉囊中花粉粒发育有不同步现象,花粉粒败育频率比二倍体高.研究表明,不结球白菜同源四倍体Pol CMS比其二倍体Pol CMS不育更彻底,更具应用性.     

不同倍性不结球白菜营养品质及同工酶比较研究

对二倍体、同源四倍体不结球白菜主要营养品质及叶片和花蕾EST、POD、SOD同工酶谱带进行研究.结果表明:(1)同源四倍体可溶性糖、可溶性蛋白、维生素C、有机酸、干物质和纤维素含量分别比二倍体增加16.65%、14.08%、18.18%、15.81%、15.82%和60.00%,差异极显著.(2)叶片中,二倍体EST谱带比同源四倍体多1条;花蕾中二倍体比四倍体多2条谱带;而POD和SOD在谱带条数上没有差异,只是四倍体的谱带亮度较二倍体强,表明其表达量较高,说明它们的酶种类相似但剂量不同.     

低温胁迫对不同倍性不结球白菜生长及生理生化特征的影响

在田间自然低温条件下对二、四倍体不结球白菜的生长特性进行了比较研究,并在光照培养箱中于-5~5℃条件下,分析低温胁迫对它们生理生化特征的影响。结果表明:(1)四倍体不结球白菜的10叶厚、叶柄宽和厚、单株重、单株叶重、叶重/叶柄重及小区产量等农艺性状均显著高于其同源二倍体;(2)随温度的降低,二、四倍体不结球白菜的叶片可溶性蛋白质、可溶性糖及游离脯氨酸等渗透调节物质含量明显上升,电解质外渗率增大,丙二醛(MDA)含量升高,保护酶SOD、POD和CAT活性则先升高后降,而且四倍体材料的渗透调节物质含量和保护酶活性在低温胁迫过程中始终明显高于二倍体,但电解质外渗率和丙二醛含量低于二倍体。研究发现,低温胁迫下渗透调节物质含量升高和保持较高的保护酶活性是四倍体不结球白菜抗寒性强的主要原因。     

四倍体不结球白菜的诱导及染色体倍性鉴定

用不同浓度秋水仙素处理子叶期不结球白菜生长点对其进行染色体倍性操作,根据形态解剖学、细胞学特征和流式细胞仪进行倍性鉴定.结果表明,浓度为0.2%的秋水仙素处理4次的效果最好,四倍体诱变率为8.42%.与二倍体相比,四倍体植株叶片、花器官、气孔等均表现巨大性;气孔密度和结实率降低;抽薹较晚.用流式细胞仪进行倍性鉴定,对照DNA相对含量为100,疑似株为200,表明是四倍体;疑似株有2个值与对照的比值约为1和2,表明是嵌合体(2x 4x).流式细胞仪鉴定结果与染色体计数法鉴定结果一致,表明流式细胞仪可以较准确地检测不结球白菜突变株倍性.     

根肿病对不结球白菜的生长及生理生化物质和活性氧代谢的影响

以不结球白菜主栽品种‘新夏青2号’和‘新矮青’为试验材料,采用人工气候箱内接种鉴定的方法,研究了感染根肿病对不结球白菜植株幼苗生长、生理生化物质及活性氧代谢的影响。结果显示:(1)与未感病植株(0级)相比,感染根肿病(3级)植株株高、柄长、叶面积及地上部鲜重和叶片中的叶绿素含量均显著降低,根冠比随着感病等级的增大而提高,使幼苗植株生长受到显著抑制,且‘新夏青2号’比‘新矮青’所受抑制程度更强。(2)感病后植株叶片的可溶性蛋白、可溶性糖、游离氨基酸以及叶片、根系中的脯氨酸等渗调物质的含量均比未感病植株显著降低,而叶片和根系中丙二醛(MDA)的含量显著升高,且除游离氨基酸以外‘新夏青2号’感病植株其他渗调物质的升降幅度均大于‘新矮青’。(3)感病植株叶片中硝酸根离子(NO3-)含量、硝酸还原酶(NR)活性和谷氨酰胺合成酶(GS)活性均比未感病(0级)植株降低,直接影响植株的氮素吸收利用能力。(4)植株感病后,叶片和根系中4种抗氧化酶(SOD、POD、CAT和APX)的活性均不同程度降低,且SOD、POD和CAT活性在根系中的降幅大于叶片,而‘新矮青’的感病3级植株根系和叶片中各酶活性的降幅均低于‘新夏青2号’(除叶片中CAT酶活性外)。研究表明,不结球白菜受到根肿病侵染后,各类生理生化物质含量和活性氧代谢均受到影响,膜脂过氧化程度加大,使不结球白菜的光合利用能力、吸收能力、渗透调节能力及抗氧化能力均受到抑制,最终影响植株的整个生长过程;品种‘新矮青’对根肿病的抗性高于‘新夏青2号’;可溶性蛋白、抗氧化酶活性和MDA可以作为不结球白菜早期筛选抗根肿病的生理指标。     

