叶损伤诱导兴安落叶松针叶中10种酚酸的变化

酚酸是一类重要次生抗虫物质.为研究损伤及昆虫取食诱导对兴安落叶松针叶内酚酸含量的影响,采用3种不同程度剪叶或落叶松毛虫幼虫取食处理兴安落叶松幼树,以高效液相色谱技术测定兴安落叶松健康针叶中酚酸含量.结果表明：与对照相比,处理后1 d,剪叶或昆虫取食4枝50%针叶处理的兴安落叶松幼苗健康针叶中,除阿魏酸无显著差异外,苯甲酸、咖啡酸、绿原酸、水杨酸、苯乙酸、肉桂酸、香草酸、丁香酸和没食子酸9种酚酸均差异显著;4枝75%针叶处理的10种酚酸含量均发生显著变化.说明剪叶及虫害50%、75%针叶处理均达到诱导阈值,能显著诱导兴安落叶松化学防御.在损伤程度相同情况下,处理1 d时,剪叶4枝50%、75%诱导的咖啡酸、苯乙酸、肉桂酸、香草酸和没食子酸的含量显著高于虫害诱导处理;5 d时,剪叶4枝50%、75%诱导处理的这5种酚酸含量显著低于虫害诱导处理;10 d时,两种方法诱导的酚酸含量差异不显著.说明剪叶诱导处理的酚酸含量变化比昆虫取食处理迅速,且诱导强度与剪叶程度相关.采用适当处理诱导针叶中酚酸含量的变化来增强兴安落叶松对害虫的防御能力是可行的.     

诱导处理小麦对蚜虫生长发育的影响及小麦特异基因的表达

分析了麦二叉蚜在小麦98-10-30上不同诱导处理后发育时间、成虫重量和平均相对生长率,以及不同诱导处理下小麦98-10-30特异基因的表达.结果表明,用针刺、蚜虫取食和BTH（benzo(1,2,3)thiadiazole-7-carbothioic acid S-methyl ester）处理98-10-30后,蚜虫发育成成虫的时间缩短,成虫体重下降,平均相对生长率在各处理间无显著差异.对处理后小麦体内特异基因的表达研究表明,LOX、AOS、PDF1.2、PAL1、PR-1和BGL2基因在mRNA的表达量或质上存在差异.PDF1.2基因在蚜虫取食后mRNA的量显著增加,但BTH处理却不诱导PDF1.2基因的表达,同时,BGL2基因在蚜虫取食和BTH处理后,mRNA的量增加,但对照和针刺处理后BGL2基因不表达.不同诱导处理表明,98-10-30诱导的抗性对麦二叉蚜的生长发育有一定影响,蚜虫取食诱导的防卫反应与机械损伤和BTH处理有相似或相同之处,但存在明显差异.这说明蚜虫诱导的抗性是一种特异反应,与受伤反应和抗病反应有重叠交叉之处,但又不同于二者诱导产生的抗性反应.     

激光对珠子参愈伤组织诱导影响的研究

通过不同激光功率密度和处理时间处理珠子参植株,然后分别用珠子参的茎和叶做外殖体进行愈伤组织诱导。结果表明,不经激光处理,珠子参茎和叶的愈伤组织诱导率分别为45.3%和0.7%。经激光处理后,珠子参茎和叶愈伤组织诱导率分别最高达到了92.0%和6.7%。经t检验,激光处理后,外殖体的愈伤组织诱导率与对照相比达到了显著性差异,表明激光处理有助于珠子参愈伤组织的诱导。     

