目的:研究天麻的遗传多样性,分析杂交、自交天麻种质资源间的差异.方法:以26个天麻种质资源为材料,基于形态学标记对各种质的株高、蒴果数、花序长度、蒴果长度、蒴果宽度、块茎长度、块茎宽度、单重、有效成分含量等表型性状进行方差分析、聚类分析及相关性分析;结合SSR分子标记进行遗传多样性研究,并构建SSR指纹图谱.结果:天麻表型性状中,各性状的变幅不同,变幅较大的为蒴果重、单重、块茎长、鲜品产量、干品产量、天麻素含量、对羟基苯甲醇含量;变幅较小的为蒴果宽、茎秆粗、肚脐眼直径、横纹环数、折干率.相关性分析结果显示,部分性状间相关性显著;表型性状聚类结果显示,在阈值为11.32时,将天麻资源分为2大类群.从合成的7对引物中筛选出3对SSR特异性引物,PCR扩增获得较清晰的SSR指纹图谱.UPGMA聚类可明显区分天麻自交系及杂交系,与表型聚类分析结果较为一致.结论:利用形态学标记及SSR分子标记相结合的方法可有效区分天麻杂交组合及自交组合.

为了挖掘优异西葫芦(Cucurbita pepo L.)种质资源,提高外观品质优的嫩瓜选择效率,本研究利用色差仪对本单位创制的54份西葫芦自交系进行不同嫩瓜皮色分类,并以其中7份(重点4份)代表性材料为研究对象,对西葫芦嫩瓜皮叶绿素合成代谢与其皮色形成的关联性进行分析.结果表明,叶绿素是决定偏白色、浅绿色、翠(青)绿色、绿色和深绿色西葫芦嫩瓜皮色的主要色素.其中,叶绿素a含量占总含量的49.20％～60.58％,是决定嫩瓜皮色深浅的主要因素.颜色最鲜艳且更加偏绿色的翠(青)绿色嫩瓜皮材料,其色度值(C)显著大于其他皮色,而叶绿素a/叶绿素b和红绿值(a*)分别显著大于和小于偏白色、浅绿色和深绿色皮色.深绿色、翠(青)绿色和偏白色嫩瓜皮叶绿素合成存在胆色素原转化为尿卟啉原Ⅲ和粪卟啉原Ⅲ转化为原卟啉Ⅸ两个受阻点,且后一转换阶段是导致偏白色和翠(青)绿色嫩瓜皮叶绿素合成受阻、叶绿素含量骤降的主要原因.叶绿素合成减弱与叶绿素代谢中的叶绿素酶降解活性增强以及抗氧化酶中的超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性减弱之间呈显著相关,这也证明了嫩瓜皮偏白色的成因.超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性与嫩瓜皮叶绿素含量呈显著相关,这两种酶延缓了翠(青)绿色和深绿色嫩瓜皮叶绿素含量降低速率.本研究结果为深入解析不同嫩瓜皮色,特别是翠(青)绿色嫩瓜皮呈色机理以及挖掘、利用相关优异特异资源提供了理论依据和技术支撑.

植物染色体的倍性维持和变化受环境因素影响,组培再生过程由于培养条件等因素往往导致染色体的结构和倍性变化.为探索组培条件下山茶种质的倍性变化,该研究利用山茶种质的愈伤组织诱导体系,通过流式细胞仪分析倍性变化情况,并结合秋水仙素处理对组培再生条件下倍性的稳定性和变化进行分析.结果表明:(1)10 个山茶种质中 6 个为二倍体,2 个为四倍体,1 个为六倍体和 1 个为十倍体,在组培诱导愈伤及再生过程中不同倍性的种质材料能够保持稳定的倍性.(2)获得了秋水仙素处理的最适诱导条件,即培养基配方为秋水仙素浓度 20 mg·L-1,愈伤增殖培养 10 d.(3)对 56 个独立组织样品(含愈伤和芽)开展了倍性检测发现,有 38 个组织样品的倍性在 1.5～2.5 倍之间,11 个组织样品产生了低于 1.5 倍性的特异现象.该研究结果进一步探索了不同山茶种质之间的倍性关系,为山茶属植物的倍性调控和多倍体诱导提供了理论基础.

