SSR标记的彩色马铃薯遗传多样性分析及指纹图谱构建

彩色马铃薯(指块茎的皮或肉为红、蓝、紫、橙色等)近年来日益为育种工作者所关注,很多彩色马铃薯品种(系)从形态学上难以鉴定是否为同一基因型,给育种工作带来诸多不便。本研究利用SSR标记对50份彩色马铃薯(Solanum tuberosumL.)材料进行了遗传多样性分析及指纹图谱构建。研究筛选出56对马铃薯SSR引物,对50份材料的基因组DNA进行PCR扩增,共检测出236个等位位点,其中多态性位点230个,多态性比率达97.46%。分析显示,基因型间遗传相似性系数在0.50~1.00之间。UPGMA聚类分析表明,在相似系数0.63处可将全部材料分为3大类。利用5对核心引物构建了50份供试材料的指纹图谱,并证明其属于44个基因型的,为彩色马铃薯资源鉴定和利用提供了依据。     

利用病毒诱导的基因沉默(VIGS)技术快速鉴定两个马铃薯晚疫病抗性相关EST片段EL732276和EL732318的功能

马铃薯晚疫病是由致病疫霉[Phytophthora infestans(Mont.)deBary]引起的第一大作物病害,目前已严重限制了全球马铃薯的生产和发展。马铃薯晚疫病抗性分子机理的研究一直是抗病育种中的热点问题。本研究利用病毒诱导的基因沉默(virus-induced gene silencing,VIGS)技术,在本氏烟草(Nicotina benthamiana)中沉默两个马铃薯晚疫病水平抗性相关的基因片段EL732276和EL732318。目的基因沉默后的烟草接种晚疫病菌P.infestans,根据病斑生长速率LGR(length grow rate)来了解这两个基因是否参与烟草对晚疫病的抗性反应。结果表明,目的基因片段EL732276和EL732318被成功地插入烟草脆裂病毒(Tobacco rattle virus,TRV)载体中。利用携带八氢番茄红素脱氢酶基因(phytoene desaturae,PDS)的TRV重组载体病毒接种烟草,感染病毒的烟草植株表现光漂白现象,说明VIGS体系有效。用携带目的片段的重组载体病毒TRV:EL732276和TRV:EL732318感染烟草植株,一个月后,烟草叶片接种晚疫病菌P.infestans,从接种P.infestans的烟草叶片上可以看出,感染TRV空载体的对照烟草叶片上病斑扩展速率非常缓慢,而目的片段EL732276和EL732318沉默后的烟草叶片可见明显的水浸状病斑和少量白色的晚疫病菌菌丝。进一步的分析表明TRV:EL732276重组载体病毒侵染的烟草接种P.infestans后LGR值极显著上升,TRV:EL732318病毒侵染的烟草接种P.infestans后LGR值显著上升,表明EL732276和EL732318同源基因在烟草中沉默后,烟草对P.infestans的抗性显著降低。研究结果认为,病毒诱导的基因沉默技术可在本氏烟草中初步快速鉴定马铃薯抗病相关基因的功能。     

春秋两季马铃薯微型薯休眠期及发芽特性比较分析

本研究以Favorita和南中552两个早熟品种的微型薯为试验材料,对春秋两季生产的微型薯在4℃和20℃条件下贮藏的休眠期及其发芽动态进行了系统观察。结果表明,两个基因型在20℃和4℃下贮藏,春季微型薯休眠期比秋季分别短30d左右和60d左右,有光贮藏的微型薯打破休眠的时间比黑暗贮藏时分别延长一周和两周。块茎打破休眠后,发芽动态呈"S"曲线,但生产季节、贮藏温度间存在显著差异。春季微型薯发芽持续时间均长于秋季微型薯,低温贮藏使发芽持续时间更加延长。     

马铃薯原生质体再生植株遗传变异研究进展

通过引证有关文献,从马铃薯原生质体再生植株的主要变异类型、变异原因以及影响因素等方面介绍了马铃薯原生质体再生植株遗传变异的研究进展。     

cDNA微阵列鉴定差异表达基因的可靠性分析

应用马铃薯晚疫病水平抗性相关的1 009条表达序列标签(ESTs)所制备的cDNA微阵列和荧光信号Cy3,Cy5杂交系统,通过同一样品RNA的自身比较试验及与不同样品RNA的差异分析试验,对该技术的重复性和可靠性进行了验证分析。结果表明,在自身比较试验中,芯片杂交的假阳性率仅为0.79%,相关系数高达0.981 1;在差异分析试验中,同向标记、正反向标记、同一芯片内2个重复杂交结果的相关系数分别为0.966 0,0.889 5,0.980 2。研究结果证实,cDNA芯片技术具有高度的可靠性,可以鉴定出显著差异表达基因,并构建高质量的基因表达数据库,通过3次生物学重复和2次技术重复试验(采用正、反向标记)即可克服绝大部分试验误差。     