不结球白菜雄性不育系及其保持系花药发育的细胞学观察

以不结球白菜（Brassica campestris ssp．chinensis Makino）雄性不育系及其保持系为试验材料,选择不同发育阶段的花蕾,取其花药,制成石蜡切片和超薄切片,经染色后在电子显微镜下观察。结果表明,不结球白菜雄性不育系与保持系的花药发育有明显的不同：不育系花药发育受阻于花粉母细胞分化期,形成1～3个药室,并形成正常的四分体小孢子,此时细胞组织逐步解体,形成空腔花药;最后向内皱缩;保持系花粉母细胞能形成正常的四分体,进而形成小孢子,最终形成充满正常花粉粒的花药。     

不结球白菜Pol胞质雄性不育系和保持系蕾期基因的差异表达

以不结球白菜Pol胞质雄性不育系及其保持系为材料,利用cDNA-AFLP技术分析它们蕾期基因的差异表达,以获得与胞质不育相关的差异表达基因.结果共得到7条在GenBank中有同源性的差异表达片段,5条存在于不育系中,2条存在于保持系中.序列分析发现,在不育系花蕾克隆到的5条差异片段,分别与芥菜胞质雄性不育系线粒体orf108和atpA、拟南芥焦磷酸酶基因、拟南芥的锚定蛋白家族基因、甘蓝型油菜中的水胁迫蛋白、大白菜叶绿体基因片段有较高同源性;在保持系花蕾克隆到的2条差异片段分别与拟南芥未知蛋白基因有较高同源性.采用实时定量PCR验证其中5条差异片段在不育系和保持系花蕾中的表达水平,结果表明bcA19T15、bcA7T9在不育系中特异表达,bcA6T9、bcA19T8、bcA12T19在不育中表达比保持系中略强.     

采用秋水仙碱创制优质、抗热同源四倍体不结球白菜

以不同浓度秋水仙素处理二倍体不结球白菜(Brassica campestrisssp.chinensisM ak ino)子叶生长点,对变异株进行了形态解剖学、农艺学、细胞学及营养品质鉴定。结果表明:0.1 mol/L秋水仙素处理6次的效果最佳。与二倍体相比,四倍体植株、气孔、花器官均表现巨大性;气孔密度、结实率显著降低;四倍体白菜蛋白质、可溶性糖和维生素C含量比二倍体分别增加15.69%、71.25%和22.18%;夏季高温条件下四倍体表现出良好的丰产性和抗热性。     

不结球白菜雄蕊心皮化雄性不育系HGMSⅡ特性研究

对不结球白菜雄蕊心皮化雄性不育系HGMS和HGMSⅡ进行花器形态比较、同功酶分析及结实性研究.结果表明:HGMSⅡ较好地保留了HGMS花瓣萼片化、雄蕊心皮化鲜明特征,而且花瓣EST和POD同功酶酶带与萼片酶带基本相同,心皮化器官EST和POD同功酶酶带与雌蕊酶带相同.与完全雄蕊心皮化的HGMS相比,HGMSⅡ雄蕊心皮化突变主要发生在花药部位,导致花药丧失了产生花粉的能力,从而保留了HGMS不育性稳定、彻底的优良特性.与HGMS相比,HGMSⅡ开花习性明显改善,柱头表面花粉明显增多,雌蕊发育基本正常,单株平均籽粒产量达到8.96 g,较HGMS增加了7.17 g,增幅达401%,结实性得到了显著提高.     

不结球白菜小孢子胚植株再生及倍性研究

以不结球白菜子叶型小孢子胚为外植体,研究冷处理、活性炭及AgNO3对小孢子植株再生的影响,并对再生植株染色体倍性进行鉴定.结果表明:对小孢子胚进行5 d的4℃冷处理培养能提高其胚芽诱导率和胚芽数;培养基中添加1.0 g/L的活性炭对提高小孢子胚芽诱导率没有明显效果,但能有效减轻胚芽的玻璃化;添加5.0或7.0 mg/L的AgNO3对小孢子胚芽诱导有显著效果.染色体倍性鉴定结果表明:不结球白菜小孢子植株的染色体自然加倍率较高,在50%～100%之间;不同基因型不结球白菜小孢子植株的倍性变异具有多样性;在部分基因型中嵌合体占较高比例,最高达到42.86%.     

茄子雄性不育系与保持系生理生化特性比较分析

以赤茄(Solanum integrifolium)和栽培品种远缘杂交选育得到的核质互作型雄性不育系05-506及其保持系05-507为材料,测定并分析了叶片激素、叶绿素、游离总氨基酸、可溶性糖含量及光合特性.结果表明,茄子不育系苗期叶片中IAA和GA3含量低于保持系,ZR含量高于保持系,ABA/(IAA+ZR+GA3)比值约为保持系的1.3倍;不育系叶绿素含量幼苗期低于保持系,盛花期和保持系相近,结果期高于保持系;可溶性糖和游离总氨基酸含量高低随光合速率的变化而变化,幼苗期C/N比值低,盛花期C/N比值增大,碳水化合物代谢加强,结果期C/N比值下降,但不育系下降幅度较保持系少.不育系与保持系的Pn日变化均呈双峰曲线,即有光合"午休"现象;Pn值顺序不育系为幼苗期<盛花期<结果期,保持系为幼苗期<结果期<盛花期;不育系在营养生长和生殖生长时期的光饱和点均高于保持系,光补偿点在幼苗期和盛花期高于保持系,但结果期比保持系低.     

