[目的]探究西瓜短侧枝突变体slb的光合特性,为西瓜短侧枝突变体的利用奠定基础。[方法]以西瓜短侧枝突变体slb和正常长侧枝品系GWAS-38为材料,测定坐果期第10～15节功能叶的光合色素(叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素和类胡萝卜素)含量、光合参数(净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、胞间CO_2浓度(C_i)、蒸腾速率(T_r))、荧光动力学参数(初始荧光(F_0)、最大荧光(F_m)、最大光化学效率(F_v/F_m)、实际光化学效率(F_v'/F_m')、实际光化学量子效率(Φ_(PSⅡ))、光化学淬灭系数(qP)和电子传递效率(ETR))以及气孔的密度、长度和开度。[结果]与正常长侧枝GWAS-38相比,西瓜短侧枝突变体slb功能叶的叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量以及叶绿素a/叶绿素b、类胡萝卜素/总叶绿素均无显著变化,但类胡萝卜素含量显著降低了9.52%。短侧枝突变体slb功能叶的P_n、G_s、C_i和T_r分别较正常长侧枝GWAS-38极显著降低了46.0%,75.0%,18.8%和47.0%。与正常长侧枝GWAS-38相比,短侧枝突变体slb功能叶的F_0极显著升高了17.9%,而F_m、F_v/F_m、F_v'/F_m'、Φ_(PSⅡ)、qP和ETR均无显著差异;气孔密度极显著增加了140.2%,而气孔长度和开度分别极显著下降了32.1%,40.4%。[结论]气孔限制是导致西瓜短侧枝突变体slb光合作用下降的主要因素。

[目的]分析西瓜后绿突变体的光合特性,为进一步探究西瓜叶色后绿机制及将叶色标记应用于杂交育种提供理论依据。[方法]以田间发现的西瓜叶色后绿突变体63第三节位(Ⅰ时期)黄化叶片、第九节位(Ⅱ时期)绿色叶片及绿叶品系Liu-2相同节位叶片为材料,测定其光合色素(叶绿素a(Chl a)、叶绿素b(Chl b)、类胡萝卜素(Caro)、总叶绿素(Chl))含量、光合参数(净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、胞间CO_2浓度(C_1)、蒸腾速率(T_r))和荧光动力学参数(初始荧光产量(F_0)、最大荧光产量(F_m)、最大光化学效率(F_v/F_m)、实际光化学效率(F'_v/F'_m)、实际光化学量子效率(Φ_(PSⅡ))、光化学淬灭系数(qP)、电子传递效率(ETR)),并进行比较分析。[结果]与Ⅰ时期相比,在Ⅱ时期,正常绿叶品系Liu-2叶片中的Chl a、Chl b、Caro、Chl及Chl a/Chl b差异不显著,但Caro/Chl显著降低了2.7%;后绿突变体63叶片中的Chl a、Chl b、Caro及Chl表现出极显著差异,较Ⅰ时期分别增加177.7%,251.9%,92.0%和171.1%,而Caro/Chl极显著降低了29.2%。Liu-2的P_n、G_s、T_r分别提高133.1%,41.0%和7.3%,C_i减少16.0%;后绿突变体63的P_n、G_s、T_r分别提高1 213.7%,49.6%和17.3%,C减少19.3%。与Ⅰ时期相比,Ⅱ时期Liu-2的F_0减少4.9%,F_m、F_v/F_m、F_v'/F_m'、Φ_(PSⅡ)、qP、ETR分别增加8.0%,3.0%,33.9%,77.2%,32.2%和77.2%;63的F_0、F_m、F_v/F_m、F_v'/F_m'、Φ_(PSⅡ)、qP、ETR分别增加78.1%,124.1%,6.6%,25.3%,70.0%,34.5%和68.5%,63转绿后F_0、F_m的增加程度大于Liu-2。[结论]西瓜后绿突变体63Ⅰ时期光合色素过低,导致幼叶黄化;Ⅱ时期光合色素含量大幅提高,使叶色逐渐由黄转绿。在此过程中其Chl含量提高,光能捕捉能力增强,荧光产量增加,最终光合能力得以恢复。

