俄罗斯小麦籽粒硬度及puroindoline基因等位变异的分布

小麦籽粒硬度是重要的品质性状之一,对小麦加工品质具有重要影响.为了合理引进种质资源,培育高品质小麦品种,本研究利用小麦硬度指数测定仪JYDB100×40对引进俄罗斯小麦品种的籽粒硬度进行检测,利用STS标记和变温PCR对控制籽粒硬度基因puroindoline的主要等位变异进行分析.结果显示:208个俄罗斯引进小麦品种硬度指数范围为45.6 ～79.2,硬质麦品种为190个(91.35％),混合麦品种为18个(8.65％).Pina基因有Pina-D1a、Pina-D1b和杂合Pina-D1a/ Pina-D1b共3种类型,所占比例分别为87.02％、10.10％和2.88％.Pinb基因有Pinb-D1a、Pina-D1b、Pinb-D1c和双位点突变Pinb-D1bc 4种类型,所占比例分别为37.02％、55.77％、3.85％和3.37％.统计结果显示:携带Pina-D1b+Pinb-D1a基因小麦籽粒硬度指数显著大于Pina-D1a+Pinb-D1b,Pina-D1a+Pinb-D1a和Pina-D1a+Pinb-D1bc.其他puroindoline等位变异之间没有显著差异.俄罗斯硬质麦种质资源丰富,是改善我国小麦籽粒硬度和品质的重要遗传材料.     

黑龙江春小麦春化和光周期基因等位变异对农艺性状的影响

春化和光周期基因决定了小麦对环境条件的适应能力,对小麦的生长发育具有重要的作用,为了明确黑龙江春小麦春化和光周期等位变异的分布,本研究对124份春小麦品种的春化和光周期基因进行了STS标记,结果表明黑龙江春小麦春化基因显性等位变异Vrn-A1,Vrn-B1和Vrn-D1的分布频率分别为93.55%,52.42%和55.65%,没有检测到显性等位变异Vrn-B3;光周期等位变异Ppd-D1a和PpdD1b的分布频率分别为39.52%和60.48%。为了研究春化和光周期等位变异对农艺性状的影响,将黑龙江省春小麦春化基因组合主要分为4种类型:Vrn-A1a+Vrn-B1+Vrn-D1,Vrn-A1a+Vrn-B1+VrnD1,Vrn-A1a+Vrn-B1+vrn-D1和Vrn-A1a+Vrn-B1+Vrn-D1。4种春化基因组合对小麦的株高和分蘖有显著影响,其中,携带Vrn-A1a+Vrn-B1+Vrn-D1的小麦株高最低(94.98cm),而分蘖最多(6.01)。光周期基因对株高和各个生长发育时期有显著影响。光钝(携带Ppd-D1a)比光敏(携带Ppd-D1b)小麦的株高低8.88cm,三叶期,拔节期和抽穗期等提前1~2d。因此,本研究认为春化和光周期基因对小麦的株高,分蘖及生长发育时期有显著影响,携带Vrn-A1a+Vrn-B1+Vrn-D1+Ppd-D1a小麦的株高低,分蘖多,适应性广,可能是比较理想的春化和光周期基因组合形式。     

中国小麦品种醇溶蛋白Gli-1和Gli-2编码位点等位基因组成分析

利用酸性聚丙烯酰胺凝胶电泳(A-PAGE)方法,鉴定分析了我国部分重要小麦品种或种质醇溶蛋白Gli-1和Gli-2编码位点等位基因组成特点.36个品种的研究结果表明,我国小麦品种在醇溶蛋白几个主要位点上均存在较大的变异度,Nei氏遗传变异系数(H)达0.775.6个位点一共检测到59个不同的醇溶蛋白等位基因,其中出现频率较高的有8个等位基因,即Gli-B2g(55.56 %)、Gli-D1k(50 %)、Gli-A1a(33.33 %)、Gli-A2f(30.56 %)、Gli-B1b(22.22 %)、Gli-D1f(22.22 %)、Gli-B2b(22.22 %)和Gli-D2g(22.22 %).国外品种中很少的4个等位基因(Gli-D1f、Gli-A2f、Gli-B2g和Gli-D2g)在我国具有较高的频率.可作为1BL/1RS易位标记的Gli-B1l等位基因在中国品种中的频率较高.另外,还发现一些优质醇溶蛋白等位基因(如Gli-B1b、Gli-B2c、Gli-A2b等)在我国品种中出现的频率很低,这可能是中国小麦品种品质普遍较差的一个原因.     

