异源多倍体杂种棉的研究

异源多倍体化是植物进化的重要因素之一.棉属植物有四个栽培种,即草棉(Gossypium. herbaceum)2n=2x=20、亚洲棉(G.arboreum)2n=2x=26、陆地棉(G.hirsutum)2n=4x=52、海岛棉(G.barbadense)2n=4x=52.其中四倍体栽培种是由两个二倍体棉种通过种间杂交、自然加倍而来的.四倍体栽培种在生长势、抗逆性以及农艺性状等方面均比二倍体栽培种优越.但是,随着倍性的增加,这种优越性具有一定的限度.因此,研究棉属植物最适染色体倍性,在棉花遗传理论研究与育种实践中,均具有重要意义.     

不同倍性黄瓜的形态和一些生理生化指标比较

由同一基因型产生的单倍体、二倍体和四倍体黄瓜的叶面积和花大小等形态性状、单位面积叶绿素含量和苹果酸脱氢酶(MDH)表达量等生理生化指标随染色体倍性的增加而增加,过氧化物酶(POD)活性则随倍性的增加而降低,剂量效应明显;其他形态指标和可溶性蛋白含量等与染色体倍性无明显相关性.     

山羊草属异源多倍体植物基因组进化的ISSR分析

使用31个ISSR引物对山羊草属Aegilops多倍体植物及其祖先二倍体（共23种）的基因组进行了分析,结果表明：与其二倍体祖先种相比,异源多倍体物种的基因组发生了很大变化。在含U基因组的异源多倍体物种中,U基因组相对而言变化很小,而其他基因组则发生了不同程度的变化。这表明当U基因组与其他基因组共存于多倍体物种中时,U基因组表现出较强的“同化效应”。对这些基因组的进化进行了讨论。     

野黄瓜与栽培黄瓜正反交异源四倍体序列消除的初步研究

不同分类群的异源多倍体在二倍化过程中, 正反交序列消除往往表现出不同特征, 暗示了在不同物种中, 核质互作在多倍体进化过程的作用不同。利用13对EcoRI-NN/MseI-NNN选择性引物, 对野黄瓜Cucumis hystrix (2n=24)与栽培黄瓜C. sativus (2n=14)的正反交F1、异源四倍体及二倍体亲本DNA进行AFLP分析。结果表明: 杂交后代基因组的杂合性诱发了F1与异源四倍体广泛的序列消除; 细胞质可能会影响部分亲本序列消除的频率, 但是正反交在序列消除频率上差异不显著, 并且在序列消除时间(均始于F1代)及消除类型上也表现出一致性, 表明核质互作并不是影响序列消除的主要因素; 实验还发现, 正反交不能影响序列的倾向性丢失, 染色体数少的黄瓜条带易发生丢失。     

Cucumis属3种不同倍性种间杂交后代的同工酶分析

以3种不同倍性的Cucum is属种间杂交后代[异源四倍体C.hy tivus(2n=4x=38,HHCC)、异源三倍体(2n=3x=26,HCC)和正反交种间杂种F1(2n=2x=19,HC/CH)]及其双亲为试材,比较研究了过氧化物酶(POD)和酯酶(EST)同工酶在不同器官中的酶谱表达特性.结果表明,花蕾中的POD和EST同工酶谱带都比叶片中的丰富,表现出明显的组织特异性.在相同器官的同一酶系统中,3种不同倍性种间杂交后代的酶谱基本一致,主要表现为互补双亲的酶带,同时出现了双亲所没有的酶带(POD4c和EST3b等),表明远缘杂交扩大了黄瓜的遗传基础.此外,在幼叶和花蕾的POD同工酶中,大部分酶带活性随染色体倍性增加而减弱,表明基因剂量与POD同工酶酶谱的表达呈负相关.     

