[目的]细胞色素P450 家族是十字花科植物硫苷合成重要的酶系,其中CYP83 亚家族主要参与核心结构的合成,旨在探究大白菜(Brassica rapa ssp.pekinensis)CYP83B1 基因的功能.[方法]利用RT-PCR技术克隆BrCYP83B1 基因,通过生物信息学软件分析其编码蛋白理化性质、同源性及启动子顺式作用元件,利用RT-qPCR技术分析BrCYP83B1 的表达模式,并构建其植物超表达载体.[结果]BrCYP83B1 cDNA序列全长为 1 500 bp,编码 499 个氨基酸,编码蛋白属于细胞色素P450 超家族,主要定位于细胞质,二级结构主要由α-螺旋和无规则卷曲构成,与甘蓝型油菜、青花菜的CYP83B1 蛋白具有较高的同源性.启动子分析表明,该基因启动子区域包含水杨酸、脱落酸及茉莉酸甲酯等激素响应的顺式作用元件,说明BrCYP83B1 基因表达可能受激素调控.RT-qPCR分析结果表明,BrCYP83B1 基因在大白菜的根、茎、叶、花和果中均有表达,且以叶中的表达量最高;茉莉酸甲酯够显著促进该基因的表达,而水杨酸处理对其表达具有一定的抑制作用,脱落酸处理下基因先上调后又下调.[结论]BrCYP83B1可能参与大白菜对激素的响应调控.

目的 比较西兰花、甘蓝、大白菜、小白菜、青萝卜和小油菜六种十字花科成熟蔬菜和其芽苗菜中硫代葡萄糖苷(简称硫苷)、异硫氰酸酯、总酚、抗坏血酸和花色苷含量以及抗氧化能力.方法 西兰花、甘蓝、大白菜、小白菜、青萝卜和小油菜相应的蔬菜种子于30℃浸泡后,于16 h光照/8 h黑暗,25℃发芽,收集8 d的芽苗菜除去根部,与成熟蔬菜一起进行分析.结果 所测十字花科蔬菜中硫苷种类和含量差异较大,但均以脂肪族硫苷为主,芽苗菜中总硫苷和每种硫苷含量均显著高于其成熟蔬菜;萝卜成熟蔬菜和芽苗菜异硫氰酸酯含量最高,所测芽苗菜中异硫氰酸酯含量约是成熟蔬菜的31～62倍.萝卜芽苗菜中总酚含量显著高于其成熟蔬菜,而小油菜则相反,其它芽苗菜与成熟蔬菜之间无显著差异;除萝卜外,其它十字花科成熟蔬菜抗坏血酸含量均高于芽苗菜;成熟小油菜中花色苷含量和清除DPPH自由基能力高于其芽苗菜,而其它芽苗菜中花色苷含量和清除DPPH自由基能力高于其成熟蔬菜.结论十字花科成熟蔬菜和芽苗菜均含有较高的活性成分,除小油菜外,其它十字花科芽苗菜活性成分含量均显著高于成熟蔬菜.

以大白菜pol型细胞质雄性不育系16C14花蕾为试验材料,采用SMART(switching mechanism at 5′end of RNA transcript)技术合成cDNA,利用DSN(duplex-specific nuclease)对所得cDNA进行均一化处理,之后与pDONRTM/Zeo载体重组并转化DH10B大肠杆菌菌株,构建了大白菜pol型雄性不育花蕾均一化cDNA文库.经检测,文库滴度为3.2×106 cfu?mL-1,库容量约为1.28×107 cfu,重组率97%,插入片段平均大小1.2 kb左右.随机挑选100个阳性菌斑进行测序,冗余度仅为3.7%,文库质量较高.本研究成功构建了大白菜胞质雄性不育系花蕾均一化cDNA文库,为进一步研究大白菜pol雄性不育相关分子机制奠定基础.

