Glu-1位点等位变异及表达量对麦谷蛋白聚合体粒度分布的影响

选用我国春播麦区23份(试验I)和北部冬麦区21份(试验II)品种(系),研究了Glu-1位点等位变异及其亚基表达量对谷蛋白聚合体粒度分布的影响。结果表明,Glu-1位点等位变异及其亚基表达量显著影响谷蛋白聚合体的粒度分布,且影响程度受蛋白质含量,尤其是高分子量谷蛋白总量水平的影响。在高分子量谷蛋白总量较低时(试验I),Glu-B1和Glu-D1位点对不溶性谷蛋白大聚体含量(UPP)及其占聚合体蛋白总量的百分比(%UPP)的加性效应都达1%显著水平;Glu-B1和Glu-D1位点单个亚基对两者的贡献分别为7^OE+8^* >7+9 >17+18 >7+8和5+10 >2+12,具有5+10亚基组合的%UPP显著高于具有2+12的亚基组合。高分子量谷蛋白的亚基表达量与UPP含量呈高度正相关,相关系数为0.79~0.93(P < 0.01)。而在高分子量谷蛋白总量较高时(试验II),仅Glu-D1位点对%UPP的加性效应达5%显著水平,5+10亚基对%UPP的贡献显著高于2+12和4+12;亚基组合间的聚合体粒度分布无显著差异。高分子量谷蛋白的亚基表达量与UPP含量的相关系数为0.42~0.86(P < 0.05或0.01)。结合高分子量谷蛋白表达量和优质亚基进行选择,能有效提高不溶性谷蛋白大聚体的含量和相对比例,有利于面筋强度和加工品质的进一步提高。     

小麦新品种济麦22抗白粉病基因的分子标记定位

为明确济麦22携带抗白粉病基因的染色体位置,利用济麦22与感病亲本中国春杂交,用小麦白粉菌(Blumeria graminis f. sp. tritici)强毒性小种E20对F₂抗、感分离群体和F_2:3家系进行抗病鉴定和遗传分析。结果表明,济麦22携带1个显性抗白粉病基因, 暂被命名为PmJM22。运用SSR和EST标记及分离群体分组分析法(bulked segregant analysis, BSA),将其定位在2BL染色体上,与4个SSR和5个EST标记间的连锁距离为7.7 cM (Xwmc149)到31.3 cM (Xbarc101)。通过分析2BL上其他抗白粉病基因的来源、染色体位置和抗性反应,认为PmJM22不同于Pm6、Pm26、Pm33和MlZec1。     

中间偃麦草SGT1基因的克隆及其抗病功能的分析

为了探索中间偃麦草SGT1基因在小麦抗病反应中的应用潜力,采用RT-PCR和RACE方法克隆出中间偃麦草SGT1基因,命名为TiSGT1。该基因编码蛋白具有SGT1蛋白典型的功能域结构,与大麦SGT1序列高度同源。通过基因重组技术构建了TiSGT1的高效组成型表达载体,通过基因枪法将该载体转化到小麦品种扬麦12基因组中。对转基因植株PCR、Southern杂交与RT-PCR分析表明,TiSGT1基因可在T0、T1和T2代转基因小麦中遗传和表达。黄矮病、白粉病抗性鉴定结果表明,SGT1的超量表达可以提高小麦对黄矮病、白粉病的抗性,TiSGT1可以作为小麦广谱抗病性改良的潜在基因资源。     

大豆抗逆基因GmDREB3启动子的克隆及调控区段分析

GmDREB3基因能提高转基因烟草和拟南芥的抗逆性。利用SiteFinding-PCR技术, 从大豆品种铁丰8号基因组中分离到大豆抗逆基因GmDREB3启动子片段, 长度1 648 bp。该片段富含A/T碱基, 还含有TATA-box、低温响应元件MYC及其他顺式元件MYB、CAAT-box等。将该启动子分区段与GUS报告基因连接构建表达载体, 利用基因枪法转化小麦愈伤组织, 并进行干旱、高盐、低温等处理, 通过组织化学染色和GUS荧光定量测定分析各区段调控元件的活性。结果表明, 在干旱和低温的诱导下, 该启动子能激活下游GUS基因的表达, 在–285 ~ –1 117区域存在与低温和干旱应答有关的重要调控元件, 在–1 464 ~ –1 648区域内存在抑制启动子活性的调控元件。由此推断, 在逆境条件下通过启动子区域正、负调控元件的共同作用, 使GmDREB3基因的表达维持在一个恰当的水平。     

北方冬麦区小麦品种产量相关性状和幼穗分化特点研究

为了解北方冬麦区小麦产量相关性状和幼穗分化特点,对该麦区10个代表性小麦品种的产量相关性状和幼穗分化进程进行了研究。结果表明,8个产量相关性状在10个品种间存在不同程度的差异;产量与穗数、穗粒数和千粒重间相关系数分别为0.28、0.45和0.08。不同生态区小麦品种间产量潜力差异较小,高产品种（> 9 000 kg·hm^-2）的成穗数均为中等偏多型。品种间幼穗分化进程有明显差异,北部冬麦区和黄淮冬麦区北片品种一般表现为前期发育慢,后期发育快,个别品种的各个时期发育均慢;黄淮冬麦区南片多数品种则表现为各个时期发育都较快,个别品种前期快,中期慢,后期快。对春化和光周期基因不同等位变异检测发现,除了Vrn-D1,10个供试品种在其他已知春化基因和光周期基因座Vrn-A1、Vrn-B1、Vrn-B3和Ppd-D1上含有相同的等位变异。     

