vvi-miR160s介导VvARF18应答赤霉素调控葡萄种子的发育

【目的】研究vvi-miR160家族（vvi-miR160s）及其靶基因在‘魏可’葡萄种子发育过程中的作用,探究其应答赤霉素（GA）调控葡萄果实无核的潜在机理。【方法】采用miR-RACE、生物信息学分析、RT-qPCR、RLM-RACE等方法,鉴定vvi-miR160家族成员及其靶基因,分析vvi-miR160s及其靶基因应答GA的时空表达模式及其潜在功能。【结果】花前GA处理强烈抑制‘魏可’葡萄胚珠及种子发育,高效诱导其无核,且无核率达99.8%。克隆鉴定了VvMIR160s前体基因序列（501 bp）及成熟体序列,且它们在不同物种间具有较高的保守性;基于vvi-miR160s序列,预测到靶基因VvARF18,利用RLM-RACE技术检测到vvi-miR160s对VvARF18的裂解位点在第10和第11位之间,裂解频度9/17,证明VvARF18是vvi-miR160s的真实靶基因。该靶基因编码683个氨基酸,在398—411位存在核定位信号,且该蛋白亚细胞定位于细胞核上。VvARF18与其他物种间序列的同源保守性较高,基因结构相似,其中VvARF18蛋白与茶、烟草、梅花等物种亲缘关系较近。VvARF18启动子中包含4种作用元件,且含有较多激素相关元件。RT-qPCR结果显示,随着葡萄果实的发育,vvi-miR160c/d/e呈现‘V’形表达趋势,在硬核种子发育期表达较低,而VvARF18表现出与前者相反的表达趋势,在硬核种子发育期呈现高表达,表明vvi-miR160c/d/e对VvARF18负调控,但vvi-miR160a/b与VvARF18表达水平却不存在明显负相关。GA处理极显著地上调了vvi-miR160a/b在葡萄硬核种子发育期的表达,同时也显著抑制了VvARF18在同时期的表达,且它们的表达水平呈负相关,表明GA处理促进了vvi-miR160a/b对VvARF18的负调控作用;相反,GA减弱了vvi-miR160c/d/e对VvARF18的负调控作用。【结论】在vvi-miR160家族中,vvi-miR160c/d/e可能介导VvARF18在葡萄种子发育的特定阶段调控种子的发育形成,而vvi-miR160a/b可能主要介导VvARF18参与调控GA诱导葡萄种子败育的过程。     

赤霉素不同处理浓度和浸种时间对托鲁巴姆发芽的影响

托鲁巴姆种子的休眠较深,发芽较困难。为了打破其种子的休眠期,加快种子萌发,提高种子发芽的整齐度,以托鲁巴姆为试材,研究了不同的赤霉素处理浓度和浸种时间对其发芽的影响。结果表明:生产中适宜的赤霉素处理浓度为750~1 250 mg/L,浸种时间为36 h,发芽率可达93.00%;可有效提高托鲁巴姆种子的发芽速率和发芽整齐度。     

GA对林木种子萌发的调控研究进展

综述了近年来GA对林木种子萌发试验方面的报道，对GA的种类，代谢及信号传导，GA调节林木种子萌发的常用研究方法，GA在林木种子萌发中的作用以及GA调节种子萌发的作用机理方面做了详尽阐述。     

银杏种子后熟生理与内源激素变化的研究

研究银杏种子后熟期间的生理变化以及内源激素对种子休眠与萌发过程的调控作用.结果表明:银杏种胚分化不完全、发育不充分是种子休眠的主要原因,银杏种子的后熟过程实质上是种胚不断分化生长的过程.在此过程中,物质代谢、酶活性的变化均有利于种胚发育和种子发芽,种子内部经历了一系列生理生化变化去调整内源激素平衡、完成种胚发育.研究发现,内源激素在银杏种子休眠与萌发过程中起着重要的作用:GA1 3是银杏种胚后熟的关键物质;ZRs对银杏种子生长起重要的促进作用;GA1 3/ABA及ZRs/ABA相对比例的变化对种子发育、胚的后熟及种子萌发均有重要的影响.     