生长调节剂对离体银杏叶苯丙氨酸解氨酶活性的影响

用6种生长调节剂诱导离体银杏(Ginkgo biloba Linn.)叶苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性,结果表明:300mg·L-1ETP诱导作用最强,其动态诱导在处理4 h后最高;40 mg·L-1 2,4-D诱导效果最强,并有2个明显的诱导高峰;200mg·L-1CCC诱导作用最强,在处理8 h后出现诱导高峰;除100mg·L-1IAA处理组的酶活性比对照低外,其他浓度的IAA处理均比对照高,诱导作用最强的是70 mg·L-1IAA处理;除了100mg·L-1ABA处理使酶活性略有降低外,其他浓度的ABA处理都能诱导酶活性升高,以75 mg·L-1ABA诱导能力最强,在处理4 h后酶活性最大;4个浓度的GA处理中,仅75 mg·L-1GA处理组的酶活性高于对照,处理8 h后酶活性达到最大.结果说明诱导效果从高至低依次为:乙烯利(ETP)、2,4-D、矮壮素(CCC)、吲哚乙酸(IAA)、脱落酸(ABA)、赤霉素(GA).     

Influence of colchicine on radicle growth of Vicia faba and the polyploid inductive effect

筛选秋水仙素诱导蚕豆胚根多倍体的最适诱导处理组合并分析其诱导效应.以秋水仙素5个浓度 (0.025％、0.050％、0.100％、0.150％、0.200％)和4个诱导时间(12、24、48、60 h)正交组合(蒸馏水处理为对照)分别处理蚕豆胚根.以根尖诱导率和胚根膨大率的显著性差异确定蚕豆胚根多倍体的最适诱导处理组合,并以胚根细胞染色体数目和幼叶气孔数目的变化对诱导效果进行鉴定,分析其幼苗期的胚根数目和幼苗长度.结果表明:秋水仙素最适诱导时间为48 h和浓度为0.100％;气孔数量在诱导时间和诱导浓度之间均有显著差异,但幼苗期的胚根数量和幼苗长度在不同的诱导时间之间无显著差异,诱导浓度之间差异显著.     

中华绒螯蟹多倍体的诱导研究 : Ⅱ.热休克诱导中华绒螯蟹三倍体胚胎和四倍体 状幼体

采用热休克方法对中华绒螯蟹进行了三倍体、四倍体的人工诱导研究。结果表明,在卵子受精后（发育水温２０±１℃）１０～２５分钟,用３８～４１℃的高温处理１～２分钟,三倍体的平均诱导率为１０％～５０％,而对受精后３０分钟的卵子进行诱导,或在４０℃下处理超过２５分钟和处理温度高于４２℃诱导１５分钟的各试验组,均未检测到有三倍体胚胎。依据诱导三倍体的适宜诱导温度和处理时间,将受精后８１／２～９５／６小时的卵子用４０℃热休克处理１５分钟,均获得了一定比例的四倍体胚胎,其中四倍体最高诱导率为５２９６％。检查卵受精后８５／６小时经热休克处理所孵得的氵蚤状幼体,其四倍体的出现频率约为１９７％。讨论了热休克处理促使第一极体保留生产三倍体和抑制第一次卵裂诱导四倍体的条件和技术关键,以及诱导参数与胚胎发育、胚胎存活的相互关系等问题。     

诱抗处理对甜瓜叶片防卫酶活性的影响

以黄河蜜幼苗为材料,分析了化学诱导物处理后甜瓜叶片中几丁质酶(CHI)、β-1,3葡聚糖酶(GLU)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)和多酚氧化酶(PPO)活性的变化.结果显示:经5种化学诱导物处理后,甜瓜叶片PAL活性快速增加,于处理后第6天出现活性高峰;苯丙噻二唑(BTH)、水杨酸(SA)、草酸(OAA)和硅酸钠(Na2SiO3)处理后GLU活性变化与PAL相似,PPO活性在测定期内持续升高;磷酸氢二钾(K2HPO4)处理对GLU和PPO活性无明显影响;SA处理后叶片CHI活性明显升高,其它诱导物处理对CHI活性无明显影响.结果表明,防卫酶(特别是GLU和PPO)活性表达增强是BTH、OAA、SA和Na2SiO3等诱导物处理系统诱导甜瓜幼苗白粉病抗性增强的重要生化机制.     

