为探究脱落酸(Abscisic acid,ABA)对葡萄果实中单萜物质合成的影响,以玫瑰香型鲜食葡萄品种‘京香玉’为试材,在果实始熟前1周和始熟期用300 mg · L-1 ABA浸泡果实2次,测定处理后7、14、21、28和35 d果实中游离态单萜化合物含量以及ABA合成和信号转导通路、单萜合成通路中相关基因的表达量。在果实中共检测到28种单萜类化合物,并随果实的发育成熟不断积累。外源ABA处理的成熟果实中游离态单萜含量比对照提高45.20%。通过实时荧光定量PCR发现,ABA合成基因(VvNCED1、VvGT)在处理后7 d表达量明显高于对照,VvβG1相对表达量在处理后持续上升;ABA信号受体基因VvPYL1、信号转导相关基因VvPP2C2、VvSnRK2.1、VvABI5的转录水平分别在处理后21和35 d明显高于对照;单萜合成通路上游关键酶基因(VvDXS2、VvDXS3、VvDXR、VvGPPS)以及单萜合酶基因VvPNLinNer的表达水平在处理后7 d明显高于对照。根据以上结果,推测外源ABA处理可增强果实内部ABA信号的转导,进而引起单萜合酶底物水平的提升,加快向单萜类化合物的转变,改善玫瑰香型葡萄的品质。
以‘巴西酸橙’(Citrus aurantium L.)、‘本地早橘’(C. reticulata Blanco)、‘桂花蒂南丰蜜橘’(C. reticulata Blanco)、‘北碚447锦橙’[C. sinensis(L.)Osbeck]等30份柑橘种质为试材,挖掘与柑橘类黄酮生物合成相关的R2R3-MYB转录因子。通过比较转录组分析发现ERF、MYB以及Dof转录因子家族与果实发育过程中类黄酮的代谢密切相关,其中两个R2R3-MYB转录因子基因CitMYB21(Ciclev10021699m)和CitMYB33(Ciclev10012152m)的表达水平与类黄酮生物合成途径中的关键结构基因CitCHS2的表达量明显负相关。系统发育分析显示,这两个基因分别属于R2R3-MYB中的第2和第1亚族。从‘北碚447锦橙’中克隆得到了CitMYB21编码区的全长序列,共804 bp,编码267个氨基酸。CitMYB21的表达有显著的组织特异性及明显的种质特异性,并与类黄酮的含量呈显著负相关。CitMYB21沉默的柑橘植株叶片中类黄酮含量显著增加,而瞬时过表达的果皮中类黄酮的含量明显降低。研究结果表明CitMYB21显著负影响柑橘类黄酮的含量,可能是负调控类黄酮生物合成的重要转录因子。
以枣庄市石榴国家林木种质资源库中收集的168个石榴品种为材料,利用SSR分子标记技术构建了石榴品种资源指纹图谱,并基于指纹图谱信息,应用最大似然值法(LOD)对品种‘秋艳’和‘会理青皮软籽’的自然授粉实生苗进行了杂种筛选及父本初步鉴定。22对SSR引物从168个石榴品种样品中共扩增到76个等位标记位点,其中多态性位点58个,多态性为76.3%。平均等位位点数(Na)、有效等位位点数(Ne)、观测杂合度(Ho)、期望杂合度(He)分别为3.455、2.269、0.362、0.538,Shannon’s信息指数(I)平均值为0.897,多态性信息含量(PIC)介于0.330 ~ 0.692之间,平均PIC值为0.462。利用22对SSR引物可将166个石榴品种区分开,另有‘大满天红甜’和‘小满天红甜’2个品种未有效区分,有同物异名的可能;在此基础上构建了166个品种的特异指纹代码及指纹图谱二维码。基于指纹图谱信息,利用SSR标记从‘秋艳’的30个自然授粉子代实生苗中筛选到1个真杂种Q-1,疑似父本为‘峄城丰产马牙’,LOD值为5.96;从‘会理青皮软籽’的118个自然授粉子代实生苗中筛选到6个真杂种H-4、H-49、H-51、H-87、H-94和H-103,疑似父本分别为‘四川黄皮酸’‘突尼斯软籽’‘蒙自红花白皮’‘四川黄皮酸’‘突尼斯软籽’及‘蒙自红花白皮’。
