绣球茜(Dunnia sinensis)是我国广东特有的、国家二级珍稀濒危植物,有明显脉纹的白色变态花萼裂片,具有良好的观赏价值,但目前尚未有其基因组信息.为研究绣球茜花萼发育的分子调控机制,挖掘相关的功能基因,对其萼片、果实、叶片及花瓣进行RNA-seq和差异基因表达分析,以期筛选萼片特异表达基因或信号途径.结果表明,与叶片相比,萼片差异表达的基因有3 972个,主要富集于代谢途径、次生代谢生物合成、光合作用、苯丙类生物合成等途径.与花瓣相比,萼片差异表达的基因有9 680 个(上调3 616 个,下调6 024个,FC>2),主要富集于植物激素、苯丙类生物合成、植物与病原互作、次生代谢生物合成等途径.与果实相比,萼片差异表达的基因有4 655个(上调1 827个,下调2 828个,FC>2),富集的途径和参与调控途径近似于花瓣的转录组.聚类分析表明,参与萼片发育且特异高表达的转录因子主要有3类:ERFs、MYBs和WRKYs,其中MYB家族的DsTMYB3 可能参与萼片的颜色调控.组织的高表达基因分析表明,UBI11 启动子在各组织中广泛表达,而CSLG2启动子等特异在花萼高表达,这些基因的启动子将作为遗传工具驱动目的基因组成型表达或特异表达于花萼.通过分析绣球茜花萼和其他组织的差异表达基因,获得了可能参与萼片颜色调节的相关转录因子和启动子,这将为绣球茜的遗传转化和功能研究提供基础.

目的 探究双微体(Double minute chromosomes,DMs)在肿瘤细胞周期各时相内的主要存在形式,明确DMs的复制、分离时相.方法 通过无血清饥饿法阻滞人结直肠癌细胞COLO 320DM周期进展后,取花萼海绵体诱癌素A(Calycu-lin-A)诱导间期细胞以染色质超前凝集制备核型样本.用秋水仙素处理COLO 320DM细胞以获取有丝分裂(M)期细胞进行核型分析.在普通光学显微镜下观察并拍摄DNA合成前期(G1 期)、DNA合成后期(G2 期)、M中期、M后期和M末期核型,并统计DMs数量.结果 DMs在G1 期、M后期和M末期时相细胞中主要以单体形式存在;在G2 期和M中期时相细胞中主要以双体形式存在.结论 单体型DMs在S期发生复制后由单体转变为双体,双体型DMs在M后期完成分离并由双体转变为单体.

习水报春(Primula lithophila F.H.Chen & C.M.Hu)是早期基于植物标本发表的物种,现有文献资料显示其物候期和诸多形态特征描述有误,导致物种界定困难.该研究基于模式产地的野外实地调查、文献资料考证、标本采集和形态特征比对等方法,补充描述习水报春形态特征和物候期.研究结果表明:习水报春的叶柄不具翅;花色为粉红色,稀白色,花莛高10～25 cm,花梗长15～30 mm,冠筒长约16 mm,冠檐直径10～15 mm.蒴果筒状,长约3 mm,约为宿存花萼一半;花期9月—翌年2月,果期3-6月.此外,文章还报道了贵州省报春花属2新记录种—天竺葵报春(P.pelargoniifolia G.Hao,C.M.Hu & Z.Y.Liu)和晚花报春[P.tardiflora(C.M.Hu)C.M.Hu].

