合肥市生态足迹动态分析

生态足迹作为度量区域生态可持续性的方法已经得到越来越广的应用,是城市可持续发展的重要指标。该文利用合肥市2000—2004年数据,分别计算了当地生态足迹、生态承载力、生态赤字以及万元GDP生态足迹。结果表明合肥市生态足迹呈上升趋势且大大高于当地的生态承载力,生态赤字现象严重。人均生态赤字由2000年的1.7041hm2/人增长到2004年的2.10108hm2/人。生态供需平衡依赖其他地区的生态输入。而万元GDP生态足迹则呈下降趋势,由2000年的2.545955减少为2004年的1.791977,表明在工业、经济的增长过程中对资源的利用率和效率有所提高。     

金丝桃素合成酶基因的克隆及其表达

自然条件下金丝桃素在植物中的含量较低且不稳定，提取工艺受其他物质的影响较大，在一定程度上限制了金丝桃紊在医药、食品等领域的应用。为了研究金丝桃紊合成途径并实现其体外转化，以贯叶连翘愈伤组织总RNA为模板，经RT-PCR扩增得到了编码金丝桃素合成酶的全长eDNA，即Hyp基因。将该基因克隆到原核表达载体pET30a中，成功构建金丝桃索合成酶表达载体pET30a-Hyp，并转化到大肠杆菌BL21（DE3）中。含有重组质粒的克隆在IPTG诱导下，表达出金丝桃素合成酶融合蛋白，利用Ni柱纯化菌体裂解上清中表达的融合蛋白，对纯化产物进行SDS-PAGE分析，结果Hyp基因得到了高效表达，大小约为20kD。     

芸芥抗菌核病相关基因的分子标记

芸芥属于十字花科芝麻菜属植物,在中国分布广泛.长期以来,国内外学者从植物学特征、经济性状和抗逆性等方面对芸芥品种资源进行了研究工作[1~4];李方球研究了芸芥的抗油菜菌核病[5],但从分子水平上的研究还较少.目前,转基因技术和分子标记辅助选择为高效育种展示了广阔的前景.但应用这2项技术的前提是必须首先获得优良基因克隆或优良基因紧密连锁的分子标记.本文利用RAPD技术,通过对芸芥抗病相关基因的遗传分析和分子标记,阐明其抗病相关基因的遗传,并提供可利用的分子标记,以便为芸芥抗菌核病种质鉴定和芸芥抗菌核病的分子标记辅助选择提供准确快速的鉴定方法.     

芝麻EST-SSR标记的开发和初步研究

为了加速分子标记在芝麻研究中的应用,利用网上现有的芝麻EST(expressed sequence tags)数据信息,开展了芝麻EST-SSR功能性标记的开发和利用研究。 在所有的3 328条芝麻EST序列中共确认得到1 785条非冗余EST序列。其中,在含有微卫星重复的148条序列中共检测有155个EST-SSR。非冗余EST序列总长为774.266 kb,平均每4.99 kb含有一个EST-SSR。EST-SSR的分布频率和特征分析表明,以AG/TC为重复基元(motif)的SSR出现最多,占总SSR的37.42%。利用这些序列,设计开发了50对EST-SSR引物,并分别选用36个芝麻、2个棉花、2个大豆和2个油葵进行多态性和通用性研究。其中44对引物在供试芝麻材料中扩增出条带,共产生108个位点,平均每对引物产生2.45个位点,多态信息含量(polymorphism information content, PIC)平均值为0.390。根据遗传相似性系数进行聚类,有26个芝麻材料聚类在两个大的亚类(III和IV)中,聚类结果表明芝麻的基因型与地理来源之间没有必然的联系。此外,分别有2对、3对和4对引物可以在棉花、大豆和油葵中进行通用性扩增。本研究证实这种全新开发的芝麻EST-SSR标记在芝麻遗传多样性分析、遗传图谱构建以及比较基因组等研究方面有广阔的利用前景。     

芝麻RMAPD分子标记反应体系的正交优化及应用

RMAPD是将RAPD和SSR相结合而开发的新型分子标记。本研究采用L16(45)正交设计试验和单因素试验相结合的方法,对影响芝麻RMAPD-PCR反应的模板DNA、Mg2+、d NTPs、引物和Taq聚合酶等因素进行了优化。结果表明,芝麻RMAPD-PCR的最佳反应体系(15μL)为:模板DNA用量30 ng、Mg2+浓度2.0 mmol/L、d NTPs浓度0.3 mmol/L、RAPD引物浓度1.0滋mol/L、SSR引物浓度0.4滋mol/L和Taq聚合酶1.0 U。利用该PCR体系开展了芝麻遗传多样性分析和遗传群体多态性检测试验,21对随机引物组合在16个芝麻品种中共扩增DNA条带413条,每对引物扩增14~29条,平均19.7条,多态性比例为12.50%~62.96%,平均29.78%;RMAPD标记在F2群体植株中出现了亲本位点的分离。研究结果表明,该RMAPD-PCR反应体系稳定、可靠,RMAPD标记是一种可以用于芝麻遗传多样性分析、遗传连锁图谱构建和分子标记辅助育种等研究的新技术。     