钙对水杨酸诱导番茄叶片灰霉病抗性及防御酶活性的影响

以番茄‘L402’品种幼苗为试材,经水杨酸(SA)诱导处理后接种灰霉病菌,再进行外源Ca2+、Ca2+螯合剂和Ca2+抑制剂处理,分析Ca2+和SA处理番茄叶片对灰霉病抗性和主要防御酶系活性的变化,探讨Ca2+和SA对番茄诱导抗病性的影响。结果显示:(1)外源SA可显著提高番茄诱导叶和非诱导叶抗灰霉病能力,Ca2+能进一步增强SA诱导的抗病能力;而Ca2+螯合剂EGTA和质膜钙通道抑制剂LaCl3则不同程度地抑制了SA诱导的番茄灰霉病抗性。(2)外源SA能提高番茄诱导叶和非诱导叶中苯丙氨酸解氨酶(PAL)、多酚氧化酶(PPO)、过氧化物酶(POD)活性,外源Ca2+亦进一步增强了SA诱导的上述防御酶活性,但缺钙处理则不同程度降低这些防御酶活性。(3)外源补充Ca2+及不同缺钙处理对SA诱导的过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)活性未发现规律性影响。研究表明,钙对SA诱导番茄抗灰霉病性的增强效应,可能与其提高SA诱导番茄叶片中PAL、PPO和POD等防御酶活性有关。     

秋水仙素对蚕豆胚根生长的影响及多倍体诱导效应分析

筛选秋水仙素诱导蚕豆胚根多倍体的最适诱导处理组合并分析其诱导效应。以秋水仙素5个浓度(0.025%、0.050%、0.100%、0.150%、0.200%)和4个诱导时间(12、24、48、60h)正交组合(蒸馏水处理为对照)分别处理蚕豆胚根。以根尖诱导率和胚根膨大率的显著性差异确定蚕豆胚根多倍体的最适诱导处理组合,并以胚根细胞染色体数目和幼叶气孔数目的变化对诱导效果进行鉴定,分析其幼苗期的胚根数目和幼苗长度。结果表明:秋水仙素最适诱导时间为48h和浓度为0.100%;气孔数量在诱导时间和诱导浓度之间均有显著差异,但幼苗期的胚根数量和幼苗长度在不同的诱导时间之间无显著差异,诱导浓度之间差异显著。     

乙烯在豌豆植株顶端优势中的作用

用人工合成细胞分裂素BAP和CPPU处理豌豆植株叶腋可诱导处理部位侧芽的生长,同时伴有大量乙烯产生;用乙烯合成抑制剂AVG处理或植株去顶同样可导致创芽生长,但乙烯释放量却明显少于对照,表明侧芽的生长与乙烯释放量的多少无关。而3种物质处理后诱导产生的侧芽的数目、长度及其鲜重与处理部位内源IAA含量的增加则呈正相关。     

彩色马蹄莲品种‘Parfait’多倍体诱导及其生物学特征变化

以彩色马蹄莲品种‘Parfait’（Zantedeschiahybrid‘Parfait’）离体丛生芽块为实验材料,对其多倍体诱导过程中秋水仙素和二甲基亚砜（DMSO）浓度以及浸泡时间进行分析,并比较了多倍体与二倍体植株在叶形指数、气孔特征、叶绿素含量和染色体数的差异,最终通过回归分析确定最佳诱导条件。结果显示：随秋水仙素质量体积分数的提高及浸泡时间的缩短,各处理组的丛生芽存活率逐渐增加且均低于对照,而多倍体诱导率逐渐降低且均显著高于对照。综合考虑丛生芽存活率和多倍体诱导率等因素,根据回归分析确定‘Parfait’多倍体诱导的最佳条件为：丛生芽块在含质量体积分数0.20%秋水仙素和体积分数0.10%DMSO的MS液体培养基中浸泡24h,多倍体诱导率可达50.02%。比较分析结果表明：多倍体植株的叶片长度、厚度和长宽比分别为二倍体植株的1.23、1.19和2.93倍,保卫细胞的长度和宽度以及每气孔叶绿体数分别为二倍体植株的1.90、1.96和2.03倍,叶绿素a和总叶绿素含量分别为二倍体植株的1.28和1.17倍;但多倍体植株的叶宽和气孔密度均较小,分别仅为二倍体植株的42.08%和61.55%。除叶绿素b含量外,多倍体植株的其他生物学特性均与二倍体植株差异显著。染色体计数结果显示：获得的多倍体大多为四倍体,染色体数为2n=64,同时还得到了一些嵌合体和六倍体。研究结果表明：彩色马蹄莲品种‘Parfait’多倍体植株的多数生物学特性优于二倍体植株,且其对环境的适应性更强。     

