2022, 42(10):1621-1628. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2022.10.1621 CSTR:
摘要:m6A修饰是mRNA上含量最丰富的一种修饰,调控mRNA的命运决定。YT521B同源性(YTH)结构域蛋白是一类典型的m6A“阅读器”,能识别并结合m6A,完成基因的转录后调控。为了探究拟南芥YTH结构域蛋白ECT6和ECT7的功能及其分子机制,该研究对ECT6、ECT7和ECT6 ECT7双突变体进行基因型和半定量PCR鉴定及开花表型观察,通过细胞学观察分析ECT6和ECT7的亚细胞定位,并采用qRTPCR检测开花关键基因的表达量。结果显示:(1)ECT6基因组包含5个外显子和4个内含子,ECT6突变体分别插入在ECT6基因的第3和第5外显子;ECT7基因组包含6个外显子和5个内含子,ECT7突变体分别插入在ECT7基因的第4和第6外显子。(2)突变体ECT6和ECT7均为完全敲除的功能缺失突变体,在长日照下二者均表现出开花提前和叶片数减少。(3)在长日照和短日照下ect6 ect7双突变体均表现出开花提前和叶片数减少。(4)开花抑制基因FLC和成花素基因FTLC是关键的开花调控因子,qRTPCR分析结果显示,在ECT6 ECT7双突变体中, FLC的表达水平降低, FTLC的表达水平升高,且春化通路基因VIN3、VRN2、VRN5和自主通路基因FVE的表达水平也显著升高。(5)ECT6和ECT7均定位于细胞核和细胞质中。
2022, 42(10):1629-1636. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2022.10.1629 CSTR:
摘要:miRNA(microRNA)通过调控其靶标基因在植物的生长、发育和抗逆过程中扮演着重要的角色。该研究采用分子生物学和生物化学等方法,探讨棉花miR397LAC4参与植株木质素生物合成和对棉铃虫抗性响应机制。结果发现:(1)棉花miR397(ghrmiR397)在转录后调控漆酶基因(GhLAC4)的表达,GhLAC4属于蓝铜氧化酶家族,通过调控木质素合成,抵御棉铃虫入侵棉花。(2)GUS报告基因融合表达和酶活性测定表明,ghrmiR397在转录后切割靶标基因GhLAC4抑制其表达。(3)利用VIGS(virus induced gene silencing)技术在棉花中沉默和过表达ghrmiR397,棉铃虫抗性检测分析表明,沉默miR397表达会增加棉花对棉铃虫的抗性,但过表达ghrmiR397则会降低棉花的抗性。(4)选择性和非选择性棉铃虫实验分析、组织化学染色和木质素含量测定表明,沉默GhLAC4表达会减少木质素的积累,增加棉花对棉铃虫的敏感性。研究表明,ghrmiR397GhLAC4模块共同微调棉花木质素合成来参与棉花抗虫性调控,同时也为棉花抗虫育种提供了新思路。
2022, 42(10):1637-1643. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2022.10.1637 CSTR:
摘要:为加快抗疫病加工型辣椒细胞质雄性不育(cytoplasmic male sterility,CMS)恢复系的创制,该试验以单生、长果自交系481410为母本,以抗疫病的恢复系9391和1021(1)1为父本配制杂交组合,采用花药培养技术将抗疫病恢复系的Rf基因和抗疫病基因导入单生、长果自交系中,并利用分子标记辅助选择(molecular markerassisted selection, MAS)技术鉴定DH系(Double Haploid line)的Rf基因以及抗病性,进一步用室内苗期抗性鉴定的方法验证MAS筛选的含Rf DH系对疫病的抗性。结果表明:(1)花药培养的供体亲本(481410×9391)F1诱导出22个胚状体,成苗后经倍性鉴定获得11个花培DH系;而由供体亲本[481410×1021(1)1]F1获得 9个DH系。