碱性盐胁迫对葡萄种间杂交育种F1代光系统活性的影响

以左山一葡萄(Vitis amurensis cv. ‘Zuoshan1’)为母本、SO4为父本杂交的4个子代株系(A11、A14、A15和A17)为实验材料, 以砧木1103Paulsen (1103P, 耐碱性较强)以及欧亚栽培品种Crimson (V. vinifera cv. ‘Crimson’) (Crimson的耐碱性强于砧木1103P)为参照, 通过测定葡萄叶片PSI及PSII荧光参数, 分析葡萄种间杂交砧木育种F₁代光系统活性对100mmol·L^–1 NaHCO₃的响应。结果表明, NaHCO₃胁迫下, 随着处理时间的延长, Crimson、A15和A14的最大光化学效率(F_v/F_m)、光化学淬灭系数(qP)、光下最大光化学效率(F_v'/F_m')及最大P700荧光产量(P_m)降低幅度较小, 非调节性能量耗散(Y(NO))升高幅度也较小, 调节性能量耗散(Y(NPQ))升高幅度较大; 而A11、A17与砧木1103P各荧光参数变化相近, 其F_v/F_m、qP、F_v'/F_m'及P_m的值降低幅度与Y(NO)升高幅度均较大。进一步分析显示, NaHCO₃胁迫8天后, A15和A14的环式电子传递速率(ETR(I)–ETR(II))维持在较高水平, 缓解了碱性盐胁迫对光系统活性的抑制。各荧光参数指标的主成分分析结果表明, A15的耐碱性较强, A14与Crimson的耐碱性中等, A11、A17与1103P的耐碱性较弱, 耐性分级结果与前期依据生物量所得分级结果一致。     

葡萄种间杂交砧木育种F_1代植株耐盐性分析

以耐盐性较强的砧木1103P为对照品种,对左山一×SO4杂种砧木F1代的6个株系(A15、A17、A34、A35、A38和A48)及左山一×101-1杂种F1代2个株系(B24和B26)的一年生盆栽扦插苗进行100 mmol·L–1 NaCl胁迫处理,以各自无盐胁迫为对照处理。20天后,根据表型计算盐害指数,测定叶绿素含量、光合气体交换参数、叶绿素荧光参数以及生长量指标;以各项生长指标的耐盐系数为耐盐指标,通过主成分分析、相关性分析、隶属函数分析和聚类分析等方法对葡萄株系进行综合评价。结果表明,A34和A35植株无盐害症状,盐害级数为0;A15和A17植株有少部分叶片边缘焦枯,盐害级数为1。盐胁迫大幅度降低了1103P和B26等株系的叶绿素含量、光合速率、新梢生长量和生物量;而A15、A17、A34和A35植株的各项指标降低幅度较小。将生物量等12个单项指标转换成3个相互独立的综合指标,通过聚类分析,发现A34、A35、A15和A17植株的耐盐性较强,A38、A48和B24植株的耐盐性中等,1103P和B26植株的耐盐性较弱,与盐害分级结果一致。     

外源脱水应答转录因子DREB基因在转基因小麦中的诱导型表达与抗干旱生理效果研究

以冬小麦品种8901、5-98、99-92和104等品种的幼穗和幼胚为材料,用基因枪转化含逆境诱导转录因子DREB和bar基因的质粒pBAC128F（7024bp）。经筛选与植株再生,共获得70多个转基因小麦植株及其后代株系。转基因株系经PCR分析和RNA点杂交检测,结果表明外源转录因子DREB基因已稳定整合到转基因植株及其后代株系中,并且在部分后代株系中获得了表达。叶片脯氨酸含量测定表明,有16个转基因株系的脯氨酸含量与非转基因对照相比,增加相当显著,其中10个株系的脯氨酸含量在1100μg/g以上,比对照提高了2倍多。室内抗旱模拟实验表明,转基因株系停止浇水15d后,叶片仍然表现绿色,而对照叶片则失绿、枯干;复水10d后,转基因株系恢复活力,对照则死亡。研究表明,利用逆境诱导型启动子（rd29B）来增强外源DREB基因的表达,能显著改良小麦的抗旱性。     

