中加燕麦种质的遗传多样性和群体结构分析

为揭示燕麦种质资源的遗传基础,采用内含子切接点引物和长随机引物的PCR分子标记技术,对加拿大和中国的64份燕麦种质的遗传多样性和群体结构进行了分析.结果表明,所用15条引物共扩增出171条带,平均每条引物扩增出11.4条带,其中多态性带共134务,多态性百分比为78.36%.燕麦各种质阃的Dice遗传相似系数分析表明,所有燕麦材料间的遗传相似系数变幅为0.699～0.934,平均值为0.81,表明参试燕麦种质间存在着一定的遗传差异,但遗传差异相对较小.群体结构分析结果表明,所研究的燕麦种质中81.25%的种质血缘相对比较单一,仅18.75%的种质拥有混合来源.     

小麦雄性不育育性转换相关基因TaG3BP的克隆与表达分析

为揭示YS型小麦温敏雄性不育的育性转换基础,以该类型不育系A3017不育幼穗和可育幼穗为材料构建正、反杂交SSH-cDNA文库,从可育文库中筛选出一个与G3BP(Ras-GTPase activating protein SH3 domain-binding protein)基因同源的EST序列(GenBank登录号为DY543200)。以该EST序列的同源性比对和拼接结果为依据设计引物,在可育幼穗中扩增出一条1230bp的cDNA序列。该片段含有与G3BP相似的由409个氨基酸组成的结构域,与水稻G3BP的氨基酸序列同源性为79%,被命名为TaG3BP(GenBank登录号为GU475149)。利用Real-time PCR检测TaG3BP基因在YS型小麦温敏雄性不育系花药发育各时期中的表达模式,发现该基因在育性转换的关键时期上调表达,且可育条件下的表达量高于同时期不育条件下的表达量。进一步对TaG3BP在3种不同类型的小麦K型雄性不育材料的不育系及其保持系的幼穗中的表达模式进行半定量RT-PCR分析,结果该基因在保持系幼穗中表达量较高,在不育系中表达量较低。表明该基因可能在其育性转换中具有重要作用。     

YM型小麦温敏雄性不育系不育基因的QTL定位

YM型小麦温敏雄性不育系的不育基因被定位在1Bs染色体片段上, 但已发现的相邻分子标记与该基因的遗传距离较大, 达10 cM以上。为寻找与该基因连锁更紧密的分子标记, 以YM型温敏雄性不育系ATM3314与恢复系中国春杂交的F₂代200株为作图群体, 从1Bs的22个SSR引物中筛选出5个在亲本和F₂代中分离的SSR引物, 构建了1个包含5个标记的1Bs局部遗传连锁图谱。结合F₂代个体的育性调查, 采用复合区间作图法在YM型温敏雄性不育系的1Bs染色体上检测到不育基因的1个主效QTLrfv1-1和1个微效QTLrfv1-2。rfv1-1位于SSR标记Xgwm18和Xwmc406之间, 与两标记的遗传距离分别为6.0 cM和4.6 cM, LOD值为8.80, 加性效应23.87, 显性效应10.44, 可解释表型变异的23.91%; rfv1-2位于Xwmc406和Xbarc8之间, 与两标记的遗传距离分别为4.0 cM和3.4 cM, LOD值为3.10, 加性效应17.59, 显性效应5.99, 可解释表型变异的7.78%。本研究初步定位了YM型小麦温敏雄性不育系1Bs染色体片段上不育基因的QTL, 为进一步准确定位该基因奠定了基础。     

光敏小麦雄性不育系A31的育性变异及遗传研究

通过不同生态点的育性试验,观察了光敏小麦雄性不育系A31的育性变异,并结合各试验点的光温条件,分析了A31在7个不同生态点的自交结实率。结果表明,A31雄性育性随日长增加有明显的下降趋势,日长是影响其育性的主导因素,在相近日长条件下,温度对A31育性也有一定的影响;A31育性转换的临界日长约为14.5h。对光敏雄性不育系A31与恢复系1376杂交F2分离群体育性的研究表明,582株F2分离群体的平均结实率为42.16%,变异范围为0～86.67%,由于受异源胞质的影响,F2群体中可育株的平均自交结实率低于恢复系1376的平均结实率。卡方测验表明,F2群体的育性分离符合1对基因的分离比例,所以A31光敏育性可能是由1对基因所控制。     

YS型小麦温敏不育系A3314育性转换过程中叶片和幼穗酶活性的变化

为研究YS型小麦温敏雄性不育系的育性转换机制,在不同育性条件下,测定了YS型小麦温敏不育系A3314及其原同型保持系TSP3314不同发育时期叶片和幼穗中过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)活性及丙二醛(MDA)含量.结果表明,两种育性条件下,A3314幼穗中酶的变化较叶片对其育性影响大;同一发育时期SOD、POD、CAT活性基本呈现不育条件下比可育条件下低的趋势,特别是在减数分裂期后表现更加明显.MDA含量与SOD、POD、CAT活性变化趋势相反.这些结果说明YS型小麦温敏不育系中酶活性与花粉育性密切相关.     