山羊草属异源多倍体植物基因组进化的ＲＡＰＤ分析

和２４个随机引物对山羊草属（Ａegilops L.)异源多倍体物种对其祖先二倍体物进行ＲＡＰＤ分析,对扩增出的３１３条带进行聚类分析发现,含Ｄ基因组的多倍体与二倍体祖先Ａe.squarrosa(DD)在聚类图上聚为一支;除Ａe.juvenalis(DDMMUU)聚到上一支外,含Ｕ基因组的多倍 与二倍体祖先Ae.umbellulata(ＵＵ）在聚类图上聚为另一支;多倍体与其他二倍体均不聚在一起,表明多倍体分别与Ａe.squarrosa(DD)、Ae.umbellulata(UU)具有较近的亲缘关系,这说明多倍体开之后,Ｄ和Ｕ基因组变化较小,而其他基因组则发生了较大的变化。     

山羊草属异源多倍体物种核rDNA ITS区的进化

本文测定了山羊草属Aegilops 3个组中异源多倍体物种的核rDNA ITS区序列,并用邻接法进行了聚类分析。结果表明,多倍体物种的ITS区序列长度为559∽606bp,其中ITS1、ITS2分别有变异位点51、42个,且存在多态位点。多倍体种均与各自的某一祖先种构成稳定分支,说明在杂交-多倍化后,这些多倍体的ITS区在同步进化的作用下已向着其某一祖先种的ITS区进化。对于sect．Vertebrata的异源多倍体物种来说,其ITS区主要向其祖先种Ae．umbellulata(UU)的ITS区进化,这与山羊草属的细胞遗传学研究结果基本一致。在sect．Cylindropyrum和sect．Polyeides中,Ae．cylindrica(CCDD)朝着Ae．caudata (CC)进化;Ae．ventricosa(DDMvMv)朝着Ae．comosa(MM)进化;Ae．vavilovii(DDMMSS)朝着Ae．crassa (DDMM)进化。     

植物人工异源多倍体的遗传及后遗传变化

据估计,70%以上的显花植物在其生活史上至少发生过一次以上的多倍化。传统的有关多倍性的观点认为,多倍体基因组应是其双亲基因组的积加。但是,有些合成异源多倍体的基因组发生了广泛的遗传及后遗传变化。这些变化包括亲本DNA序列丢失、核仁显性、DNA甲基化模式改变、基因沉默、反转座子激活等。亲本序列丢失可能与部分同源序列间重组有关,而亲本基因沉默可能与同源性依赖的基因沉默及RNA干涉等有关。     

野黄瓜(Cucumis hystrix Chakr.)与3种不同基因型栽培黄瓜(C.sativus L)

野黄瓜(Cucum is hystrix,2n=24)为短日照植物,因其与栽培黄瓜(C.sativus,2n=14)花期不遇等杂交障碍的存在而使种间杂交难以顺利进行。对野黄瓜短光照处理40 d以上,使得两者花期相遇,成功地进行了野黄瓜与3种不同基因型栽培黄瓜(“二早子”、“长春密刺”和“NC4406”)的正反杂交,从中获得了3种杂交组合的幼胚。采用改良的方法对这3种基因型杂种胚进行胚胎拯救,再生频率达80%以上,其杂种的真实性通过植物学性状观察、体细胞染色体计数和天冬氨酸转氨酶(AAT)同工酶分析得到了证实。研究中还发现不同基因型杂种F1的育性存在明显差异,其中以C.hystrixדNC4406”育性最高,花粉可染率达23.3%,是在二倍体水平上进行育种利用的良好材料。     

黄瓜四个品种的核型分析及其倍性变化的研究

本文对黄瓜的四个不同品种(“津一号”、“津二号”、“津四号”和“一串连”)进行了核型及倍性变化的研究,染色体数目为2n=14,其染色体组成为2n=2x=14=14m(2SAT)均为中部着丝点染色体,每一品种只有一对随体染色体,“津一号”和“津二号”还具有一个次级缢痕。黄瓜体细胞倍性的变化有3n、4n和6n,随着细胞倍性增高,其多倍性细胞频率依次下降,不同品种倍性的变化以“津四号”为最高,“一串连”品种为最低。     