两个葡萄杂交后代根系抗葡萄根瘤蚜及抗寒性鉴定

【目的】为了筛选抗葡萄根瘤蚜Daktulosphaira vitifoliae Fitch且抗寒的葡萄砧木以适应我国葡萄生产需求。【方法】以山葡萄Vitis amurensis Rupr.左山1号×SO4杂种F1代的45个株系(A系列)和左山1号×101-1杂种F1代27个株系(B系列)为试材,采用离体根接种鉴定法进行抗葡萄根瘤蚜鉴定及抗性分级;采用差热分析系统(differential thermal analysis,DTA)进行各株系根系的低温放热(low temperature exotherms,LTE)分析,建立各株系根系韧皮部及木质部的温度-伤害度(LT-I)回归方程,评估各株系根系的抗寒性。【结果】葡萄根瘤蚜在杂交株系根系上的产卵量均显著低于敏感品种巨峰,筛选出被葡萄根瘤蚜侵染后不能形成根瘤,抗葡萄根瘤蚜级别为0级的A系列杂交株系18个和B系列株系11个。被葡萄根瘤蚜侵染后形成根瘤比例低于10%的抗葡萄根瘤蚜级别为1级的A系列杂交株系9个和B系列株系4个;筛选出A系列综合低温放热温度隶属度函数、韧皮部和木质部低温放热温度隶属度函数3个指标均低于贝达的株系27个,B系列各指标均低于贝达的株系3个。【结论】本研究筛选出抗寒性强且对葡萄根瘤蚜抗性强的A系列株系15个和B系列株系2个。其中,A14,A16,A18,A22,A23,A28,A34,A35,A38,A44,A50,B24和B26对葡萄根瘤蚜抗性级别为0;A11,A15,A17和A27对葡萄根瘤蚜抗性级别为1。     

转PvP5CS2基因烟草对干旱胁迫的反应

为了验证普通菜豆脯氨酸合成酶基因PvP5CS2在改善作物抗旱性方面的作用,构建了普通菜豆PvP5CS2基因的烟草表达载体pCAPE2-PvP5CS2,利用农杆菌将PvP5CS2导入烟草,获得15株阳性转PvP5CS2基因植株。干旱胁迫条件下,转基因烟草植株和野生型植株叶片中脯氨酸含量、叶片相对含水量和萎蔫叶片数的差异均达到极显著水平。转基因烟草的脯氨酸含量、叶片相对含水量分别是野生型的2．30倍和1．26倍,而萎蔫叶片数只相当于野生型的90％。表明超表达PvP5CS2基因的烟草植株在干旱胁迫条件下能积累较多的脯氨酸,抗旱性得到初步改善。     

水稻高脯氨酸变异系高脯氨酸含量和耐盐性的遗传性

由经羟脯氨酸处理的水稻（OryzasativaL．）品种香血糯幼胚愈伤组织中分离出的高脯氨酸变异体,经过长期继代培养、分化和脱分化培养等无性繁殖过程,仍保持其高脯氨酸含量特性。再生植株自交后代的脯氨酸含量大大高于原型对照。杂交6～7个有性世代的测试表明高脯氨酸特性有遗传性。高脯氨酸变异系杂交种子在盐胁迫条件下的发芽率明显高于原型和另一个亲本品种,幼苗生长亦较佳,显示高脯氨酸株系增强的耐盐性可以遗传。     

二氧化硫对拟南芥植株干旱生理的调节作用

以模式植物拟南芥为材料,研究SO_2预暴露对植株干旱生理的影响,实验共设对照组、30 mg·m~(-3)SO_2熏气组、干旱组、30 mg·m~(-3)SO_2熏气+干旱组。检测发现:随干旱时间的延长,干旱组拟南芥植株萎蔫程度加剧,叶片相对含水量减少,SO_2+干旱组萎蔫程度低于干旱组,叶片相对含水量较干旱组升高4%~10%(P0.05);干旱组叶片中过氧化氢(H2O2)和丙二醛(MDA)含量显著升高,SO_2+干旱组H_2O_2和MDA含量分别比干旱组降低10%~19%和15%~18%(P0.05);干旱组脯氨酸和可溶性糖含量升高,SO_2+干旱组脯氨酸和可溶性糖含量比干旱组提高15%~30%和6%~31%(P0.05)。基因转录检测发现:拟南芥DREB2A、DREB2B、CBF4及RD29A对干旱应答,SO_2预暴露使干旱响应基因DREB2A、DREB2B及RD29A的相对表达量高于干旱组,其中RD29A上调幅度最高达16%。结果表明:SO_2预暴露能缓解干旱引起的氧化损伤,促进体内渗透调节物质的积累,诱导干旱响应基因上调表达,从而增强植株的干旱适应性。     