[目的]WRKY是植物特异性转录因子家族之一,参与植物多种生命活动,但在草莓中鲜见WRKY70相关报道.深入解析WRKY70同源基因在草莓响应胁迫过程中的作用,加快分子育种技术应用,培育新草莓种质资源.[方法]用同源克隆法从'红颜'草莓果实中克隆得到FaWRKY70基因,用生物信息学分析其保守结构域、理化性质、蛋白质结构及进化关系等,并结合qRT-PCR数据进行表达模式分析.[结果]FaWRKY70基因全长1 020 bp,编码339个氨基酸;同源基因比对发现,FaWRKY70与苹果、牡丹等同科物种氨基酸序列相似度较高,且同源基因多与植物对生物、非生物胁迫响应相关,暗示FaWRKY70可能参与草莓抵御胁迫的过程;FaWRKY70在草莓不同器官中均有表达,且差异显著,在花中表达量最高,在果实中最低;水杨酸处理后,FaWRKY70基因快速响应,表达量在3 h后达到最高,随后逐渐降低;茉莉酸甲酯处理后FaWRKY70基因受诱导响应程度小,整体呈下调趋势.[结论]FaWRKY70能通过不同响应方式参与草莓生命活动及激素信号转导过程.

[目的]探究茶树种质资源叶片色素含量与叶色参数之间的关系,为叶色特异茶树种质资源呈色机理探索和品种选育提供理论依据.[方法]以浙江省茶树种质资源圃中143份黄化、白化和紫化叶色特异茶树种质春季新梢为材料,比较分析各种质叶片叶色参数L*、a*、b*值和花青素、叶绿素、类胡萝卜素含量差异.通过主成分分析、聚类分析、相关性分析、多元逐步回归分析和通径分析探讨叶片色素含量和叶色参数关系.[结果](1)紫化茶树种质花青素含量和a*值较高,叶片呈现紫红色;黄化种质类胡萝卜素含量/叶绿素含量比值和b*值较高,叶片呈黄色,白化种质L*值较高,叶片呈白色;黄化和白化茶树种质叶绿素含量较低.在叶色表型性状方面,叶色特异茶树种质大体聚为两大类群,白色系和黄色系聚为一大类,紫色系聚为另一大类.(2)叶色特异茶树种质叶片叶色参数a*值与花青素含量呈极显著正相关,L*值、b*值与花青素和叶绿素含量均呈极显著负相关,且b*值与类胡萝卜素含量呈极显著正相关;花青素、叶绿素对叶片L*、a*、b*值直接作用较大.[结论]a*值可作为描述叶色特异茶树种质叶片紫红色性状的代表性参数,b*值可作为描述叶色特异茶树种质叶片黄色性状的代表性参数.

山桐子(ldesiapolycarpa)是我国特有且极具开发潜力的油料树种,果实含油率高且油品好.在苗期通过分子生物学手段对山桐子进行性别鉴定,可有效降低种苗培养成本.在前期组装的染色体级别高质量山桐子基因组基础上,进一步对山桐子雌雄群体进行全基因组重测序,根据雌雄株系的特异性片段,确定山桐子属于ZW/ZZ性别决定类型;并根据3.365x107个SNPs,结合性别表型进行全基因组关联分析,找到控制性别的19号染色体,并将性别决定区段定位到35 Mb附近;针对显著性位点,开发了性别共显性CAPS分子标记.该方法可在幼苗期快速、高效鉴定山桐子的性别,极大地降低了山桐子育苗环节的生产成本,也可在山桐子种质鉴定及分子标记辅助育种等方面为产业提供技术支撑.

茶蚜Toxoptera aurantii Boyer是茶树上的重要害虫之一,深入研究抗蚜特异资源的抗性机理对培育茶树抗蚜品种具有重要意义.课题组前期收集的望谟紫芽茶树优良品系'W016'对茶蚜抗性强,为初步探明该种质的抗蚜特性,利用刺吸电位技术测定了茶蚜在'W016'和黄金芽(感虫品种)上的取食行为,并探明影响茶蚜刺探取食叶片的主要物理性状及生化成分因子.结果表明,茶蚜在两种供试种质上均产生9种EPG波形,依次为非刺探波(np波)、路径波(A波、B波、C波、pd波)、机械阻力波(F波)、木质部吸食波(G波)、韧皮部唾液分泌波(El波)和韧皮部汁液吸食波(E2波).刺探取食过程中,茶蚜在'W016'上的非刺探时间(np波)和C波总持续时间均显著长于黄金芽.二者口针遇到阻力的次数(F波)和总持续时间无差异,但韧皮部吸食汁液(E2波)时间'W016'显著短于黄金芽.茸毛密度、下表皮厚度和栅栏组织厚度是'W016'抗茶蚜取食胁迫的主要物理屏障因子,而咖啡碱和可溶性糖含量为主要生化因子.表明'W016'对茶蚜的取食抗性与其叶片理化性质密切相关.

