巴西橡胶树DNA甲基化的MSAP分析

本文采用"甲基化敏感扩增多态性"(Methylation Sensitive Amplification Polymorphism,MSAP)的分析方法,在全基因组水平检测巴西橡胶树DNA甲基化位点,确定巴西橡胶树基因组DNA甲基化模式和水平。结果表明:16对MSAP引物选择性扩增,共扩增262条带,其中甲基化位点87个,甲基化比例为33.21%,其中,半甲基化位点为32个,比例为12.22%;全甲基化位点为55个,比例为20.99%。对部分巴西橡胶树基因组甲基化位点进行回收,最终分离了18条存在甲基化的基因组DNA序列。BLAST比对后,同源分析表明巴西橡胶树基因组中包括转录因子、蛋白激酶等在内的多种类型的DNA序列中均存在甲基化现象。本研究为深入研究巴西橡胶树的DNA甲基化奠定基础。     

栽培稻×药用野生稻种间杂种基因组DNA甲基化的遗传与变异研究

为了探索栽培稻与药用野生稻种间杂种体内异源基因组重组引起的DNA甲基化变异规律,及其生物学效应,利用甲基化敏感扩增多态性(MSAP)技术对辽粳944、药用野生稻及其杂种F_1不同发育时期的叶片和小穗基因组DNA甲基化水平和模式的遗传变异特点进行了分析。结果表明,辽粳944、药用野生稻及其杂种F_1的叶片和小穗DNA的甲基化水平表现出相同的变化趋势,即随着生长发育的进行,DNA甲基化水平呈下降趋势,各组织的全甲基化率均显著高于半甲基化率(P=0.000);杂种在分蘖期、减数分裂期及开花期叶片DNA平均总甲基化率、全甲基化率和半甲基化率分别为20.19%,16.06%及4.13%,其甲基化水平高于双亲;而杂种在减数分裂期、小孢子发育期及花粉成熟期小穗DNA平均总甲基化率、全甲基化率和半甲基化率分别为17.38%,13.67%及3.71%,均比辽粳944高,而比药用野生稻低;杂种小穗的半甲基化率显著高于辽粳944(P=0.015)。杂种叶片和小穗DNA的甲基化模式均有5种类型。经过对94个甲基化特异片段的序列分析,有38个片段的序列与已知或假定功能的基因具有同源性。为进一步研究栽培稻与野生稻种间杂种不育机理奠定了基础。     

柑橘多胚性砧木枳橙同源四倍体的发掘与SSR鉴定

为发掘枳橙同源四倍体资源,从而为柑橘砧木遗传改良提供新种质,本研究通过初步的形态学观察,从具多胚性的柑橘重要砧木资源枳橙实生苗群体750个单株中初步筛选出具典型多倍体特征的植株24株,其中流式细胞仪鉴定为枳橙四倍体22株,群体四倍体自然发生率达2.93%。下表皮气孔分析表明枳橙四倍体气孔密度显著低于二倍体对照。对获得的四倍体植株进行了SSR分子鉴定,19对引物扩增结果均显示枳橙四倍体与其二倍体对照的带型完全一致,表明获得的四倍体枳橙均为同源四倍体。本研究表明将形态学初选与流式细胞仪快速鉴定及SSR分析相结合是从多胚性柑橘资源实生群体获得同源四倍体的简便有效途径,本研究发掘的同源四倍体枳橙是柑橘砧木遗传改良相关研究的良好资源。     

高温胁迫诱导棉花甲基化变化分析

高温对棉花造成的热胁迫,影响其生长发育与产量。DNA甲基化是表观遗传调控的重要组成部分,在高等植物的基因组表达调控中发挥着重要作用。本试验以耐高温品种苏棉16号和高温敏感品种石185为供试材料,研究棉花花铃期高温胁迫前后DNA甲基化的变化,通过甲基化敏感扩增多态性(methylation sensitive amplified polymorphism,MSAP)技术,探讨了不同温度下棉花叶片DNA甲基化水平和甲基化模式变化。结果显示,经过高温处理后,耐高温棉花品种苏棉16号和高温敏感棉花品种石185的甲基化水平都表现为上升,苏棉16号半甲基化率高于全甲基化率,而石185全甲基化率高于半甲基化率;棉花在受到高温胁迫后,甲基化和去甲基化同时发生,但耐高温品种苏棉16号主要发生甲基化,高温敏感品种石185主要发生去甲基化。本研究结果表明高温能够诱导棉花甲基化水平的提高,同时DNA甲基化水平及状态变化与棉花耐热性存在重要关系。     

