小麦PEBP-like基因等位变异与籽粒大小、粒重关系研究

小麦PEBP-like基因与籽粒大小、粒重相关.本文根据水稻GS3基因序列搜索小麦及其近源种属EST序列,电子克隆小麦PEBP-like基因,并设计特异引物在万县百麦子/京411构建的重组自交系群体(recombinantinbredlines.RILs)鉴定该基因变异与籽粒大小及粒重的关系.结果表明,本文小麦籽粒大小与粒重相关性较好,其中粒宽和粒重的相关性最好(0.668**),其次是粒厚(0.629**),粒长也与粒重呈极显著正相关(0.485**).WKS3-8引物在亲本和群体中多态性较好,具有A型等位基因的家系,籽粒较小、粒重低,其大部分家系千粒重低于平均值(38.3 g);而具有B型等位基因的家系,籽粒较大,粒重高,其大部分家系粒重高于平均值.上述说明PEBP-like基因等位变异与小麦粒长、粒宽、粒厚及粒重关系密切.     

小麦细胞分裂素氧化/脱氢酶基因(TaCKX2)的克隆及其遗传作图

细胞分裂素几乎参与调控了植物生活周期中所有的生长发育过程,细胞分裂素氧化/脱氢酶(CKX)是降解细胞分裂素的关键酶。本研究采用同源克隆结合文库筛选的方法,分离得到普通小麦的TaCKX2基因(与水稻OsCKX11直向同源),针对基因序列开发出SSR标记TaCKX2_SSR,使用缺体-四体和RILs群体将TaCKX2定位于7B、7D染色体。分离得到的TaCKX2基因及其作图信息将为今后进行小麦CKX基因的功能研究以及小麦重要农艺性状的遗传改良奠定基础。     

小麦TaCKOX4基因变异与旗叶叶绿素含量相关性分析

本文以京411/红忙春21构建的重组自交系群体(RILs)为研究材料,通过对小麦抽穗期、盛花期和灌浆期旗叶叶绿素含量分布频率的分析,得出叶绿素含量在花后7d以前多呈正态分布,而灌浆中后期呈偏态分布或双峰分布,说明前者为受多基因控制的数量性状,而后者存在与其相关的主效基因。在多个生长发育时期中,旗叶叶绿素含量呈现先上升后下降的趋势,在盛花期达到最大值,花后24d,叶绿素含量则急剧下降,成熟时接近为0。在RILs群体中对小麦细胞分裂素氧化酶基因等位变异进行鉴定,得出TaCKOX4基因在群体中表现较好的多态性,其变异与小麦旗叶多个生长发育时期(如抽穗期,盛花期及灌浆期)叶绿素含量呈显著或极显著相关,且具有A带型家系的叶绿素含量显著高于B带型家系的叶绿素含量,说明TaCKOX4基因变异与小麦旗叶叶绿素含量关系密切。     

发掘人工合成小麦中千粒重QTL的有利等位基因

以人工合成小麦Am3为供体亲本,普通小麦莱州953为轮回亲本,经5次回交然后自交,培育出含85个株系的F_2:3群体。以该群体为材料,用348对多态性SSR标记,进行全基因组扫描,发掘人工合成小麦中千粒重QTL的有利等位基因。利用复合区间作图法检测到3个千粒重QTL,其对表型变异的贡献率为10.9%~33.79%。其中,Am3的等位基因能够增加千粒重2.3~4.8 g。相关分析表明,该导入系群体的千粒重与穗粒数、穗数和株高无显著相关性。千粒重QTL与穗粒数、穗数性状的QTL不在同一位置,这有利于高千粒重基因与其他产量性状基因的聚合。采用混合线性模型作图法检测到1个千粒重QTL(QGw.caas-3D),该QTL与环境互作效应小,而且与复合区间作图法在3个环境中都检测到的QTL相同,表明QGw.caas-3D是一个稳定的主效QTL。     