81份国外小麦品种(系)Puroindoline基因分子鉴定与分析

为更好地利用国外小麦Puroindoline优异变异类型,以从乌克兰、俄罗斯、西班牙等4个国家搜集的81份小麦品种(系)为试验材料,采用单籽粒谷物特性测定仪(SKCS)、分子标记技术及DNA测序技术,对其硬度表型、Puroindoline不同变异类型进行鉴定与分析。结果表明,试验材料中硬质麦比例较高,为92.6%,软质麦比例较低,仅为7.4%,且没有发现混合型小麦,SKCS硬度指数范围较宽,为25~86。硬质麦的Puroindoline基因型检测中,共检测到Pina-D1b、Pinb-D1b、Pinb-D1c和Pinb-D1d 4种类型,其中Pinb-D1b所占比例较高,占58.7%,Pina-D1b和Pinb-D1c则分别为28.0%和12.0%,而PinbD1d类型所占比例极低,仅为1.3%。Puroindoline不同等位变异类型的籽粒硬度大小也存在差异,其中Pina-D1b突变型的硬度值最高,野生型最低,且Pina-D1b与Pinb-D1c两种硬质类型的籽粒硬度呈显著性差异,而Pinb-D1b、Pinb-D1c与Pinb-D1d之间的籽粒硬度差异不显著。     

优质新疆拉面品种品质评价的多重PCR体系构建与应用

新疆拉面是深受人们喜爱的特色面食之一,建立优质新疆拉面品质评价体系对其专用品种选育和评价具有重要意义。本研究构建了3套检测新疆拉面优质基因的多重PCR体系,并对46份新疆冬小麦(Triticum aestivum L.)进行了检测。体系Ⅰ可同时直接检测Ax2、Pinb-D1b和ω-secalin(1B·1R易位)3种基因,体系Ⅱ可同时直接检测两个位点Psy-A1(Psy-A1a、Psy-A1b、Psy-A1c)和Ppo-D1(Ppo-D1a、Ppo-D1b)的5种基因,体系Ⅲ可同时直接检测Glu-B3a、Wx-B1a和Wx-B1b3种基因,3套体系检测对照品种(系)的结果均与已知基因型完全一致。对46份新疆冬小麦的检测结果表明,Ax2、Pinb-D1b和不含ω-secalin(非1B·1R易位)基因出现的频率依次为30.4%、45.7%和78.3%,Psy-A1a、Psy-A1b、Psy-A1c、Ppo-D1a和Ppo-D1b基因的频率分别为94.5%、4.3%、2.2%、91.3%和8.7%,Glu-B3a、Wx-B1a和Wx-B1b基因的频率依次为21.7%、91.3%和8.7%;其中,与新疆拉面优质性状相关的5个基因Ppo-D1a、不含ω-secalin、Pinb-D1b、Glu-B3a和Ax2的频率明显高于全国平均水平;共检测到19种优质拉面基因的组合类型,其中含1、2、3、4和5个优质基因的组合类型依次占参试品种(系)的13.0%、32.6%、26.1%、23.9%和4.3%,没有发现同时含6或7个优质基因的品种(系),出现频率最高的优质基因组合类型为Ppo-D1a/不含ω-secalin(非1B·1R易位)、Ppo-D1a/Glu-B3a/不含ω-secalin和Ppo-D1a/Ax2/Pinb-D1b/不含ω-secalin。研究结果表明,本研究建立的3套多重PCR体系,结果稳定可靠,可作为新疆拉面品种品质性状快速评价的方法;利用本研究构建的多重PCR体系和筛选出的含优质基因(组合)的品种(系),开展小麦品质评价和分子聚合育种,将会提高新疆拉面品种评价和选育的效率。     