羽衣甘蓝自交不亲和与自交亲和系种子萌发期DNA甲基化的动态变化

自交不亲和系植株的种子往往出现退化现象,为了研究种子的退化现象是否与甲基化相关,因此本文采用甲基化敏感扩增多态性(methylation sensitive amplification polymorphism, MSAP)技术,以羽衣甘蓝自交不亲和系9^#种子、自交亲和系14^#种子为研究对象,对其生长发育过程种子基因组DNA甲基化水平变化情况进行研究。采用改良的CTAB法提取种子萌发不同时期DNA,然后通过MSAP分析、统计扩增条带,比较二者之间的差异。对9^#种子DNA甲基化状态分析表明,萌发前期(0~2 d)发生甲基化位点数目持续增多,但萌发后期(2~8 d)发生去甲基化的数目大量增加,整个萌发期去甲基化位点数目是甲基化位点数目的11倍,说明9^#种子萌发过程中DNA甲基化修饰是基因表达的重要调控方式之一;在相同发育时期,9^#在总甲基化、全甲基化、半甲基化水平上均不同程度高于14^#。随着种子的萌发,9^#全甲基化水平明显上升,半甲基化水平几乎不变,而14^#变化趋势与9^#相反,半甲基化水平明显上升,全甲基化水平几乎不变.     

冷驯化不同阶段茶树DNA甲基化模式的变化

低温胁迫是影响茶树产量、生长发育和地域分布的重要环境因子之一,需要通过冷驯化的诱导来提高其抗寒性。DNA甲基化是植物表观遗传的重要方式,环境胁迫会引起植物DNA甲基化状态的改变。为研究DNA甲基化是否参与茶树的低温响应,本研究利用甲基化敏感扩增多态性技术(MSAP)和高效液相色谱法(HPLC),分析了不同冷驯化阶段茶树基因组DNA甲基化水平及状态变化。MSAP分析结果表明,50对选择性扩增引物在对照、驯化后和脱驯化样品中分别扩增出905、968和970个甲基化条带,总甲基化位点比例分别为50.6%、54.1%和54.2%。与未驯化的样品相比,冷驯化后和脱驯化的样品基因组DNA甲基化水平升高。HPLC的检测结果与MSAP结果类似。进一步分析甲基化模式发现,与对照相比,茶树冷驯化过程中同时发生了甲基化和去甲基化现象,但总体变化趋势表现为甲基化水平的增加。表明茶树在抗寒响应中出现DNA甲基化现象。     

马铃薯茎尖玻璃化法超低温保存后DNA甲基化的遗传变异

对青薯9号、大西洋、小白花和E1074种基因型的马铃薯茎尖进行玻璃化法超低温保存,并运用甲基化敏感扩增多态性(MSAP)技术分析4种材料超低温保存前后DNA甲基化的的变异情况。结果表明:经玻璃化法超低温保存,四个品种的成活率分别为86.93%、78.03%、71.57%和65.82%。成活率和再生率因基因型而异,且不同基因型之间的差异显著。用MSAP技术分析超低温保存前后植株甲基化的结果显示:用16对引物组合对4个品种进行扩增,平均扩增出493条带;与对照相比,4个品种基因组的CCGG序列中有8.4%~14.3%DNA发生甲基化变化。经超低温保存后,去甲基化和甲基化都有发生,并以去甲基化变化为主要趋势。本文运用MSAP技术对马铃薯超低温保存前后植株进行胞嘧啶甲基化分析表明,使用MSAP检测超低温保存后再生植株DNA甲基化遗传变异非常有效。     

西洋梨二倍体及其人工诱导同源四倍体遗传差异的SSR分析

以西洋梨‘丰产’二倍体及其10个同源四倍体株系为材料,通过微卫星(SSR)分子标记技术对西洋梨二倍体与同源四倍体之间的遗传差异性进行了研究。应用10对SSR引物对11份材料进行扩增,共扩增出23条谱带,其中有8条呈多态性,多态性比例为34.78%;10对引物中有3对引物为多态性引物。聚类分析显示,不同同源四倍体株系与二倍体的遗传差异大小亦不同;在10个同源四倍体株系中有3个株系扩增的条带与二倍体完全相同,7个同源四倍体株系与二倍体相比产生了差异性条带。研究结果表明,西洋梨二倍体与其同源四倍体之间以及10个同源四倍体株系之间在DNA水平上表现出了一定的多态性。本研究能够为进一步进行西洋梨多倍体的育种实践提供理论指导。     

