获得甘薯×五倍体种间杂种的杂交后代的有效方法

为获得甘薯×五倍体种间杂种的大量杂交后代而进行的实验表明,反交(即以甘薯为父本)或蒙导授粉(五倍体活花粉与甘薯死花粉混授给异不孕群甘薯)显著促进五倍体花粉管生长和增加结实；生长调节剂(NAA+BA)授粉当天及授粉后5 d两次处理能有限地延长子房寿命；反交(或蒙导授粉)结合生长调节剂处理有利于获得大量适龄子房和有效胚珠，将它们置于筛选到的培养基(MS+CH，或MS+BA+GA3)，成苗率较高，是获得五倍体种间杂种同甘薯杂交的后代的有效方法；自交和互交均不结实的五倍体各系同甘薯品种相间种植以进行放任授粉，能在五倍体植株上收获大量杂交种子，是在一定条件下获得五倍体种间杂种同甘薯杂交的后代的有效方法。     

中国豌豆地方品种SSR标记遗传多样性分析

利用21对豌豆多态性SSR引物, 对来自全国春、秋播区19省区市的1 221份豌豆地方品种进行遗传多样性分析, 共扩增出104条多态性带, 每对引物平均扩增出4.95个等位变异, 其中有效等位变异占62.52%。省份间SSR等位变异分布均匀, 但是省份间有效等位变异数、Shannon’s信息指数(I)差异明显, 省籍资源群间遗传多样性差异显著。遗传多样性以内蒙古资源群最高, 甘肃、四川、云南和西藏等资源群其次, 辽宁资源群最低。PCA三维空间聚类图揭示, 我国豌豆地方品种资源分化成3个基因库, 基因库I主要由春播区的内蒙古、陕西资源构成, 基因库II主要由秋播区最北端的河南资源构成, 基因库III主要由除上述省份之外的其他省区市的资源构成。UPGMA聚类分析表明, 不同省份资源群间的遗传距离变化范围为5.159~27.586, 中国豌豆地方资源据此聚类成2个组群8个亚组群, 与3个基因库的聚类结果相呼应。聚类结果显示, 我国豌豆地方品种资源群间遗传距离与其来源地生态环境相关联。     

中国甘薯主要亲本遗传多样性的ISSR分析

用ISSR标记分析了中国62份甘薯主要亲本的遗传多样性, 明确了其遗传差异。结果表明, 17个ISSR引物共检测出490条多态性谱带, 平均每条引物检测出28.8条多态性谱带, 说明ISSR标记是评价甘薯遗传多样性的有效途径之一。62份中国甘薯主要亲本遗传距离为0.158~0.924, 平均为0.574, 通过UPGMA法, 可以聚为2大类, 一类为国内自育亲本, 一类为外引亲本, 说明中国甘薯主要亲本遗传多样性较丰富, 其中自育亲本与外引亲本之间遗传距离较远; 亚洲亲本遗传多样性高于非洲和美洲亲本, 并且与其他亲本间遗传距离较远; 亚洲品种中, 中国大陆亲本遗传距离最小, 为0.419, 与来自中国台湾的亲本差异较小, 但与外引亚洲亲本遗传距离较远。因此, 中国在未来甘薯育种中, 可以国内自育亲本与外引亲本以及外引亚洲亲本与外引其他亲本配制组合, 拓宽中国甘薯品种的遗传背景。     