采用转录组测序的方法挖掘防风SSR位点信息并设计特异引物,以期为防风的种质资源遗传多样性研究提供有力依据.对防风种子净度、千粒重、发芽率、活力等种子特性进行统计,并对转录组数据库中长度1 kb以上的12 606条unigene,利用MISA软件搜索SSR位点信息,使用Primer 3设计引物,以筛选得到的43对SSR引物分析28份不同来源防风材料的多态性.结果显示不同种源防风在净度、千粒重、发芽率、活力、种子长宽等方面存在差异,其中发芽率、活力的差异较为明显,HB-ZJK1、NMG-CF4、NMG-BT、NMG-HLE1、NMG-CF2的千粒重、发芽率、活力方面明显高于其他种源.在得到的86 233条uni-gene 序列中利用MISA软件发现有12 606条unigene序列上共包含了15 958个SSR位点,SSR位点unigene数占unigene总数的14.62％,平均每5 009 bp出现1个SSR位点,SSR位点的重复类型以单核苷酸和二核苷酸为主,G/C、TC/AG是单核苷酸和二核苷酸的优势基元,利用28个不同产地防风材料对所有引物进行筛选,得到条带清晰、稳定多态性好的引物.聚类分析表明,28份防风种质资源的生物性状及遗传多样性的聚类结果大致吻合,相同产地(HB-AG1、HB-AG2、HB-ZJK1、HB-ZJK2)的大多聚在一起,亲缘关系较近.防风转录组中SSR出现频率较高、类型丰富且多态性高,为其种质资源鉴别、遗传图谱构建和分子辅助育种等提供了候选分子标记.

由稻黄单胞菌稻生致病变种(Xanthomonas oryzae pv.oryzicola,Xoc)引起的细菌性条斑病(BLS)是水稻(Oryza sativa)生产上的重要病害,近年来其发病呈快速上升趋势,特别是在我国南方(包括江苏、浙江、福建和广东等地)稻区危害严重.种植抗病品种是防治BLS最理想的措施,但目前生产上严重缺乏可用于育种的优异抗病基因资源.通过人工接种鉴定筛选水稻种质资源,挖掘到2份高抗BLS材料(M1和D1).多菌株系接种结果表明,M1具有非小种特异性广谱抗病(RNS BSR)特征.经遗传群体分析表明,栽培稻M1携带单个显性抗BLS新基因Xo-3.通过混池测序和关联分析,将Xo-3基因初步定位在2号染色体上的一段候选区域内.抗BLS种质资源的挖掘及其抗性遗传基础的解析,将有助于理解水稻-Xoc互作机理,从而培育抗BLS水稻新品种和制定科学的防治BLS策略.

通过遗传多样性、相关性、主成分、聚类分析和综合评分等5种方法对296份花生种质资源13个主要农艺性状进行分析及评价.结果表明,3个质量性状的遗传多样性指数变化范围在0.526～0.909,10个数量性状的遗传多样性指数变化范围在0.834～2.007,变异系数范围在3.268％～68.198％,表明296份参试花生种质资源拥有丰富的遗传信息.相关性分析表明,出苗整齐度、生育天数、叶形、单株生产力与产量关系紧密.主成分分析共提取到6个主成分,累计贡献率达到78.336％,代表了大部分的农艺性状.聚类分析将296份花生种质资源分为2个大类,4个小组,可以分别作为高产、小粒、早熟、大粒种质备选材料.根据模糊隶属函数基于6个主成分贡献率权重构建综合评分:F=0.323F1+0.257F2+0.122F3+0.108F4+0.010F5+0.091F6,筛选到4份综合性状较好的花生种质资源,分别是松桃城兰花生、2013521230、H15093、辐16-24-1-1,可作为今后花生育种的候选材料.本研究可为今后花生亲本选择及特异种质资源筛选提供科学依据.