二倍体和四倍体杂交兰幼苗对低温胁迫的生理响应差异分析

为探究不同倍性杂交兰（Cymbidium hybrid）对低温胁迫的生理响应差异,对低温胁迫下（昼温10℃、夜温4℃）二倍体杂交兰以及四倍体杂交兰株系T1和T2幼苗叶片中脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白质、MDA和叶绿素含量,O-·2产生速率以及SOD、POD和CAT活性的动态变化进行了测定和分析;在此基础上,比较了二倍体和四倍体杂交兰的耐低温特性差异。结果显示：随着胁迫时间的延长,二倍体杂交兰和四倍体杂交兰株系T1和T2幼苗叶片中脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白质和MDA含量,O-·2产生速率以及POD和CAT活性总体呈逐渐增加的趋势;叶绿素含量呈逐渐下降的趋势;SOD活性呈先上升后下降的趋势,并分别在胁迫后第9天和第6天达到峰值。在常温（25℃）下恢复生长3d后,二倍体杂交兰和四倍体杂交兰株系T1和T2幼苗叶片中脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白质和MDA含量,O-·2产生速率以及SOD、POD和CAT活性均降低,而叶绿素含量升高。总体上,二倍体杂交兰叶片中脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白质含量以及SOD、POD和CAT活性的增幅明显小于四倍体杂交兰,MDA含量和O-·2产生速率的增幅则大于四倍体杂交兰,而叶绿素含量的降幅则明显大于四倍体杂交兰。综合分析结果表明：在低温胁迫下,四倍体杂交兰叶片中渗透调节物质含量和保护酶活性均较高,其对低温的耐性强于二倍体杂交兰。     

转NtFer1基因粳稻空育131抗Fe~(2+)胁迫能力分析

旨在研究烟草铁蛋白基因NtFer1功能,提高粳稻抗逆性等。利用农杆菌介导法将NtFer1基因转入粳稻空育131,经抗性筛选、PCR、Southern杂交、Northern杂交和RT-PCR检测等,表明外源基因已整合到空育131基因组中,并能够在子代稳定遗传表达。在缺铁和铁过量条件下培育T2代转基因植株,缺铁条件下转基因株系抗氧化酶活性(SOD、POD)、叶绿素相对含量、叶片总铁含量和根系生长量均显著高于对照,而丙二醛(MDA)含量显著低于对照;铁过量条件下转基因株系抗氧化酶活性(SOD)、叶片总铁含量、糙米总铁含量和根系生长量均显著高于对照,而MDA含量和稻瘟病叶瘟指数显著低于对照。表明铁蛋白基因NtFer1能够提高转基因植株抗氧化胁迫能力和稻瘟病抗性,增加植株铁离子储藏能力,增强植株缺铁胁迫的耐性和铁过量胁迫的抗性。     

转SAMS基因玉米自交系获得及抗旱性分析

以玉米自交系‘掖478’的茎尖为受体,采用农杆菌介导法将小麦抗旱SAMS基因转入玉米中,用PCR和RT-PCR法对转化玉米进行检测,并以18%PEG-6000模拟水分胁迫对T1代转基因玉米和非转基因玉米进行抗旱性分析。结果显示:(1)共转化518个玉米芽,得到453株转化苗。获得T0代阳性植株16株,转化率为3.53%,有14株自交结实,经RT-PCR检测,T1代转基因玉米有9个株系为稳定遗传阳性株系。(2)在同一水分胁迫时间下,转基因玉米的叶片相对含水量、叶绿素含量、脯氨酸含量和SOD活性均高于非转基因玉米,而转基因玉米叶片的电导率、MDA含量均低于非转基因玉米。在60 h水分胁迫处理下,转基因玉米叶片相对含水量、叶绿素含量、脯氨酸含量和SOD活性比非转基因玉米上升8.16%、20.02%、32.21%、22.77%,而转基因玉米叶片的电导率、MDA含量比非转基因玉米下降14.38%、29.41%。研究表明,通过导入SAMS基因,可以提高玉米的抗旱性。     

斑玉蕈‘闽真5号’的选育报告

斑玉蕈‘闽真5号’品种系以‘闽真3号’与‘白玉-01’作为亲本,通过原生质体单核化杂交育种技术选育获得。该品种菌盖白色,呈半球形,表面斑纹少而小。鲜菇蛋白质含量2.1%,氨基酸总量1.43%。示范栽培表明,‘闽真5号’菌丝最适培养温度20-27 ℃,子实体生长发育温度12-17 ℃,袋栽菌包培养周期为110 d,出菇周期为28 d,平均单袋产量635.17 g/袋。该品种具有栽培周期短、产量高、商品性状好等优良性状,适用于袋栽工厂化周年栽培。     