【目的】克隆水稻直立短穗基因Erect and Short Panicle(ESP),分析其参与的基因调控途径,解析ESP控制株型、穗长等农艺性状的分子机理。【方法】以直立短穗突变体esp及其野生型为材料,成熟期进行株高、穗长、粒长等表型测定;构建籼粳杂交F2定位群体,挑选与突变表型一致的F2单株,利用与突变性状连锁的分子标记对目的基因进行定位;对野生型和突变体进行基因组测序,结合定位结果,找到突变位点,克隆ESP;利用生物信息学软件进行进化树和基因表达分析;提取野生型和突变体幼穗中的RNA并建库,GO(gene ontology)聚类分析表达差异基因,同时根据KEGG(kyoto encyclopedia of genes and genomes)数据库,分析野生型和突变体中植物激素信号转导和内质网蛋白加工相关基因的表达变化,并通过qRT-PCR验证。【结果】通过表型观察和农艺性状调查,与野生型相比,直立短穗突变体esp株高降低,穗长变短,穗型由弯曲变为直立,每穗粒数减少,粒长变短,粒宽和千粒重增加;有效穗数无显著差异。利用突变体esp与PA64构建籼粳F2定位群体,将目的基因定位于水稻第7染色体长臂标记C7-11和C7-14之间7.58 Mb区间内,基因组测序发现LOC_Os07g42410第6内含子与第7外显子连接位点由碱基G变异为A,导致第6内含子不能被剪切,蛋白翻译提前终止;该基因与已报道的OsDEP2/OsEP2为等位基因。进化分析显示该基因广泛存在于单子叶和双子叶植物中;表达分析表明ESP在茎秆、花序、雌蕊、内外稃和子房中高度表达,其表达水平随着子房变大而逐渐降低。利用转录组分析突变体和野生型幼穗中的基因表达,结果表明,与野生型相比,esp突变体中表达差异显著(差异>1.5倍)的基因630个,其中235个表达上调,395个表达下调。GO分析显示植物激素信号转导和内质网蛋白加工相关基因受到不同程度地调控,利用qRT-PCR进行验证,结果与转录组数据一致。【结论】直立短穗基因ESP与已报道的直立穗基因OsDEP2/OsEP2为等位基因,其突变导致株高降低、穗长变短等多个表型;ESP可能通过调节植物激素信号转导、内质网蛋白加工过程中的基因表达,进而影响植株的发育。

【目的】叶色突变体是研究叶绿素合成、叶绿体发育和光合作用的理想材料,探索小麦黄绿叶突变体的光合生理特性,旨在阐明其光合作用调控机理,为小麦黄绿叶突变体的进一步利用奠定基础。【方法】以野生型冀麦5265和突变体冀麦5265yg为试验材料,对叶色表型进行观察,采用分光光度计和试剂盒法测定色素含量和酶活性,并利用Li-6400便携式光合仪和PAM100叶绿素荧光仪进行光合气体交换参数和叶绿素荧光参数测定。【结果】表型观察和色素含量结果表明,突变体苗期叶片表现为黄绿色,抽穗后叶片逐渐转变为淡绿色。遮阴处理可以使叶片颜色部分复绿,但比野生型略浅,属于光诱导转绿型突变体。突变体叶绿素a和叶绿素b含量显著低于野生型,叶绿素a/b的比值升高,为典型的叶绿素缺乏型突变体;光响应曲线和CO_2响应曲线显示,突变体的表观量子效率(AQY)、光饱和点(LSP)、最大净光合速率(P_(n-max))、光补偿点(LCP)、暗呼吸速率(Rd)、羧化效率(CE)和饱和CO_2浓度(I_(-sat))显著高于野生型,说明突变体叶片的光合机构稳定,强光下光合速率更高;光合气体交换参数和叶绿素荧光动力学参数表明,突变体的净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)、光化学量子效率(F_v/F_m)、实际光化学效率(ΦPSII)和光化学淬灭系数(qP)显著高于野生型,说明其具有较强的光能转化和CO_2固定能力;突变体的超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性均高于野生型,丙二醛(MDA)含量下降,可溶性糖和可溶性蛋白含量升高,说明抗氧化酶系统通过清除氧自由基降低了氧化损伤,突变体叶片细胞膜损害减轻,抗逆性增强;突变体的核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶(Rubisco)活性显著低于野生型,磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)活性显著高于野生型,推测C_4途径光合酶PEPC活性的升高可能是突变体具有较高净光合速率的原因之一。花后遮阴以及外源喷施抗坏血酸AsA和二硫苏糖醇DTT处理表明,突变体对光强变化更敏感、叶片内AsA含量及叶黄素循环效率更高。【结论】黄绿叶突变体冀麦5265yg叶片气孔导度明显改善、热耗散降低、C_4途径光合酶活性升高,是其光合速率提高的主要原因。该结果为小麦叶色突变体高光合特性的分子调控机制研究奠定基础。