无籽枇杷研究初报

利用冻害果实、生长调节剂诱导、多倍体品种等进行无籽枇杷生产试验,结果表明,生长调节剂诱导及利用多倍体品种是生产无籽枇杷果实的较佳方法。     

库拉索芦荟的多倍体诱导及其变异初报

在组织培养条件下,对库拉索芦荟（Aloe vera L.)用秋水仙素进行染色体加倍的诱导处理,结果表明：用含0.06%秋水仙素处理12h后诱变频率可达50％,其效果最佳。经秋水仙素诱导的加倍群体与正常二倍体植株比较,植株的大多数叶片变厚,叶色变深,叶片变大,气孔增大而单位叶面积气孔数减少。对变异材料进行细胞学研究所发现,体细胞中期染色体为2n=4x=28,为4倍体。未加倍前的二倍体为2n=2x=14。检测中也发现有少数植株有2n=14和2n=28两种细胞型的情况。     

Colchicine-induced polyploidization depends on tubulin polymerization in c-metaphase cells

The microtubule cytoskeleton plays a crucial role in the cell cycle and in mitosis. Colchicine is a microtubule-depolymerizing agent that has long been used to induce chromosome individualization in cells arrested at metaphase and also in the induction of polyploid plants. Although attempts have been made to explain the processes and mechanisms underlying polyploidy induction, the role of the cytoskeleton still remains largely unknown. Through immunodetection of alpha-tubulin, different concentrations (0.5 or 5 mM) of colchicine were found to produce opposite effects in the organization of the cytoskeleton in rye (Secale cereale L.). A low concentration (0.5 mM) induced depolymerization of the microtubular cytoskeleton in all phases of the cell cycle. In contrast, a high concentration (5 mM) was found to induce the polymerization of new tubulin-containing structures in c-metaphase cells. Furthermore, both treatments also showed contrasting effects in the induction of polyploid cells. Flow cytometric analysis and quantitative assessments of nucleolus-organizing regions revealed that only the high-concentration colchicine treatment was effective in the formation of polyploid cells. Our studies indicate that spindle disruption alone is insufficient for the induction of polyploid cells. The absence of any tubulin structures in plants treated with colchicine at the low concentration induced cell anomalies, such as the occurrence of nuclei with irregular shape and/or (additional) micronuclei, 12 h after recovery, pointing to a direct effect on cell viability. In contrast, the almost insignificant level of cell anomalies in the high-concentration treatment suggests that the presence of new tubulin-containing structures allows the reconstitution of 4C nuclei and their progression into the cell cycle.     

药用植物多倍体育种的研究进展

药用植物多倍体具有营养器官的巨大性、抗逆性强、药用成份含量高等特性,在药用植物多倍体育种中有很重要的作用。本文对植物多倍体育种技术,包括人工诱导染色体加倍的原理和诱导、鉴定方法进行了介绍,总结了药用植物多倍体的应用优势,并提出了在药用植物多倍体育种中存在的问题及发展前景。     

秋水仙素诱导天山雪莲四倍体的研究

利用组织培养附加秋水仙素的方法对濒危药用植物天山雪莲(Saussurea involucrata Kar.et Kir.)进行多倍体诱导,结果表明:(1)与种子作材料相比,采用秋水仙素处理无菌苗是获得天山雪莲多倍体植株的最佳途径.(2)二倍体植株的叶片薄、平展、较细长、色绿、尖齿不明显、根细长;经秋水仙素处理诱导得到的植株叶片变宽、变肥厚、叶色深绿,尖齿明显、根短粗.(3)染色体计数、气孔分析及流式细胞仪倍性综合检测表明,诱导得到的多倍体变异苗为纯合四倍体.     