香蕉枯萎病病原菌尖孢镰刀菌古巴专化型(Fusarium oxysporum f. sp. cubense)4号生理小种(Foc4)含有两个进化上高度保守的Dicer-like基因FocDCL1和FocDCL2。为了探究该基因的功能及其在RNAi中的作用机制,利用同源重组的方法获得ΔFocDCL1、ΔFocDCL2和ΔFocDCL1/2基因敲除突变体。表型分析显示,与Foc4野生型相比,突变体菌丝的营养生长无显著差异,但产孢量下降;ΔFocDCL2突变体在非生物胁迫刚果红处理后菌落明显变小且气生菌丝增多;ΔFocDCL2和ΔFocDCL1/2的致病力下降。miRNA深度测序数据显示,与Foc4野生型相比,ΔFocDCL1、ΔFocDCL2和ΔFocDCL1/2敲除突变体的miRNA长度分布和5′-端首位碱基出现频率都发生了改变,都能产生自身特异miRNA。DCL功能存在交叉和冗余,miRNA可以通过依赖独立的、交叉的或者联合的DCL发生;此外,鉴定到不依赖DCL形成的miRNA。这些结果表明FocDCL在产孢量、非生物胁迫、致病力以及小RNA发生中发挥作用。
分析草莓碱性螺旋—环—螺旋(basic helix-loop-helix,bHLH)转录因子家族,鉴定到森林草莓(Fragaria vesca)花特异表达的转录因子基因FvbHLH130。FvbHLH130编码区序列长度为960 bp,编码319个氨基酸,保守结构域预测结果显示第247 ~ 297 aa是bHLH结合域,其属于bHLH家族成员。FvbHLH130启动子含有生长素等激素响应、逆境胁迫和低温响应元件,推测基因表达可能受到生物和非生物胁迫诱导。FvbHLH130蛋白氨基酸序列与月季(Rosa chinensis)的相似性高达93.70%,与其他蔷薇科bHLH蛋白聚在一个分支上,与拟南芥AtFBH4是同源蛋白。农杆菌介导的FvbHLH130拟南芥转基因株系提前7 d开花,且促进开花相关基因AtAP1、AtFT、AtFUL和AtCO的表达。酵母双杂交实验结果表明FvbHLH130与FvARF4和FvARF6互作,可能作为蛋白复合体共同参与开花调控。
利用前人已开发的200个芸薹种KASP-SNP分子标记对89份菜薹品种进行基因分型,共有131个标记分型成功,转化率为65.50%,缺失率为0.06,次要等位基因频率(MAF)为0.21,观测杂合度为 0.21,多态性信息含量(PIC)为0.27,并将这些标记用于系统进化树构建及群体结构分析。进一步基于次要等位基因频率大于0.25,多态性信息含量大于0.35,缺失率小于0.03,杂合率小于0.6等参数,筛选出18个核心KASP-SNP分子标记,并构建了89份菜薹品种的SNP指纹图谱,证明了KASP技术在菜薹品种鉴定中的可行性。
野油菜黄单胞菌(Xanthomonas campestris pv. campestris,Xcc)是十字花科作物黑腐病的致病菌。利用酵母双杂交系统,筛选到了野油菜黄单胞菌的效应因子XopR在甘蓝上的靶标蛋白BobHLH34,该蛋白基因的开放阅读框为996 bp,编码331个氨基酸,含有1个保守性较高的碱性/螺旋—环—螺旋结构域(basic/helix1-loop-helix2)。系统进化树分析表明,甘蓝BobHLH34与花椰菜(BrcbHLH34)相似性最高,亚细胞定位结果显示其定位在细胞核内。将野油菜黄单胞菌接种甘蓝叶片,实时荧光定量结果显示BobHLH34的表达量呈现先上升后下降的趋势,接种后16 h表达量达到峰值,为对照的7.7倍;利用甘蓝卷叶病毒载体BobHLH34-PCVA/PCVB真空侵染甘蓝实生苗能够有效降低BobHLH34的表达,导致基因沉默的甘蓝植株对野油菜黄单胞菌株的抗病性比对照显著降低。综上所述,BobHLH34能够正向调控甘蓝对黑腐病的免疫反应。