【目的】通过建立适用于拟轮枝镰孢(Fusarium verticillioides)的农杆菌介导遗传转化体系,构建绿色荧光蛋白(green fluorescent protein,GFP)标记的拟轮枝镰孢ATMT(Agrobacterium tumefaciens-mediated transformation)突变体库,并对突变体库进行筛选分析,为研究拟轮枝镰孢在玉米果穗上的侵染途径和致病的分子机制打下基础。【方法】筛选头孢噻肟钠(cefotaxime sodium,Cefo)和氨苄青霉素钠(ampicillin sodium,Amp)对根癌农杆菌AGL-1的抑菌浓度和拟轮枝镰孢对潮霉素B(hygromycin B)的敏感浓度;以含有绿色荧光蛋白基因(GFP)、潮霉素抗性基因(HPH)的穿梭质粒为载体,通过ATMT构建GFP标记的拟轮枝镰孢突变体库;利用潮霉素抗性筛选、GFP的特异性引物进行PCR检测和荧光显微镜观察,检测分析T-DNA插入情况及转化子稳定性;从突变体库中随机挑选9个转化子菌株并进行分析,对其产孢量、分生孢子萌发率、致病力等进行测定。【结果】通过农杆菌抑菌试验发现当Cefo/Amp的浓度为150/150μg·mL~(-1)时,AGL-1生长受到抑制;当潮霉素B的浓度为150μg·mL~(-1)时,拟轮枝镰孢完全丧失生长能力。利用优化后的ATMT转化获得了2 465株GFP标记的拟轮枝镰孢转化子;转化子在不含潮霉素B的PDA培养基上连续转接5代再转到含潮霉素B的培养基上仍能正常生长,说明HPH成功插入野生型基因组且稳定遗传;利用GFP特异性引物对转化子进行PCR检测,测序结果显示与NCBI中GFP(登录号:LC420351.1)的同源性为99.26%,表明GFP已成功整合到野生型基因组中;转化子菌丝和孢子在荧光显微镜下观察均呈现绿色,而野生型菌株未观察到任何荧光,表明GFP转移到拟轮枝镰孢野生型菌株基因组中,且能够成功表达。对部分转化子分析发现,与野生型相比转化子54的产孢量明显增多,约为野生型的1.9倍;转化子24的分生孢子萌发率在相同时间内明显下降;转化子13的致病力增强,病害级别达到9级,转化子33和16致病力减弱为3级,转化子4致病力最弱为1级,部分转化子生物学性状未发生明显变化。【结论】构建了农杆菌介导GFP标记的拟轮枝镰孢突变体库,筛选分析获得了产孢量、孢子萌发率、致病力发生变化的突变体,为进一步研究拟轮枝镰孢侵染玉米果穗的途径和致病的分子机制打下了基础。

【目的】黄瓜黄绿叶突变体是进行光合系统研究和遗传育种研究的重要材料,明确其叶色突变机理,可为进一步利用该性状进行基因定位、基因克隆等研究提供理论依据。【方法】本试验对黄瓜黄绿叶突变体9110Gt叶色黄化和转绿后的光合色素成分、含量和原叶绿素含量进行测定,并利用cDNA-AFLP技术及cDNA-Ad-SRAP技术,进行相关基因差异表达研究,获得差异表达片段。【结果】突变体9110Gt和野生型9110G在叶色素组分上没有显著差异,但突变体的光合色素及原叶绿素含量都低于正常株。从该突变材料中分离到的9条与叶色突变基因相关的差异表达片段与叶绿体和线粒体中基因具有较高同源性。【结论】该突变体叶色黄化是由...

