为了探究蜜蜂越冬期体内卵黄原蛋白(Vitellogenin,Vg)和保幼激素(Juvenile hormone,JH)的表达特性.本试验分别采集夏繁期(7月)和不同越冬时期(11月、12月、1月、2月)的珲春黑蜂工蜂,通过酶联免疫吸附试验方法检测Vg、JH Ⅲ及超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase,SOD)的浓度变化,采用qRT-PCR方法检测Vg、JH代谢相关基因的表达量.结果表明:珲春黑蜂越冬期Vg浓度高于夏繁期,在不同越冬期Vg浓度总体呈现先上升后下降的趋势;Vg基因的变化趋势与Vg浓度相一致,而VgR基因表达量与SOD浓度变化趋势相一致,在越冬期水平高于夏繁期,且在整个越冬期呈现下降的趋势.珲春黑蜂越冬期JH Ⅲ浓度低于夏繁期,且随着越冬持续进行总体呈现持续上升的变化趋势;MFE基因的变化趋势与JH Ⅲ浓度相近;JHAMT基因表达量越冬期显著高于夏繁期,在整个越冬期呈现先上升后下降的趋势.本研究结果表明,蜜蜂越冬期体内存在Vg和JH Ⅲ间负相关的调节模型,其通过Vg、JH Ⅲ代谢相关基因的表达来提高越冬蜂抗氧化能力和抗寒性,为西方蜜蜂抗寒分子机制的深入研究提供了新的研究思路.

北部冬麦区是我国重要的小麦主产区之一,对该麦区历年国审小麦品种进行回溯分析有助于小麦品种资源的合理利用.本研究基于产量与熟期、穗数、穗粒数、千粒重、容重、品质指数、抗病指数和抗寒指数等性状的组合,采用品种-产量×性状组合(GYT,genotype by yield×trait)双标图方法对2003-2023年期间北部冬麦区47个国审小麦品种进行了综合分析和分类评价.结果表明,47个国审小麦品种可划分为4个特征显著的品种类型.其中,Ⅰ型品种综合表现优秀,在产量与早熟性、抗病性、抗寒性、千粒重和容重等性状组合上表现突出,在产量与穗数、穗粒数和品质指数组合上表现优良,在生产上推广应用价值最高,主要包括京麦179、京农16和津麦3118等8个品种.Ⅱ型品种综合表现优良,在产量与品质指数、穗数组合上表现突出,在产量与抗病指数、抗寒指数组合上表现稍差,在生产上推广应用价值较高,但应注意生产安全,主要包括京麦202、京农19和轮选158等13个品种.Ⅲ型品种的产量与抗病和抗寒指数组合最好,但在其余性状组合上表现差,综合生产应用价值有限,可作为抗性亲本.Ⅳ型品种综合表现较差,可选择单性状表现优良的品种作为育种亲本应用.根据各品种在GYT双标图ATA轴上的投影位置,筛选出综合表现优良的京麦179、京农16、津麦3118、京麦189、京麦202、京花12号、京农19、轮选158和中麦623等品种.本研究采用GYT双标图分析方法基于"产量-性状"组合水平对北部冬麦区小麦品种进行综合评价和分类研究,为其他作物和地区的类似研究提供了参考.

为探究甘孜九龙古茶树种质资源的分布区域、形态特征和农艺性状的遗传多样性,通过基本统计分析、变异系数、多样性指数、主成分分析和聚类分析,对67份九龙古茶树种质资源的21个质量性状和12个数量性状进行了遗传多样性分析和评价.结果表明:九龙古茶树资源农艺性状变异丰富,除树型和树姿外,质量性状的遗传多样性指数范围为0.17～1.27,平均为0.82,其中以花瓣颜色多样性指数最小,果实形状的多样性指数最大;数量性状变异系数范围为1.38％～29.94％,平均为15.27％,以叶面积的变异系数最高,萼片数的变异系数最低.主成分分析显示,前11个主成分累计贡献率在76.49％,其中叶宽、叶长、叶色和花瓣颜色等性状是九龙古茶树种质资源农艺性状表现出差异的主要因素.21个质量性状聚类分析结果显示,在欧式距离为16.9时,可将67份九龙古茶树种质资源划分为4个类群,聚类结果与海拔高度及地理位置无明显相关性.本次调查的古茶树种质资源中有13份种质位于海拔2400m以上,长势良好,展现出良好的抗寒性和抗旱性.此外,还有2份种质花瓣颜色特异,1份种质籽粒较大且结果率高.研究结果为九龙古茶树种质资源收集、保护和利用奠定一定基础.