寿锦的离体植株再生及组培产业化增殖

以寿锦(Haworthia retusa×cooperi cv.‘Variegata’)的幼嫩花蕾为外植体,对其进行了离体植株再生及组培产业化增殖研究。结果显示,外植体在MS+5.0 mg·L~(–1) 6-BA+0.5 mg·L~(–1) IBA培养基上诱导产生愈伤组织;不添加激素的MS基本培养基最适宜寿锦愈伤组织的分化;再生芽在MS+0.2 mg·L~(–1) 6-BA培养基上增殖时,不定芽增殖率及斑锦类型不定芽的诱导率最高,分别为16.7和79.9%。研究结果表明,通过愈伤组织途径能够诱导寿锦不定芽的再生,适当浓度的细胞分裂素有利于提高寿锦的诱导率。研究结果对于珍稀斑锦多肉植物种质资源的保护及其产业化应用具有重要的指导意义。     

不同光质的LED对蝴蝶兰组织培养增殖及生根的影响

以蝴蝶兰(Phalaenopsis ssp.)栽培种绿熊(Green Bear)和大辣椒(Big Chilli)为培养材料, 研究不同光质的发光二极管(LED)组合对组织培养过程中增殖及生根的影响。结果表明, 红光更有利于蝴蝶兰单芽增殖、干重、鲜重以及株高的增加, 但不利于叶片叶绿素的积累; 蓝光有利于叶片叶绿素的积累, 并能提高根系活力; 远红光则对根长和根系活力的增加作用更显著。增殖扩繁阶段的最适LED为暖白, 2种蝴蝶兰芽增殖系数分别比白色荧光灯(对照)高出53.17%和46.37%。生根诱导阶段的最适LED组合为红:蓝:远红=3:6:1, 根长及根系活力均较对照显著增加。该研究结果为LED光源在蝴蝶兰组织培养中的应用奠定了基础。     

Comparison of the physiological responses of Phaseolus vulgaris and Vigna unguiculata cultivars when submitted to drought conditions

Three cultivars differing in their susceptibility to water stress were compared—Phaseolus vulgaris cv. Carioca (susceptible), Vigna unguiculata cv. IT83D (intermediately tolerant) and V. unguiculata cv. EPACE-1 (tolerant)—during an imposed water stress treatment. Variation in leaf gas exchange (i.e. assimilation and stomatal conductance) and leaf relative water content in response to progressive substrate water depletion were investigated. To verify the extent of the injury caused by the drought treatment, leaf gas exchange was measured after rehydration. In the three cultivars, stomatal conductance declined before leaf relative water content was affected. P. vulgaris showed the largest decrease in the rate of stomatal conductance with decreasing substrate water content compared to both V. unguiculata cultivars. Photosynthetic assimilation rates were largely dependent on stomatal aperture, but there was evidence of the participation of non-stomatal factors in the reduction of CO₂ fixation. The response of leaf gas exchange parameters to severe water stress conditions differed significantly between P. vulgaris and V. unguiculata cultivars. After rehydration, cultivars can be characterised according to the degree of injury induced by the drought treatment: V. unguiculata cv. EPACE-1 as the least affected, V. unguiculata cv. IT83D slightly affected and P. vulgaris cv. Carioca strongly affected. Similar ranking was obtained with experiments previously performed at a cellular and subcellular level. Our results confirm the utility of physiological parameters as early screening tools for drought resistance in bean cultivars.     

肺形侧耳‘杭秀2号’的选育

肺形侧耳‘杭秀2号’以‘台秀57’菌株为亲本采用多孢自交育种技术选育而成。该品种菌丝生长适温26-28℃,子实体生长发育适温22-28℃。菌盖扇形,深灰色,菌盖大小平均为4.38cm×3.65cm;菌柄圆柱形,白色,直径平均为1.06cm。鲜菇蛋白质含量2.94%,氨基酸总量2.54%。示范栽培表明,‘杭秀2号’平均生物学效率为71.2%。低温刺激后,经5-6d可完成一茬菇采收。该品种具有出菇整齐、商品性好等优良性状,适于设施栽培。     

The infection processes of Sclerotinia sclerotiorum in cotyledon tissue of a resistant and a susceptible genotype of Brassica napus

Background and Aims

Sclerotinia sclerotiorum can attack >400 plant species worldwide. Very few studies have investigated host–pathogen interactions at the plant surface and cellular level in resistant genotypes of oilseed rape/canola (Brassica napus).