国外栽培豌豆遗传多样性分析及核心种质构建

从111对备选SSR引物中筛选出能扩增出清晰稳定单一带的多态性引物21对及其最佳退火温度, 并优化了豌豆SSR标记实验体系。利用上述引物, 对来自于67个国家的731份豌豆栽培种质(Pisum sativum L.)进行遗传多样性分析与核心种质构建。共扩增出109条多态性带, 每对引物平均扩增出5.19个等位变异。SSR等位变异在各大洲间分布不均匀, 有效等位变异数、Shannon’s信息指数(I)洲际间差异明显。各大洲资源群间遗传多样性差异显著, 其中亚洲最高(I = 1.1753), 欧洲其次(I = 1.1387), 俄罗斯联邦(I = 1.0285)、美洲(I = 1.0196)、非洲(I = 0.9254)、大洋洲(I = 0.8608)依次降低。利用Popgene 1.32软件, 依豌豆栽培资源洲际间Nei78遗传距离可聚类成2个组群和4个亚组群; 基于Structure 2.2软件分析, 国外栽培豌豆资源实际由3大类群组成, 并与Popgene 1.32聚类结果呼应得较好。上述两种分析方法均表明, 国外栽培豌豆类群的遗传多样性与其地理分布相关。设计并实践了一套基于Structure分析的科学可靠、逻辑性强的核心种质构建标准化方案, 并依此构建了一套以6.57%的资源(48份)涵盖总体84.4%等位变异的国外栽培豌豆核心种质。     

甘薯抗茎线虫病基因的遗传分析及SCAR标记

以甘薯抗茎线虫病品种徐781和感茎线虫病品种徐薯18的杂交F1分离群体的174株单株为材料,对甘薯抗茎线虫病基因的遗传进行了分析。结果表明,徐781的抗茎线虫病为单基因控制,推测其基因型为Rrrrrr,徐薯18的基因型为rrrrrr。采用BSA-RAPD相结合的方法,筛选940条随机引物,发现10条引物在抗、感池间表现多态性。用这10条引物检测两亲本及建池单株,发现只有引物OPP03在8株抗池单株中扩增出一条在8株感池单株中所没有的特异条带,认为该标记与甘薯抗茎线虫病基因连锁。根据该标记对F1代174个单株的扩增结果,利用Mapmaker3.0软件计算遗传距离,表明该标记与抗茎线虫病基因间的遗传距离为14.2cM。将该片断回收、克隆、测序,表明其长度为878bp,该标记命名为OPP03878。根据测序结果,设计1对特异引物,进行特异性扩增,成功地将OPP03878标记转化为SCAR标记,用亲本及分离群体验证表明该分子标记稳定性好。     

东亚甘薯品种AFLP标记遗传差异研究

甘薯是世界上重要的粮食、饲料、工业原料和新型能源作物,由于遗传背景知识的缺乏,甘薯遗传改良受到限制,东亚是世界上甘薯种植最集中的区域,因此有必要了解东亚甘薯品种的遗传多样性程度和遗传差异。本研究利用AFLP标记对43份来自东亚地区的甘薯育成品种遗传多样性进行了分析。10对AFLP引物扩增出307条谱带,其中多态性谱带占71．7％,平均每对引物扩增22．0条多态性带,表明AFLP标记是一种甘薯遗传多样性分析的高效方法。供试品种间遗传距离为0．0938-0．3359,平均为0．2302,利用UPGMA法可以将供试品种聚为5个组群,表明供试品种遗传多样性程度丰富,东亚甘薯育成品种之间具有较明显的遗传差异。不同国家或地区品种间的遗传距离高于国家或地区品种内的遗传距离。韩国品种与其它东亚国家或地区品种间遗传距离较远。供试品种中,中国大陆品种平均遗传距离最小。作者认为我国甘薯品种改良,应注重与韩国资源的交换,同时在亲本组配中避免少数品种人为过度利用,以保持甘薯品种的遗传多样性,提高甘薯品种改良进度。     

无选择标记的植物表达载体的构建

以双元载体pBINPLUS为基础,在T-DNA侧翼区通过两次特异PCR、酶切和连接相结合的方法,构建了一个无标记载体pBINMF (marker-free vector)。通过酶切后测序分析,这个无标记载体在T-DNA左、右边界之间只有一个多克隆位点 (multiple cloned sites, MCS)。为了验证该载体的遗传稳定性,将gus基因克隆到该载体上并通过农杆菌介导的方法转化番茄栽培品种Moneymaker,特异PCR扩增目的基因和GUS组织染色结果表明,gus基因已经整合进入番茄基因组并得以表达。该载体为今后直接获得无标记基因、生物安全的转化体,尤其为象马铃薯、木薯等无性繁殖材料的无标记基因转化提供了可靠、有效的工具。     