(2)分子标记CRFSCAR对花培DH系进行分子标记辅助选择验证结果表明,来自供体(481410×9391)F1的DH系中有7个可扩增出870 bp的特异条带,占63.6%;而供体[481410×1021(1)1]F1获得的DH系中则有8个能扩增出870 bp的特异条带,占88.9%。(3)分子标记FQ01/RQ01对DH系进行分子标记辅助选择筛选结果发现,来自供体(481410×9391)F1的DH系有5个能扩增出717 bp的特异条带,占45.5%;而来自供体[481410×1021(1)1]F1的DH系有4个可扩增出717 bp的特异条带,占44.4%。(4)MAS技术初步筛选到7个携带Rf的抗疫病DH系,分别命名为‘渝辣选32/33/35/71/75/76/79’;苗期抗性鉴定结果显示,7个DH系中5个DH系抗疫病,2个中抗疫病;农艺性状调查和测交实验表明,‘渝辣选32’和‘渝辣选71’是单生朝天椒、果实较长,味辣,均为CMS恢复系。该研究创制的2个DH系为利用辣椒CMS三系配套选育抗病新品种奠定了基础。
2022, 42(10):1644-1653. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2022.10.1644 CSTR:
摘要:为了揭示WRKYⅢ亚族转录因子基因在茎用莴苣不同生物学过程中的作用,该研究在茎用莴苣品种‘永安红’中克隆得到了2个WRKYⅢ亚族转录因子基因LsWRKY08和LsWRKY37,并对其进行了序列比对、进化树构建、qRTPCR分析、互作网络及启动子分析,为深入研究茎用莴苣WRKYⅢ亚族转录因子的功能、提高茎用莴苣的产量和品质奠定理论基础。结果表明:(1)LsWRKY08和LsWRKY37转录因子分别含有945和930 bp的开放阅读框,分别编码314和309个氨基酸。(2)qRTPCR分析表明,LsWRKY08基因在叶片中的表达量比在根和茎中的表达量高,其中在茎膨大过程中,其表达量逐渐降低,而在干旱、高温、低温、盐等非生物胁迫中的表达量均比对照提高,且LsWRKY08基因在SA处理中表达量较对照明显增加;LsWRKY37基因在根中的表达量比在叶和茎中高,其在茎膨大过程中的表达模式与LsWRKY08基因不同,LsWRKY37基因在不同非生物胁迫下的表达模式存在差异。(3)互作网络分析发现,LsWRKY08和LsWRKY37可与植物防御相关蛋白以及其他转录因子存在互作;启动子鉴定发现,LsWRKY08和LsWRKY37基因启动子区存在多个顺式作用元件,其中LsWRKY37启动子含有Wbox元件,表明LsWRKY37可能与其他WRKY转录因子之间存在自我调节和交叉调节。研究认为,LsWRKY08和LsWRKY37基因能响应不同非生物胁迫以及激素处理,但2个基因之间表达模式存在差异,推测同一亚族的转录因子基因功能可能存在差异,且LsWRKY08和LsWRKY37转录因子可通过与其他蛋白相互作用或受其他基因调控来参与不同的生物学过程。
2022, 42(10):1663-1670. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2022.10.1663 CSTR:
摘要:矩镰荚苜蓿是中国特有植物,分布于青藏高原东缘,具有发达的地下扩展茎。为探明矩镰荚苜蓿地下茎异常发育与高原气候适应的关系,该研究采用常规石蜡切片法对地下茎初生结构与次生结构进行解剖观察。结果表明:(1)与初生结构相比,矩镰荚苜蓿地下茎次生结构发育不均衡,仅有少量维管束正常发育,木质部发达。(2)地下茎次生生长会产生内、外两种周皮,外周皮由靠近韧皮部的内皮层细胞形成,内周皮由靠近木质部的髓细胞形成,内、外周皮形成后取代了表皮和初生结构中的主要薄壁组织,形成了较复杂的新防护系统。(3)外周皮向内隘缩或内周皮向外延伸都会引起地下茎的分裂,但暂未观察到两种分裂方式同时发生。研究认为,矩镰荚苜蓿地下茎形成内、外周皮与异常分裂,可以增强对干旱和寒冷胁迫的抵御能力,是矩镰荚苜蓿对青藏高原寒旱环境的适应策略。
2022, 42(10):1671-1681. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2022.10.1671 CSTR:
摘要:梵净山冷杉(Abies fanjingshanensis)为国家一级保护濒危植物。为了揭示梵净山冷杉球果发育和成熟过程的性状特征,以确定成熟球果的适宜采种期。该研究对梵净山冷杉自然生长区内成年结实母树的球果进行跟踪观测和定期采集,通过物理解剖和形态学参数测定,比较分析不同采种期梵净山冷杉的球果、种鳞和种子的性状差异。结果显示:(1)梵净山冷杉的球果每年7月中旬开始形成,10月中旬开始成熟,发育早期至发育后期球果的长度和宽度显著增加,发育后期至成熟期形态和颜色均无明显变化。(2)成熟球果平均长、宽、鲜重、干重和相对含水量分别为7.18 cm、3.84 cm、36.98 g、20.33 g和45.06%。(3)成熟球果的平均种鳞层数为30.76层,种鳞总数为250.67 片,平均出种量436.67 粒,平均种子饱满率82.49%。(4)成熟球果基部、中部、上部的种子性状不同,且球果中部的种子性状参数最大,饱满率最高,种子平均长、宽、厚分别为9.14 、2.30、2.37 mm,千粒重11.44 g。研究表明,梵净山冷杉的球果从形成至成熟过程约3 个月,成熟球果的最佳采种时间为10月下旬,发育后期和成熟球果的形态和颜色差异不明显,不能以颜色和形态作为球果成熟的判定依据;种鳞与球果的发育和成熟同步,球果中部的种鳞能够完全发育,且形状参数最大,孕育的种子最饱满;梵净山冷杉成熟球果出种量大、饱满率高,但是种子小、重量轻。
2022, 42(10):1682-1690. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2022.10.1682 CSTR:
摘要:为了探究桃缝合线局部早熟的分子机制,该研究以‘京红’桃芽变(JHM)及其野生型(JHW)的果实为试材,测定分析了缝合线和果面部位的硬度、花青素含量以及差异基因的表达特征。结果显示:(1)‘京红’桃芽变比其野生型果实晚成熟约2周,芽变果实缝合线部位比果面部位局部早成熟,且提前2周时间转为红色。(2)随着果实的成熟,‘京红’桃野生型及其芽变的果实硬度逐渐降低,花青素含量逐渐升高,并均在花后66 d发生明显变化,芽变缝合线部位硬度比果面部位更低,花青素含量比果面更高。(3)在花后66 d,芽变果实的缝合线与果面部位差异表达基因数高达1 889个,显著富集在代谢途径、次生代谢产物的生物合成、植物激素信号转导、苯丙素的生物合成等代谢途径;从中筛选到24个缝合线早熟相关基因,包含5个细胞壁降解相关基因,9个色素合成、调控相关基因,5个乙烯合成与转导相关基因,3个生长素应答基因和2个NAC转录因子。(4)对24个早熟相关基因中的12个差异表达基因进行荧光定量验证结果表明,基因表达趋势与转录组测序结果相一致。研究发现,桃芽变果实种仁产生的乙烯通过缝合线向周围扩散,促进缝合线部位ACS1和ACO1等基因的转录,并合成了较多乙烯,乙烯又进一步调控该部位PG、XTH33、CHS、DFR等细胞壁降解与色素合成相关基因的表达,导致该部位的果肉提前成熟。
2022, 42(10):1691-1699. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2022.10.1691 CSTR:
摘要:以水稻野生型‘日本晴’(NIP)及其BCAT4基因突变体BCAT41为材料,在苗期进行PEG6000模拟干旱处理,分析其对幼苗形态、生长和抗逆生理指标的影响,以探究BCAT4基因在水稻响应干旱胁迫中的作用。结果表明:(1)20% PEG处理后野生型NIP幼苗叶片中BCAT4表达量显著高于对照(处理0 d),复水后幼苗存活率显著高于突变体BCAT41。(2)20% PEG处理后,两水稻材料幼苗叶片的相对叶绿素含量下降,脯氨酸和可溶性糖含量上升,抗氧化酶活性先上升后下降,且突变体BCAT41中上述各指标均显著低于同期NIP。(3)两材料幼苗叶片中丙二醛和过氧化氢含量及相对电导率随胁迫处理天数增加而上升,且BCAT41均显著高于同期NIP。(4)在20% PEG处理后,两水稻材料间根系各形态、生长和生理指标的差异均小于相应叶片。研究发现,BCAT4基因突变加剧了干旱胁迫下水稻幼苗叶片叶绿素含量的下降,抑制了地上部渗透调节物质的积累及抗氧化酶活性上升的幅度,促进了丙二醛和过氧化氢积累以及相对电导率增加,从而降低了水稻的耐旱性。