为探究油菜素内酯(BRs)诱导提高植物的抗寒性是否受一氧化氮(NO)信号分子调控,以高山离子芥(Chorispora bungeana)悬浮细胞为材料,分别用24-表油菜素内酯(EBR)、NO供体SNP、NO清除剂PTIO、一氧化氮合成酶(NOS)抑制剂L-NAME、EBR+PTIO以及EBR+L-NAME进行处理,分析在低温胁迫下以上处理对细胞抗寒性、活性氧(ROS)水平以及抗氧化防御系统的影响.结果表明:(1)外源EBR处理可以缓解低温胁迫对悬浮细胞活力的抑制以及离子渗漏和膜脂过氧化程度的加剧,从而增强细胞对低温的抗逆能力.SNP处理对上述生理指标的影响与EBR类似.(2)在低温胁迫下,与EBR处理细胞相比,EBR+PTIO以及EBR+L-NAME处理会导致悬浮细胞活力下降,离子渗漏和膜脂过氧化程度显著升高,表明阻断NO信号会降低EBR诱导提高的抗寒性.(3)与仅受低温胁迫的细胞相比,外源EBR处理导致细胞NO含量和NOS活性进一步升高,而EBR诱导的NO积累可以被PTIO或L-NAME所抑制.(4)EBR、SNP处理均可以明显抑制低温胁迫下离子芥悬浮细胞过氧化氢(H2O2)含量、超氧阴离子(O·-2)产生速率和羟自由基(OH-)含量的升高,并显著增强抗坏血酸过氧化物酶(APX)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽还原酶(GR)、过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)的活性以及增加抗坏血酸(AsA)和还原性谷胱甘肽(GSH)的含量,从而缓解低温造成的氧化损伤,而PTIO、L-NAME会不同程度抑制低温胁迫下EBR的这些保护功能.综上所述,EBR通过激活离子芥悬浮细胞的NOS活性来促进细胞内源NO积累,从而提高其抗寒性.EBR处理可以抑制低温胁迫下ROS过量积累并增强细胞的抗氧化防御能力,这两个过程都受NO信号分子调控,从而缓解低温造成的氧化损伤,防止膜脂过氧化程度加剧,提高细胞对低温胁迫的抗逆性.因此,低温胁迫下,高山离子芥悬浮细胞NOS来源的NO是EBR信号转导的下游信号分子.

为了确立不同苹果品种在花蕾期到幼果期的抗冻性类型,建立精准苹果晚霜抗冻性评价方法,以宁夏2个主栽苹果品种'嘎啦'和'富士'花蕾期、盛花期、坐果期和幼果期的花朵和果实为试验材料,利用野外霜冻试验箱分别模拟不同时期自然降温过程,在20％、50％和80％受冻率下分别建立Logistic方程,确定轻、中、重度受冻的临界温度;并检测各品种不同物候期的过冷却点、结冰点、电导率、可溶性糖和可溶性蛋白等抗寒性指标,结合多元线性回归法综合判断苹果花期至幼果期抗寒能力差异的主要影响因素.结果显示,(1)'嘎啦'各个物候期的抗寒能力均强于'富士';(2)同一苹果品种不同物候期抗寒能力不同,表现为花蕾期＞盛花期＞坐果期＞幼果期;(3)2个苹果品种各物候期轻度、中度、重度受冻临界温度随着物候期推移呈现升高的趋势;(4)受冻率与半致死温度呈极显著正相关(0.909**),与可溶性蛋白含量呈极显著负相关(-0.874**).研究表明,'嘎啦'和'富士'4个物候期花器官相对电导率和可溶性蛋白含量对子房受冻率有较强的响应关系,过冷却点和结冰点温度等对子房受冻率也有一定的响应,可将相对电导率、可溶性蛋白含量、过冷却点和结冰点作为评价苹果抗寒性状的重要指标.

红阳猕猴桃(Actinidia chinensis var.chinensis'Hongyang')具有较高的经济价值和营养价值,以及较好的市场开发前景.但近年红阳猕猴桃产区如云南、四川等多地多次遭遇倒春寒等极端天气,其抗寒性差的缺点限制了发展空间.该研究通过在组培的过程中使用甲基磺酸乙酯(EMS)诱导红阳猕猴桃突变体,进而筛选出耐寒突变体,并通过转录组分析探究其胁迫响应机制.该研究以红阳猕猴桃叶片为实验材料,在组培时(4.4 g.L-1 MS+4.5 g.L-1 琼脂+1.5 mg.L-16-BA+0.1 mg.L-1 NAA+15 g.L-1 蔗糖+0.01～0.10 g.L-1 EMS)利用EMS诱导技术诱导突变体,并在低温环境下筛选出耐寒突变体.选出的耐寒突变体和正常红阳猕猴桃组培苗先进行 4℃12h寒胁迫处理,再进行转录组测序分析.结果表明:(1)通过初步的表型鉴定,当EMS处理浓度为0.06 g.L-1时诱导的部分突变体具有一定的耐寒性;(2)在转录组测序数据GO功能富集分析中,富集条目最多的是生物学过程;(3)利用KEGG数据库分析时,共筛选到 21 个差异表达基因在15 条通路中得到注释且均为上调表达,其中内质网中的蛋白质加工通路(ath04141)中富集的差异表达基因最多,并且该通路内的sHSF、Hsp70 和NEF可能与耐寒机制调控有关.综上研究结果为红阳猕猴桃耐寒种质资源的研究与利用提供了材料基础及理论依据.