2个红麻品种在改良铅锌矿渣下的耐性研究

为了研究红麻在泥炭土改良的铅锌矿渣下的耐性,试验以红麻品种闽红362和T14为材料,在不同泥炭土处理(对照组:0、改良一:15%、改良二:30%)改良铅锌矿渣下进行盆栽试验,分析Pb、Zn的富集与转运能力,以及各部位的亚细胞分布和形态。结果表明:Pb、Zn在不同红麻品种及不同部位的分布存在差异,其主要分布于根部,两红麻品种对Zn的富集与转运能力高于对Pb的富集与转运能力,且随着改良剂浓度的增加,Zn的转运系数呈增大的趋势;Pb主要存在于红麻的细胞壁组分中,改良剂的加入降低了Pb在细胞器的占比,Zn则主要分布于植物的细胞壁和细胞液中,改良剂的加入使闽红362茎部Zn在细胞液的占比上升,而在T14中则呈现下降趋势;Pb和Zn在红麻体内主要以氯化钠提取态和醋酸提取态存在,改良剂的加入,使在植物体内活性较强的Pb化学形态占比下降,而根部Zn活性较强的化学形态占比上升。因此,液泡区隔化、细胞壁固持和重金属以低活性的化学形态为主可能是两红麻品种应对重金属胁迫的重要耐性机制。     

马铃薯体细胞杂种后代青枯病抗性鉴定及分子标记检测

马铃薯(Solanum tuberosum L.)青枯病是由茄科雷尔氏菌(Ralstonia solanacearum)引起的一种毁灭性的细菌性土传病害。马铃薯青枯病抗性资源主要存在于一些野生种中,体细胞杂交是创制马铃薯青枯病抗性资源的一种有效途径。本研究以具有对青枯病抗性的体细胞杂种与栽培种杂交产生的100个后代为材料,对其进行青枯病抗性评价,旨在筛选可供育种利用的青枯病抗性资源。青枯病抗性鉴定结果表明,在试管苗组培鉴定中100个杂交后代共有6个基因型表型抗青枯病,温室钵栽接种鉴定有8个基因型表现为抗病,在两种接种鉴定中均表现为抗病的有3个基因型(07SF.3-79、07SF.6-8和07SF.6-5)。选用本实验室前期筛选的与青枯病抗性相关的4对SSR标记引物(STI0051、STI0054、STI0056、STI0057),对100个基因型进行分子标记检测,结果显示,有3个标记(STI0051.180、STI0054.180、STI0056.205)可以明确鉴定抗感基因型,它们表现为抗病稳定的3个基因型的标记位点与抗病对照的带型一致,而在感病对照中缺失,与表型鉴定结果吻合,表明筛选的SSR标记可以用于具有S.chacoense遗传背景材料的青枯病抗性辅助选择。     

淀粉-糖代谢酶活性变化对块茎还原糖积累及加工品质的影响

以不同贮藏温度条件下的‘鄂马铃薯1号’和‘鄂马铃薯3号’品种为材料,对贮藏块茎还原糖、总糖含量及淀粉-糖代谢中酶活性变化规律进行研究,以明确马铃薯炸片色泽指数的主要影响因素。结果表明,贮藏期间低温是促进块茎还原糖累积的主要影响因素,还原糖含量与炸片色泽具有极显著直线正相关。进一步分析表明,在4℃贮藏条件下,腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)、尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(UGPase)和蔗糖合成酶活性(SuSy)与块茎还原糖含量呈显著负指数相关,酸性转化酶(Acid Inv)和碱性转化酶活性(Alkaline Inv)与块茎还原糖的积累呈显著直线正相关,是淀粉-糖代谢过程中影响块茎低温糖化的重要因素。     

草莓花药培养再生植株的细胞起源

以草莓品种丰香为材料，取花粉发育处于单核期的花药进行培养。培养初期花粉细胞和花药其它组织的细胞学变化连续观察结果表明，尽管培养初期少数花粉启动分裂，但分裂几次后均趋向解体。本研究的花药再生植株均起源于花丝断裂处的体细胞。采用染色体计数和DNA组分测定2种方法对43个再生株系进行了倍性鉴定，结果显示，其中39个株系为八倍体（2n=8x=56），4个株系为十六倍体（2n=16x=112），未获得与花粉染色体倍性相同的植株。