以‘海黄’牡丹为材料,采用动态顶空套袋—吸附和GC-MS技术,分析其花挥发性物质成分和相对含量的变化规律。结果共检测出34种挥发性物质,不同花期花挥发性物质的释放量为盛开期 > 初开期 > 衰败期 > 绽口期,在花的不同部位中花瓣相对含量最高,日变化规律为先上升后下降,在14:00—16:00达到峰值,其中芳樟醇、2,6-辛二烯-1-二醇-3,7-二甲基、大根香叶烯D等化合物是挥发性物质主要成分。此外,克隆并鉴定了‘海黄’牡丹大根香叶烯D合成酶基因(Germacrene D synthase,PsGDS,GenBank 登录号为MZ513465),其开放阅读框为1 725 bp,编码574个氨基酸。序列相似性分析发现PsGDS与其他物种GDS平均序列相似性为52.6%,系统进化分析表明PsGDS与木本植物的进化关系较近,其中与葡萄的进化关系最近,与草本植物的进化关系较远。PsGDS在‘海黄’中的表达量高于其他几个牡丹品种,其时空表达模式为:在初花期表达量最高,花瓣中表达量最高,日变化中12:00—14:00表达量最高,其表达水平与大根香叶烯D相对释放规律一致,呈显著正相关。亚细胞定位分析表明PsGDS主要定位于细胞质中。PsGDS可能是控制‘海黄’牡丹大根香叶烯D化合物挥发量的关键基因,其编码的蛋白在细胞质中发挥功能,催化大根香叶烯D生成。
以白姜花(Hedychium coronarium)二倍体和四倍体切花为试验材料,观察其发育过程中的变化特征。结果表明:以小花花冠管发生弯颈和花瓣开始萎蔫为标志,小花发育进程可划分为6个阶段:苞裂期、初开期、盛开期、弯颈期、初萎期和萎蔫期。小花花冠管弯颈发生早于花瓣衰老,花冠管细胞衰老早于花瓣细胞。四倍体小花花冠管直径极显著大于二倍体,花冠管伸出苞片的比例显著低于二倍体。在瓶插期间,四倍体切花处于净吸水状态的时间比二倍体延长,花茎基部导管的堵塞频率变化较为平稳。四倍体花冠管弯颈发生、花冠管细胞和花瓣细胞的线粒体损伤均晚于二倍体。总体上,小花弯颈发生是白姜花切花衰老开启的标志;白姜花四倍体切花寿命显著长于二倍体,可能与四倍体具有较粗的花冠管、苞片对小花提供较强的支撑作用、花冠管和花瓣细胞的衰老推迟以及花茎具有较强的吸水能力和抗堵塞能力有关。
将蜡梅(Chimonanthus praecox)第3组LEA蛋白基因CpLEA在大肠杆菌中进行诱导表达,结果发现CpLEA重组蛋白在体外低温胁迫下能够保护乳酸脱氢酶的活性,且转CpLEA大肠杆菌的抗寒性有所提高;该基因在拟南芥中超表达,拟南芥的抗寒性和抗旱性均有所提高,且抗性的提高程度与基因过表达的积累量正相关,证实该基因能够参与植物的抗逆过程,在低温和渗透胁迫响应中发挥一定作用。通过qRT-PCR进一步分析花蕾期和露瓣期蜡梅瓶插花在低温(4 ℃)胁迫后CpLEA的表达特性,结果表明:与对照(22 ℃)相比,花蕾期CpLEA表达量在低温胁迫后逐渐升高,48 h达到峰值,约为未处理表达量的28倍,随后表达量下降,但仍然高于对照;露瓣期时该基因表达量随低温处理时间的延长逐渐升高,72 h后达到最高,约为未处理表达量的9倍。室温下蜡梅瓶插花中CpLEA的表达量基本恒定,而低温处理则可诱导该基因在蜡梅花发育早期表达量有不同程度的提高。