针对磷肥施用量大且利用率不高的问题,通过2011-2013年在甘肃省农业科学院张掖绿洲灌区农业生态环境重点野外台站进行定位试验,研究了不同施磷量对露地大白菜产量、磷肥利用率以及磷素平衡的影响.结果表明:大白菜产量随施磷量的增加先增加后呈下降的趋势.在施磷量为112.52 kg· hm-2时产量达到最高(5489.1 kg·hm-2),且显著高于其他处理,与不施磷处理相比,增产13.3％～23.8％,此时磷肥利用率为14.2％.土壤中土壤有效磷(Olsen-P)和可溶性总磷(CaCl2-P)呈现较好的正相关性,土壤Olsen-P含量为24.22 mg·kg-1时对应的施磷量为111.1 kg·hm-2,表明当土壤中Olsen-P含量小于24.22 mg·kg-1时,土壤中的磷素不发生盈余,对环境不造成污染.当施磷量为60.17 kg·hm-2时,磷输入与输出达到平衡,即此施磷量水平能满足作物的需求.结合研究区的土壤肥力状况,综合产量、磷肥利用率及土壤有效磷含量,干旱绿洲灌区磷肥投入阈值在60.17～112.52 kg·hm-2时,能保证露地大白菜高产,并且不会造成环境污染.

采用86对InDels引物对105份大白菜育种材料进行了鉴定,共得到189个多态性位点.每对引物所能检测到的等位基因为2-4个,其中82.6％的引物仅能检测到2个等位基因位点;杂合度指数0～0.1880,平均为0.0511;主要等位基因频率为0.3277 ～0.9664,平均为0.6638;每对引物的多态性信息含量为0.0629 ～ 0.6654,平均为0.3444.94.2％的引物杂合度低于0.1,表明所选材料纯合度较高.采用NTSYS软件对供试材料进行UPGMA聚类分析,当相似系数为0.60时所有试材料分为合抱型(类群Ⅰ)与叠抱型(类群Ⅱ)明显的两个类群.叠抱型所在的类群Ⅱ在相似系数0.63时又进一步分为4个亚群.4个杂种优势非常明显的叠抱型品种的亲本材料分别处于不同的亚群或同一亚群中的不同分支.对双亲标记检测结果的进一步分析后挖掘了一批适宜4个杂交种纯度鉴定的引物,从中筛选了3对适宜4个杂交种纯度鉴定的通用引物.研究结果不仅提供了大白菜杂种优势育种的分子证据,同时也为育种实践中杂交组合的高效选配提供了帮助.

为系统研究缺钙对大白菜幼苗生长的影响,本文采用水培法分析了不同缺钙程度下,大白菜幼苗的生长、生化和光合指标的特征性变化.研究结果显示,与对照Hoagland完全营养液的100％ Ca (4 mmol L-1 Ca2+)相比,50％ Ca (2 mmol·L-1 Ca2+)培养4周虽然没有显著抑制大白菜幼苗的生长和净光合速率(Pn),但其叶绿素含量已显著下降;随着缺钙程度的加重,大白菜幼苗的整株鲜重和Pn逐渐下降,叶片叶绿素a/b比值逐渐增大,叶绿素含量和可溶性糖含量则呈先降低后增大的趋势.缺钙大白菜的叶绿素荧光动力学曲线上最明显的特征是在100 ms处明显出现一个凹峰(G相);此外在缺钙大白菜ΔWt曲线的K相上(300 μs)也出现了特征性的凹峰,且随着缺钙程度的加重,凹峰值下降.两处凹峰的出现说明缺钙导致供体侧电子供应相对减少,但光反应中心的结构和功能未受影响.缺钙条件下,大白菜叶片叶绿素荧光参数的主要特征是由于放氧复合体电子供应能力减弱,导致到达最大荧光的时间(Tfm)显著延长,单个反应中心的光化学效率(ABS/RC、TRo/RC、ETo/ RC)下降,质体醌库(Sm)相对增大.上述结果为了解缺钙对大白菜幼苗的胁迫效应和伤害机制以及大白菜缺钙的诊断提供了数据支撑.