【目的】白粉病是危害黄瓜产量、品质的最严重的病害之一,抗白粉病材料的发掘与研究,可以实现从根本上解决病害问题。对获得的‘长春密刺’突变体材料进行分析,旨在筛选出黄瓜抗白粉病突变体材料,丰富育种群体。【方法】对400份‘长春密刺’突变体材料进行苗期接种白粉病菌试验,通过叶片病斑观察结合病情指数分析,初步筛选出抗病材料,将筛选出的抗病材料在大田环境下自然发病进一步观察表型。对初步筛选出的抗病材料进行苗期生理鉴定,测定并分析超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶活性以及叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素、可溶性蛋白含量等生理指标,通过田间自然发病进一步筛选抗病材料,并测定其蒸腾速率、胞间二氧化碳浓度、气孔导度、净光合速率等光合作用指标及乙烯、茉莉酸、水杨酸激素含量,并通过荧光定量PCR分析叶片中乙烯、茉莉酸、水杨酸、木质素、病程相关蛋白等防御信号途径中相关基因的表达。【结果】与感病材料相比,抗病材料的表面菌斑少,净光合速率、气孔导度都优于对照‘长春密刺’,胞间CO2浓度低于‘长春密刺’。在防御激素方面,抗病材料的乙烯、茉莉酸、水杨酸含量同样优于感病材料,而在成熟期叶片的防御信号途径相关基因表达上,抗病材料的表达高于感病材料。通过苗期接种白粉病菌和田间自然发病综合筛选出了两份抗白粉病突变体材料:Mu-86-2、Mu-58-9。【结论】通过对突变体库的筛选可以获得抗白粉病新材料,这些材料的获得对黄瓜抗白粉病的遗传研究和新品种培育具有重要价值。

[目的]本文旨在筛选耐低温的黄瓜突变体,丰富黄瓜耐低温资源材料。[方法]对1 818份‘长春密刺’黄瓜突变体材料进行13℃低温发芽试验,通过比较相对发芽率和胚根生长情况,初步筛选耐低温材料。进一步对筛选出的幼苗进行低温处理(15℃/7℃,昼/夜12 h/12 h,10 d),测定并分析其冷害指数、形态指标、电导率、丙二醛(MDA)含量和超氧化物歧化酶(SOD)活性。[结果]根据13℃低温发芽试验,将突变体材料分为耐低温型、中间型和冷敏型。其中,耐低温材料共22份,占总材料的1.21%。苗期4项形态指标表明

［目的］为了进一步研究黄瓜基因的功能，本文构建了黄瓜Ｔ－ＤＮＡ插入突变体库。［方法］以黄瓜栽培品种‘长春密刺’子叶节为转化外植体，通过农杆菌介导的遗传转化方法，将Ｔ－ＤＮＡ插入突变载体ｐＲＯＫ２后转化黄瓜；通过筛选压力梯度试验，确定遗传转化体系最适合的卡那霉素（ＫＡＮ）筛选浓度；使用ｐＣＲ检测和斑点杂交方法鉴定Ｔ０和Ｔ１代转化植株；以‘长春密刺’植株为对照，统计Ｔ１代植株表型。［结果］确定１００ ｍｇ·Ｌ－１为最适合的ＫＡＮ抗性芽筛选浓度。Ｔ０代植株ｐＣＲ检测结果初步证明，ｐＲＯＫ２成功整合到１４Ｓ１和１４Ｓ２两个Ｔ０代株系基因组中。１４Ｓ１自交后获得５５个Ｔ１代单株，对其进行ｐＣＲ检测，发现．．．

[目的]本文旨在从黄瓜突变体材料中筛选耐盐突变体材料。[方法]对948份‘长春密刺’黄瓜突变体材料进行NaCl溶液催芽试验,通过对比发芽率、发芽势和相对发芽率,结合胚根生长状况进行初步筛选,然后对发芽期筛选出的优质材料进行幼苗期盐胁迫处理(120 mmol·L(-1)NaCl营养液,处理7 d),测定株高、根长、茎粗、地上部鲜质量、地下部鲜质量、茎节数等形态指标,分析超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶活性以及叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素和可溶性蛋白含量等生理指标。[结果]根据发芽期突变体材料的发芽指

