荞麦ARF基因家族的鉴定及生物信息学分析

生长素响应因子(auxin response factor, ARF)基因应答了生长素信号,在植物生长发育中具有重要的调控作用。以荞麦基因组数据库为基础,利用BlastP比对程序共鉴定了21个荞麦ARF基因,并对其基因结构、编码蛋白理化性质、保守结构域、保守基序、亚细胞定位、潜在磷酸化位点及系统进化关系进行了分析。基因结构分析表明,21个荞麦ARF基因均含有内含子,且不同基因间内含子数目存在较大差异。保守结构域分析显示,21个ARF蛋白均含有保守的B3和ARF结构域,部分ARF蛋白还含有Aux/IAA结构域。蛋白保守基序分析表明,21个ARF蛋白共有10个保守基序,基序长度在13~55个氨基酸之间。亚细胞定位分析表明,大多数ARF蛋白定位于细胞核,个别定位于叶绿体。潜在磷酸化位点分析显示,所有ARF蛋白均含有潜在的丝氨酸(Ser)、苏氨酸(Thr)和酪氨酸(Tyr)磷酸化位点,但各蛋白的不同磷酸化位点的数目差异较大。系统进化分析表明,21个ARF基因可以分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个亚家族,其中,Ⅰ亚家族可以进一步分为Ⅰa和Ⅰb两个家族,Ⅱ亚家族可以进一步分为Ⅱa和Ⅱb两个家族。研究结果为进一步克隆荞麦ARF基因及深入研究它们在荞麦中的功能提供了参考。     

新类型苦荞品种籽粒性状和米粒品质分析

薄壳苦荞(米苦荞)和多年生苦荞被称为新类型苦荞,相关研究极少。试验以九江苦荞为对照对5个米苦荞和3个多年生苦荞品种的籽粒性状和米粒品质进行分析。结果表明:不同类型不同品种间的苦荞籽粒性状和米粒品质均存在显著差异,贵米苦系列(Fagopyrum tataricum Gaertn.)总黄酮含量、粗蛋白含量、总淀粉含量、支链淀粉含量显著高于对照九江苦荞;贵多苦系列品种(F.tatari-cymosum Chen)除支链淀粉含量外均显著高于对照九江苦荞;贵米苦荞与贵多苦荞相比较,贵米苦荞仅在总黄酮含量、支链淀粉含量和50 mL容重上优于贵多苦荞,其他指标均低于贵多苦荞。相关分析表明,除了总黄酮含量与所有分析指标没有显著关系外,供试材料籽粒性状及品质间存在显著或极显著相关,特别是千粒重与百粒米重、百粒壳重、果壳率存在极显著正相关,表明千粒重、百粒米重、百粒皮壳重、皮壳率之间关系密切。支链淀粉含量与总淀粉含量呈显著正相关。同时,偏相关分析还表明粗蛋白含量在不同水平上与总淀粉含量、千粒重、百粒米重均存在显著正相关。     

二倍体和四倍体栽培甜荞的细胞学比较研究

观察和统计了二倍体和四倍体甜荞（Ｆａｇｏｐｙｒｕｍ ｅｓｃｕｌｅｎｔｒｍ）花粉母细胞减数分裂过程ＴⅠ、ＴⅡ时期的异常程度及花粉粒败育性等多个指标,并比较分析了二倍体和四倍体甜荞在这些指标上的差异显著性。结果显示：四倍体甜荞的异常ＴⅠ细胞频率、异常ＴⅡ细胞频率、ＴⅠ细胞平均微核数、ＴⅡ细胞平均微核数及花粉败育率均显著高于二倍体甜荞,这表明四倍体甜荞的遗传稳定性和花粉可育性都比二倍体甜荞差。     

苦荞二倍体及其同源四倍体减数分裂过程的稳定性与花粉育性

【目的】探明苦荞二倍体及其同源四倍体苦荞花粉母细胞减数分裂过程的稳定性与花粉育性，为苦荞多倍体育种提供参考。【方法】观察和统计八宿苦荞、WN047、WN090、武岗苦荞、WN065、川荞1号、二季早、黔威1号、晋苦2号、六荞1号、KP9920和黔威2号12个苦荞二倍体和苦荞四倍体花粉母细胞减数分裂过程中期I(MI时期)染色体配对构型、末期Ⅱ(TⅡ时期)的细胞异常程度及花粉粒败育性指标，分析比较二倍体和苦荞四倍体差异性。【结果】12个苦荞二倍体染色体配对构型主要为2n=2x=8II,占比95.42%,无双核仁；同源四倍体染色体构型多数为2n=4x=8IV,占比79.05%,有双核仁(占比18.6%)。12个苦荞二倍体在TⅡ期异常细胞频率平均为4.34%,细胞平均微核数为0.043 4个，不同材料间差异不显著；同源四倍体异常细胞频率平均为24.09%,细胞平均微核数平均0.494 9,不同材料间存在显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)差异。12个苦荞二倍体花粉败育率平均9.54%,不同材料间存在显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)差异；同源四倍体花粉...     

苦荞重组自交系群体果壳率及产量相关性状变异分析

为选育薄壳高产苦荞品种，探究苦荞果壳率和产量相关性状遗传变异，筛选低果壳率高产苦荞株系，利用“翅米荞×晋荞麦2号”衍生的重组自交系（CJ-RILs）群体，开展株高、主茎分枝数、千粒重、果仁重、果壳重、果壳率及产量等7个性状变异、相关性、方差和聚类分析。结果表明，“晋荞麦2号”千粒重、果壳重和果壳率均极显著高于“翅米荞”。CJ-RILs群体各调查性状均表现为连续变异，存在明显双向超亲分离现象，其中产量变异系数最大（41.98%），其次是果壳重（33.82%），再者是果壳率（22.95%），株高变异系数最小（11.18%）。产量与株高呈显著正相关，与主茎分枝数呈极显著负相关；果壳率、千粒重、果仁重、果壳重4个性状两两之间呈极显著正相关。非米荞型株系果壳率、千粒重、果仁重、果壳重均显著高于米荞型株系；米荞带翅型株系果仁重显著高于米荞无翅型株系。在欧氏距离为16.43～18.84处，185个株系和亲本被划分为5个类群，其中C4类群包含50个米荞型株系，果壳率均值显著低于其他类型，产量也较高，可作为高产且低果壳率苦荞品种选育的推荐材料。