六倍体小黑麦品种资源Glu-1位点的多态性

利用SDS-PAGE技术分析了我国新疆101份和波兰11份六倍体小黑麦品种资源高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)组成,共检测到17种高分子量谷蛋白亚基,其中Glu-A1位点编码的HMW-GS有3种变异类型,即1(a)、2*(b)和Null(c),Glu-B1位点编码的HMW-GS有8种变异类型,即7(a)、7+8(b)、7+9(c)、6+8(d)、20(e)、13+19(g)、7+18(r)和6.8+20y(s),Glu-R1位点编码的HMW-GS有6种变异类型,即1r+4r(a)、2r+6.5r(b)、6r+13r(c)、2r+9r(d)、6.5r(e)和0.8r+6r(f)。这些小黑麦品种的HMW-GS组成以Null(c)、7+18(r)和6r+13r(c)为主,分别占58.93%、67.90%和58.00%。在112份供试材料中共检测到30种HMW-GS组合变异类型,其中[Null,7+18,6r+13r(c,r,c)]和[2*,7+18,6r+13r(b,r,c)]出现频率较高,分别为16.91%和16.02%,其他类型组合出现频率较低,个别材料具有少见的特殊亚基组合,如[2*,7+18,2r+9r(b,r,d)]、[2*,6.8+20y,2r+6.5r(b,s,b)]等类型。分析2个地域品种的遗传多样性,发现新疆品种的遗传变异范围小于波兰品种,波兰品种在Glu-1位点上的遗传变异更丰富。结果还显示,在六倍体小黑麦的人工进化过程中Glu-B1位点发生了很大变异,产生了小黑麦特有的7+18(r)和6.8+20y(s)亚基,而且频率很高,为小麦品质改良提供了丰富的基因资源。     

黑龙江春小麦脂肪氧化酶活性基因多态性分析

本研究利用新筛选和开发的脂肪氧化酶(Lipoxygenase,LOX)基因分子标记技术,对125份黑龙江省春小麦品种进行研究。结果显示,SSR标记Xwmc312在QLpx.caas-1AL位点上,扩增出Xwmc312-247,Xwmc312-235,Xwmc312-2273种等位基因,分布频率分别是59.06%,22.05%,18.11%。两对显性互补STS标记在Ta LOX-B1位点上,扩增出Ta Lox-B1a和Ta Lox-B1b等位基因,分布频率分别是11.02%、88.98%,以Ta Lox-B1b基因型为主。2个位点不同等位基因组合共有6种,Xwmc312-247/Ta LOX-B1b分布频率最高(51.18%),Xwmc312-235/Ta LOX-B1a分布频率最低(1.58%),其它4种组合型介于二者之间。这表明黑龙江省小麦品种中缺少LOX高活性组合型(Xwmc312-235/Ta LOX-B1a)。上述结果为当地培育高白度小麦新品种提供了分子遗传学信息。     

主要大白菜品种及种质资源在eIF(iso)4E.a和eIF(iso)4E.c位点的基因型精准鉴定

由芜菁花叶病毒(Turnip mosaic virus,Tu MV)引起的病毒病是大白菜(Brassica rapa ssp.pekinensis)主要病害之一。大白菜中野生型eIF(iso)4E.a(A)和eIF(iso)4E.c(C)共同介导病毒的早期侵染,单个或两个基因发生功能缺失突变将使病毒难以侵染植株,大白菜表现为抗病毒表型。前人已筛选出eIF(iso)4E.a的可变剪切突变(a~1)和假基因突变(a~2)、eIF(iso)4E.c的移码突变(c~1)和转座子插入突变(c~2)。本研究对3种eIF(iso)4E.a等位基因序列进行了重新分析和评估,优化了检测标记,结合本课题组已经获得的鉴定eIF(iso)4E.c等位突变的标记,对中国市场销售的38个大白菜品种和本课题组创制的96份叠抱类大白菜种质资源进行了筛查。结果表明,A、a~1和a~2基因型在市售大白菜杂交种和叠抱类种质资源中的检出频率分别是36.8%、40.8%、22.4%和26.1%、28.1%、45.8%。a1和a2两种突变等位基因的检出频率总体达71.3%。相比之下,在eIF(iso)4E.c位点,供试的134份材料中仅有1份种质是c~1c~1基因型、13份种质是c~2c~2基因型,两种突变等位基因所占的比例仅为10.4%。本研究结果为利用抗病毒功能基因进行种质鉴定和新品种培育提供了可选的标记,对已有品种的推广提供了抗病毒分子证据。     

