本研究评估了影响富平楸子再生及遗传转化体系的因素,发现富平楸子最佳再生体系为使用叶片为外植体,对叶片进行横切,近轴面贴近包含有MS、30 g L-1蔗糖、8 g L-1琼脂、5 mg L-1 6-BA、2 mg L-1 TDZ 和1 mg L-1 NAA,pH为5.8的培养基上暗培养三周后见光培养,最佳遗传转化体系为在根癌农杆菌重悬液中侵染8min,然后进行4天共培养及3天延迟培养,并且使用150 mg L-1头孢噻肟和15 mg L-1卡那霉素作为筛选压。本研究建立了一套有效的富平楸子再生及遗传转化体系,通过此体系可快速获得富平楸子转基因材料,对苹果生物学研究具有重要意义。
2015-2017年连续2个生长季,选择西南地区广泛使用的小麦品种9个进行源库关系分析,其中3个具有不同株型品种进行花后源库操作处理:对照(Ct)、去除旗叶和倒二叶(Lr)和去除一侧小穗(Sr),设置2个施氮水平(N+, 150 kg ha-1; N-, 60 kg ha-1),研究两种氮水平下不同品种在冠层水平和单株水平上的源库关系。结果表明,Lr显著降低了3个品种的单粒重,而Sr使单粒重显著增加,表明小麦产量潜力在灌浆期受源限制较大,但源库平衡明显受气候变化和氮素亏缺的影响。籽粒产量与库容量(SICA)、粒数、生物量、SPAD值和叶面积指数呈显著正相关关系,表明源限制程度随着SICA的增加而增加。因此,当SICA增加时,育种家应更加关注源限制的影响,尤其在环境较好的条件下。川麦104属半紧凑型品种,穗子大小适中、上部叶片狭长,在源库平衡关系中表现较好,因为川麦104在Lr后籽粒重降幅小、Sr后籽粒重增幅大;花后干物质积累减少幅度最低、源库操作后灌浆期的光合产物向籽粒转移最多。
剪接因子Prp6是剪接三聚体U4/U6.U5中的关键蛋白,在人类细胞和裂殖酵母中,它也是调控前体mRNA剪接的激酶Prp4的底物。前期研究发现引起小麦赤霉病的禾谷镰孢菌FgPrp6蛋白序列的自发突变(角突变)可以部分恢复Fgprp4突变体的表型。禾谷镰孢菌FgPrp4激酶调控剪接效率,其敲除突变体生长缓慢且丧失产孢、有性生殖和致病能力。为了进一步探索FgPrp6与激酶FgPrp4的关系,本研究通过对随机收集的240株Fgprp4角突变子的FgPRP6基因进行PCR产物测序,鉴定了20个角变子中的12个突变。其中3个突变位点在FgPrp6蛋白的N端结构域和HAT重复结构域的连接处,7个突变位点位于前两个HAT重复区域。对角变子的转录组数据分析结果表明FgPrp6上不同位置的角突变对Fgprp4突变体前体mRNA剪接缺陷的恢复程度不同。通过在野生型菌株中转入FgPrp6E308K-GFP载体或在内源FgPrp6上原位引入R230H突变,同时敲除FgPRP4的方法证实FgPrp6上的E308K或R230H都可以抑制Fgprp4。本研究利用co-IP和BiFc的方法证明禾谷镰孢菌的FgPrp6和激酶FgPrp4可以在体内互作,并进一步利用磷酸化抗体检测体内FgPrp6磷酸化水平的方法实验证明FgPrp6为FgPrp4的底物。通过将FgPrp6上保守的Prp4磷酸化位点和预测的磷酸化位点突变为A的方法验证这些位点的功能,结果表明T261,T219&T221和T199&T200对FgPrp6在菌落生长和有性生殖中的功能无关紧要,但是对其在侵染植物阶段的功能至关重要。扫描电镜和共聚焦显微镜观察发现它们主要在禾谷镰孢菌侵染生长,如侵染垫的形成和在植物细胞间的扩展中发挥作用。通过对野生型禾谷镰孢菌、Fgprp6/FgPRP6Δ199-221-GFP或Fgprp6/FgPRP6Δ250-262-GFP侵染三天的小麦麸片的转录组数据分析禾谷镰孢菌的前体mRNA剪接缺陷发现Fgprp6/FgPRP6Δ199-221-GFP和Fgprp6/FgPRP6Δ250-262-GFP菌株中各有28%和35%的内含子剪接具有缺陷,推测这种剪接缺陷是突变体侵染生长缺陷的原因。该研究为将来进一步解析禾谷镰孢菌前体mRNA剪接调控及剪接与致病性的关系奠定了基础。
多巴胺是一种儿茶酚胺和一种抗氧化剂,在应对逆境时起作用,它与植物激素相互作用以介导植物发育。目前,关于苹果中多巴胺功能的研究较少。本研究开发了一种用于分析苹果种质中的多巴胺测定方法,以阐明多巴胺在苹果树的组织分布、发育变化、昼夜变化和逆境响应。首先,对所提出的方法进行了验证,定量的线性范围在0.1-20 ng mL-1范围内稳定,仪器、日间精密度和样品重复性相对标准偏差分别为1.024%、5.607%和7.237%,加标回收率大于100%,表明该方法的可行性及其适用于快速分析苹果属种质中的多巴胺。接下来,测量了322个苹果组织中的多巴胺含量。结果表明,苹果的多巴胺水平较低,叶片中多巴胺的平均含量高于果皮和果肉。多巴胺在栽培品种和野生种质中向右偏。最后,分析了组织特异性、发育变化、昼夜变化和对逆境的响应。在栽培品种‘皮诺娃’(Malus domestica)中,多巴胺含量在叶芽中最高,在果肉中最低。叶片和果肉中多巴胺含量随着栽培品种‘凉香’(Malus domestica)的生长发育而降低。与对照相比,干旱或盐胁迫后苹果叶片的多巴胺含量更高。在本研究中,建立了一种基于HPLC-MS的苹果多巴胺检测方法,并证明是一种稳健的方法。本研究为未来阐明苹果树中多巴胺的组织分布、发育变化、昼夜变化和逆境响应提供了一个框架。