两型闭花受精现象是指在植物个体发育的不同时期或不同部位会形成两种形态完全不同的花,即异花传粉的开放花(chasmogamous flower,CH)与自花传粉的闭锁花(cleistogamous flower,CL).维西堇菜(Viola monbeigii)与裂叶堇菜(V.dissecta)在早春时期为CH花,夏季为CL花,光周期可能调控着两种花型的发育.本研究对维西堇菜和裂叶堇菜不同光周期下的花型进行了形态观察与统计,以探究光周期对两种花型发育的调控作用,并阐明两种花型不同发育阶段的主要形态差异.结果表明:维西堇菜和裂叶堇菜的CH和CL花的差异主要体现在花瓣与雄蕊的大小与数量、蜜腺体的有无、花丝长短、柱头有无弯曲等方面.CH花5个花瓣,下花瓣有一长距,5枚雄蕊,花丝很短,2枚雄蕊背部的蜜腺体伸入下花瓣形成的距中,雌蕊花柱直立并高于雄蕊;CL花雄蕊2枚,花丝较长,无蜜腺体,其余雄蕊与5个花瓣均为原基状,雌蕊的柱头通常弯向2枚发育最好的雄蕊.另外存在着花瓣与雄蕊数量介于CH与CL花之间的过渡闭锁花(intermediate cleistogamous flower,inCL),其花部特征与闭锁花一样,花萼一直包裹着其他3轮花器官.中短日照(12 h及以下光照)下诱导的花芽大部分为CH花,长日照(16 h光照)下诱导的大部分花芽为完全CL花.两个物种的CH花与CL花在4轮花器官原基形成后出现明显的形态差异,并随着花芽发育的成熟,形态差异更加明显.本研究揭示了光周期对维西堇菜与裂叶堇菜CH和CL花发育的调控作用,阐明了CH与CL花出现明显差异的时期与具体形态差异,为堇菜属两型闭花受精适应性进化研究提供了理论依据.

目的:观察桃金娘小孢子不同发育时期的花器外部形态及细胞学特征,找出小孢子发育时期与花器相关性,为花药培养提供细胞学依据,同时探究低温预处理时间和植物生长调节剂组合对花药愈伤组织形成的影响.方法:用游标卡尺测量花蕾形态特征,用显微镜观察小孢子发育时期.接种前低温预处理花蕾0、12、24、48、72 h,采用L9(33)2,4-D(1.0、2.0、3.0 mg/L),6-BA(0.5、1.0、1.5 mg/L),NAA(0.1、0.2、0.3 mg/L)正交实验诱导花药愈伤组织.结果:小孢子处于单核靠边期时,花蕾横径为7.877±0.374 mm,纵径为7.167±0.340 mm,花瓣露出花萼,花药黄色,有浓烈芳香气味.4℃低温预处理花药24 h,诱导率为23.78％,显著高于其他处理.2,4-D是影响桃金娘花药愈伤组织形成的主要因子,配方MS+2.0 mg/L 2,4-D+1.5 mg/L 6-BA+0.1 mg/L NAA诱导率为30.82％,显著高于其他处理.结论:桃金娘小孢子各发育时期与花萼位置、花药颜色、花蕾大小密切相关,低温预处理可以提高花药愈伤组织诱导率,适宜的生长调节剂浓度和组合有利于提高花药愈伤组织诱导率.

[目的]PISTILLATA(PI)基因属于典型的Type II型MADS-box基因家族成员,是ABC(D)E模型中的B类基因,在植物发育过程中起着重要作用,但辣椒PI同源基因功能研究未见报道.探索辣椒PI基因功能,为深入研究植物PI同源基因的功能机制奠定基础.[方法]利用RT-PCR的方法从一年生辣椒(Capsicum annuum L.)花器官的cDNA中克隆PI同源基因CaPI,并通过生物信息学方法分析其理化性质、亚细胞定位、蛋白结构和系统进化关系;利用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)技术分析基因在辣椒不同组织中的表达特征;构建植物过表达载体 35S:CaPI,通过floral-dipping法转化拟南芥.[结果]该基因开放阅读框648 bp,编码 215 个氨基酸,相对分子质量为 25.13 kD.氨基酸多重序列比对表明,CaPI蛋白N端含有"MGRGKIEIKRIEN"保守基序.系统进化树分析证实,CaPI与马铃薯、番茄和矮牵牛的PI同源基因亲缘关系较近.RT-qPCR证实CaPI主要在花中表达,在花萼中表达量最高,其次是花瓣,在雄蕊中低表达,而在雌蕊中几乎不表达.在拟南芥中过表达CaPI,与野生型拟南芥(Col-0)相比,35S:CaPI转基因植株表现出莲座叶和分枝数量增多等表型,但不影响花器官的发育.[结论]辣椒CaPI具有促进植物分枝发育的功能.

