TILLING技术的发展与应用

TILLING是一种全新的反向遗传学研究方法,它提供了一种高通量、低成本、规模化和高效筛选化学诱变剂EMS 诱发产生点突变的技术.简要介绍了TILLING的原理和特点,并对其在植物功能基因组学、作物品种改良和在生物进化及检测多态性中的应用作了初步探讨.     

TILLING技术的形成和发展及其在麦类作物中的应用

TILLING（Targeting induced local lesions in genomes,定向诱导基因组局部突变技术）是一种高通量的等位变异创制和突变体快速鉴定技术,其实质是将传统的化学诱变方法和突变的高效筛选有效结合的反向遗传学研究方法。其技术原理是将传统的酶切技术与PCR技术相结合后采用红外双色荧光系统进行结果鉴定,从而筛选出相应的突变体。传统的TILLING技术主要用于筛选由人工诱导产生的突变体。Ecotilling技术由TILLING技术延伸而来,主要用于鉴定自然界中已经存在的突变体,其与传统的TILLING技术的区别主要为构建DNA池时略有差异。随着该项技术在拟南芥等模式植物中的成功应用,越来越多的人开始将其用于基因组较大的植物之中。本文对近年来TILLING技术在麦类作物中的应用进行了分析,并通过比较不同植物突变体库中的突变频率发现,经EMS处理的小麦等麦类作物突变体库中的突变频率显著高于其他植物,因此相信,TILLING技术将会作为一种常规手段在麦类作物尤其是普通小麦改良中得到越来越广泛的应用。     

用于水稻突变体大量筛选的DNA微量快速提取法

介绍了一种高通量水稻DNA微量快速抽提法。该方法特别适用于精细作图群体和大型突变体库的筛选鉴定,不仅通量大、速度快,而且可以确保足够的DNA浓度和纯度。DNA质量可以确保一般的PCR扩增,包括SSR检测以及应用于TILLING（targeting induced local lesion in genome）分析。     

小麦TILLING突变体检测中基因组DNA提取方法的优化

为了优化小麦高通量TILLING突变体扫描所需基因组DNA提取的方法,对利用SDS法、改良SDS法、CTAB法、改良CTAB法、AxyPrep DNA提取试剂盒、Qiagen DNeasy Plant Mini Kit试剂盒以及再生Qiagen硅胶柱方法提取的小麦基因组DNA进行了系统比较。结果表明,尽管7种方法所提取DNA的纯度及琼脂糖凝胶电泳检测结果均良好,但再生Qiagen硅胶柱方法、CTAB法和改良SDS法的DNA浓度显著高于其他方法。根据小麦细胞分裂素氧化酶基因1(TaCKX1)的DNA序列设计引物,以新鲜DNA样品用于PCR扩增大于1 000bp的片段时,后4种方法扩增效果优于前3种方法;DNA在-20℃下保存100d后重新进行PCR扩增时,则只有Qiagen试剂盒和再生Qiagen硅胶柱2种方法提取的DNA能扩增出大于1 000bp的片段。采用本实验室与新西兰坎特伯雷大学合作建立的再生硅胶柱与自配提取液提取小麦基因组DNA,既保证了DNA的高质量,又降低了使用试剂盒的成本,为小麦TILLING库的构建及其他相关试验提供了一种经济有效的DNA提取方法。     

大麦EMS突变群体的创建及功能评价

为开展麦类作物功能基因组学研究,选用综合性状突出的大麦品种Tamalpais,通过化学诱变剂甲基磺酸乙酯(Ethyl methane sulfonate,EMS)处理,创建了含有10 389个M2单株的突变群体。该群体数据分析表明,温室条件下,6.21%的M2幼苗呈现叶片颜色变异;大田实验中,M2群体出现丰富的表型变异,主要包括幼苗匍匐、分蘖、株高、生育期、叶色、叶形、叶条纹、叶斑、穗部特征、育性等,其中幼苗匍匐、分蘖、株高、叶色、叶条纹、叶斑的突变频率分别为0.11%、6.03%、0.13%、2.5%、0.18%、0.17%。抽样调查显示,M2世代的胚坏死率较低,仅有9%左右的单株表现出过半的胚坏死率。运用TILLING技术成功获得大麦COI1同源基因的突变体,筛选结果同时表明,该突变群体的突变频率约为平均每673kb一个点突变。因此,Tamal-pais群体突变表型丰富、TILLING检测可行,可作为麦类作物基因图位克隆与功能验证的重要素材,适用于麦类作物的正向和反向遗传学研究。     

