分子育种技术在跨越种间隔离障碍、加速育种进程和获得新奇特变异方面具有传统育种技术无法比拟的优势。将其用于观赏植物育种将会极大地提升产品品质并可增强产业竞争力。该文综述了近10年来观赏植物分子育种的研究进展, 希望能为国内观赏植物研究者提供一份参考资料。

通过测定、计算获得40个切花菊品种叶片的6个定性分级性状及叶片的长宽比、尖削度、裂片长宽比、裂片开张度等14个叶形结构参数。以6个定性分级性状为变量, 用聚类法选取叶形相似性大的18个切花菊品种, 通过多元判别分析法对18个品种叶片的形态结构参数进行数值化鉴别。结果表明, 18个叶形相似的品种多元判别的平均拟合率为88.28%, 达到了判别品种的目的。说明根据叶形的测量数据能对切花菊品种进行有效鉴别。

花粉介导的植物转基因方法不需要组织培养过程, 且操作简便易行。为明确该方法的细胞学基础, 以离体玉米(Zea mays)郑单958花粉为材料, 在超声波作用下将含有绿色荧光蛋白(GFP)基因的质粒与花粉共处理, 对处理过的花粉进行体外培养及人工授粉, 并利用荧光显微镜对GFP基因在玉米花粉粒、花粉管及胚中的表达进行示踪观察。结果表明: 处理组和对照组均有部分花粉粒呈强烈的绿色荧光, 因此通过观察花粉粒荧光来确定GFP基因是否表达不可靠; 处理组花粉管较对照呈现强烈的绿色荧光; GFP基因在玉米胚中表达可以作为鉴定转化体的证据。该实验首次利用荧光观察为花粉介导植物转基因方法提供了可视的细胞学证据。

茉莉酸在植物的生长发育、应激反应和次生代谢过程中起着重要的调控作用。转录抑制因子JAZ(Jasmonate ZIM-domain)蛋白则是茉莉酸信号从SCF^COI1受体复合物向下游茉莉酸应答基因转导的纽带。采用比较基因组学的方法, 从多谱系的角度对植物JAZ蛋白家族进行分子进化分析并取得以下研究结果。(1) 在藻类植物、苔藓植物、蕨类植物、裸子植物及单、双子叶植物6个不同谱系的15种代表植物基因组中, 鉴定了82个JAZ同源基因, 其中在低等藻类植物基因组中没有鉴定到JAZ同源基因, 提示JAZ家族基因可能起源于陆生植物。(2) 系统发育分析表明, 在植物基因组中JAZ蛋白家族可分为10个保守的亚家族, 而谱系特异扩增尤其是串联重复和区段重复可能是陆生植物JAZ家族基因扩增与进化的主要机制, 并导致多个谱系特异的JAZ亚家族产生。(3) 基因结构分析表明, JAZ家族基因含有0–7个数目不等、62–4 222 bp长度不等的内含子, 提示在植物基因组进化过程中, JAZ家族基因可能发生内含子丢失或内含子插入缺失, 进而导致基因外显子-内含子结构的多样性。该研究结果将为植物JAZ蛋白家族的深入研究提供参考。

为了探讨毛竹(Phyllostachys pubescens)茎秆的光合特性, 以1龄和3龄毛竹为材料, 观察了茎秆和叶中叶绿体的超微结构, 测定了光合色素含量以及发射荧光光谱。结果表明: 茎秆中叶绿体发育完整, 其类囊体垛叠程度高于叶, 并含有淀粉粒。茎秆中叶绿素总含量、类胡萝卜素及Chl a/b含量显著低于叶(P<0.05)。茎秆发射荧光光谱在735 nm处没有明显的主峰, 1龄和3龄毛竹茎秆光系统II与光系统I的半峰宽比值分别比叶降低了7.0%和11.3%(P<0.05), 峰高比值比叶分别增加了6.5%和18.3%(P<0.05)。四阶导数光谱在650–800 nm波长范围内出现了6个极大值, 代表LHCII、CP43、CP47、RCI和LHCI的发射荧光峰以及PSI和PSII的发射荧光副振峰; 其中, 茎秆中RCI和LHCI特征发射荧光峰与叶相比有不同程度的红移。表明毛竹茎秆叶绿体通过提高Chl b的相对含量和增加类囊体垛叠以及降低LHCI含量, 来适应毛竹茎秆以红光为主的光环境, 进而协调激发能在2个光系统间的分配。

