植物表型组学:发展、现状与挑战

随着遥感、机器人技术、计算机视觉和人工智能的发展,植物表型组学研究已经步入了快速成长阶段。本文首先介绍了植物表型组学的发展简史,包括其理论核心、研究方法、在生物研究中的应用以及国际上最新的研究动向。然后,针对各类表型技术载体平台如手持、人载、车载、田间实时监控、大型室内外自动化平台和航空机载等,分析这些技术手段在室内、外植物研究中的应用情况和实际问题。为了对表型研究中产生的巨量图像和传感器数据进行量化分析,把大数据转化为有实际意义的性状信息和生物学知识,本文着重讨论了后期表型数据解析和相应的研发过程。最后,提出表型组学的应用前景与未来展望,以期为中国的表型研究提供指导和建议。     

半坡的原始农业浅析

长期以来,人们习惯于将半坡农业称为“刀耕火种”。万耕火种的内涵是什么,它反映了一种什么样的农业生产水平,代表了农业的哪个发展阶段,半坡遗址是否就处于这个发展阶段上?则大有探讨之必要。这对于认识半坡的社会性质,探讨农业的起源及原始农业的分期不无裨益。本文拟就这一问题发表一些肤浅的看法,有不妥之处,诚望有关专家不吝赐教。     

加强种子信息工作之我见

加强种子信息工作之我见河北省任丘市种子公司薛正平，赵福增，王秀娥随着社会主义市场经济体制的建立，信息成为种子产业向现代化、市场化管理迈进的重要组成部分，在激烈的市场竞争中生存和发展离不开信息，计划性、封闭性的管理体制必将由市场性、开放性的体制所替代。...     

基于纤毛鹅观草特异的卫星重复序列开发寡核苷酸探针

[目的]本文旨在开发纤毛鹅观草特异的寡核苷酸（oligonucleotide, oligo）探针,进一步完善纤毛鹅观草染色体鉴定技术。[方法]利用前期选育的普通小麦-纤毛鹅观草异附加系DA2S^cL和DA6S^c,通过流式分拣和基因组二代测序获得纤毛鹅观草染色体6S^c和染色体臂2S^c长臂的基因组序列,利用Repeatexplorer2/TAREAN软件从中鉴定出卫星重复序列并设计成oligo探针,通过荧光原位杂交（fluorescence in situ hybridization, FISH）分析所开发oligo探针的应用价值。[结果]从6S^c和2S^cL基因组序列中共鉴定出11个卫星重复序列并开发成11个oligo探针,oligo-FISH结果表明,其中6个探针可以在纤毛鹅观草染色体上产生明显杂交信号,而在小麦染色体上未产生明显杂交信号,可用于特异鉴定小麦背景中的纤毛鹅观草染色体或片段。对1套普通小麦-纤毛鹅观草异附加系oligo-FISH分析发现,olig...     

受白粉菌诱导表达的簇毛麦草酸氧化酶基因(Hv-OxOLP)的克隆和分析

为了筛选抗白粉病基因Pm21介导的抗病途径中的防卫基因，采用芯片杂交技术筛选携带或不携带Pm21基因的材料之间或抗病材料经白粉菌诱导与非诱导样品之间的差异表达基因，并采用RT-PCR方法分析了被筛选出的草酸盐氧化酶类似蛋白基因（Oxalate Oxidase Like Protein，OxOLP）的表达情况，进一步利用TAIL-PCR方法分离簇毛麦基因Hv-OxOLP中的全长序列。芯片杂交结果表明，探针Contig3156（一个推导的草酸盐氧化酶类似蛋白基因）在抗病簇毛麦中受白粉菌诱导的程度最大，在抗病易位系中该探针的杂交信号比在感病扬麦5号中的杂交信号强。半定量RT-PCR结果表明，在抗、感白粉病的材料中草酸盐氧化酶类似蛋白基因都受白粉菌诱导表达，但在抗病材料中达到表达峰值的时间早。用TAIL-PCR方法分离的Hv-OxOLP有一个内含子和两个外显子，ORF包含690个核苷酸，在启动子区包含两个W-box，在终止密码子后面还有一个polyA的加尾信号。作为一个受白粉菌诱导表达的基因，HpOxOLP在抗白粉病反应中可能起重要的作用。     

云南、西藏及新疆小麦研究进展

为了解目前云南、西藏和新疆小麦的研究现状,就三者的分类学地位、起源进化、独特性状和遗传多样性的研究进展进行了综述,并提出了进一步研究的问题和意见.分类学,形态学,染色体组组成,SSR分子标记等研究结果表明,云南、西藏小麦是普通小麦的一个亚种,而新疆小麦被划分为六倍体小麦内的一个独立的种(Tr.petropavlovskyio),推测云南小麦和西藏小麦可能是由中东等地传入中国的原始六倍体小麦的后代,而新疆小麦或许是外来原始六倍体小麦传入中国新疆后,再与新疆本地的波兰小麦杂交的后代.研究还表明,西藏小麦和云南小麦群体内的遗传多样性要大于新疆小麦.     