黄瓜的冷害及耐冷性

随着蔬菜反季节栽培面积的不断扩大,如何提高黄瓜(Cucumis sativus L.)耐冷性已成为选育新品种的研究重点.系统地综述近几年黄瓜耐冷性的鉴定、获得途径、冷害机理以及遗传和分子遗传学等方面的研究,以促进对黄瓜冷害机制的研究,加速耐冷品种的培育.耐冷性鉴定时要从耐冷指数、低温发芽能力、MDA(丙二醛)含量和电解质渗漏率等几个方面综合鉴定.耐冷性的获得途径主要有冷驯化、激素处理、热激处理和培育耐低温品种,最重要的途径是耐冷品种选育.黄瓜冷害机理包括细胞膜的流动性降低及透性增加,光合作用被抑制,根系吸收减弱,可溶性糖含量减少,淀粉粒积累增加,微管的稳定性受到破坏等.黄瓜低温发芽能力由非加性基因决定,而幼苗时期主要由加性基因控制.黄瓜耐冷的分子遗传学研究进展缓慢,目前已克隆出在低温锻炼中特异表达的功能未知的基因CCRl8.今后还应研究黄瓜低温胁迫时的信号转导系统,以进一步揭示黄瓜的冷害机理;利用野生资源的抗逆性状,拓宽栽培黄瓜的遗传基础,选育适于保护地栽培的耐低温品种.     

黄瓜子叶节高频再生体系建立及再生植株倍性观察

以‘农城3号’黄瓜子叶节为试材,研究不同苗龄、不同激素对黄瓜离体植株再生频率及再生不定芽的影响,并对再生植株进行了根尖染色体计数和叶片气孔保卫细胞叶绿体数目的鉴定。结果表明,(1)6-BA对黄瓜不定芽诱导起关键作用,IBA不利于黄瓜不定芽的诱导。(2)MS 2.0mg/L6-BA培养基是‘农城3号’黄瓜通过子叶节进行不定芽诱导再生植株的最佳培养基。(3)正常发育的无菌苗4~5d左右子叶不定芽再生频率较高,苗龄超过5d,不定芽再生频率明显下降。黄瓜子叶再生植株与实生苗的根尖染色体数目均为2n=14,再生植株与实生苗的气孔保卫细胞叶绿体数均分布在6~10的范围内,说明再生植株的倍性没有发生改变。     

黄瓜种子萌发过程中Ca~(2 )分布的变化

采用细胞化学方法 ,研究了黄瓜种子中贮藏Ca2 的分布特点及其在萌发过程中的变化动态。干种子的子叶细胞中贮藏有大量的蛋白体、油脂体 ,Ca2 沉淀颗粒大量分布于胞质、胞间隙以及细胞质膜上。大多数蛋白体中有 1至数个圆球形或椭圆体形含Ca2 的球状晶体。相比之下 ,胚芽和胚根细胞中Ca2 较少。种子萌发早期 ,子叶中的贮藏钙及晶体溶解释放出的Ca2 部分转运到生长发育中的胚芽和胚根中。随着萌发的继续 ,胚根和胚芽细胞中的Ca2 不会持续增多 ,反而下降     

辐射花粉授粉和胚培养诱导产生黄瓜单倍体植株

以5个基因型的黄瓜(Cucumis sativus L．)为试材,通过γ射线辐射花粉授粉并结合胚培养,从3个基因型中获得了单倍体植株。与正常二倍体植株相比,单倍体植株生长缓慢,花器异常。研究发现辐射剂量、亲本基因型、授粉组合对座果率和单倍体产率有一定影响。     

外源激素KT对黄瓜去根苗雌花形态建成中生化物质变化的影响

在建立了离体黄瓜去根苗雌花诱导体系的前提下,研究了在外源激素KT影响下离体黄瓜去根苗嫩枝的生理生化变化及雌花的形态建成。结果表明,在雌花形态建成过程中去根苗嫩枝的可溶性糖(C)、可溶性蛋白含量(N)、淀粉含量和C/N与雌花诱导率呈正相关关系;嫩枝中较高的POD、CAT、SOD活力水平明显有利于雌花的形态建成;诱导组和对照组的RNA含量差别明显,其含量高低顺序与雌花诱导率大小一致,而DNA含量差异很小,说明激素对雌花的诱导作用发生在转录水平。可见在激素影响下去根苗嫩枝出现的生化物质变化有利于雌花的形态建成。     