冰冻切片是植物组织学研究中一项重要的实验技术, 冷冻温度和冷冻时间是决定切片质量的关键因素。通过比较15种冰冻切片条件, 得出植物组织直接冰冻切片较适宜的冷箱温度、冷台温度和冷冻时间。同时, 通过对5种植物的不同组织进行组织化学染色, 比较了新鲜材料直接冰冻切片与常规石蜡切片在不同化学成分鉴定上的异同及各自的适用范围。结果表明, 对于多糖、蛋白质和角质, 两种切片方法的鉴定结果比较一致, 但对于脂肪只能采用冰冻切片技术。研究结果对植物组织学实验和研究方法的改进具有一定的参考价值。

通过对采自河北雾灵山海拔1 500 m的仙鹤藓(Atrichum undulatum)的孢子萌发以及原丝体发育的观察, 发现仙鹤藓孢子无休眠现象, 孢子接种3天左右萌发; 其原丝体发育分为绿丝体和轴丝体两个阶段。扩大培养实验结果表明, 仙鹤藓茎叶体在添加2%葡萄糖的MS培养基上, 置于25°C/20°C、14小时光照/10小时黑暗、36 μmol·m^–2·s^–1条件下培养, 产生新生茎叶体最多, 且茎叶体长势最好, 可以获得大量无菌材料。仙鹤藓愈伤组织诱导实验显示, 形成愈伤组织的最佳培养基为添加2%葡萄糖和1.0 mg·L^–1 6-BA的MS培养基。

植物叶际微生物通过自身代谢活动影响植物功能的正常运行。而植物则可感应叶际微生物的存在, 在诱发气孔免疫关闭以抵御病原菌入侵的同时, 也降低了植物蒸腾作用, 提高了其水分利用效率。对气孔免疫相关理论的研究有利于开发新型生物抗蒸腾剂, 并对开发节水农业新技术具有重要意义。该文综述了叶际微生物与植物间的互作关系、气孔免疫及其免疫机制等方面的研究进展, 并探讨了相关机制在节水农业方面的应用前景和重点研究方向。

豆科植物与根瘤菌建立特异的共生关系, 在寄主根部产生固氮根瘤。此过程包含了共生信号识别与传递、根瘤菌侵染、根瘤形成以及固氮功能实现等生物学事件。研究人员已经从2种豆科模式植物蒺藜苜蓿(Medicago truncatula)和百脉根(Lotus japonicus)的共生固氮体系中, 筛选到许多与根瘤菌共生相关的突变体及其相对应的功能基因, 建立起包含结瘤因子识别、共生信号传递和转录响应在内的早期共生信号途径。该文对豆科植物早期共生信号途径的新进展进行了综述。

小豆(Vigna angularis (Willd) Ohwi & Ohashi)起源于中国, 是我国主要食用豆类作物。该文综述了小豆种质资源的收集与利用、品种选育概况及经典遗传学、现代分子遗传学等方面的研究进展, 可为豇豆属作物的研究提供参考。

针叶树是裸子植物中最大也是分布最广的一支。作为多年生木本植物, 针叶树不仅为工业提供建筑、造纸等重要原料和其它可再生能源, 而且在北半球的生态平衡中也起着重要作用。因其独特的分类地位、重要的经济价值和生态价值, 针叶树序列资源挖掘备受重视。然而其庞大且复杂的基因组阻碍了这一进程, 截至2013年4月, 尚无获得全基因组序列的针叶树种。随着第2代测序技术的出现及生物信息学的快速发展, 针叶树序列资源挖掘也从转录组过渡到全基因组测序, 后者已在松属(Pinus)、云杉属(Picea)和黄杉属(Pseudotsuga)部分树种中开展。该文首次归纳了针叶树基因组特征, 回顾了针叶树序列资源挖掘进程, 并重点介绍了火炬松(Pinus taeda)、欧洲云杉(Picea abies)和白云杉(Picea glauca)的全基因组测序项目。