赤霉酸对3种针叶树幼苗生长及生理特性的影响

研究了用浓度分别为0，10，50，100，500mg／L的赤霉酸（GA3）溶液浸种对3种针叶树幼苗生长和一些生理指标的影响。试验结果表明，GA3能促进樟子松、鱼鳞云杉、红皮云杉幼苗的生长，株高（PH）、根系体积（RV）和干物质积累（DW）明显增加。同时，GA3能调节3种针叶树幼苗的代谢，提高脱氢酶（阴G）和硝酸还原酶（NR）的活性，增加可溶性糖（SS）、可溶性蛋白（SP）、自由氨基酸（FAA）的含量。GA3最适宜的处理浓度是50—1130ms／L的水溶液。     

雷竹开花期内源激素含量变化研究

通过对开花雷竹和未开花雷竹内源激素合量的分析结果表明，ABA对促进雷竹开花起到了主要作用，而IAA和GA3对雷竹开花有拮抗作用；并且认为，为了抑制雷竹开花而施植物生长调节剂应施在雷竹的竹鞭部位较好。     

苹果矮化砧木GA20氧化酶基因的克隆及其表达分析

为了研究GA20氧化酶基因在苹果矮化砧木中的分子特征和表达特征,利用RT-PCR方法从苹果矮化砧木2号和36号c DNA中克隆了GA20氧化酶基因(GA20ox1),并对该基因及其编码氨基酸序列以及在不同时期砧木及嫁接品种中的表达分别进行了分析。结果表明,GA20ox1基因c DNA编码序列长1 179 bp,推导编码393个氨基酸(包括终止密码子),预测蛋白相对分子质量44.3 k Da,理论等电点5.89,编码的蛋白质包含GA20ox1基因家族所具有的特征保守结构域,系统进化分析表明该蛋白序列与苹果SH40的同源性达到96.9%。实时荧光定量PCR分析显示:36号砧木在6月份GA20ox1基因表达强度显著低于八棱海棠对照,而7-8月份的均显著高于对照,其上嫁接的品种7月份表达强度显著低于对照。在7-8月份2号砧木及嫁接品种GA20ox1基因的表达强度均显著低于对照。     

H_2O_2在外源GA_4解除果梅季节性休眠中的信号作用

以GA_4处理的果梅休眠芽和转PmRGL2基因杨树叶片为材料,通过测定H_2O_2含量、抗氧化酶类活性及其编码基因和信号转导相关基因表达的变化,分析了H_2O_2在外源GA_4解除果梅休眠中的信号作用。结果表明:GA_4处理的果梅花芽的萌芽率显著高于对照,且H_2O_2含量在休眠解除时达到峰值,信号转导相关基因表达发生规律性变化;‘桃形梅’和‘丰后’的需冷量分别为574 CH(低温小时数Chilling hours)和1 108 CH,休眠解除前后,两品种叶芽中的H_2O_2含量没有显著差异,但需冷量低的‘桃形梅’具有更高的抗氧化酶类活性;转Pm RGL2杨树中NADPHoxi下调表达,有利于使H_2O_2含量维持在较低水平,并对赤霉素合成及信号转导相关基因的表达产生影响,而抗氧化酶类活性及其编码基因的表达量上升。推测GA_4通过调控抗氧化酶类活性而影响H_2O_2含量的变化,并引起上下游多种信号相关基因表达水平的变化,最终对休眠解除起作用。     

Developing a reliable strategy to infer the effective soil hydraulic properties from field evaporation experiments for agro-hydrological models

The Richards equation has been widely used for simulating soil water movement. However, the take-up of agro-hydrological models using the basic theory of soil water flow for optimizing irrigation, fertilizer and pesticide practices is still low. This is partly due to the difficulties in obtaining accurate values for soil hydraulic properties at a field scale. Here, we use an inverse technique to deduce the effective soil hydraulic properties, based on measuring the changes in the distribution of soil water with depth in a fallow field over a long period, subject to natural rainfall and evaporation using a robust micro Genetic Algorithm. A new optimized function was constructed from the soil water contents at different depths, and the soil water at field capacity. The deduced soil water retention curve was approximately parallel but higher than that derived from published pedo-tranfer functions for a given soil pressure head. The water contents calculated from the deduced soil hydraulic properties were in good agreement with the measured values. The reliability of the deduced soil hydraulic properties was tested in reproducing data measured from an independent experiment on the same soil cropped with leek. The calculation of root water uptake took account for both soil water potential and root density distribution. Results show that the predictions of soil water contents at various depths agree fairly well with the measurements, indicating that the inverse analysis is an effective and reliable approach to estimate soil hydraulic properties, and thus permits the simulation of soil water dynamics in both cropped and fallow soils in the field accurately.