2022, 42(10):1700-1710. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2022.10.1700 CSTR:
摘要:以燕麦品种‘白燕2号’为材料,试验分别设置0、50、100、150、200 mmol/L盐胁迫(NaCl∶Na2SO4=5∶1)和碱胁迫(NaHCO3∶Na2CO3=5∶1)处理的温室内盆栽试验,观测燕麦植株生长速率、植株含水率、叶片离子含量及叶片各类有机酸含量,分析不同盐胁迫、碱胁迫对燕麦离子平衡的影响,并比较燕麦对两类胁迫的适应性差异。结果显示:(1)燕麦植株生长速率和植株含水率在低浓度(50和100 mmol/L)盐胁迫下均升高,而高浓度(150和200 mmol/L)盐胁迫下则降低;燕麦植株生长速率和植株含水率均随碱胁迫浓度增加而降低;在相同胁迫浓度下,碱胁迫对植株生长率、植株含水率的影响大于盐胁迫。(2)燕麦叶片K+、Ca2+、Mg2+、H3PO-4、NO-3 含量均随盐、碱浓度升高而降低,而Na+、Cl-、SO2-4含量在盐、碱胁迫下均大幅上升;200 mmol/L盐、碱胁迫下,Na+ 含量分别较对照增加367.15%和518.41%,Cl- 含量分别较对照增加785.07%和52.59%,SO2-4 分别较对照增加142.01%和52.86%。(3)200 mmol/L盐、碱胁迫下,有机酸分别较对照增加74.52%和1 232.34%;碱胁迫及高浓度盐胁迫下燕麦叶片的柠檬酸、乌头酸、琥珀酸和苹果酸含量均高于对照,且乌头酸是燕麦响应盐胁迫、碱胁迫的主要有机酸成分,柠檬酸和琥珀酸略有变化,而甲酸、乙酸、乳酸、苹果酸、草酸含量均相对较低。研究表明,碱胁迫对燕麦植株生长速率、植株含水率、叶片离子含量及叶片各类有机酸含量的影响大于盐胁迫;盐胁迫与碱胁迫均引起燕麦叶片阳离子(Na+)大量积累,而K+、Ca2+、Mg2+、H3PO-4及NO-3吸收受阻;燕麦叶片在盐胁迫下主要通过积累Cl-调节叶片离子平衡,而碱胁迫下主要通过积累有机酸来调节离子平衡;有机酸是燕麦叶片响应碱胁迫的特异代谢物,其中乌头酸是其有机酸的主要成分。
2022, 42(10):1711-1719. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2022.10.1711 CSTR:
摘要:为探究杂交兰花色形成的物质基础,以7个杂交兰品种为研究材料,采用显色反应、紫外可见光谱方法初步判断花瓣中色素的类型;利用超高效液相色谱串联质谱(UPLCMS/MS)技术分析黄色系品种‘玉凤’和红色系品种‘福韵红霞’中代谢物组分及其含量差异,为探索杂交兰花色形成机理和兰花育种提供理论依据。结果表明:(1)7个品种均含有黄酮类化合物,不含类胡萝卜素,除‘玉凤’和‘双艺雅凤’外均含有花青素。(2)在代谢物中检测到160种差异代谢物,显著富集在花青素生物合成途径与黄酮和黄酮醇生物合成途径。(3)矢车菊素衍生物和芍药素衍生物是红色系杂交兰‘福韵红霞’的主要花色素成分;槲皮素类衍生物是黄色系‘玉凤’的主要花色素成分,推测花青素和黄酮醇生物合成的分流是杂交兰花色变化的主要原因。
2022, 42(10):1720-1727. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2022.10.1720 CSTR:
摘要:以4年生‘蒙原’欧李为试验材料,对不同生长阶段欧李叶片中多酚类物质(总酚、总黄酮、原花青素、花青素、黄酮醇)含量及其抗氧化活性(总抗氧化活性、铁离子还原力、DPPH·清除率、·OH清除率)进行了比较分析,为欧李叶片的进一步研究和开发利用提供理论依据。结果表明:(1)欧李叶片各酚类物质含量随着生长期均表现为先增加后降低的变化规律,并均于果实着色膨大期达到最大。(2)各酚类物质的抗氧化活性均表现出与各酚类物质类似的变化规律,除个别有差异外,基本也均于果实着色膨大期达到最高。(3)在果实着色膨大期,欧李叶片各酚类物质含量及其抗氧化活性均表现为总酚最高,总黄酮和原花青素次之,黄酮醇和花青素最低。研究发现,欧李叶片各酚类物质含量与其抗氧化活性存在着明显的协同变化关系,抗氧化活性随着各酚类物质含量的增加或降低而升高或降低;除原花青素和花青素外,着色膨大期是欧李叶片酚类物质含量积累高峰期,同时也是总抗氧化力最高的时期。