基于173份小麦评价糯蛋白亚基基因(Wx)的分子标记和构建其多重PCR体系

糯蛋白亚基基因(Wx)组成与小麦淀粉品质特性密切相关,筛选和建立其高效的鉴定方法和体系,对小麦品质育种改良和种质资源快速评价具有重要意义。本研究基于SDS-PAGE方法检测173份小麦(Triticum aestivum L.)品种(系)糯蛋白亚基组成的结果,评价序列标签位点(sequence tagged sites,STS)标记的有效性,利用有效的STS标记构建Wx基因分子检测的多重PCR体系。SDS-PAGE方法检测结果表明,20份小麦品种(系)缺失Wx-B1蛋白亚基,1份3个Wx蛋白亚基全部缺失,依次占11.6%和0.6%。4个共显性和2个显性Wx基因STS标记检测供试小麦的结果,与SDS-PAGE结果完全一致。构建了两套分子标记检测的多重PCR体系,其中多重PCR体系Ⅰ能够同时检测Wx-A1和Wx-B1位点的4种等位变异,体系Ⅱ可同时检测Wx-B1和Wx-D1位点的4种等位变异,两套多重PCR体系检测的结果与SDS-PAGE和单一PCR的检测结果也完全一致。筛选的6个STS标记和构建的两套PCR检测体系,用于小麦Wx基因的分子标记辅助选择,将有助于提高小麦品种淀粉品质评价和选育的效率。     

2019—2020山东小麦区试品系55个基因的等位基因分布

为分析2019—2020年山东省小麦区试参试品系携带优异等位基因情况,利用产量、品质、抗性、开花期等55个基因的64个竞争性等位基因特异性聚合酶链式反应（KASP）标记对126份参试品系进行分子标记检测。结果表明,90%以上KASP标记具有较好的分型结果,可高效地进行基因型鉴定。20个基因的优异等位基因频率高于80%,包括Vrn-A1、Vrn-B1、Vrn-D1、Ppd-A1、Ppd-B1、Ppd-D1、Psy-D1、Glu-A3g、Rht-D1、Pinb-D1、TaCwi-A1-1、TaGW2-6B、TaSus1-7B、TaGASR7-A1、1-feh-w3、TaDreb-B1、PRA1、PRR-B1、TaFT3-B1和TaMOT1-D1;26个基因的优异等位基因频率低于30%,包括Vp1-B1、Ppo-D1、TaPds-B1、Zds-A1、TEF-7A、Lr46、Glu-B3g、TaGS5-A1、TaCwi-4A、1B/1R、Rht-B1、Lr68、TaELF3-B1、Pina-D1、Sbwm1、TaPHS1、Pm21、COMT-3B、TaCKX-D1、TaSdr-B1、Pch1、...     

1,1,2,2-四氯乙烷在土壤中的吸附解吸研究及解吸滞后的新型模型模拟

采用室内实验方法,研究了1,1,2,2-四氯乙烷（1,1,2,2-tetrachloroethane,1,1,2,2-TeCA）在4种土壤上的吸附和解吸行为,并用一种新型解吸模型——＂双元平衡解吸（Dual-EquilibriumDesorption,DED）模型＂对其解吸行为进行了预测。结果表明,1,1,2,2-TeCA在4种土壤上的吸附符合传统的线性吸附模型,lgKoc的平均值为1.86;解吸行为则表现出明显的滞后现象,解吸后的lgKo（c平均值约为4.88）显著大于初始值,且与吸附相污染物的初始浓度、土壤性质无相关性。DED模型比传统线性模型能更好地拟合TeCA在土壤中的解吸滞后现象。     