基于TILLING技术筛选大豆GmAGL15基因突变体

AGL15是MADS(MCM1-AGAMOUS-DEFICIENS-SRF)基因家族中的一员,MADS蛋白通过与下游基因启动子的顺式作用元件特异性结合调控植物种子中贮藏物质的积累。为验证大豆中AGL15基因的功能,利用TILLING技术在EMS诱变的中品661的M_5中筛选出8个GmAGL15突变体。共检测到10个突变位点,其中6个突变位点发生在基因的编码区导致氨基酸发生改变,4个突变位点发生在基因的内含子。1个SNP导致该基因第2个外显子的第54个碱基由C变为T,并使该基因编码的第79位氨基酸由丙氨酸突变为缬氨酸;5个SNP发生在该基因的第6个外显子的112位碱基上,使得碱基由T变为A,导致该基因编码的第568位氨基酸由亮氨酸突变为甲硫氨酸。大豆GmAGL15的突变分布频率为1/805 kb。考种发现5个非同义突变体和1个内含子突变体的蛋白质或脂肪含量与野生型ZP661相比差异显著。本研究发现的等位变异有助于阐明GmAGL15在大豆种子中的作用机制,并为大豆的遗传改良提供宝贵的种质资源。     

基于生物信息学的小麦ALAD基因的鉴定和分析

5-氨基乙酰丙酸脱水酶(δ-aminoaevulinic acid dehydratase,ALAD)是生物体所有四吡咯化合物生物合成所必需的酶。为了给ALAD基因功能研究奠定基础,本研究根据模式植物拟南芥和水稻的ALAD基因序列,利用生物信息学手段对普通小麦ALAD基因进行鉴定和分析。结果表明,普通小麦有6个ALAD基因,其中TaALAD-A1、TaALAD-B1和TaALAD-D1基因位于第七同源群染色体长臂,而TaALAD-A2、TaALAD-B2和TaALAD-D2基因位于第六同源群染色体短臂。6个ALAD基因均含有保守的ALAD结构域,但系统发育分析中可分为2组。转录组数据表达分析结果显示,TaALAD-1基因在各个组织中的表达量均高于TaALAD-2,但两者在叶片中的表达量均最高。干旱胁迫对小麦TaALAD-1和TaALAD-2的表达几乎无影响;TaALAD-1的表达量在热胁迫1h下调,而在热胁迫6h时上调;热胁迫1h和6h对TaALAD-2的表达几乎无影响。通过小麦TILLING数据库分析,6个TaALAD基因都找到了数量不同的突变位点,其中一些突变位点为起始位点突变、无义突变、转录终止位点突变和剪切位点突变,可能影响该基因的功能。     

马铃薯脱毒微型种薯生产及其繁推广体系—铃田模式

概述了我国马铃薯微型种薯的研究生产和性能特点，介绍了微型种薯的栽培技术要点，提出一种新的马铃薯脱毒种薯微型化良种繁育推广技术体系－铃田模式，同时，简述了这一繁育推广体系的实施办法和组织管理制度，分析了这一新型种薯繁育推广体系在马铃薯产业化经营中的优势和应用价值。     

茶氨酸的研究进展

茶氨酸是一种新型天然的食品添加剂，是茶叶中特有的一种氨基酸。本文较全面地综述了目前国内外茶氨酸最新进展，包括茶氨酸的分布、理化特性、在人体内的吸收和代谢、检测方法、合成方法、生理功能、安全性以及在食品中的应用和开发前景。     

马铃薯环腐病

马铃薯环腐病是最易传染、威胁最大的马铃薯病害之一，对种薯生产来说更是如此。它被称做细菌性环腐病，简称环腐病。它曾一度被叫做细菌性萎蔫环腐病，但这易和南方细菌性萎蔫病相混淆，所以就去掉了萎蔫一词（虽然它的确是一种细菌性萎蔫病）。1分布和危害1906年在德国首次记载了环腐病。以后，在其它许多地方也发现了该病害。目前，它发生于亚洲、欧洲、北美、中美、南美。在我国，该病害于50年代最先于黑龙江发现。随着育种材料的变换和种薯的调运，病区不断扩大。现在它已遍及全国大部分省、市、自治区，特别是在北方一作区发生较严重…     

小豆与玉米间作栽培试验简报

2005年在长沙开展了小豆与玉米的间作种植试验，结果表明小豆与玉米不同间作方式，对小豆和玉米的产量、农艺性状、经济性状有不同的影响，在各处理中，任何一种间作方式均比单种小豆或单种玉米产量高。     

云南马铃薯脱毒微型薯的高效生产技术

我国在70年代，就用茎尖组织培养方法得到了脱毒马铃薯试管苗，并成功地获得脱毒复壮的马铃薯，开始了脱毒马铃薯种薯的生产和推广。实践证明，脱毒马铃薯种薯的生产体系，是建立在基于解决优良品种种性退化，并大面积推广健康优良品种上的一种非常有效的生物技术措施。其所生产的脱毒马铃薯种薯增产效果很好，一般增产30％以上，但是，由于马铃薯脱毒种薯的生产成本较高，而马铃薯的产区又大多是贫困的冷凉地区。马铃薯种植户难于接受脱毒马铃薯的昂贵价格，这就限制了脱毒技术的普及和推广。我们根据云南省的自然条件、农业的生产机制和技术水平，总结出了一套适合云南省实情的马铃薯脱毒微型薯的高效生产技术。这套生产技术的应用将使马铃薯脱毒种薯的生产成本大幅度降低，促进马铃薯脱毒种薯的普及和推广。     