非1B/1R类型小麦雄性不育系KTSP3314A败育的生化机制

为了揭示K型非1B/1R类型小麦不育系雄性败育的生化机制。利用K型非1B/1R类型小麦雄性不育系KTSP3314A,其同型保持系TSP3314B,以K型1B/1R类型小麦雄性不育系K3314A、其同型保持系3314B为对照,分别对其叶片和穗子在不同发育时期的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)的活性和丙二醛(MDA)含量的变化进行测定。结果表明,K型非1B/1R类型小麦不育系中SOD,POD及CAT活性变化与K型1B/1R类型小麦雄性不育系酶活性变化一致,K型非1B/1R类型雄性不育小麦叶片和穗子的超氧化物歧化酶(SOD)后期则较低,过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)的活性后期较高,丙二醛(MDA)含量后期较高。说明二者的雄性败育生化机制基本一致,但前者比后者败育的时期较晚。且超氧化物歧化酶(SOD)活性与雄性育性有关。     

混合盐碱胁迫对燕麦种子萌发及幼苗生理生化特性的影响

为了探讨燕麦种子和幼苗的耐盐碱能力及在盐碱胁迫下的变化规律,采用纸上发芽法和砂培法,研究了混合盐碱胁迫对燕麦种子萌发及幼苗生理生化特性的影响.结果表明:随着盐碱胁迫浓度的增强,燕麦种子的发芽率、发芽指数、活力指数和幼苗生长与对照相比都呈下降趋势;而燕麦叶片中细胞膜透性增强和丙二醛含量增加,其中白燕1号较白燕7号增加幅度大,表明白燕1号比白燕7号对盐碱胁迫更敏感,受盐碱危害程度较重;同时燕麦叶片内游离脯氨酸和可溶性糖累积,且随着盐碱胁迫浓度的增强呈增大趋势,其中白燕7号增加幅度大,表明白燕7号可能主要通过积累脯氨酸和可溶性糖来进行渗透调节缓解逆境毒害作用,其中白燕1号在盐碱胁迫浓度100～200 mmol/L时,游离脯氨酸和可溶性糖含量下降,但其机理还有待于进一步研究.综合分析表明两个品种耐盐碱能力为:白燕7号＞白燕1号.     

19种山羊草细胞质对普通小麦F94-111光合性状的遗传效应研究

【目的】研究不同山羊草细胞质对普通小麦F94-111光合性状的遗传效应。【方法】以19种不同山羊草细胞质异质系与其核供体普通小麦F94-111为材料,测定其旗叶叶面积、净光合速率和叶绿素相对含量,研究不同山羊草细胞质对普通小麦光合性状的遗传效应。【结果】除粗山羊草、拟斯山羊草和东方山羊草细胞质使F94-111旗叶叶面积减小外,其他山羊草细胞质均可使F94-111旗叶叶面积增加。所有供试山羊草细胞质均可使F94-111旗叶净光合速率和叶绿素相对含量增加,其中粘果山羊草可以较大幅度地提高F94-111旗叶叶面积和净光合速率,沙伦山羊草对F94-111旗叶叶面积和叶绿素相对含量的正效应较大。【结论】利用异源细胞质来提高小麦的光合性能是可行的。     

YS型小麦温敏雄性不育系A3314育性转换期间幼穗和叶片中物质含量的变化

【目的】揭示YS型小麦温敏雄性不育系育性转换的有关生理生化机制。【方法】以YS型小麦温敏雄性不育系A3314为材料,在拔节至开花期给予日平均温度17.5℃(不育条件)和22.0℃(可育条件)处理,研究A3314不同发育阶段叶片和幼穗中脯氨酸、游离氨基酸、还原糖和可溶性糖含量的变化。【结果】在日平均温度22.0℃处理条件下,A3314叶片和幼穗中脯氨酸、游离氨基酸、还原糖和可溶性糖含量明显高于日平均温度17.5℃处理,尤其幼穗变化更为明显,且A3314各种物质含量与其原同型保持系TSP3314B的变化趋势基本一致。【结论】在可育条件下(日平均温度22.0℃),温度变化导致的YS型小麦温敏雄性不育系A3314的育性转换伴随着脯氨酸、游离氨基酸、还原糖、可溶性糖含量的变化,说明脯氨酸、游离氨基酸、还原糖、可溶性总糖的变化与该温敏不育系的育性密切相关。     

特旱条件下玉米自交系抗旱性评价

为了发掘和利用玉米抗旱种质资源,选育耐旱高产的玉米杂交种,通过全生育期控水试验,对58个玉米优良自交系的抗旱性进行了鉴定和评价,并进行了抗旱性聚类和遗传背景分析。结果表明:在特旱条件下,58个自交系减产幅度为40.6%~100%,平均产量下降了81.6%;结实率、穗行数、行粒数、出籽率4个性状分别与抗旱系数或抗旱指数存在显著或极显著的相关性,可作为玉米自交系抗旱性评价的关键指标;根据抗旱性的不同,58个自交系可划分为3类,其中第I类自交系K12、PB1139、RD6的抗旱性极强,第II类自交系CL11、郑58、P138、特早熟、Ft45-5具有较强的抗旱潜力。为了便于利用杂种优势,将不同抗旱性的自交系按照其所属遗传类群进行了再次划分,58个自交系可划分为2个类群,其中A群中抗旱性强的自交系有CL11和郑58,B群中抗旱性强的自交系有K12、PB1139、RD6、Ft45-5、P138和特早熟。