硫化氢(hydrogen sulfide,H2S)是植物细胞内源信号分子,对植物的生长、发育和抗逆性具有重要的调节作用.L-半胱氨酸脱巯基酶(L-cysteine desulfydrase,LCD)是合成内源H2S的关键酶.大白菜(Brassica campestris)是我国北方主要的蔬菜.为研究H2S信号在大白菜中的生理作用,并为育种工作提供新材料,该研究采用CRISPR/Cas9基因编辑技术对白菜LCD基因进行了敲除.利用农杆菌(LBA4404)介导的遗传转化法将基因编辑载体pYAO-LCD成功转化大白菜“中白60”,获得基因编辑的遗传转化植株4株.DNA测序表明,基因编辑后植株在靶标位点的碱基发生了相应的基因编辑.基因编辑植株中内源H2S含量有不同程度的降低.

通过 RACE技术,从不结球白菜抗病品种‘苏州青’叶片克隆到金属硫蛋白(metallothionein)基因的全长cDNA序列(BcMT2).序列分析结果表明,BcMT2 基因的 cDNA 全长为 528 bp,其中开放阅读框长度为 243 bp,共编码 80 个氨基酸,相对分子质量为 8.02×103 Da,理论等电点是 4.61.氨基酸同源系统进化分析表明,不结球白菜BcMT2 基因属于Ⅱ类植物MT2 基因家族,且与同科植物的进化关系相近,其中与大白菜第 5 号染色体的基因(Bra029765)相似性最高(100%).qRT-PCR分析表明,BcMT2 基因在不结球白菜叶中表达最强;霜霉病菌诱导后,B c MT 2 基因在抗病品种‘苏州青’中的表达量于 48 h 达到峰值,而在感病品种‘矮脚黄’中的表达量于 72 h达到峰值;盐处理条件下,B c MT 2 基因在抗病品种‘苏州青’中的表达量于 12 h达到峰值,而在感病品种‘矮脚黄’中的表达量于 2 4 h达到峰值;ABA处理下,‘苏州青’中其表达量于 2 4 h达到峰值,且在‘矮脚黄’中B c MT 2 基因的表达趋势与‘苏州青’类似;干旱处理条件下BcMT2 基因的表达在两材料中均受到抑制.BcMT2 原核表达分析发现,在 37 ℃、1.0 mmol·L-1 IPTG诱导 2、4 、6 h后,均检测到了一条蛋白分子质量约为 8×103 Da 的表达特异条带,这与预期融合蛋白的相对分子质量的理论值8.02×103 Da相符.研究表明,不结球白菜B c MT 2 基因在受到生物胁迫和非生物胁迫等逆境条件下均发挥着重要作用,且BcMT2 在大肠杆菌中成功实现融合表达,为进一步进行蛋白水平和转基因功能研究奠定了基础,也为选育高产、优质的不结球白菜新品种提供重要的理论依据.

目的 调查滇西某退役铀矿周边环境的放射性水平,评估其对居民产生的健康风险;方法 通过对退役铀矿周边环境的土壤、农作物、水体样品的采集、制备和高纯锗γ能谱仪分析,给出环境介质中的放射性核素含量;结果 土壤中238U、232Th、226Ra、40K和137Cs的比活度均值分别为83.0、85.4、71.4、524和1.27 Bq/kg;鲜茶叶中238U、232Th、226Ra、40K和137Cs的比活度均值分别为0.061、0.652、0.650、92.5和0.061Bq/kg;玉米中238U、232Th、226Ra、40K和137Cs的比活度均值分别为0.184、0.122、0.302、78.3和0.015 Bq/kg;大白菜中238U、232Th、226Ra、40K和137Cs的比活度均值分别为0.090、0.224、0.469、80.0和0.011 Bq/kg;饮用水中232Th、226Ra和40K的比活度均值分别为0.146、0.310和2.25 Bq/L,238U和137Cs的比活度低于探测下限.土壤中天然放射性核素所致居民人均外照射年有效剂量为131μSv/年;结论 退役铀矿周边环境放射性水平在正常本底范围,对居民造成的健康风险较低.

在山东青岛发现一种新的大白菜根腐病,主根下部腐烂,根部维管束变褐变黑,地上部生长缓慢,矮小,甚至死亡.通过组织分离法和单菌丝分离法获得纯化菌株HMQAU170164.经柯赫氏法则验证,综合该病原菌形态学特征、生物学特性、ITS和coxⅠ序列分析,界定其为芸薹腐霉Pythium brassicum.该菌引起的大白菜腐霉根腐病为首次报道.