紫花苜蓿研究进展

紫花苜蓿是世界上重要的豆科牧草,培养优质苜蓿对于畜牧业的发展具有重要意义。紫花苜蓿的生长特性和光合特性受很多不同因素的影响,基于这些因素对苜蓿进行性状及品质的改良是关键。随着分子生物学技术的不断发展,在分子水平上对紫花苜蓿进行遗传改良的研究已取得了很多有价值的研究成果。文章归纳了各种生物技术在紫花苜蓿遗传改良中的应用,对基因工程在不同性状改良的研究进展进行了详细阐述,在此基础上,对紫花苜蓿分子生物学的研究前景进行了展望。     

紫花苜蓿产量育种遗传基础研究进展

就紫花苜蓿产量育种遗传基础研究进展进行了论述,并总结了紫花苜蓿在产量构成、遗传特性、杂种优势、分子标记辅助育种和QTLs定位五个方面的研究现状.     

紫花苜蓿微卫星(SSR)标记技术在草学本科遗传学实验教学中的应用

科研与教学相结合,以科研促进教学,是高等教育教学改革的重要内容之一。目前,草学本科专业的遗传学实验教学仍然以传统的验证和示范性实验为主,而与草类植物研究相结合的综合性、设计性实验较少,使当前教学与科研实际相脱节,学生科研思维及实验技能得不到训练和提高。笔者以多年的草类植物分子标记研究为基础,将微卫星分子标记与紫花苜蓿(Medicago sativa)的遗传特性研究相结合,在实验过程中学生掌握了紫花苜蓿微卫星分子标记、DNA提取、PCR扩增、聚丙烯酰胺凝胶电泳等的原理和方法,同时实验引入分子遗传学的相关概念和方法,研究了紫花苜蓿的遗传特性,从而达到了培养学生综合运用知识、分析、解决和探索科学问题的能力。     

紫花苜蓿多组学研究进展

紫花苜蓿是最重要的饲草作物之一,近几年其组学研究进展迅速,极大推动了紫花苜蓿品种的遗传改良和种质资源创新。随着高通量测序技术的发展,基因组拼接、比较基因组学、转录组学和表型组学等多组学研究日渐深入,在紫花苜蓿逆境响应机理探究、重要功能基因挖掘、优良性状选育等方面得到了广泛应用。综合阐述了紫花苜蓿基因组进化、基因家族鉴定、重要农艺性状功能基因挖掘、非生物胁迫分子响应机制和种子多光谱表型组学检测等方面的研究进展,并对未来苜蓿多组学研究的方向和热点作了展望。     

利用基因工程对紫花苜蓿进行遗传改良的应用及研究进展

紫花苜蓿是重要的牧草作物,培育优质苜蓿对于畜牧业的发展具有十分重要的意义。随着分子生物学的不断发展,利用基因工程技术对紫花苜蓿进行遗传改良已成为培育优良品种的重要途径。本文从苜蓿品质改良、提高抗逆性、抗病虫害、抗除草剂及转抗原基因等方面对基因工程在紫花苜蓿遗传改良研究中的应用及最新进展进行综述,阐述了基因工程在紫花苜蓿遗传改良中应用的优缺点并就紫花苜蓿基因工程遗传改良今后的发展方向做出展望。     

研究发现影响苜蓿非生物胁迫关键基因

正近日,中国农业科学院北京畜牧兽医研究所牧草种质资源保护与利用科技创新团队研究发现影响蒺藜苜蓿和紫花苜蓿非生物胁迫响应的关键CBL-CIPK家族基因,为牧草抗逆遗传改良提供了重要参考。相关研究成果发表在《国际分子科学杂志(International Journal of Molecular Sciences)》上。     

黄花苜蓿和紫花苜蓿分子核型比较

黄花苜蓿(Medicago falcata L. 2n=32)是一种重要的野生豆科牧草,由于其突出的抗逆特性,被认为是用来进行苜蓿改良的优异遗传资源。本研究利用染色体荧光原位杂交技术(FISH),以不同荧光物标记的3种重复序列(5S rDNA,45S rDNA和C₀t-1 DNA),对黄花苜蓿和和紫花苜蓿(Medicago sativa L. 2n=32)染色体进行了FISH分析和分子核型比较,以期在染色体水平上揭示二者之间的亲缘关系。结果表明:利用上述重复序列可以较好的将苜蓿32条染色体区分为16对特征不同的染色体。黄花苜蓿和紫花苜蓿绝大多数染色体FISH杂交特征表现一致或高度相似性,分子核型无显著区别,因此二者间在遗传上具有高度的相似性。     

按根量选择对苜蓿根系与枝条性状遗传变异的影响

<正> 在紫花苜蓿(Medicago sativa L.)上对根系性状的遗传研究是很少的,大概是因为对根系的观察需要很多劳动力之故。Mclntosh和Miller(1981)得出了结论:在紫花苜蓿上一般配合力是根系分枝遗传变异的最重要的来源。一般配合力和特殊配合力及其交互作用都是紫花苜蓿根系大小变异的重要原因(Chloupek,1982)。一般配     