人工异源六倍体小麦中甲基化差异的MSAP分析

利用MSAP方法分析了小麦从四倍体到六倍体进化过程中甲基化水平和甲基化遗传模式的变化。结果表明,人工异源六倍体小麦SCA/SQ(AABBDD)及其四倍体母本SCAUP(AABB)、二倍体父本粗山羊草SQ523(DD)的总甲基化水平分别为28.21%,27.53%,24.11%。37对引物检测到1 087条差异的扩增片段,对这些位点的甲基化遗传模式进行分析,结果表明,在人工异源六倍体中发生过甲基化的比例为18.95%,高于去甲基化的比例(2.58%)。这些结果揭示了小麦从四倍体到六倍体的进化过程中,通过对一些功能基因的甲基化来减轻异源多倍化造成的影响。     

不同生态区同一基因型烤烟表观遗传的MSAP分析

同一烤烟品种在不同的生态烟区具有不同的香型风格,为了研究揭示香型风格形成的机制,以烤烟品种K326为材料,对其在典型清香型和浓香型生态区烟叶基因组DNA进行MSAP分析.结果表明,永州烟草叶片的甲基化水平明显高于玉溪的甲基化水平,其中半甲基化比率高出3.97个百分点,全甲基化比率高出1.74个百分点,MSAP比率高出5.78个百分点,BLAST比对表明,MSAP差异片段与2个烤烟功能基因具有高度同源性.     

甜叶菊同源四倍体与二倍体基因组差异分析

为探究甜叶菊二倍体经染色体加倍后得到四倍体的过程中,基因组序列的变化情况,采用ISSR分子标记技术对1 个甜叶菊二倍体及其5 个同源四倍体株系的遗传差异进行分析。ISSR 结果显示：从60 个ISSR 引物中筛选出多态性强、重复性好的5 个引物进行扩增,共扩增出34 条谱带,其中有19 条呈多态性,多态性占55.88%;6 个甜叶菊株系间Nei's 基因多样性指数范围在0.0059~0.2778 之间;利用聚类分析,发现CK与5 个四倍体最先分开,这说明聚类分析可以很好的将甜叶菊二倍体和同源四倍体区分开,1 和2、4 和5 两两株系最先聚在一起,这表明2 组株系各自间遗传相似度高。甜叶菊不同倍性间遗传差异较大,同一倍性不同株系间也存在一定的遗传差异。     

不同倍性田埂报春DNA含量和叶绿素荧光特性研究

研究旨在以田埂报春二倍体及经秋水仙素加倍获得的同源四倍体为材料,比较2种倍性植物叶片DNA含量和叶绿素荧光参数的日变化规律。采用流式细胞测定法和叶绿素荧光技术进行测定,结果显示：（1）四倍体叶片细胞DNA的相对含量为二倍体的2倍。（2）四倍体的叶绿素a、b、总含量及类胡萝卜素含量都高于二倍体。（3）四倍体与二倍体的叶绿素荧光参数PSⅡ的原初光能转化效率(Fv/Fm)、 PSⅡ的潜在光化学效率(Fv/Fo)和以吸收光能为基础的光合性能指数(PI)值的日变化趋势相似,但四倍体的Fo小于二倍体。叶绿素总含量及类胡萝卜素含量、最大荧光、光化学效率、PSⅡ潜在活性和光性能指数均大于二倍体,田埂报春四倍体植株表现出优良的光合性能。     

Agronomic Traits and Chromosome Behavior of Autotetraploid Sorghums

The agronomic performance and chromosome behavior of autotetraploid sorghum [Sorghum bicolor (L.) Moench] inbreds and F₁ hybrids were investigated. Autotetraploids have possible commercial use and can serve as bridging species in crosses to natural tetraploids. Autotetraploid sorghum inbreds (2n = 40) had higher kernel weight, seed yield, and protein and amino acid content than their diploid counterparts. Stalk height and panicle length of the autotet-raploids, however, were not different from those of the diploids, and seed set of autotetraploids was lower in early generations. Seed set of autotetraploid Ft hybrids was related to and higher than that of the autotetraploid parental inbred lines. Frequency of quadrivalents, anaphase I and II laggards, and quartet micronuclei varied among autotetraploids. Frequency of quadrivalents did not appear to be an important factor in seed set nor was it significantly associated with frequency of laggards. Aneuploids (2n = 39, 41) had higher percentages of laggards and micronuclei than did euploids (2n = 40). Methods of pollination significantly affected seed set in autotetraploid S4 lines. Differences in seed set among autotetraploid lines indicated the feasibility of selecting for lines with high seed set and utilizing those lines for hybrid production.     