2022, 42(10):1728-1738. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2022.10.1728 CSTR:
摘要:为了探究喀斯特地区野生毛葡萄(Vitis quinquangularis Rehd.)器官的钙含量、组分及其分布特征,揭示野生毛葡萄的需钙特性及其对高钙土壤的适应机制。该研究以贵州喀斯特地区野生毛葡萄为材料,取样测定了40个样地的野生毛葡萄立地土壤的pH值、交换性钙含量及其根、茎、叶中钙和镁及其钙组分含量,分析土壤交换性钙含量与不同钙组分间的关系,并观察野生毛葡萄叶片表面及根、茎、叶中的钙晶体。结果表明:(1)喀斯特地区野生毛葡萄总钙含量在器官中的分布表现为叶>根>茎,其分布特征与喜钙植物类似。(2)野生毛葡萄根、茎、叶中主要钙组分含量由高到低依次基本为草酸钙、果胶酸钙、水溶性钙、磷酸钙+碳酸钙、硝酸钙+氯化钙、硅酸钙(茎中稍有不同),根、茎、叶中草酸钙占所有钙组分总量和总钙含量的比例均最高,其次是果胶酸钙。(3)各样地野生毛葡萄叶片中Ca+Mg的含量范围在1.30%~4.07%之间,绝大多数在3.0%~4.0%范围内,表现出喜钙植物叶中高Ca+Mg含量的特性。(4)在喀斯特地区的野生毛葡萄体内,多种钙组分含量与土壤中的钙含量呈显著或极显著的正相关关系。(5)扫描电镜观察发现,野生毛葡萄叶片和根中储存有大量的草酸钙晶体,叶片中的草酸钙可通过气孔排出体外。研究发现,喀斯特地区野生毛葡萄属于喜钙植物,对喀斯特高钙环境的适应性强,叶片中钙的富集量大,有大量的草酸钙和果胶酸钙储存于体内,这种储钙特性和气孔的排钙行为对野生毛葡萄适应高钙环境具有重要作用。
2022, 42(10):1739-1748. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2022.10.1739 CSTR:
摘要:选取大田环境下3年生黄檗幼苗,采用人工控制双因素随机区组试验,在不同光照[全光照(S0)、轻度遮光21.4%(S1)和重度遮光8.7%(S2)]和不同氮添加[无添加对照(F0)、轻度添加(F1)和重度添加(F2)]条件下,测定黄檗幼苗叶片的相对叶绿素含量(SPAD值)、气体交换参数及碳氮化学计量特征,探讨黄檗幼苗对遮阴和施氮的响应机制。结果表明:(1)随着遮光程度增强,黄檗幼苗叶片的SPAD值、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、碳氮比(C∶N)和瞬时光合氮利用率(PNUE)均呈现先增后降的趋势,两种遮光条件下SPAD均显著高于全光照环境;黄檗幼苗叶片的净光合速率(Pn)、水分利用率(WUE)和气孔限制值(Ls)逐渐降低;而叶片氮(N)和碳(C)含量均呈先降后升的趋势。(2)随氮添加量增加,黄檗幼苗叶片的Pn、WUE、Ls、N和C含量均呈先增后降趋势,Tr、Gs和PNUE则逐渐下降,而C∶N逐渐增加。(3)黄檗幼苗叶片的Pn在各光氮组合处理间均无显著差异;SPAD含量以S1F0、S2F0和S1F2处理组合显著较高,而以全光照(S0)处理组合显著最低;Tr和Gs以轻度遮光(S1)处理组合明显较高,而以S2F1、S0F2、S2F2明显较低;WUE和Ls均以S0F2显著最高,S2F2处理组合显著最低。黄檗幼苗叶片N和C含量在重度遮光/轻度氮添加(S2F1)时具有较大值,而其C∶N和PNUE在轻度遮光/无氮添加(S1F0)时具有较大值。(4)隶属函数综合评价认为,黄檗幼苗对光氮复合作用总体属中等耐受型,轻度遮光时不添加氮肥(S1F0)和轻度氮添加(S1F1)及全光照时轻度氮添加(S0F1)为适于幼苗生长的光氮组合。研究发现,光环境是影响黄檗幼苗光合作用和更新的主导因子,但黄檗苗期能耐受一定的遮阴胁迫;光照不受限制时,适当增加氮肥有利于黄檗幼苗生长;光照受限(重度遮光)时,施氮则抑制叶片叶绿素合成,降低了幼苗光能利用率,不利于其生长。