Genome editing of polyploid crops: prospects,achievements and bottlenecks

Plant breeding aims to develop improved crop varieties. Many crops have a polyploid and often highly heterozygous genome, which may make breeding of polyploid crops a real challenge. The efficiency of traditional breeding based on crossing and selection has been improved by using marker-assisted selection (MAS), and MAS is also being applied in polyploid crops, which helps e.g. for introgression breeding. However, methods such as random mutation breeding are difficult to apply in polyploid crops because there are multiple homoeologous copies (alleles) of each gene. Genome editing technology has revolutionized mutagenesis as it enables precisely selecting targets. The genome editing tool CRISPR/Cas is especially valuable for targeted mutagenesis in polyploids, as all alleles and/or copies of a gene can be targeted at once. Even multiple genes, each with multiple alleles, may be targeted simultaneously. In addition to targeted mutagenesis, targeted replacement of undesirable alleles by desired ones may become a promising application of genome editing for the improvement of polyploid crops, in the near future. Several examples of the application of genome editing for targeted mutagenesis are described here for a range of polyploid crops, and achievements and bottlenecks are highlighted.

     

An efficient method for inducing multiple genotypes of tetraploids Lilium rosthornii Diels

Plant Cell, Tissue and Organ Culture (PCTOC) - Polyploids generally show strong environmental adaptation and diverse morphological variations. Therefore, polyploid induction is an important...     

秋水仙素诱变离体卷丹多倍体的研究

用0.15%秋水仙素附加2.00%二甲基亚砜诱变离体培养的卷丹小鳞茎,避光条件下摇床诱导,用组织培养结合不定芽诱导技术获得了多倍体苗,并对多倍体染色体数目进行鉴定。结果显示,诱导96 h效果最好,变异率达到54.29%。细胞学观察发现,对照为三倍体、非整倍体和极少数单倍体细胞组成的嵌合体,诱变出的4棵变异株细胞分别为染色体数目由53~72条的不同比例构成,属于典型的非整倍的异倍型嵌合体。诱变株与对照植株间幼苗叶形指数、气孔密度及气孔大小等特征差异比较明显。     

烟草毛状根多倍体诱导及其植株再生

为了提高烟草的烟碱含量,采用发根农杆菌遗传转化和人工染色体加倍技术,进行了烟草毛状根及其多倍体诱导、植株再生及其烟碱含量测定。结果表明,发根农杆菌ATCC15834感染烟草叶片外植体8 d后产生白色毛状根,15 d后所有叶片外植体产生毛状根。毛状根能在无外源激素的MS固体和液体培养基上自主生长。PCR扩增结果显示发根农杆菌Ri质粒的rol B和rol C基因以及冠瘿碱合成酶基因已在烟草毛状根基因组中整合并得到表达。烟草毛状根多倍体诱导的最适条件为0.1%的秋水仙素溶液处理36 h,其多倍体诱导率为64.71%。经秋水仙素加倍的烟草毛状根多倍体植株再生的最适宜培养基为MS+6-BA 2.0 mg/L+NAA0.2 mg/L。与对照(二倍体非转化植株)相比,烟草二倍体毛状根再生植株的顶端优势减弱,腋芽增多,叶片变窄;而烟草毛状根多倍体再生植株茎更粗,节间变短,叶色更深,叶片的宽度和厚度均较对照明显增大。根尖细胞染色体压片观察证实,所获得的烟草毛状根多倍体再生植株为四倍体,其根尖细胞染色体数约为4n=96。盆栽实验表明,烟草二倍体毛状根植株和多倍体毛状根再生植株比对照植株延迟约21 d开花。GC-MS检测表明,烟草毛状根多倍体再生植株的烟碱含量比对照及二倍体毛状根再生植株显著提高,分别约为对照及二倍体毛状根再生植株的6.90倍和4.57倍。