利用转录组测序分析茄子萼片刺相关差异基因

为了发掘茄子萼片刺形成的相关基因,为茄子萼片刺形成的机理和基因定位奠定基础,以萼片有刺和萼片无刺的2个自交系1607和1608为材料,构建了F2遗传分离群体,利用新一代高通量测序手段对双亲和2个混池的转录组进行了测序分析。通过转录组分析,共获得409 363 358个干净的高通量序列,其中比对到参考基因组的序列共有311 756 616个,比对效率均大于75. 00%。发掘24 310个新基因,其中获得注释信息的新基因总数为1 540个。对转录组测序获得的全部基因表达量进行了分析,在双亲中共得到2 438个差异表达基因,其中97个差异基因在2个混池中同时存在。通过对差异基因的注释分析,富集到了可能与茄子萼片刺形成的相关的候选基因3个:Sm CKX(Eggplant_newGene_1802)、Sm STS(Sme2. 5_09750. 1_g00002)和Sm FAR(Eggplant_newGene_4241)。Sm CKX是一个茄子细胞分裂素氧化酶/脱氢酶相关基因,与番茄的Solyc04g080820. 2和Solyc04g080810. 3,拟南芥的At CKX6具有同源性。Sm STS是茄子水苏糖合成酶相关的基因,与番茄的Solyc01g079300. 3基因和拟南芥的AT4G01970. 1基因同源性较高。Sm FAR是一个脂肪酰辅酶A还原酶相关基因,与番茄Solyc11g067180. 2基因(FARx相关基因)同源。以上同源基因参与了植物角质,小檗碱和蜡生物合成途径、细胞分裂素合成途径和水苏糖代谢途径,因此,茄子萼片刺的形成可能具有相同的代谢调控途径。     

小麦主要农艺性状的遗传分析

为研究小麦主要农艺性状的遗传规律,利用小麦花药培养技术,构建了小麦杂交组合"豫麦57×花培3号"的DH群体.应用该群体研究了株高、穗下节长、穗长、单株穗数、结实小穗数、不育小穗数、总小穗数、千粒重8个数量性状的遗传力,分别为83%、87.62%,98.3%、31.69%、33.31%、57.4%、43.12%、72.9%.通过各性状偏度和峰度系数的估算,分析了影响各性状的基因数目及基因作用方式.结果表明,控制株高、穗下节长、穗数、不育小穗数和千粒重的基因间无互作,控制穗长的基因间存在互补作用,控制结实小穗数和总小穗数的基因间可能存在重叠作用.     

不同水分条件下小麦穗部性状的遗传分析

为研究小麦穗部性状的变化特点,以不同水分条件下种植的小麦水旱分离群体为材料,对小麦的9个穗部性状进行遗传分析。结果表明:2种不同环境条件下,群体表现极为显著的超亲分离,分布呈偏态单峰和偏态多峰,且基本符合正态分布,表现为数量性状遗传特点。穗长、不孕小穗数、小穗着生密度和芒长符合2对主基因遗传模型;有效小穗数、小穗粒数、总小穗数、穗粒数和千粒质量符合1对主基因遗传模型。在干旱胁迫条件下,穗长、有效小穗数、穗粒数、小穗着生密度和芒长,5个性状的主基因遗传率最高,分别为88%,73%,64%,67%,95%,芒长的变异系数呈最高值为41%,因此,可能有主基因和多基因控制这些性状。     

玉米新选自交系2个组合6个世代穗行数和行粒数的遗传分析

江苏省沿江地区农科所新选玉米自交系间穗行数和行粒数一般配合力差异较大,分析这些自交系间有利等位基因的分布,有助于自交系的持续改良.本研究选用其中3个自交系组配成2个组合的P1、P2、F1、B1、B2、F2 6个世代,运用主基因+多基因混合遗传模型和6个世代联合分析的方法,对穗行数和行粒数2个性状进行了遗传分析.玉米穗行数性状在S1×S3组合中表现为1对加性-显性主基因+加性-显性-上位性多基因遗传,以多基因遗传为主;在S3×S7组合中表现为2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性-上位性多基因混合遗传,以主基因遗传为主.行粒数性状在2个组合中均表现为1对加性主基因+加性-显性多基因混合遗传,主基因遗传为主;多基因位点显性总效应大于加性总效应.研究结果暗示通过有利等位基因聚合改良这些自交系的穗行数比行粒数更有效.     

高产小麦品种冠层形态生理性状的研究

对河南省及部分黄淮麦区种植的小麦高产品种的冠层形态、生理和产量性状相关分析和遗传分析的结果表明,小麦旗叶面积与主茎粒重、主茎粒数和每穗粒重呈显著正相关.穗下节长度和粗度与主茎粒重有显著的正相关.千粒重、旗叶长度、面积、基角、开张角和鞘长,穗下节长、颈长、穗长以及旗叶持续光合面积的遗传符合简单的加性显性模型.穗下节粗度和主茎粒重存在“互补型”的非等位基因互作.株高、旗叶宽、比叶重、叶绿素含量和主茎粒数似有基因的非随机分布.净光合速率的遗传则可能存在复杂因素.此外,对30个高产小麦品种的旗叶和穗下节形态作了分类.     