中国兰春剑‘隆昌素’(Cymbidium longibracteaturn)及其叶色突变体‘叶艺隆昌素’是研究兰花叶色突变形成机制的良好材料。采用Illumina Hiseq2500对两种材料的叶片进行de novo转录组测序,以此鉴定与叶色突变性状形成相关的差异表达基因。结果表明,色素合成、叶绿体发育相关基因可能是导致‘隆昌素’与‘叶艺隆昌素’叶片性状差异的原因。
对蜡梅(Chimonanthus praecox)AP2(Apetala2,AP2)亚家族成员进行全基因组鉴定,并分析其在花发育过程中的表达模式;研究CpAP2-L11的表达特异性,过表达拟南芥(Arabidopsis thaliana)并观察其表型。共鉴定出20个蜡梅AP2亚家族转录因子,其中euAP2、basalANT和euANT组分别有5、6和9个成员,且euAP2组全部成员无miR172结合位点。共线性分析发现有12个成员形成了16对复制基因,并在进化过程中受纯化选择。多数AP2亚家族成员在4、5月花芽中高表达,在花芽进行需冷量积累的过程或后期低表达,仅CpAP2-L11在花芽需冷量积累到570 CU(Chill units,CU)的始花期高表达,同时CpAP2-L11在蜡梅幼果、外轮花被片和雄蕊中高表达,在茎、叶中低表达,并受高温和低温诱导表达量降低。拟南芥异源表达CpAP2-L11,抽薹时间显著提前,且FT、SOC1、LFY和AP1基因表达量显著升高。蜡梅CpAP2-L11可能参与低温诱导打破蜡梅休眠导致寒冬开花及春季花芽分化,且促进过表达拟南芥早开花。
从苹果(Malus × domestica)全基因组中鉴定到78个结构完整的GRAS基因,它们的编码蛋白分属于11个亚家族,其中LISCL亚家族成员最多;这78个MdGRAS基因分别定位于18条染色体上,其中11个位于3号染色体上。苹果GRAS家族中还存在片段复制和串联复制基因。苹果器官特异性表达谱显示,除MdGRAS47外,大部分MdGRAS在根系中表达量较低;MdGRAS20在枝条中表达量较高,MdGRAS18、MdGRAS55和MdGRAS61在种子中表达量较高。启动子分析显示,这78个MdGRAS全部含光响应元件,76个含胁迫相关元件,37个含有生长素响应元件;17个MdGRAS的表达对2,4-D处理有响应,其中MdGRAS30和MdGRAS61的响应最显著。
在广东省茂名市香蕉产区进行病害调查时发现一种为害较为严重的香蕉新发叶斑病害。根据柯赫氏法则对其进行病原菌分离及致病性检测,并根据形态学特征和ITS、β-tubulin和tef1序列分析对该病原菌进行鉴定。研究结果表明:分离得到的病原菌菌株MM3-2z9能够侵染香蕉叶片,并能诱发与田间类似的症状。其菌落在PDA培养基上呈白色,产生明显的同心轮纹;分生孢子纺锤形,具4个隔膜,中间3个细胞异色,顶细胞无色,锥形,附属丝2 ~ 4根(多为3根),基部细胞有1根附属丝,中生,无色。序列同源性分析显示MM3-2z9菌株3个单孢菌株的ITS、β-tubulin和tef1序列与芭蕉新拟盘多毛孢(Neopestalotiopsis musae)菌株相应序列的一致性都高于98%,3片段串联构建系统发育树的结果表明,菌株MM3-2z9与芭蕉新拟盘多毛孢(N. musae)亲缘关系最近。基于形态学与系统发育树分析结果,鉴定菌株MM3-2z9为芭蕉新拟盘多毛孢(N. musae)。该病原菌还可快速侵染大蕉和粉蕉‘粉杂1号’的叶片。