2022, 42(10):1749-1759. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2022.10.1749 CSTR:
摘要:在野外植被调查、标本采集和资料查询整理的基础上,汇总了察隅河流域种子植物名录,并对流域内植物物种的组成、优势科属、区系地理成分及性质进行分析。运用R语言在属水平上与其周边16个地区的植物区系进行聚类及主成分分析,探讨察隅河流域种子植物区系与其他区系之间的关系。结果表明:(1)察隅河流域共含种子植物138科、689属、2 771种(含变种),其中裸植子物4科12属56种,被子植物134科677属2 715种,被子植物中双子叶植物112科531属2 270种占绝对优势。(2)区内地理成分联系广泛,科的区系划分除世界分布类型外,热带分布型53科(55.21%),温带分布型43科(44.79%);属的区系划分中所有类型均有分布,温带分布型396属(62.07%),热带分布型230属(36.05%);属的分布型与科相比具有更明显的温带性质;植物种类丰富度高但特有成分低,无特有科,仅含12特有属。(3)流域内植被垂直地带性分布较为明显,保留了较多古老孑遗植物,如裸子植物的西藏红豆杉(Taxus wallichiana)、察隅冷杉(Abies chayuensis)和云南松(Pinus yunnanensis)等;由于青藏高原的上升运动,成为杜鹃花属(Rhododendron)、虎耳草属(Saxifraga)、龙胆属(Gentiana)和报春花属(Primula)等新生高山植物区系成分分化繁衍的摇篮。(4)察隅河植物区系属喜马拉雅山南侧热带成分向温带成分过渡的区系性质,与珠峰自然保护区植物区系更为相似。
2022, 42(10):1760-1768. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2022.10.1760 CSTR:
摘要:以‘左山1号’、10114、3309C、SO4、140R和‘黑比诺’等葡萄砧木和品种直径为0.5~0.7 cm的一年生枝条为材料,经低温梯度(0 ℃、-14 ℃、-19 ℃、-24 ℃、-29 ℃和-34 ℃)处理后,对TTC染色的温度和时间进行优化并观察统计葡萄枝条不同组织的存活情况,测定枝条的相对电导率,以及韧皮部和木质部的可溶性蛋白、游离脯氨酸、可溶性糖、淀粉含量和束缚水自由水比例(束自比)5个生理指标,分别用枝条纵切面染色面积、相对电导率拟合Logistic方程计算枝条的半致死温度(LT50)来评价枝条的抗寒性,同时通过隶属函数法综合评价枝条韧皮部和木质部抗寒性,并将3种方法的评价结果进行比较,以建立一种直观高效鉴定葡萄品种抗寒性的方法。结果表明:(1)依据低温胁迫下各品种葡萄砧木扦插枝条的萌芽率和生根率表现,其抗寒性由强到弱依次为‘左山1号’、10114、3309C、SO4、140R 和 ‘黑比诺’。(2)葡萄枝条TTC活力染色的最佳条件为pH=7.0,0.5% TTC0.1 mol/L磷酸缓冲液在35 ℃下避光染色36 h。随着胁迫温度的降低,各品种枝条纵切面染色面积均逐渐降低,根据优化TTC法获得‘左山1号’、10114、3309C、SO4、140R和‘黑比诺’枝条的LT50分别为-31.38 ℃、-26.51 ℃、-26.10 ℃、-23.60 ℃、-23.33 ℃和-19.26 ℃。(3)随着胁迫温度的降低,各品种枝条的相对电导率逐渐增加,且‘黑比诺’的相对电导率基本保持最高、增幅最大(51.93%),而‘左山1号’的相对电导率始终最低、增幅最小(44.07%);根据相对电导率获得‘左山1号’、10114、3309C、SO4、140R和‘黑比诺’枝条的LT50分别为-30.02 ℃、-26.40 ℃、-25.75 ℃、-23.16 ℃、-21.13 ℃和-17.72 ℃。(4)通过5种生理指标进行枝条抗寒性隶属函数综合性评价结果显示,同一品种中韧皮部抗寒性强于木质部,同一部位不同品种的抗寒性表现为:‘左山1号’ > 10114 > 3309C > SO4 > 140R > ‘黑比诺’。研究发现,TTC染色法与电导法和综合隶属函数法获得的葡萄枝条抗寒力评价结果一致,也与枝条生长恢复鉴定结果一致;但与其他两种方法相比,TTC染色法能更加直观和有效地预测评估葡萄枝条的抗寒性。