一个芝麻应用核心种质的DNA分子身份证构建

构建并研究应用核心种质是深入挖掘芝麻优异基因和提高育种效率的有效途径。经过对核心种质农艺、形态等性状4年4点的观察统计, 构建了包括大粒、高木酚素、高油等23种应用型在内的131份芝麻应用核心种质。为了准确鉴别这批应用核心种质并对芝麻DNA分子身份证的构建方法进行探索, 本研究利用SSR变性聚丙烯酰胺凝胶电泳技术, 从基于芝麻全基因组开发的32对SSR引物中, 筛选出7对核心引物, 进而采用SSR荧光标记毛细管电泳技术, 共检测出53个多态性位点, 最多一个引物检测到12个多态性位点。将毛细管电泳得到的分子量数据以数字+英文字母方式编码, 用ID Analysis 4.0软件根据最少引物区分最多种质的原则选核心引物中的6对(ZMM1494、ZMM1648、ZMM3037、ZMM2818、ZMM1851、ZMM1935)组合, 构建出如“4A32645(AC017)”这种简单、易使用的字符串DNA分子身份证, 并确定了不同应用型的组内引物组合。还对131份应用核心种质构建了条形码和二维码DNA分子身份证, 可迅速被电子设备识别, 拓宽了DNA分子身份证的使用范围, 并为以后芝麻种质标准化和品种DNA分子身份证库的构建奠定了重要的技术基础。     

分子标记技术在龙眼研究中的应用

近年来分子技术的快速发展,使其在龙眼中也得到应用。由于分子标记具有诸多优点,因此它的发展和应用为龙眼研究提供了一条有效的途径。本文就RAPD,AFLP,ISSR,SRAP等几种分子标记在龙眼中应用进行了详细阐述,同时分析了分子标记在龙眼研究中存在的问题和今后研究工作的重点。     

芝麻SNP和InDel标记遗传多样性、群体结构及连锁不平衡分析

为了利用关联分析发掘芝麻种质资源中所携带的优异等位基因,并了解其对目标性状的贡献值。本研究利用随机分布于芝麻基因组中的206对多态性分子标记(167对SNP标记和39对In Del标记),对101份来自国内外的芝麻材料进行遗传多样性、亲缘关系、群体结构及连锁不平衡分析。206对标记共检测到413个等位基因;标记位点的基因多样性范围在0.01~0.53,平均为0.35;多态性信息含量(PIC)变幅为0.01~0.46,平均为0.28。供试芝麻材料间的遗传距离变幅为0.08~0.88,平均为0.43。聚类结果显示101份芝麻材料被划分为两大亚群:中国绝大部分(93.42%)芝麻材料被划分为第一大亚群,国外绝大部分(80.0%)芝麻材料被划分为第二大亚群。中国北方区(NR)与美洲区(AMR)的材料遗传距离最远(0.36);中国北方区(NR)与中部区(CR)的遗传距离最近(0.04)。群体结构分析显示供试芝麻群体由2个亚群组成,该结果与聚类分析以及主坐标分析结果一致。另外,绝大多数芝麻材料(84%)间的亲缘关系较远(亲缘关系值0.2)。连锁不平衡分析显示不同位点组合间存在一定程度的LD。利用SNP和InDel标记成功分析了101份芝麻品种的遗传多样性、亲缘关系、群体结构和连锁不平衡程度,本研究结果为后期芝麻杂交组合的配置以及利用关联分析准确挖掘芝麻有利基因提供了依据。     

芝麻耐旱性的鉴定方法及关联分析

为了解芝麻的耐旱性及获得与芝麻耐旱性相关的分子标记,在发芽期,采用不同浓度PEG 6000处理不同来源不同种皮颜色的10份芝麻品种,测定其形态特征和生理特征及各指标的差异显著性。结果表明,模拟芝麻干旱处理的最佳PEG 6000浓度为15%;综合各项指标的主成分分析、最优回归方程分析及相关性分析表明,相对成苗率可以作为芝麻发芽期耐旱性鉴定的关键指标;利用上述方法对216份核心种质资源群体进行耐旱性鉴定,相对成苗率耐旱系数值位于12.15%~93.52%,平均为60.74%,变异系数为25.22,变异丰富且呈正态分布;资源群体的耐旱性指标值与608个多态性标记位点的关联分析,获得与芝麻发芽期耐旱性有显著关联的标记30个(P<0.05),解释率在1.99%~4.96%之间,平均2.84%。试验表明,相对成苗率是最适且最方便的耐旱性鉴定指标,适用于芝麻资源的耐旱性鉴定。     