同源四倍体高粱不育系和保持系的生物学及生理特性研究

以二倍体高粱不育系及其保持系和由它们诱变成的同源四倍体选系为材料, 研究 了同源四倍体不育系和保持系的生物学特征及生理特性, 结果发现, 四倍体的株高一般为 二倍体的80.6％～90.1％, 单株总叶片数减少1～2片; 保持系加倍后, 顶部三叶面 积增 加4.6％～9.4％; 不育系的花药由二倍体时的白色变为四倍体的淡黄色,     

二倍体与四倍体西瓜叶片若干生理指标比较

以西瓜二倍体及其人工诱导的同源四倍体为材料,研究其叶片生长过程中的光合色素含量及抗性相关生理指标的变化差异。结果表明,单位叶面积的四倍体西瓜叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量均高于二倍体,且差异都达到显著水平,而类胡萝卜素含量则略低于二倍体,差异不显著;四倍体西瓜叶片的SOD、POD和PPO活性均显著高于二倍体,CAT活性高于二倍体,但差异不显著,而MDA含量则显著低于二倍体。说明四倍体西瓜的光合作用、抗逆性要优于二倍体。     

Autotetraploidy in caraway (Carum carvi L.) for the increase of the aetheric oil content of the seed

Summary An autotetraploid population of caraway (Carum carvi L.) was produced by treating the growing points of young plants with a 0.2% colchicine solution. Selection on morphology, pollen size and pollen shape, followed by a selection on seed size proved to be an effective way to identify the mixoploid C₀ plants. Three percent of the treated plants produced a tetraploid progeny. Moderate selection in the C₁ and the C₂ population resulted in an improvement of the average seed-set to the amount of 50% of the diploid control, with a range of 21–78%. The 1000-kernel weight of the tetraploid material was 7 g, compared to 3 g in the diploid control. The oil content of the autotetraploid seed was increased with 35.6%; the increase in carvone amounted to 6.9%. The results of the experiment indicate that breeding work in autotetraploid caraway may result in a new cultivar.     

Morphological changes and self-incompatibility breakdown associated with autopolyploidization in <Emphasis Type="Italic">Hylocereus</Emphasis> species (Cactaceae)

Chromosome duplication—autopolyploidization—may affect plant morphology and breeding systems, ultimately enabling the production of improved genotypes. In this study, the autotetraploid lines obtained from the self-incompatible diploid Hylocereus monacanthus and the autooctapolyploid lines obtained from the self-compatible tetraploid H. megalanthus were studied and compared with the donor accessions. The resulting H. monacanthus autotetraploids exhibit lower fruit weight, seed number, and pollen viability than the donor plant, but it has larger pollen grains. Although the resulting H. megalanthus autooctaploids had larger pollen grains and lower pollen viability compared with the donor plant, only aborted fruits were obtained from these lines. The most valuable change observed was the breakdown of the self-incompatibility system in the H. monacanthus autotetraploid lines. This research provides important information on the horticultural value of vine cacti autopolyploid lines.     

涪陵胭脂萝卜多倍体诱导研究

以不同浓度秋水仙素溶液处理胭脂萝卜幼苗茎尖生长点,通过苗期和成株期对诱变植株和正常二倍体植株进行形态学和细胞学鉴定,探讨四倍体胭脂萝卜的诱导方法与途径.结果表明,5种浓度秋水仙素都能诱变出四倍体胭脂萝卜,其中2 g/L秋水仙素诱变率最大,为33.3％.四倍体胭脂萝卜平均叶片厚度、叶长、株高、叶宽和开展度较二倍体分别增加32.4％、39.6％、39.8％、24％和31.7％,四倍体胭脂萝卜叶片单位视野内的气孔数目少于二倍体72.2％,但气孔的横径和纵径分别较二倍体大40.8％和30.7％.说明叶片厚度、叶长、株高、叶宽、开展度、气孔数目、气孔的横径和纵径等性状可以作为四倍体鉴定的重要特征,特别是气孔数目、气孔的横径和纵径可以作为快速鉴定四倍体与二倍体胭脂萝卜的重要指标.利用秋水仙素诱导是获得四倍体胭脂萝卜的有效途径之一.