CDK1和CyclinB1在不同月龄绵羊睾丸中的表达与定位

哺乳动物精母细胞减数分裂至成熟受蛋白依赖性激酶(cyclin-dependent kinase,CDK1)和细胞周期蛋白B(CyclinB1)形成的复合物细胞促分裂因子(maturation promoting factor,MPF)控制.本实验选取0、2、6、12和24月龄绵羊(Ovis aires)睾丸组织,探究了不同月龄绵羊睾丸中CDK1和CyclinB1表达与定位情况.通过qRT-PCR方法检测了CDK1和CyclinB1在不同月龄绵羊睾丸中mRNA表达情况,并利用免疫组织化学染色技术对睾丸组织中CDK1和CyclinB1蛋白定位.结果表明,绵羊睾丸中CDK1和CyclinB1 mRNA表达量随月龄的增加呈现先下降后上升的趋势.CDK1和CyclinB1蛋白在细胞中主要定位于精原细胞、初级精母细胞和次级精母细胞.各发育期CDK1蛋白表达量均低于CyclinB1蛋白的表达量,其中CDK1蛋白在整个细胞周期中表达量极少且相对稳定,CyclinB1蛋白在各发育期表达量不同.说明CDK1和CyclinB1 mRNA和蛋白质在不同月龄绵羊睾丸中的表达量存在一定差异,可能对绵羊睾丸发育有一定的调节作用.     

NP-1在小球藻硝酸还原酶缺失突变体中的表达与活性检测

摘 要：小球藻繁殖快,培养简单,用转基因小球藻表达目的基因产物具有重要的应用前景。本研究构建了兔防御素NP-1的植物表达载体,NP-1由Ubiquitin启动子控制,含NPTII基因和硝酸还原酶基因两个筛选标记。以椭圆小球藻(Chlorella ellipsoidea)硝酸还原酶缺失突变体nrm-4为受体,采用原生质体转化的方法将目的基因转入该突变体中。用含G418的硝酸盐培养基筛选出阳性藻落,经PCR和RT-PCR检测,证明获得了转基因藻株。转基因藻株在无抗生素筛选压力的硝酸盐培养基上继代培养后进行抑菌活性检测。研究表明,转基因椭圆小球藻表达的NP-1具有正常的生物活性,并在无抗生素的培养基中稳定遗传。本研究的结果为小球藻表达外源基因提供了新的技术途径,也为NP-1的规模化生产奠定了基础。     

miR-196a-1在3T3-L1脂肪细胞分化中的表达及作用

为研究miR-196a-1在脂肪形成中的作用,从3T3-L1细胞基因组中扩增miR-196a-1前体序列,构建miR-196a-1的表达载体,获得稳定表达miR-196a-1的3T3-L1细胞株,成脂诱导后检测脂肪细胞分化关键转录因子的mRNA表达和脂滴累积情况。结果表明,miR-196a-1在3T3-L1细胞分化过程中表达上调,在诱导分化的第2天达到高峰,并在之后的分化过程中恢复到正常水平;稳定表达miR-196a-1的3T3-L1细胞株中miR-196a-1的持续高水平表达导致脂肪形成关键基因过氧化物酶体增殖物活化受体γ(PPARγ)、CCAAT/增强子结合蛋白α(C/EBPα)和脂蛋白脂酶(LPL)的mRNA水平及脂滴累积明显增加。这些结果指明,miR-196a-1促进3T3-L1脂肪细胞分化,利用所构建的稳定表达miR-196a-1的细胞株可进一步研究miR-196a-1调节脂肪形成的分子机制。     

番茄中一个LSm1蛋白同源基因LeLSm1的克隆及表达分析

从番茄品种超级大明星中克隆LSm1蛋白同源基因LeLSm1。LeLSm1基因全长cDNA共有1 038个核苷酸,包含一个387个核苷酸的编码区,以及318个核苷酸的5′非编码区和333个核苷酸的3′非编码区,编码一个含128个氨基酸的蛋白质,分子质量为14.5 ku,等电点为4.94。LeLSm1编码的氨基酸序列包含LSm1蛋白的保守功能域,与截形苜蓿、拟南芥和水稻等植物的类似LSm蛋白具有高度的同源性,在氨基酸水平上的一致性依次为82.8%、82.0%和72.1%。用PCR方法克隆了LeLSm1基因,其全长转录区共4 751 bp,其中包含5个外显子和4个内含子。Southern杂交结果显示,LeLSm1是单拷贝基因。半定量RT-PCR分析表明,LeLSm1在番茄五叶期和结果期的根、茎、叶以及花和果实中均有表达,且表达量无明显差异,是一个组成型表达基因。     