贮前外源水杨酸处理对桃果冷贮性的影响

选择商品成熟期的桃(Prunus persica L. cv. Beijing 24),采摘后分别用0、0.35、0.7、1.0 mmol/L 水杨酸 （Salicylic acid,SA）溶液浸泡5 min,在0℃的低温下贮藏28d,然后转到20℃下3d（模拟货架期）。货架期结束时,观察果实冷害和腐烂发生状况并计算果实冷害指数和腐烂指数,测定果实的硬度和丙二醛含量。结果表明,与对照相比,1 mmol/L SA处理对维持果实硬度具有显著的效果,同时显著降低了冷害指数、腐烂指数和丙二醛含量,其他两种浓度的SA处理与对照之间不存在显著差异。说明1 mmol/L SA能够减轻桃果的冷害。进一步研究发现,在冷藏中期（14d）、冷藏结束时（28d）和货架期结束时,1 mmol/L SA预处理的桃果肉的还原性抗坏血酸与氧化性抗坏血酸含量之比(AsA/DHAsA)分别比对照高39%,61%和55%。在冷藏中期（14d）,还原性谷胱甘肽与氧化性谷胱甘肽含量之比(GSH/GSSG) 比对照高68%。在贮藏和货架期结束时,抗坏血酸氧化酶和谷胱甘肽还原酶活性显著高于对照。上述结果说明,水杨酸能减轻桃果由于冷贮发生的冷害与诱导提高抗氧化系统抗抗坏血酸—谷胱甘肽循环的活性有关,适宜浓度的水杨酸处理可能是提高桃果实冷藏性的有效措施。     

构建植物生产类本科生实验实践教学体系的探索与实践

植物生产类各专业均为实验、实践性很强的专业.为有效解决植物生产类本科生培养中只重视理论知识获取,忽视实践能力、创新能力和工作能力培养的问题,中国农业大学构建了植物生产类"三层次、模块化"实验实践教学体系.     

植物类胡萝卜素生物合成相关基因的表达调控及其在植物基因工程中的应用

类胡萝卜素是人类饮食结构中不可缺少的重要成分,具有多种重要的保健功能,尤其是有些类胡萝卜素,如β-胡萝卜素是合成维生素A的前体,具有抗癌和提高免疫力等功效。类胡萝卜素还广泛用于医药和化妆品工业。迄今为止,自然界中发现的大多数类胡萝卜素都是微量的中间产物,很难直接利用。本文概述了高等植物类胡萝卜素生物合成途径、类胡萝卜素生物合成关键酶基因的克隆,如异戊烯焦磷酸异构酶、牻牛儿牻牛儿基焦磷酸合成酶、八氢番茄红素合成酶、八氢番茄红素脱氢酶、ζ-胡萝卜素脱氢酶、!-番茄红素环化酶、ε-番茄红素环化酶,并对这些关键酶基因的功能进行鉴定。以水稻、油菜、马铃薯和番茄为例,阐明了类胡萝卜素合成关键酶基因在植物基因工程中的应用。将黄水仙的Psy和Lcy-b以及噬夏孢欧文氏菌(Eriwiniauredovora)CrtI基因同时转入水稻,水稻种子内胚乳类胡萝卜素含量得到提高。另外,在油菜、马铃薯和番茄中转入与类胡萝卜素合成相关的基因,类胡萝卜素含量也发生不同程度的提高,基因表达水平也发生变化。阐述了通过基因操作技术只能得到极少量的类胡萝卜素,只有进一步弄清类胡萝卜素代谢途径,提高外源基因在植物中的特异表达,才能合成大量类胡萝卜素,使类胡萝卜素遗传操作技术成功运用于作物品质改良。