微生物菌肥对设施黄瓜生长、产量及品质的影响

为探讨微生物菌肥在设施栽培黄瓜上的应用效果,以水果黄瓜为实验材料,设定施用"宁盾"A液(T1)、施用"宁盾"B液(T2)、同时施用"宁盾"A液与"宁盾"B液(T3)、对照(CK)4个处理,结果表明"宁盾"能够促进黄瓜植株生长、提高叶绿素含量和产量、改善果实营养品质;同时提高根际土壤蔗糖酶、脲酶的活性,增加根际土壤中氮、磷、钾等大量元素的含量,其中"宁盾"A液与B液配合使用效果最佳。     

微生物菌肥对设施黄瓜生长、产量及品质的影响

为探讨微生物菌肥在设施栽培黄瓜上的应用效果,以水果黄瓜为实验材料,设定施用"宁盾"A液(T1)、施用"宁盾"B液(T2)、同时施用"宁盾"A液与"宁盾"B液(T3)、对照(CK)4个处理,结果表明"宁盾"能够促进黄瓜植株生长、提高叶绿素含量和产量、改善果实营养品质;同时提高根际土壤蔗糖酶、脲酶的活性,增加根际土壤中氮、磷、钾等大量元素的含量,其中"宁盾"A液与B液配合使用效果最佳。     

Endopeptidase Isoenzyme Characteristics in Cucumis sativus Leaves During Dark-induced Senescence

The changes and characteristics of endopeptidase （EP） isoenzymes in cucumber （Cucumis sativus L.） leaves during dark-induced senescence were investigated by activity staining after gradient-polyacrylamide gel electrophoresis （G-PAGE） containing co-polymerized gelatin as substrate. The results showed that both the chlorophyll and the protein contents of leaves were decreased, and the protein degradation was correlated with the increase of proteolytic activity during the course of leaf senescence. Meanwhile, nine cucumber endopeptidases isoenzymes （CEP） with 140, 120, 106, 94, 76, 55, 46, 39 and 35 kDa molecular weights were detected. Four of these, CEP2, 3, 4 and CEP9 appeared all the time, but the changes of the activity were different during incubation. Another four CEPs （CEP5, 6, 7 and CEP8） whose activities increased with dark-induced time were only detected in senescent leaves. Furthermore, the biochemical properties of these nine CEP were also characterized. All the CEPs had high activities from 35 ℃ to 45 ℃, and the optimum temperature was found to be 40 ℃. However, the activities of CEPs were not detected below 25 ℃ or over 60 ℃. The activity bands appeared at a wide range of pH from 5.0 to 9.0, but the optimum pH was found at 7.0. No CEPs were detected at pH 4 or pH 10. By inhibition analysis we concluded that CEP2, 3, 4 and CEP9 were serine endopeptidases and CEP6 was a kind of cysteine protease. It is suggested that serine endopeptidases might play a major role in cucumber leaf senescence, and for the first time, six senescencerelated endopeptidases （CEP1, 5, 6, 7, 8 and 9） were found in cucumber leaves.     

NaCl胁迫对黄瓜幼苗体内K+、Na+和Cl-分布的影响

采用营养液水培,以2个耐盐性不同的黄瓜品种为材料,研究了不同浓度NaCl处理下幼苗植株体内K 、Na 和Cl-在器官间的区域化分布及其吸收和运输特性的变化。结果表明:NaCl胁迫下,黄瓜植株体内K 含量下降,Na 和Cl-含量升高,变化幅度随NaCl浓度的升高而增大;不同器官间,茎中Na 和Cl-含量最高,上位叶中Na 和Cl-含量最低、K 含量下降幅度最小。与耐盐性较弱的“津春2号”相比,耐盐性较强的“长春密刺”根向茎运输的SK,Na值较高,根系对Na 的截留作用较强,茎向上位叶运输的SK,Na和SCl,Na值均较高,叶片中K 含量下降幅度较小,K/Na和Cl/Na比值均较高,功能叶中盐分离子尤其是Na 积累较少,植株生物量较高。说明根系对Na 的截留能力较强且向上位叶运输Na 的选择性较低,是“长春密刺”耐盐性较强的主要原因之一。