利用大麦基因芯片筛选簇毛麦抗白粉病相关基因及其抗病机制的初步研究

利用大麦基因芯片筛选差异表达基因并结合RT-PCR分析技术，对簇毛麦的抗白粉病机制进行了初步研究。基因芯片杂交试验获得了抗病簇毛麦非诱导叶片、抗病簇毛麦和感病突变体经白粉菌（Blumeria graminis f. sp. tritici）诱导叶片的基因表达谱。抗病簇毛麦经白粉菌诱导前后的表达谱及RT-PCR分析结果表明，抗病簇毛麦中乙烯和水杨酸信号途径的部分基因被白粉菌诱导增强表达，参与了白粉病的抗性过程。另外，通过比较诱导的抗病簇毛麦与诱导的簇毛麦感病突变体的表达谱并结合RT-PCR分析，发现感病突变体中乙烯和茉莉酸途径的部分基因被白粉菌诱导表达参与防卫反应，未观察到水杨酸信号途径参与防卫反应的证据。同时对抗、感簇毛麦经白粉菌诱导不同时间的叶片进行了内源水杨酸含量的测定，结果表明抗病簇毛麦经白粉菌诱导后水杨酸含量明显上升，而感病突变体中水杨酸含量始终处于较低水平。由于乙烯信号途径是抗、感簇毛麦中共同的信号途径，而水杨酸途径只在抗病簇毛麦中参与抗病反应，所以在簇毛麦的抗病过程中，水杨酸途径是一种最有效的信号传导途径。还筛选出一批与簇毛麦抗白粉病相关的基因，包括病程相关蛋白基因、防卫反应基因、转录因子、信号传导因子和抗病基因类似物等。     

利用PCR技术初步鉴定小麦-加州野大麦异染色体系

为快速鉴定普通小麦与普通小麦—加州野大麦双二倍体杂交、回交后代植株的染色体组成，研究小麦背景中添加的外源染色体与小麦染色体之间的部分同源关系，选用已被定位在小麦7个部分同源群21条染色体上的38个SSR引物对杂种回交后代植株进行PCR扩增。结果表明，其中27个小麦SSR引物在普通小麦与小麦—加州野大麦双二倍体间有多态性扩增，涉及4个部分同源群的11对引物，可在不同杂种回交植株中扩增出与双二倍体相同的多态带纹；根据PCR扩增和细胞遗传学分析的结果，在18个回交后代中初步鉴定出7个可能的异附加系，其中2个二体异附加系、1个端二体异附加系、2个单体异附加系和2个双单体异附加系。所选育的异附加系分别涉及第1、2、4和7部分同源群。     

利用55K芯片进行小麦生育期相关性状的QTL定位及效应分析

生育期是决定小麦品种适应性的重要农艺性状,探索其遗传机制及效应对于小麦品种的选育和推广具有重要意义。本研究以扬麦158和密穗小麦杂交构建的240个重组自交家系(recombinant inbred line, RIL)为材料,于2～4个环境下对该群体主要生育期性状进行鉴定。利用已构建的高密度遗传图谱,共检测到52个生育期相关QTL,分布在2A、2D、3D、4B、4D、5A、5B、5D、6A、6B、7A、7B和7D染色体上。QJS/BS/HS/FS/MS.nau-5D.2、QJS/BS/HS/FS/MS.nau-2D.1和QJS/BS/HS/FS/MS.nau-7B.1均在多年被重复检测到,分别解释4.56%～46.86%、1.32%～33.40%和2.37%～13.27%的表型变异。QBS/HS.nau-2A.3、QHS/FS.nau-5B.2、QFS.nau-2A.5、QBS.nau-6A.2、QJS.nau-4D.2、 QJS.nau-6A.3、 QBS.nau-2A.2、 QBS/HS.nau-6A.1、 QFS.nau-7A.2、 QMS.nau-3D、 QMS.nau-4D....     

顶芒山羊草特异寡核苷酸探针开发和oligo-FISH核型构建

栽培小麦近缘物种顶芒山羊草(Aegilops comosa, 2n=2x=14, MM)是小麦改良的三级基因库。为准确鉴定顶芒山羊草M基因组染色体或染色体区段,本研究利用二代测序获得顶芒山羊草M基因组序列信息,从中鉴定出16条可能的特异卫星重复序列。根据这些序列设计12个寡核苷酸(oligo)探针进行oligo-FISH,结果表明,其中10个探针可在顶芒山羊草染色体上产生明显的杂交信号。对探针特异性分析发现, 5个探针仅在顶芒山羊草染色体上产生杂交信号,在小麦染色体上未观察明显杂交信号,可作为顶芒山羊草特异探针鉴定小麦背景中的顶芒山羊草染色体。选择在顶芒山羊草染色体上信号分布丰富的3个探针(oligo-pAc89、oligo-pAc148、oligo-pAc225)组成探针套ONPS#AC1,结合利用本实验室根据小麦D亚基因组开发的寡核苷酸探针库,构建了顶芒山羊草的oligo-FISH核型。本研究构建的FISH核型可以准确识别顶芒山羊草各条染色体,为挖掘、转移和利用顶芒山羊草优异基因提供了快速准确的鉴定手段。