芝麻育种技术研究进展

芝麻是重要的油料作物,新品种选育是芝麻产业发展的重要组成部分,随着生物理论技术的不断发展,芝麻的遗传改良正在由系统选育、杂交育种等传统技术向细胞工程育种、分子育种等现代生物技术育种迈进,现代生物技术育种已经成为芝麻育种的重要研究方向。本文综述了芝麻育种技术的发展及其在育种实践中的应用,提出了当前芝麻育种中存在的问题,展望了芝麻育种方向和内容。     

应用SRAP标记分析黑芝麻核心种质遗传多样性

利用SRAP分子标记技术对中国芝麻资源核心收集品中的黑芝麻种质进行遗传多样性分析。结果表明,13对引物组合对100份黑芝麻核心种质共扩增出稳定清晰的条带182条,其中多态性条带126条,占69.2%,每对引物组合的条带数和多态性带数分别为14.0个和9.7个;供试材料间成对遗传相似系数介于0.469~0.986,平均为0.726,通过UPGMA法,在遗传相似系数为0.68处可将供试材料聚为5个类群,表明黑芝麻核心种质具有较丰富的遗传多样性,聚类结果与地理分布没有明显的关系;遗传多样性指数是南方黑芝麻核心种质(0.3557)＞中部种质(0.3415)＞北方种质(0.2986)。本研究结果较全面反映了中国保存的黑芝麻种质资源遗传多样性特点,为我国黑芝麻资源进一步考察收集和引进,以及优异黑芝麻基因资源挖掘和育种利用提供了理论依据。     

国家芝麻区域试验新品种(系)的DNA指纹分析

以我国近年参加国家芝麻区域试验的43个品种(系)为材料,利用12对SSR核心引物开展DNA指纹分析,初步构建参试品种的DNA指纹图谱,并根据指纹图谱分析了参试品种的特异性和一致性。聚类分析结果表明,12对引物检测到30个标记,可将43个品种完全区分开,来源于同一育种单位的品种遗传基础相近,而不同来源的品种其遗传背景相差较大;以遗传相似系数0.90为划分标准,95%的供试品种具备特异性;以引物位点的一致性为指标,80%的品种具有一致性;分配试验中,86%的单株都能正确地分配回到原来的品种,这些品种的一致性较好,个别品种的单株正确分配率较低,品种一致性差。表明大部分参加国家区试的品种都具有很好的特异性和一致性。     

芝麻SSR检测体系的优化与应用

为了建立一套适用于芝麻SSR标记检测的技术体系,以5个芝麻新品种为试验材料,选用35对SSR引物,从反应体系、反应程序、电泳、银染4个环节进行优化。结果表明：反应总体积为10 μL,优化后的基本成分及用量分别为25 mmol/L Mg2+ 1.2 μL,10 mmol/L dNTPs 0.3 μL,5 U/μL Taq酶0.3 μL,50 ng/μL Primer 0.9 μL,10×Buffer 0.7 μL,25 ng/μL DNA模板2.5 μL,ddH2O 4.1 μL。反应程序为：94℃ 3 min;94℃ 1 min,60℃ 30 s,72℃ 45 s,10个循环;94℃ 30 s,57℃ 30 s,72℃ 45 s,30个循环;72℃ 5 min。PCR产物用6%变性聚丙烯酰胺凝胶电泳,硝酸银快速染色检测效果良好。筛选出多态性较强的SSR引物24对,用这些引物对20个品种进行扩增,初步分析了SSR标记应用于芝麻DNA指纹分析的潜力。     

DNA分子标记技术及其在高粱育种中的应用

近年来分子技术的快速发展,使其在高粱上也得到应用。由于分子标记具有诸多优点,因此它的发展和应用为高粱研究提供了一条有效的途径。此文概述了分子标记技术的基本类型,综述了近年来分子标记技术在高粱遗传连锁图谱的构建、基因定位、关联遗传学、突变体等的研究及应用现状。最后,分析了分子标记技术在高粱遗传育种研究中存在的问题及今后发展的方向。     

以SRAP和EST-SSR标记分析芝麻种质资源的遗传多样性

利用SRAP和EST-SSR分子标记对192份国内外芝麻种质资源进行遗传多样性分析。结果表明,2种标记都能很好地揭示品种间遗传关系;在31对SRAP引物组合扩增的270个等位基因中多态性占62.08%,平均每对引物可以检测5.45个;25对SSR引物扩增的136个等位基因中56.28%呈多态性,平均每对检测引物产生3.04个。UPGMA聚类结果显示,在相似性系数为0.70时,192份材料可被分为3个类群;阈值为0.75时类群Ⅰ又可分为6组,表明芝麻品种遗传多样性比较丰富。我国南部地区芝麻品种遗传多样性(多样性指数H_i=2.572)较中部(H_i=2.117)和北部地区 (H_i=2.114)丰富。分析结果将有助于更好地保护和利用芝麻种质资源,并为育种工作提供依据。