四倍体紫花苜蓿遗传图谱的初步构建

分别以早熟低产和晚熟高产苜蓿单株为父母本,通过人工杂交构建了四倍体紫花苜蓿(Medicago Sativa)F1遗传作图群体,采用单因子变量分析法,以降落式PCR和常规PCR结合的反应程序,建立了适宜于紫花苜蓿的分子标记扩增体系;应用130对SSR引物进行筛选,获得60对引物在父母本间存在多态性而被用于绘制遗传连锁图。采用PAGE电泳分析,对作图群体进行基因型分析。通过TetraploidMap软件对60个SSR标记进行连锁作图分析,有44个标记可以定位在8个连锁群上,占总标记数的33.8%,覆盖遗传距离979 cM,两标记间平均图距为22.25 cM,初步构建了四倍体紫花苜蓿遗传图谱的框架图,还需要进一步添加标记数量增大其饱和度,为重要性状的QTL定位奠定基础。     

按根量选择对苜蓿根系与枝条性状遗传变异的影响

<正> 在紫花苜蓿上对根系性状的遗传研究是很少的,大概是因为对根系的观察需要很多劳动力之故。Mclntosh和Miller(1981)得出了结论:在紫花苜蓿上一般配合力是根系分枝遗传变异的最重要的来源。一般配合力和特殊配合力及其交互作用都是紫花苜蓿根系大小变异的重要原因(Chloupek,1982)。一般配合力大约占总遗传变异的60％。Chloupek(1982)用电子测量器     

遗传标记在苜蓿遗传多样性研究中的应用

介绍了当前广泛应用的苜蓿遗传多样性研究技术及其研究现状,包括苜蓿Medicago形态学和等位酶分析、种质资源和种内杂合性、进化与亲缘关系、抗逆性以及遗传连锁作图等几个方面的研究概况,同时提出了今后苜蓿遗传多样性分子标记研究的重点发展方向.     

根癌农杆菌介导的苜蓿遗传转化体系的建立

苜蓿基因型是限制遗传转化的关键因素之一。从13份苜蓿材料中筛选出一份具有高频再生潜力的基因型一公农1号,并以该品种为受体转化Na^＋／H^＋逆向转运蛋白基因,优化了遗传转化条件,建立了农杆菌介导的苜蓿遗传转化系统,获得了大量的转基因植株,分子检测证实目的基因已经整合到苜蓿基因组中。     

紫花苜蓿QTL与全基因组选择研究进展及其应用

四倍体紫花苜蓿是重要的豆科牧草之一,由于其复杂的遗传背景与二倍体作物相比遗传作图与重要性状数量性状位点(quantitative trait locus,QTL)定位研究相对滞后。然而,二倍体苜蓿的相关研究起步较早,已经建立了高密度遗传图谱和物理图谱,这些研究为四倍体苜蓿遗传作图与QTL定位奠定了基础。随着第三代分子标记与测序技术的快速发展,极大地促进了四倍体苜蓿的高密度遗传图谱构建与QTL定位研究,并借助分子标记辅助育种技术对提高苜蓿选育效率,加速育种进程具有重要意义。本文对苜蓿遗传图谱构建与QTL定位研究及发展趋势进行了总结,并对苜蓿关联作图与全基因组选择的研究进展及应用前景加以概述,旨在为读者就相关研究领域有较全面的了解。     

苜蓿遗传多样性和亲缘关系的SSR和ISSR分析

在苜蓿(Medicago sativa L.)基因组SSR和ISSR分析的基础上,筛选出8对SSR引物和12个ISSR随机引物,通过PCR扩增在55个国内外苜蓿品种(品系)中获得126条多态性位点.利用SSR和ISSR标记对其DNA指纹图谱和遗传多样性进行研究.采用类平均法(UPGMA)Nei氏距离进行聚类分析,将55个苜蓿种质划分为4个大类群和7个类型,为苜蓿引种、亲本选配和种质资源评价提供依据.分子标记分析结果表明:我国苜蓿地方品种遗传基础广阔,在基因型表现特异性的同时又有较强的地域性;我国苜蓿育成品种间的遗传距离大,表现出遗传基础的异质性.     

苜蓿品种鉴定及其遗传多样性分析

为快速有效地鉴定苜蓿属（Medicago）在内蒙古地区种植较广泛的10个品种,为后续研究奠定基础。本试验利用SRAP（Sequence Related Amplified Polymorphism）标记初步建立了10个苜蓿品种的指纹图谱,并分析了其中3个苜蓿品种的遗传多样性。试验结果表明,SRAP标记FR12,FR14,FR16,FR18,FR21引物组合在10个苜蓿品种中的多态性较好;利用SRAP标记FR6和FR21组合、FR21和FR17组合,制作出2套指纹图谱,均可有效鉴定出10个苜蓿品种。通过对‘呼伦贝尔’黄花苜蓿、‘草原3号’杂花苜蓿、‘敖汉’苜蓿的遗传多样性进行分析,得到这3个苜蓿品种的平均Nei's遗传多样性指数H和平均Shannon's信息指数I变化规律均一致,且不同产地和利用年限的2份‘草原3号’杂花苜蓿材料的遗传多样性指数达到显著差异（P<0.05）;表明杂花苜蓿的遗传变异程度较大,多样性水平较高。本研究构建了2套苜蓿指纹图谱,有利于从分子水平鉴定不同苜蓿种质资源,同时苜蓿3个种的遗传多样性变异分析可为合理利用苜蓿种质资源和推广应用提供理论参考价值。     