绣球(Hydrangea macrophylla)是以花序为主要观赏部位的园林植物,多用作切花装饰和景观营造,在亚洲、美洲、欧洲广泛栽培.为探究AP3 基因在绣球花萼形成过程中的功能,加快重瓣绣球新品种培育进程,该研究以绣球'杜丽'为材料,克隆其MADS-box B类基因HmAP3,并结合生物信息学方法预测基因功能;根据HmAP3 序列信息,筛选出高特异性编辑靶点并构建CRISPR/Cas9 基因编辑载体,通过农杆菌转化法将载体整合到绣球基因组中.结果表明:(1)克隆到1 段HmAP3 基因的cDNA序列,其序列全长546 bp,共编码 181 个氨基酸,测序结果表明其氨基酸序列与参考序列一致性为 100%,与拟南芥AtAP3 相似度为58.8%.(2)不同属植物AP3 氨基酸序列差异较大,在同属不同物种中,AP3 蛋白主要结构较为保守,仅在少数基序上存在差异.(3)在HmAP3 中共鉴定到 2 个高特异性靶点,并成功构建 2 个单靶点CRISPR/Cas9基因编辑载体.(4)该研究共获得 5 株基因组内含有Cas9 序列的抗性芽,但其靶点均未突变,在抗性芽中没有检测到Cas9 表达.该研究探讨了AP3 基因在重瓣绣球育种中的价值,对绣球的CRISPR/Cas9 基因编辑技术进行了初探,为绣球优良品种繁育工作奠定了基础.

花作为被子植物的繁殖器官,是植物的重要组成部分,也是研究植物进化、分类的重要依据.花器官的发育受到外部环境和内部生理等多种因素的影响,不同物种或同一物种间出现不同的性状,基因作为其中的关键因子,在整个过程中发挥着重要作用,其在花发育调控中的作用一直都是大家研究的热点.花器官的花萼、花冠、雄蕊、雌蕊、胚珠五轮结构分别受到AE花发育模型中A、B、C、D、E五类基因的调控,这些基因在花器官发育过程中形成了一个复杂的基因调控网络.各类基因的表达或沉默均会导致花器官的结构发生改变,但不同的物种之间又存在差异.本研究综述了 MADS-box、AP2/ERF基因家族相关成员AP1、AP2、AP3、PI、AG、SEP、AGL6、SHP、STK及其他基因NAP、SPL、TGA、PAN、WOX等在花器官建成中的调控作用,从分子水平解析了基因在花器官发育中的影响,为进一步深入了解基因在各植物花器官发育调控中的作用提供参考.

描述并绘制了越南唇形科一新属及新种:日轮果属(Heliacria Bo Li,C.L.Xiang,T.S.Hoang&Nuraliev)和日轮果(H.maritima Bo Li,C.L.Xiang,T.S.Hoang&Nuraliev).日轮果属因具攀援藤本习性,花大且花冠为纯白色,花萼近辐射对称、5深裂、裂片长且在果期增大并开展,果实顶端具放射状的瘤状突起等特征而明显区别于黄芩亚科的其他 5 属.目前,该属仅发现于越南东南部沿海的平定省、富安省、庆和省和宁顺省,常生于海岸边干旱的低地矮林中.

陕西羽叶报春为中国珍稀濒危植物,研究其开花物候、传粉者及访花行为、花粉活力、柱头可授性、繁育系统,以明确陕西羽叶报春的传粉特性及制濒机制.以勉县陕西羽叶报春野生居群为研究对象,通过野外观察和人工授粉实验首次对陕西羽叶报春的传粉生物学进行研究.结果表明:(1)陕西羽叶报春种群花期为2-4月中旬,单花花期一般为14～17 d;单花开花进程中花部形态有6个明显发育变化:全部被萼片包裹、花苞伸出并为深粉色、花朵打开为淡粉色、花冠为白色、花朵枯萎、花冠脱落花萼宿存.(2)陕西羽叶报春为异花授粉植物,蜜蜂属为其主要传粉者.(3)柱头在花粉未开裂前就具有可授性,可授性逐渐增强;花药在花瓣打开后的第3天才开始开裂、散粉,在第4天活力最高,为98.18％,此后逐渐减弱.(4)繁育系统检测显示,长、短柱型花的花粉/胚珠比分别为902.26和831.48,杂交指数为4;套袋实验显示,陕西羽叶报春异型交配可育,同型交配不可育.由此表明,陕西羽叶报春的繁育系统为异交型,自交不亲和,需要传粉者.综上所述,陕西羽叶报春传粉者种类少、自交不亲和、胚珠败育现象可能是导致陕西羽叶报春濒危的重要原因.