甘蔗近年来作为制糖和生物乙醇的原料引起了越来越多的关注,提高它的产量对保证食糖安全和生物能源生产至关重要。属间远缘杂交是作物产生遗传变异的高效途径之一,尤其是高倍体作物甘蔗。斑茅因其具有许多优良的农艺性状,已被广泛研究用于改良甘蔗的抗旱性和其它抗逆性。然而,甘蔗属物种和斑茅间的亲缘关系以及甘蔗杂交后代中斑茅染色体的组成都仍不清晰。与先前利用叶绿体基因组DNA进行的遗传分析不同,本研究基于不同物种全基因组单核苷酸多态性明确了斑茅与甘蔗的亲缘关系比高粱更近。此外,利用热带种基因组设计的寡核苷酸染色体特异涂染探针能够清晰地识别斑茅的染色体。本研究首次建立的寡聚核苷酸基因组原位杂交体系,可用于检测甘蔗杂交后代中斑茅染色体的易位和单条染色体遗传。值得注意的是,我们还发现在BC1子代中斑茅的染色体出现了n, 2n和超2n的遗传方式。这些遗传方式的不同可能是由于减数第一次分裂染色体加倍、减数第一次分裂和第二次分裂染色体加倍或减数第二次分裂时姐妹染色单体不分离所导致的。这些结果将为进一步选择斑茅染色体进行甘蔗遗传改良提供重要依据。
遗传连锁图谱在数量性状位点和分子标记辅助选择育种中具有重要意义。枸杞是我国重要的药食同源植物。然而,由于缺乏基因组和遗传资源,枸杞遗传连锁图谱的构建报到很少。在本研究中,采用双假测交理论,以‘北方枸杞’为母本,‘宁夏黄果’为父本杂交获得89株F1群体为试材,利用SSR和AFLP技术构建枸杞的分子遗传连锁图谱。共获得12个连锁群,包含165个标记位点(74个AFLP和91个SSR),覆盖基因组557.6cM,标记间平均图距为3.38cM。每个连锁群的标记数在3~12个,每个连锁群长度为8.6~58.3cM。连锁群上有29个偏分离标记,主要集中LG4和LG9上。这是第一张利用SSR和AFLP标记构建的枸杞属植物遗传连锁图谱,可为枸杞属植物遗传育种改良和辅助基因组组装提供理论依据。
施加硅或钾已经被证明对盐碱胁迫下植物的生长具有促进作用。但是,硅和钾对盐碱胁迫下植物生长、离子分布和区隔化的协同调控效应还不清楚。本研究对不同盐碱水平下的黑麦草生长和离子选择性吸收特性进行研究。低盐碱胁迫下,当硅单独施加或与钾联合施用时黑麦草的生长参数显著提高。高盐碱胁迫下,只有硅和钾联合施用黑麦草的生长才有显著提高。当硅和钾联合施用时,根、茎和叶部的K+/Na+比和 Ca2+/Na+比相较单独施用有显著提高。同时,叶片的液泡、细胞壁和细胞器中的K+和Ca2+含量均有显著提高,这是因为施加的K+与溶液中的Na+形成竞争,从而维持植物的渗透势和叶片的含水量。当硅和钾同时施用时,Na+的浓度降低并主要累积在可溶性溶质和细胞壁中。当硅和钾联合施用时,黑麦草中的硅浓度显著提高,并主要累积在细胞壁和可溶性溶质中,从而有助于叶绿素的合成,缓解质膜损伤和增加盐碱胁迫下的水分吸收。该研究证实了不同盐碱胁迫下硅和钾对植物生长的协同调控作用,同时为硅钾肥的生产和在盐碱土的应用提供理论指导。
在自然条件下,植物经常遭受各种生物和非生物因素胁迫而影响其生长和发育,特别是限制作物的生产能力。在影响植物光合作用的各种非生物因素中,光是驱动植物碳代谢和维持地球生命的重要因素,而光环境中光强和光质的变化极大地影响植物的光合作用以及其形态,生理和生化参数,且不同植物对光强和光质的响应不同,与其生长的环境条件有关。目前,大量研究报道了光照强度是如何影响作物的生长和发育,而本综述归纳总结了光环境中不同光质成分和光强对作物的叶片形态和解剖结构,气孔发育,光合作用,色素组成,活性氧,抗氧化酶和激素动态等相关参数的影响,旨在为作物光合作用对光强和光质的响应机制研究提供理论支撑。