Methods

Infection processes of S. sclerotiorum were examined on two B. napus genotypes, one resistant cultivar ‘Charlton’ and one susceptible ‘RQ001-02M2’ by light and scanning electron microscopy from 2 h to 8 d post-inoculation (dpi).

Key Results

The resistant ‘Charlton’ impeded fungal growth at 1, 2 and 3 dpi, suppressed formation of appresoria and infection cushions, caused extrusion of protoplast from hyphal cells and produced a hypersensitive reaction. At 8 dpi, whilst in ‘Charlton’ pathogen invasion was mainly confined to the upper epidermis, in the susceptible ‘RQ001-02M2’, colonization up to the spongy mesophyll cells was evident. Calcium oxalate crystals were found in the upper epidermis and in palisade cells in susceptible ‘RQ001-02M2’ at 6 dpi, and throughout leaf tissues at 8 dpi. In resistant ‘Charlton’, crystals were not observed at 6 dpi, whereas at 8 dpi they were mainly confined to the upper epidermis. Starch deposits were also more prevalent in ‘RQ001-02M2’.

Conclusions

This study demonstrates for the first time at the cellular level that resistance to S. sclerotiorum in B. napus is a result of retardation of pathogen development, both on the plant surface and within host tissues. The resistance mechanisms identified in this study will be useful for engineering disease-resistant genotypes and for developing markers for screening for resistance against this pathogen.     

优化子叶节转化法培育大豆MtDREB2A转基因植株

将正交因素试验与GUS基因组织化学染色等技术相结合, 优化大豆(Glycine max)品种东农50遗传转化体系, 导入抗旱关键基因MtDREB2A。结果表明, 大豆种子表面消毒, NaClO溶液法与Cl₂气熏蒸法的去污染率分别达到98.67%和93.33%。子叶节法转GUS基因组织化学染色率(68.33%)显著高于下胚轴法(14.00%)和胚尖法(0.67%) (P<0.05)。种子萌发5天, 农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)培养温度25°C, OD₆₀₀=0.9, 共培养5天的转GUS基因子叶节最高达72.00%; 恢复培养5天, 草丁膦(3 mg·L^-1)、头孢噻肟钠(200 mg·L^-1)和羧苄青霉素(300 mg·L^-1)筛选诱导分化的转GUS基因不定芽最多为3.33%; 优化的大豆遗传转化体系转化效率为1.11%。转MtDREB2A基因大豆东农50植株根系更加密集, 主根长度和侧根数量均显著高于对照(P<0.05), 证实MtDREB2A基因具有促进大豆根系生长的作用, 为利用该基因进行大豆抗旱育种奠定了坚实的基础并提供了理论依据。     

长期水淹对‘中山杉118’幼苗呼吸代谢的影响

中山杉(Taxodium ‘Zhongshansha’)具有极强的耐淹性, 但其耐淹机理仍没有明确。该研究以‘中山杉118’ (Taxodium ‘Zhongshansha 118’)幼苗为对象, 在经过93天不同水淹处理(对照、水浸、浅淹、深淹)后测定中山杉叶片和根系的无氧呼吸酶活性、淀粉及可溶性糖含量、生物量以及根系活力, 从能量消耗的角度初步探索了中山杉的耐淹性。结果表明: 长期水淹使中山杉叶片与根系中3种无氧呼吸酶(乙醇脱氢酶、丙酮酸脱羧酶、乳酸脱氢酶)活性显著增加, 且叶片与根系的乙醇脱氢酶活性均高于乳酸脱氢酶活性, 中山杉的根系和叶片是通过加强以酒精发酵为主的无氧呼吸适应长期缺氧环境; 不同水淹处理的叶片中3种无氧呼吸酶活性均高于根系, 叶片对缺氧环境更加敏感; 中山杉叶片和根系淀粉、可溶性糖含量均随水淹深度的增加显著增加, 根系淀粉含量显著高于叶片, 可溶性糖含量低于叶片; 中山杉根系淀粉含量高是其能够长期忍受水淹的重要原因, 且中山杉适应长期水淹的策略为忍耐型; 经受长期水淹后中山杉根茎结合部长出气生根及茎基部膨大, 同时根系外壁的木质化能将根系与外部水淹环境隔离, 具有很强的耐淹性, 可作为湿地生态修复、消落带生物治理的优良植物材料。