水稻籼粳交重组自交系群体穗部性状的相关和遗传分析

利用由大穗籼稻品系1126与粳稻品种日本晴构建的包含216个株系(F7)的重组自交系群体为材料,调查每穗总粒数、穗长、一次枝梗数和二次枝梗数的表型分布,对4个穗部性状进行了相关分析和主基因+多基因混合遗传模型分析.相关分析表明,除穗长与一次枝梗数以外,其余性状均呈1%显著水平的两两正相关,其中二次枝梗数对于增加每穗总粒...     

Mapping quantitative trait loci and expressed sequence tags related to brown planthopper resistance in rice

To map genes responsible for brown planthopper (BPH) resistance in rice, a rice genetic map was constructed based on a recombinant inbred line population from a cross between a BPH‐resistant line ‘B5’ and a susceptible variety ‘Minghui 63’. Four quantitative trait loci (QTLs) for BPH resistance were detected. ESTs differentially regulated by BPH feeding were isolated by suppressive subtractive hybridization (SSH) and assigned to chromosomes based on RFLP mapping and searches of the rice genome database. The distribution of ESTs showed some clustering, and some ESTs are related to known QTLs and known BPH resistance genes. These findings suggest that the mapping of differentially induced ESTs may be a useful strategy for the identification of candidate plant defence genes, which could be beneficial in the development of a BPH‐resistant rice variety.     

Homologous analysis of SSR-ESTs and transferability of wheat SSR-EST markers across barley, rice and maize

Summary Comparative genetic analysis has shown that different plant species often share orthologous genes for very similar functions, especially for cereal crops. In this study, we focused on analyzing the utility of EST-SSR markers among monocots in silico and by experiment. Based on 423,611 wheat ESTs, 101,299 were found to express commonly in rice, maize and barley ESTs, which accounted for 23.94% of wheat EST data. 1707 SSR-containing ESTs (SSR-ESTs) were mined from the 101,299 homologous ESTs, which accounted for 8.8% of all the 19,434 wheat EST-SSRs. It showed that the number of homologous SSR-ESTs much less than the homologous ESTs among grasses. The number of conserved ESTs and SSR-ESTs were inversely proportional to the evolutionary distance among species. Although these SSR-ESTs were in high similarity, the number of conserved SSRs between wheat and the other three crops decreased with the increased aligning regions, and only 13 types of SSR motifs in 21 ESTs were obtained by aligning sequences over a stretch of more than 40 bp. The variation at a microsatellite came from not only the differences in the numbers of repeat units and its location shift, but also base mutations flanking microsatellite repeats. From the 428 uni-SSR-ESTs universally in the four cereals, 243 primers were designed and tested in two genotypes of each species. 154 (63.4%) primers produced clear amplicons across the four species, which showed a high efficient transferability of wheat EST-SSR markers to the other three cereal crops.     

利用cDNA-AFLP技术分析小麦应答低磷胁迫的特异表达基因

以磷高效小麦品种石新828为材料,采用cDNA-AFLP技术,鉴定了短期(1~6 h)、中期(12~48 h)和长期(72~144 h)低磷胁迫根系特异上、下调表达基因的表达序列标签(EST)。共有非重复的上调ESTs 142个,下调ESTs 94个。胁迫下的前者分别含短、中和长期23、53和66个;后者分别含短、中和长期17、39和38个。对其功能比对发现,上调ESTs在功能上归属于信号转导、转录调控、代谢、逆境响应、发育、物质运输、脂类代谢和功能未知等类别,下调EST除上述类别外,还含有蛋白质合成和降解等类别。部分转录因子基因(如水稻OsPTF1和拟南芥ZAT10高度同源的转录因子基因)、促分裂原激酶基因MAPK1a、钙依赖蛋白激酶基因CPK1A和蛋白激酶基因(如serine/threonine kinase)、高亲和磷转运蛋白基因(PHT3和PT2)、过氧化物酶基因(如peroxidase 73)和谷胱甘肽-S-转移酶基因(glutathione S-transferase),受到低磷胁迫的特异增强诱导,在改善小麦植株对低磷胁迫的适应能力中可能具有重要作用。研究表明,小麦对低磷胁迫的响应,在分子水平上存在着植株感受低磷胁迫信号和信号转导、进一步在生理生化方面对胁迫信号产生应答等复杂的过程。     