淮阴苜蓿SSR指纹图谱的构建

采用不同的取样策略,利用SSR分子标记研究淮阴苜蓿（Medicago sativa Huaiyin）遗传多样性,确定最佳取样数,在此基础上利用筛选的SSR引物构建淮阴苜蓿的指纹图谱,并对淮阴苜蓿进行品种鉴定。本研究对320株淮阴苜蓿的单株基因组DNA设置6个处理（10、20、30、40、50、60单株DNA随机等量混合）,每处理8个重复,利用筛选的4对SSR引物进行遗传多样性分析。结果表明,40株单株随机DNA的混合样品的遗传多样性指数开始趋于稳定,由此取40株即可代表淮阴苜蓿群体。采用取样数为40株单株DNA混合样,利用筛选的3对SSR引物构建淮阴苜蓿指纹图谱,并对15份供试苜蓿材料进行检测,结果表明,该方法所构建淮阴苜蓿SSR指纹图谱可以用于对淮阴苜蓿品种的鉴定。     

利用RAPD技术构建四倍体苜蓿遗传连锁图谱

 利用随机扩增ＤＮＡ 多态性分子遗传标记（ＲＡＰＤ）对Ｆ₂ 群体进行分析。Ｆ₂ 群体由Ｆ_１ 群体（高产紫花苜蓿×高抗黄花苜蓿得到Ｆ_１代）自交获得。应用ＭＡＰＭＡＫＥＲ／ＥＸＰ（３．０）与ＪｉｏｎＭａｐ４．０并结合ＭａｐＤｒａｗＶ２．１软件构建四倍体苜蓿的遗传连锁图谱。从１９２个随机引物中筛选出７２个引物,对９４个Ｆ_２ 个体及Ｆ_１ 双亲ＤＮＡ 样本进行了ＲＡＰＤ 扩增,共获得５１个ＲＡＰＤ 标记,构建了四倍体苜蓿分子遗传连锁框架图,其中包含８个连锁群,标记覆盖的基因组总长度约为１２６１．５ｃＭ,标记间平均距离为２４．７３ｃＭ。本图谱为构建饱和的四倍体苜蓿分子遗传图谱提供了框架结构,为进一步开展苜蓿分子遗传方面的研究奠定了基础。     

20个紫花苜蓿品种的ISSR遗传多样性分析

采用ISSR分子标记技术,对来自美国、加拿大、澳大利亚和荷兰等4个国家的20个紫花苜蓿品种进行遗传多样性和亲缘关系分析。结果显示:从100条ISSR引物中筛选出10条带型清晰、多态性较好的引物,共扩增出75条带,其中62条呈多态性条带,多态性比率(PPB)为82.67%。20个紫花苜蓿品种的遗传相似性系数为0.60~0.87,平均为0.75,其中Algonquin与Phabulous之间的遗传相似性最高,达0.87,Sanditi,WL232和4020品种间,以及32IQ和Sequel品种间的遗传相似性最低,均为0.60。UPGMA聚类分析结果可将20个紫花苜蓿品种划分为6大类群,充分说明其具有丰富的遗传多样性。     

全基因组水平蒺藜苜蓿反转录转座子IRAP分子标记开发及应用

由于苜蓿品种间遗传差异日益缩小,通过传统形态学鉴定表型愈加困难。在苜蓿育种过程中,利用分子标记可大大提高育种效率和品种鉴定。反转录转座子长末端重复序列（LTR）广泛分布在植物基因组中,基于LTR的分子标记具有丰富的多态性和高信息量等优势,被广泛用于物种品种鉴定、评价种质资源多样性等方面。本研究在全基因组水平鉴定和设计了大量蒺藜苜蓿LTR反转录转座子扩增多态性（IRAP）标记,并利用其对国内外40个紫花苜蓿种质资源进行遗传多样性分析。结果表明,根据设计开发出的431个IRAP引物,并按照其染色体位置信息组合获得69对IRAP引物。利用筛选出的37对多态性引物组合共扩增出325个等位位点,平均每个标记可产生8.8个等位位点;多态性条带比率（PPB）为50%~100%,平均值为79.9%;多态性信息含量（PIC）的范围为0.34~0.88,平均值为0.69。基于遗传相似系数（GS）对供试品种采用算术平均值非加权组平均法（UPGMA）进行聚类分析,以0.82为阈值可将40份供试材料分为4类,其分组结果与不同材料地理分布信息以及STRUCTURE分析相对一致。本研究首次在蒺藜苜蓿全基因组水平上开发了IRAP分子标记并在紫花苜蓿种质资源中进行评价与应用,获得的大量IRAP分子标记可对后续苜蓿品种的鉴定保护以及遗传背景分析提供技术支撑。