针对709份花椰菜自交系与骨干亲本,基于亲缘关系与22组农艺性状表型数据,筛选并构建了包含153个品系的核心种质资源集,占比21.58%。根据核心种质的表型变异数据,均值差异百分率为0、极差符合率大于80%以及较高的变异系数变化率等评价指标结果显示,构建的核心种质集的覆盖度与表型代表性良好。核心种质与全部种质之间的表型保留比分析、表型多样性指数t检验、不同性状均值t检验、主成分分析、插入缺失(Insertion/ Deletion,InDel)位点计数与分布统计等分析结果进一步验证了该核心种质资源的表型变异特征与遗传多样性,其能够有效代
研究了苦参碱(Matrine)对茶树5种炭疽菌:松针刺盘胞菌(Colletotrichum fioriniae)、胶胞炭疽菌(C. gloeosporioides)、重庆炭疽菌(C. chongqingense)、喀斯特炭疽菌(C. karstii)、山茶炭疽菌(C. camelliae)的抑制作用,发现苦参碱对5种茶树炭疽菌均具有较好的抑菌效果,其半最大效应浓度(concentration for 50% of maximal effect)分别为5.856、6.557、3.038、7.963和4.397 mg · mL-1。苦参碱对不同菌种的抑菌活性有明显差异,在低浓度(1 ~ 8 mg · mL-1)时,其对C. chongqingense与C. camelliae具有较好抑菌效果;浓度增加至22 mg · mL-1时,对5种炭疽菌的抑菌率均达95%以上。显微镜检发现,苦参碱对5种炭疽菌的菌丝和分生孢子存在明显影响,部分菌丝出现不规则膨大现象,分生孢子数随苦参碱浓度增大而减少,部分分生孢子形态出现扭曲变形。对病原菌进行生物活性测定发现,炭疽菌的细胞结构被破坏,细胞透性增大,细胞氧化应激反应增强。研究结果明确了苦参碱对不同茶树炭疽菌种的抑菌活性,并初步阐明了其通过损伤细胞膜来抑菌的作用机制,为茶树炭疽菌的病害防治提供了理论基础。
扦插的核心是诱导外植体产生不定根,童性和生长素作为最主要限制因素影响不定根发生。本文着重阐述生长素合成、转运和信号转导以及童性对不定根发生的影响机制,对童性和生长素协同作用进行了综述和展望。
‘甬榨805’是从HZ07 × NZ07的杂交后代系谱选育而成的茎瘤芥新品种。株形直立,板叶,适宜机械化采收。全生长期170 d左右。瘤状茎基部离地1.5 cm。瘤状茎横径9 ~ 12 cm,纵径11 ~ 13 cm,瘤状茎平均质量420 g,加工品质好。抗病毒病和霜霉病,耐根肿病。适宜在浙江省种植。
猪肚菇‘申蕈1号’由2014年采集于福建省漳州市南靖县的野生菌株经人工驯化而来,其发菌速度快,菌丝洁白健壮,易形成原基,出菇期间耐高温,子实体等级为中小型,菌盖浅棕色,产量较高,商品性状好,适合于设施化规模栽培。
‘龙盛佳力’西瓜为自交系S71385 × K10197FR杂交选育而成的优质高抗枯萎病甜王类型新品种。果形椭圆。果皮绿色,覆深绿色条纹,厚1.0 cm。果肉红色,肉质细紧,中心可溶性固形物含量12.1%。单果质量10.0 ~ 12.0 kg。全生育期95 d,果实发育期33 d。高抗枯萎病,兼抗炭疽病等叶部病害。产量达60 867.0 kg · hm-2。适于东北地区露地栽培及部分地区保护地栽培。
在引种试种、资源评价及杂交育种的工作基础上,历时11年从众多的芍药定向杂交后代中筛选出性状优良的‘粉罗裙’‘千重粉黛’‘笑春风’和‘碧叶粉荷’。‘粉罗裙’‘千重粉黛’属于中国芍药品种群,重瓣花,茎秆粗壮直立,株高80 ~ 90 cm,适宜作为切花栽培;‘笑春风’和‘碧叶粉荷’属于杂种芍药品种群,三倍体,花期早,单瓣花,叶形奇特,株型饱满,适宜作庭院观赏栽培。