双Bt基因提高青花菜对菜粉蝶和小菜蛾抗性

以青花菜（Brassica oleracea L.ssp.italica）下胚轴为外植体,通过农杆菌介导的遗传转化方法将苏云金芽胞杆菌（Bacillus thuringiensis）晶体毒蛋白基因Cry1Ac和Cry1C分别导入青花菜栽培品种绿彗星中,各获得35株卡那霉素抗性植株。分别以Cry1Ac和Cry1C特异引物对转基因植株进行PCR扩增,结果得到27株Cry1Ac阳性植株和13株Cry1C阳性植株。以目的基因Cry1Ac和Cry1C为探针,进行Southernblot分析,证明多数植株目的基因已经整合到青花菜基因组中。对含有单拷贝目的基因植株自交纯合后通过有性杂交获得带有Cry1Ac和Cry1C双价的转基因青花菜。利用RT-PCR检测Bt基因在转基因植株中的表达情况,发现不同株系间在RNA水平上存在显著的表达差异,部分株系中双价Bt同时得到表达。ELISA检测转基因植株Bt毒蛋白含量为0.12～0.82μg/gFW。结合室内和田间饲虫试验,证明抗虫效果与Bt毒蛋白表达水平正相关。通过多世代选择,获得高抗菜粉蝶（Pieris rapae L.）和小菜蛾（Plutella xylostella L.）的纯合转基因青花菜材料。双价抗虫基因共同作用,提高了青花菜的抗虫性。     

番茄SlPSY1基因转录调控因子筛选及互作验证

番茄八氢番茄红素合成酶(SlPSY1)作为类胡萝卜素生物合成途径的关键限速酶,直接影响果实中类胡萝卜素的积累。为探究SlPSY1基因的转录调控机制,通过克隆SlPSY1基因启动子序列,构建pSlPSY1pro-AbAi诱饵载体,并将诱饵载体转化至酵母细胞中获得诱饵酵母菌株。利用番茄混合组织酵母杂交cDNA文库进行酵母单杂交筛库试验,筛选得到AP2/ERF家族转录因子SlJERF1和10个未知功能蛋白。后续克隆SlJERF1基因序列,构建pGADT7-SlJERF1重组载体,通过酵母单杂交点对点对SlJERF1进行分子验证,结果显示在金担子素(AbA)浓度为150 ng·mL^-1的条件下,对照组酵母不能正常生长,而试验组酵母能正常生长,表明SlJERF1与SlPSY1基因启动子存在互作。这一结果为进一步拓展类胡萝卜素合成调控网络提供了重要的理论依据。     

小金海棠MxYSL1基因的克隆与表达分析

小金海棠属于铁高效基因型。为了研究小金海棠的抗缺铁分子机理,根据苹果的EST库得到一个791 bp的YSL(yellow stripe 1-like protein)基因片段序列,设计特异引物,在苹果铁高效基因型小金海棠（Malus xiaojinenesis）中克隆到此基因片段。3'-RACE得到YSL基因的3'端序列,拼接后得到1 114 bp的3'端基因序列。预测该基因片段编码一个含7个跨膜区的蛋白多肽,与拟南芥AtYSL1同源性达74%,命名为MxYSL1。RT-PCR及Northern blot分析表明,该基因在小金海棠各个检测部位都有表达。在根、茎与成熟叶中,该基因在低铁(EDTA-NaFe,4 μmol/L)时减弱表达,在过量铁(EDTA-NaFe,320 μmol/L)供应时增强表达。MxYSL1基因在新叶中的表达趋势与以上器官中的表达趋势正好相反。     

河北省退耕还林对粮食生产的影响

从定性和定量角度分析退耕还林对粮食生产的影响,并采用灰色GM（1,1）模型预测河北省未来8年的人口发展趋势,最后利用灰色关联法对河北省粮食总产量的影响因素进行研究分析。结果表明：退耕还林造成全省耕地面积的减少,但由于其改善了粮食生产环境,大大提高了粮食单产,从而增加了粮食总产量;河北省未来人口持续增长,对耕地和粮食资源产生很大压力;在影响河北省粮食总产的诸因素中,粮食单产和灌溉是决定粮食总产的首要因素,而化肥施用量则为次要因素。     

香蕉NPR1基因片段的克隆及对水杨酸的早期应答反应

NPR1(nonexpressor of pathogenesis related genes 1)是系统获得性抗性(systemic acquired resistance,SAR)途径中的关键调控基因,其功能定位在SAR信号转导级联反应中的水杨酸(salicylic acid,