应用基因芯片分析红蚰麦白粉菌胁迫条件下的基因表达谱

小麦农家品种红蚰麦携带1对显性抗白粉病新基因,暂命名为Pmhym。为了深入了解该品种抗病的分子机制,用豫麦13/红蚰麦的F₃代纯合抗病株系构建抗池,并对白粉菌接种后24 h的基因表达谱,采用Affymetrix小麦基因芯片进行分析,以白粉菌接种0 h为对照。在61 127基因微矩阵点中,有效差异表达Ratio值≥2或≤0.5的基因共5 282个,其中上调基因2 553个,下调2 729个。对上调序列的分类表明,功能明确的序列中39.81%与抗病/防御相关;下调表达基因中以能量代谢和抗病/防御相关基因比例最高,分别占26.71%和19.65%。上调表达在8倍以上的序列中81个的功能已知,其中包括病程相关基因、防卫反应基因、生成或清除活性氧的基因,以及抗病信号转导基因等。选取上调和下调表达8倍以上的共13个探针序列进行实时定量PCR验证,表明基因芯片数据具有良好的重复性。     

枣结果枝cDNA文库的构建与部分ESTs分析

用定向克隆法构建了枣(Ziziphus jujuba Mill)生长初期结果枝的部分cDNA文库,获得1 338个阳性克隆,有557个携带cDNA片段,选取469个长度在500 bp以上的进行测序,得到390个有用序列,其中281个ESTs与NCBI中已知功能基因相似性较高(其中重复性ESTs 101个),有68个ESTs是NCBI中有序     

利用SSH技术鉴定香蕉体细胞胚发生相关基因

本研究以野生蕉胚性悬浮系为材料,将胚性细胞增殖培养基上的香焦胚性悬浮系作为对照,体胚诱导培养基上的培养材料为处理,利用抑制性消减杂交(suppression subtractive hybridization,SSH)技术,构建野生蕉胚性悬浮系激素诱导的胚胎发育差异表达cDNA文库,随机挑选阳性克隆并进行生物信息学分析...     

]斜纹夜蛾取食诱导棉花抑制性消减文库的初步构建及生物信息学分析

 为了筛选棉花抗逆基因,实验室构建了棉花被斜纹夜蛾幼虫取食诱导的正、反向抑制性消减文库。文库随机各挑取1000个克隆进行PCR鉴定,发现插入片段长度主要集中在200~1000 bp之间。经反向Northern杂交筛选,正向文库随机挑取250个克隆测序,得到了35条非重复序列ESTs,反向挑取150个克隆,得到24条ESTs。GenBank数据库BLAST序列相似性比对功能分析表明,斜纹夜蛾幼虫取食胁迫棉花的应答过程涉及信号传导、基因调控、抗胁迫、防御反应、能量合成代谢、细胞生长延伸等多个生物途径。诱导表达的基因对斜纹夜蛾取食胁迫功能表现为一定的直接或间接保护作用。     

黄萎病菌诱导下陆地棉抗病品种SSH文库的EST分析

对已构建的黄萎病菌诱导下陆地棉抗病品种冀棉20SSH文库的800个阳性克隆进行了检测和筛选,将插入片段大于400bp的克隆测序,获得非重复克隆的EST序列203条。通过同源比对和序列相似性分析,共有170条ESTs与已知基因同源。将获得的ESTs按比对推测的功能进行分类,主要包括代谢、防御、胁迫、信号转导、核糖体蛋白、细胞结构、细胞发育、能量、渗透调节以及蛋白质合成与分解等10类。功能未知的ESTs也占有不小比例,达16.26%。共发现66条与抗病相关的ESTs,约占全部ESTs的33%。这些与抗病相关的同源序列涉及到与防御、次生代谢、胁迫及信号转导有关的基因,表明当黄萎病菌侵染棉花后,植物体内发生了一系列的反应,抗黄萎病是一个多途径作用的复杂过程。     

Mapping of rhizoctonia root rot resistance genes in sugar beet using pathogen response‐related sequences as molecular markers

Rhizoctonia root and crown rot caused by the fungus Rhizoctonia solani is a serious disease of sugar beet. An F_2:3 population from a cross between a resistant and a susceptible parent has been tested for R. solani resistance and a genetic map has been constructed from the corresponding F₂ parents. The map encompasses 38 expressed sequence tags (ESTs) with high similarity to genes which are involved in resistance reactions of plants (R‐ESTs) and 25 bacterial artificial chromosomes (BACs) containing nucleotide binding site (NBS)‐motifs typical for disease resistance genes. Three quantitative trait loci (QTL) for R. solani resistance were found on chromosomes 4, 5 and 7 collectively explaining 71% of the total phenotypic variation. A number of R‐ESTs were mapped in close distance to the R. solani resistance QTL. In contrast, the NBS‐BACs mapped to chromosomes 1, 3, 7 and 9 with two major clusters of NBS‐BACs on chromosome 3. No linkage between NBS‐BACs and R. solani resistance QTL was found. The data are discussed with regard to using R‐ESTs and NBS markers for mapping quantitative disease resistances.