野生型坛紫菜壳孢子苗经MNNG处理后,在它们的叶状体中,出现了许多色彩发生变异的细胞,大部分的变异细胞随后分裂形成块状的细胞块。用酶解法分离含绿色变异细胞块的叶状体的单离细胞,从细胞再生体中分离出一株绿色突变体。在叶状体活体吸收光谱特性方面,绿色突变体与野生型相比存在着明显的差异,3λmax和4λmax的峰顶分别向短波方向移动了约12 nm和3 nm。另外,绿色突变体的藻红蛋白和叶绿素a的含量下降,藻蓝蛋白的含量上升,表现出较低的PE/Chl.a和PE/PC比值,较高的PC/Chl.a比值。绿色突变体的生长和成熟均比野生型慢。

用不同剂量的紫外线(UV)对皱紫菜(Pyropia crispata)野生型品系(PC-WT)的壳孢子萌发体进行辐照,4周后,叶状体上均出现了黄绿、宝石红、黄橙等颜色的色素变异细胞块,经统计表明,剂量为80μW/cm~2的诱变效果最好。用酶解法将含有色素变异细胞块的叶状体细胞单个分离出来进行培养,从再生叶状体中分离到PC-JH(桔黄褐色)、PC-ZH(宝石红色)、PC-HL(黄绿色)、PC-QL(浅绿色)等纯色突变体,通过单性生殖分别获得纯合品系。各突变品系的F_1叶状体的颜色和形态均一,且与其母体叶状体相同,表明各突变品系的颜色等突变性状均能稳定遗传。与野生型品系相比,各色素突变品系的F_1叶状体的活体吸收光谱、色素蛋白的含量及相互间的比值均发生了明显变化,且相互之间也存在明显差异。综上所述,紫外线对皱紫菜叶状体具有良好的诱变效果,本实验所获得的色素突变品系,将成为皱紫菜遗传育种研究的重要材料。

以野生型辣椒6421经~(60)Co–γ辐射诱变产生的叶色黄化突变体R24–12–6为材料,比较辣椒叶色黄化突变体与野生型农艺性状、叶绿体超微结构、生理生化特性的差异。结果表明:辣椒叶色黄化突变体黄化性状受隐性单基因的细胞核遗传;R24–12–6果长比6421增加2.06cm,果宽、坐果数和单果质量均低于野生型的,其中坐果数与6421有显著差异;叶绿素含量、叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素含量较野生型降低,差异显著;R24–12–6的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间CO_2浓度分别为6421的84.80%、87.96%、98.16%和80.51%,但差异无统计学意义;透射电镜扫描发现辣椒叶色黄化突变体叶绿体数量减少,基粒片层结构减少且排列不整齐。

在自日本武藏野种苗公司引进的青梗菜杂交种华冠游离小孢子培养的再生DH系中,发现了一个能稳定遗传的黄化突变体,命名为pylm。与正常的青梗菜相比,pylm外型细弱,植株通体黄化,且下胚轴异常伸长。在幼苗7周大时,对突变体和对照材料的光合色素含量进行了测定,结果表明:与对照相比,突变体中的叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素及总叶绿素含量分别下降了62%、75%、58%和66%。对突变体和对照材料光合作用参数的测定结果表明:突变体的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率均低于对照。对突变体叶片中的叶绿体超微结构进行观察发现

【目的】蔓枯病常引起甜瓜毁灭性的损失,研究甜瓜与蔓枯病菌互作的功能基因对选育抗蔓枯病的甜瓜品种是非常重要的。【方法】采用农杆菌侵染子叶外植体的方法产生T-DNA插入的甜瓜突变体,人工气候箱内离体和大棚内幼苗接种蔓枯病菌,筛选蔓枯病抗性增强的突变体株系,并且初步研究该突变体的抗病机制。【结果】一个蔓枯病抗性明显增强的突变体,命名为edr2,该突变体是T-DNA单拷贝插入甜瓜染色体引起的,edr2的蔓枯病抗性和标记基因卡那霉素抗性基因共分离。蔓枯病菌在突变体甜瓜edr2上的侵染过程与在野生型甜瓜上相比,分生孢子萌发率降低、芽管的伸长和菌丝的生长较迟缓。蔓枯病菌的侵染能引起edr2突变体发生细胞程序...