壳寡糖对不结球白菜子叶离体培养再生体系的影响

以不结球白菜（Brassica campestris L．ssp．chinensis Makino）子叶为外植体,考察壳寡糖对不结球白菜子叶离体培养再生体系的影响。在添加外源激素6．BA和NAA的条件下,比较了不同浓度（0．5、1．0、2．0和10．0mg·L^-1）壳寡糖对不结球白菜子叶形成愈伤组织、再生芽和再生不定根的影响。实验结果表明,低浓度的壳寡糖能促进子叶形成愈伤组织、再生芽。壳寡糖促进子叶形成愈伤组织和再生芽的最适浓度为0．5mg·L^-1,与其他浓度壳寡糖处理组相比,该浓度壳寡糖促进了子叶愈伤组织的形成,使出愈率达到92％。此外,该浓度壳寡糖能提高子叶的芽再生频率,使再生率达到80％,同时再生芽长度、叶绿素含量及外植体总鲜重达到最大,均显著高于对照组。然而,壳寡糖对再生芽生根有抑制作用,形成的不定根数目、平均根长和最长根长度均小于对照组。     

芘对小白菜幼苗生长和一些生理生化指标的影响

采用土培方法探讨芘对小白菜幼苗生长和若干生理生化指标影响的结果表明:芘对小白菜种子发芽率无影响,对幼苗株高、根长和叶面积显著抑制;芘处理的小白菜幼苗叶内叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a b和类胡萝卜素含量显著下降;而丙二醛(MDA)含量和细胞质膜透性则显著提高,且质膜透性随着芘浓度的增加呈现升高一下降一升高的趋势;高浓度芘处理的小白菜幼苗叶内脯氨酸含量和过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)活性均极显著提高.     

Isolation and Characterization of a Novel Chitosan-Binding Protein from Non-Heading Chinese Cabbage Leaves

To know the mechanism of ammonia assimilation in non-heading Chinese cabbage (Brassica campestris L. ssp. chinensis (L.) Makino) leaves regulated by chitosan (CTS), a CTS-binding protein was isolated from non-heading Chinese cabbage leaves using the chitosan affinity chromatography approach and this CTS-binding protein was partially characterized. The profile of the 53.1 kDa purified protein on sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis was compared with the native molecular weight of 106.5 kDa, which indicated that the purified protein was a dimer with identical subunits. After isoelectric focusing, a band was obtained at pH 8.25. The agglutination test and periodic acid-Schiff staining further revealed that the protein was a glycoprotein with lectin activity. Moreover, the purified protein contained 17.4 % (w/w) neutral carbohydrate and 82.56% (w/w) protein. The comparison of this protein and the 67 kDa CTS-binding protein isolated previously from Rubus culture tissue exhibited some differences in characterization. According to results of peptide mass fingerprinting analysis, the protein purified in the present study does not show any similarity with any protein in the protein data bank. Thus, it was deduced that the protein purified in the present study is a novel CTS-binding protein.     

Isolation and Characterization of a Novel Chitosan-Binding Protein from Non-Heading Chinese Cabbage Leaves

To know the mechanism of ammonia assimilation in non-heading Chinese cabbage (Brassica campestris L. ssp. chinensis (L.) Makino) leaves regulated by chitosan (CTS), a CTS-binding protein was isolated from non-heading Chinese cabbage leaves using the chitosan affinity chromatography approach and this CTS-binding protein was partially characterized. The profile of the 53.1 kDa purified protein on sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis was compared with the native molecular weight of 106.5 kDa, which indicated that the purified protein was a dimer with identical subunits. After isoelectric focusing, a band was obtained at pH 8.25. The agglutination test and periodic acid-Schiff staining further revealed that the protein was a glycoprotein with lectin activity. Moreover, the purified protein contained 17.4% (w/w) neutral carbohydrate and 82.56% (w/w) protein. The comparison of this protein and the 67 kDa CTS-binding protein isolated previously from Rubus culture tissue exhibited some differences in characterization. According to results of peptide mass fingerprinting analysis, the protein purified in the present study does not show any similarity with any protein in the protein data bank. Thus, it was deduced that the protein purified in the present study is a novel CTS-binding protein.     

水稻不育系与其保持系花药中的内源多胺和抗氧化代谢

7017、东野CMS两不育系花药与其相应的保持系比较,在花粉单核、二核和三核发育时期均含有较低的腐胺、精胺、工精胺、ASA和GSH含量;单核早期的ASA—POD、GR活性有所提高,但在单核晚期、二核及三核期AsA—POD、GR和6—GPDH活性明显低于保持系,并少1～3条6—GPDH同工酶带。表明不育花药有较低的内源多胺含量和较弱的抗氧化代谢效能。