2022, 42(10):1769-1778. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2022.10.1769 CSTR:
摘要:该研究通过对2个向日葵品种(LD5009 和JK103)根系浇灌‘锦苗标靶’诱抗剂,于浇灌处理后0、24、48 和72 h分别对根系取样进行组织化学分析,测定根系H2O2含量、ROS清除酶活性以及抗性相关基因表达,并于浇灌处理后20 d检测向日葵生长指标和根瘤结数量,以明确‘锦苗标靶’对向日葵抑制列当寄生的诱抗机制。结果显示:(1)与对照(施用清水)相比,LD5009在‘锦苗标靶’处理后,列当瘤结数减少了95.5个,寄生率降低了98.20%;瘤结的鲜质量和干质量分别降低了94.60%和81.63%,而向日葵株高和茎粗分别相应增加了2.09 cm和0.52 mm,增长率分别为14.92%和15.29%;JK103在‘锦苗标靶’处理后,列当瘤结数较对照减少了37.5个,寄生率降低了98.04%,瘤结的鲜质量和干质量也分别降低了97.06%和82.69%,而向日葵的株高和茎粗分别增加了2.07 cm和0.39 mm,增长率分别为12.26%和9.70%。(2)‘锦苗标靶’诱抗剂浇灌处理后,2个向日葵品种根系中胼胝质的沉积量均有增加,但以JK103在处理48 h后增加幅度最为明显;JK103和LD5009中H2O2含量在处理24 h后均达到最大值,分别为3.53和2.68 μmol·g-1,与对照相比,LD5009的H2O2含量增幅较大,为208.05%。(3)2个品种的ROS清除酶活性在处理后均呈先升高后降低的趋势,且均在处理48 h后达到最大值;JK103+锦苗标靶处理较清水对照的SOD、POD、CAT、PPO活性分别增加了69.77 U·g-1、5.44 U·g-1·min-1、1.88 U·g-1·min-1和527 U·g-1·min-1,而LD5009+锦苗标靶处理后,上述4种酶的活性分别增加了25.91 U·g-1、13.16 U·g-1·min-1、0.50 U·g-1·min-1和313 U·g-1·min-1。(4)抗性相关基因转录水平的检测结果显示,施用诱抗剂后2个品种抗性基因的转录水平都不同程度地被诱导,但以LD5009+锦苗标靶样本中被诱导的幅度最为明显,特别是CAT、MnSOD和XTH6基因,其转录水平比对照均上调了50倍之多。研究表明,诱抗剂‘锦苗标靶’对向日葵列当的寄生有显著的抑制效果,且在向日葵列当寄生前(瘤结未形成)施用效果更佳;‘锦苗标靶’可促进向日葵根系细胞中胼胝质的沉积量增加,在结构水平上抵御列当对向日葵根系的侵染,并能够诱导向日葵根系ROS清除酶活性以及CAT、PAL、MnSOD和XTH6等基因表达的提高,从而建立向日葵对列当寄生的获得性抗性,但诱导的程度由于品种不同而存在一定的差异。
2022, 42(10):1779-1800. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2022.10.1779 CSTR:
摘要:中国食用向日葵育种近40年来取得了巨大成就,实现了从自留农家种、选育常规品种、引进国外杂交种以及培育国产杂交种4 次品种更新。中国向日葵种植面积基本保持在59万hm2左右,种植区主要集中在北方10个省区,其中内蒙古自治区种植面积约占全国总面积的四分之三,其次是新疆。中国以食用向日葵种植为主,约占总面积的95%以上,是世界上食用向日葵主要生产国。食用向日葵主要用于休闲嗑食,除高产外,商品外观品质(粒型、色泽、口感等)仍将是当今主要育种目标。另外,向日葵生产区因长期连作种植,病原菌、列当等生物逆境因素与向日葵发生协同进化,加之食用向日葵遗传背景狭窄,病虫草害日趋严重。该文通过对中国食用向日葵育种历程进行回顾,尤其对国内外有关向日葵抗病育种研究进展进行综述,为解析食用向日葵抗性育种机制以及前瞻性抗性品种储备提供重要的理论与技术支持,以推动食用向日葵产业的高效优质发展。