水稻强化栽培体系

水稻强化栽培体系（SRI0是一种新的高产栽培方法，首先在马达加斯加提出和应用，取得了成倍的增产效果，近年来，在印尼、菲律宾等国以及我国都在进行试验，初步显示了较大的增产潜力。对SRI这一新的栽培体系的主要方面作了简要介绍。     

中种集团马铃薯种薯开发有限责任公司成立

经过近一年的酝酿和筹备，由中国种子集团公司和中国农科院蔬菜花卉研究所共同发起的股份制公司——中种集团马铃薯种薯开发有限责任公司，1998年4月在京成立。公司的成立，在全国种子行业率先实行了国家大型企业与国家科研育种单位以股份的形式结成实体，实行育、繁、推一体化，产、供、销一条龙。公司实行董事会领导，有规范的章程，健全的决策、执行、监督机构，使公司一成立就是一个独立的、权责分明的统一体，进行合理的运转和科学管理。以“中薯”牌为商标，以病毒检测技术和脱薯毒质量监督为保证，实行种薯合格证制度。公司利用蔬菜…     

再生稻的发展历程与开发利用类型

（一）再生稻的概念与优势利用水稻收割后稻桩上存活的休眠芽，给予适宜的水、温、光和养分条件，加以培育，使之萌发再生蘖，进而抽穗成熟的一季水稻称为再生稻。培植再生稻具有以下突出的优势：1．一种两收种一季可收两季。既不要犁耙田，也不必播种、育秧、插秧，一般也不中耕，是一种免耕栽培法。2．“五省”培植再生稻可省种、省工、省肥、省水、省药，可比单种节省一半以上的工本费。3．生育期短全生育期一般只有60天左右，约为头季稻的1／2上下，可以在种两季不足、种一季有余，或种三季不足、种两季有余的地区，充分利用温光资源，…     

茶为国饮说

进入新世纪以来，一种全球范围的对茶的重新认识，带来了中国茶的全新机遇。而提倡茶为国饮，让茶在服务人类健康、弘扬民族文化、推进精神文明建设中发挥独特作用，也就成为一个重要课题。何为“国饮”，就是要通过推广，让饮茶不仅成为中国的一种民族习俗，而且在国际上成为一种民族文化的象征符号。     

茶园人工群落对微气候的影响

茶树原产于我国南亚热带森林群落中的一种伴生植物，由于人为的引种栽培，使之脱离了原有复杂的森林生态环境，变成为一种单纯的人工植物。这一改变不仅破坏了茶树的生态平衡，同时还白白浪费掉了立体空间中的许多宝贵资源。在我国多数茶区都分布在亚热带，茶树生长都是季节性的，从冬到春季长达5-6个月的时间里，专业茶场几乎无事可做。时间、人力白白消耗。同时纯茶园仅对距地表1米左右的空间进行了平面式的利用，较高层，地表层和地下层均未得到合理开发，科学利用。茶叶作为一种商品性饮料植物受市场变化的影响极大，市场滞销，单营就会…     

PP333对桃、栗和杨梅等果树生长的影响

新兴广谱性的生长抑制剂PP333是一种新的生长延缓剂，从问世以来在果村上的试验表明，它是一种很强的生长延缓剂，其效果比B9、乙烯利、矮壮素强得多，持效期可达数年之久。普遍认为是迄今所有生长延缓剂中最好的一种，其有良好的前景。目前已在多种果树上进行了试验，     

豆薯种子与花冠颜色及花器结构描述

在豆薯开花期通过对花冠颜色观察发现：豆薯的花萼色有嫩绿色与紫褐色2种；种子颜色有褐红色、灰白色和粉红色，分别对应花色为白色、紫色、白色夹紫色，还发现一种花色为紫色间白色，共有4种花色；同时对豆薯花器结构进行了描述。     

ZY型小麦蛋白提取剂的电泳条件研究

比较研究了４种凝胶浓度、２种交联度、２种甘氨酸一乙酸缓冲系统、４种染色方法和４种加样量等电泳因素，以期选择适合于以ＺＹ提取剂提取的小麦储藏蛋白电泳。实验结果表明，ＩＳＴＡ缓冲系统在分离性能方面优于ＬｕｃＶａｎ缓冲系统，加样量在过夜提取时以４μｌ为好。发现了ＩＳＴＡ缓冲系统电流变化的规律，在以稳压方式预电泳后首次将系统电流稳定在１９．５～２０．０ｍＡ进行电泳，为技术上降低电泳误差提供了一种有效的方法。对于９％的凝胶来说，３．４５％交联度不如３．８５％。７％凝胶分离性能最差，其余凝胶分离性能互有优劣，但总体上评价９％凝胶采用预电泳方法优于１０％ＩＳＴＡ标准凝胶。适宜的快速染色方法是４０℃、２ｈ。这套电泳系统有助于准确、可靠和迅速地鉴定小麦品种