以薰衣草6个品种为试验材料,通过分析田间气温下降期间薰衣草中可溶性蛋白(SP)、可溶性糖(SSC)、脯氨酸(Pro)、丙二醛(MDA)含量,以及过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性等抗寒指标的变化,对各品种的抗寒性进行了综合评价.结果表明:SSC含量在低温胁迫下逐渐上升,同时Pro、MDA含量及POD、SOD活性呈波动上升趋势,且在10月20日出现峰值,而CAT达活性高峰后逐渐下降,6个测定指标中Pro含量与MDA呈显著正相关,CAT与POD呈极显著负相关.依据隶属函数法进行抗寒性综合评价,6个品种抗寒性顺序为:'70-1'>'白花'>'杂花65团'>'杂花70团'>'法国蓝'>'太空蓝'.本研究结果表明"70-1"薰衣草抗寒性相比较强,可进行冬季不覆土过冬及引种至更寒冷地区试种.

铜锌超氧化物歧化酶(CuZnSOD)是一种清除超氧阴离子自由基的金属酶,与多种抗逆性相关.该研究利用CaMV35S启动子融合巨尾桉EuCuZnSOD1基因通过根癌农杆菌介导的叶盘转化法导入巨尾桉中,经卡那霉素初步筛选和PCR鉴定,得到10株转基因阳性植株.结果表明:通过-13.1℃暗处理5 h的抗寒性实验,发现40和41号植株在低温下无叶片萎蔫现象,组培室培养100 d后全株存活无白化叶片,说明这两株转基因巨尾桉的抗低温和冻害后恢复能力较强.在4 ℃低温胁迫下跟踪监测转基因温室苗的SOD酶活性发现,与对照相比转基因植株的SOD酶比活力无规律性且变化不大,但是相同条件下实时定量PCR检测结果表明抗寒性较强的40和41号植株在常温下EuCuZnSOD1的表达量较对照增加了约9倍,4 ℃处理36 h后EuCuZnSOD1的表达量相比对照植株分别增加了16倍和36倍,说明EuCuZnSOD1在低温胁迫下的表达量增加提高了巨尾桉的耐寒性.分析转基因组培苗全株的硫酸木质素含量,表明EuCuZnSOD1高表达不影响甚至降低了巨尾桉的木质素含量,40号植株的木质素含量与对照相同,而41号整株植株的木质素含量相比对照降低了56%,其他检测转基因植株的木质素含量均有不同程度的降低.该研究结果表明巨尾桉中大量表达EuCuZnSOD1基因可以提高巨尾桉的抗寒能力以及寒害后的恢复能力,不影响甚至可能是负调控了转基因巨尾桉的木质素生物合成.

该研究以天山雪莲(Saussurea involucrata)的转录组数据为基础,利用Premier 5.0设计1对特异性引物SiICE2-Up和SiICE2-Down,以天山雪莲cDNA为模板克隆得到天山雪莲SiICE2基因的开放阅读框(ORF),对其进行生物信息学分析;构建植物表达载体pCAMBIA2300-35S-SiICE2-Nos,利用农杆菌介导法导人番茄(Lycopersicon esculentum),通过PCR和RT PCR对转化植株进行验证,qRT-PCR分析转SiICE2基因番茄株系SiICE2基因的相对表达量;将转SiICE2基因型和野生型番茄在0℃处理后,进行抗寒性分析.结果表明:(1)成功克隆得到天山雪莲SiICE2基因,其大小为462 bp,共编码153个氨基酸,系统进化分析发现SiICE2蛋白与菜蓟(Cynara scolymus L)亲缘关系最近.(2)成功构建了植物表达载体pCAMBIA2300-35S-SiICE2-Nos,经农杆菌介导法侵染番茄,PCR鉴定表明共有9株为转SiICE2基因番茄植株.(3)膜生理指标测定结果显示,随着低温处理时间的增加,转SiICE2基因型番茄的相对电导率、丙二醛含量均显著低于野生型,在处理时间为24 h时,转SiICE2基因型番茄相对电导率比野生型低31.7％,丙二醛含量比野生型低4.2 μmol/g.(4)抗氧化酶活性测定结果显示,随着低温处理时间的增加,转SiICE2基因番茄植株的POD、CAT和SOD活性均呈现持续递增趋势,野生型呈先逐渐升高后降低的趋势,且各处理时间内转SiICE2基因番茄的POD、CAT和SOD活性均显著高于野生型.研究发现,天山雪莲SiICE2基因可以显著增强非低温驯化番茄的抗寒性.

以58个长白落叶松无性系1年生枝条为材料,对其进行低温胁迫处理,探讨不同无性系抗寒差异,结果表明:不同温度和时间的处理条件下,4个落叶松无性系电导率不同,随着低温胁迫时间的延长和温度的降低,不同无性系电导率呈上升趋势.在相同温度及时间处理条件下(-40C、12h),58个长白落叶松无性系相对电导率差异达极显著水平(P＜0.01).以-40℃、12h处理下各无性系电导率与对照的差值为指标,利用聚类法进行分析,初步筛选出9个抗寒性较强的无性系(L5、L16、L21、L23、L27、L40、L73、L78和L90),这些无性系可作为抗寒优良无性系进行考察,本研究为落叶松抗寒良种选育提供基础.