玉米种质对丝黑穗病的抗性分析及发病条件研究

为明确不同玉米种质资源对丝黑穗病的抗性差异,本研究于2012—2015年间采用人工接种法对1 164份玉米种质进行了田间抗性鉴定,结果表明,38份材料03GEM00041、07GEM02289、07GEM02902等表现高抗,占比3.26%;61份材料W6、478、4619、A580等表现抗病,占鉴定种质的5.24%;W22、W216、W286等140份表现中抗,占比12.03%;其余566份和359份分别表现感病和高感,分别占总鉴定材料的48.63%和30.84%。经过对比发现,不同地区玉米种质抗性强弱以及抗性多样性存在较大的差异,来自云南和广东的种质其抗性水平明显低于内蒙古和黑龙江。通过聚类分析发现,41份材料可划分为5类。在系谱图上,抗病性相同的品种大致划分在同一个类中,但也存在一定的偏差。研究结果同时表明0~10 cm的土壤温度在15.8~17.9℃,病株率在85%以上,为适宜发病温度,其中15.8℃为最佳发病温度;接菌量为0.3%时的病株率明显高于接菌量为0.1%和0.2%的病株率。     

郑单958在东北春玉米区生态适应性研究

为研究郑单958在东北地区的生态适应性,确定其适宜的种植区域,充分发挥郑单958的生产潜力,本文以当地主栽品种为对照,在北纬40°~48°、≥10℃活动年积温在2 916~4 380℃的东北玉米产区开展了郑单958的多点联网试验。结果表明,在东北春玉米区,吐丝至完熟期热量和降水与纬度呈极显著负相关,郑单958的生育进程和产量因各地光热条件不同而表现出较大差异。其中,从播种到完熟/收获的全生育期天数、千粒重、产量均随纬度先增后减,出苗天数和出苗至吐丝天数随纬度北移而延长,吐丝至成熟天数随纬度升高而缩短。各试验点穗粒数与生态条件无显著关系,千粒重随纬度升高先增后减。郑单958高产主要出现在≥10℃活动年积温在3 450~3 700℃地区,当≥10℃活动年积温约低于3 200℃时,不能正常生理成熟,千粒重明显下降。东北春玉米区气候条件差异显著,气象生态条件对郑单958千粒重的影响显著大于对穗粒数的影响,千粒重不同导致其在各地呈现不同的产量表现。在高纬度的低热量地区,造成郑单958减产的主要因素是吐丝至收获期的热量匮乏,依据郑单958对≥10℃活动年积温的响应制定了安全种植北界线,可为其安全推广提供参考。     

转PvP5CS1基因拟南芥植株对干旱和盐胁迫的反应

为探索普通菜豆脯氨酸合成酶基因P5CS1在植物渗透胁迫中的作用,本研究应用农杆菌介导法,将PvP5CS1基因转入拟南芥,获得6株阳性转基因株系;通过检测转基因植株与野生型植株在干旱和盐胁迫下种子发芽率,幼苗脯氨酸含量、株系电导率、相对根长和成株死亡率,分析了PvP5CS1基因的表达对改善拟南芥抗渗透胁迫的效应。结果表明,在150 mmol L^-1 NaCl和150 mmol L^-1甘露醇渗透胁迫下,转基因植株平均相对发芽率分别是野生型的1.6倍和1.62倍;150、250 mmol L^-1甘露醇和150 mmol L^-1 NaCl处理下,转基因拟南芥植株平均脯氨酸含量分别是野生型的2.68、1.30和1.30倍;平均相对电导率分别是野生型植株的85%、77%和85%;平均相对根长分别是野生型植株的1.2、1.3和1.2倍;300 mmol L^-1 NaCl处理下,转基因植株的平均死亡率为42%,显著低于野生型(90%)(P<0.05);干旱胁迫下,转基因植株的平均死亡率为56%,显著低于野生型(70%)(P<0.05),说明PvP5CS1基因在拟南芥中的表达明显改善了转基因植株的抗旱性和耐盐性。     

浙江东阳玉米细菌性叶斑病病原菌的分离与鉴定

对采自浙江东阳市的玉米细菌性叶斑病标样进行分离和鉴定。结果表明,菌株YB125-2、YB125-3和YB184具有致病性。对这3个菌株进行培养、形态特征鉴别、常规生理生化性状测定、全细胞脂肪酸分析和16S rDNA序列分析的多种鉴定,鉴定为巨大芽孢杆菌Bacillus megaterium。巨大芽孢杆菌能够侵染玉米并引起叶斑病。     

基于生物信息学的玉米抗病QTL比较定位

以玉米遗传连锁图谱IBM2 2008 Neighbors为参考图谱,利用BioMercator 2.1软件,通过映射来自不同实验中的340个玉米抗病QTL,构建出玉米抗病QTL的整合图谱。采用元分析技术,在1、3、6、10号染色体上发掘5个"一致性抗病QTL"区间,图距分别为5.14cM、9.00cM、28.50cM、1.73cM和33.34cM。从MaizeGDB网站下载"一致性抗病QTL"区间内的基因和标记原始序列,采用NCBI网站在线软件BlastX通过同源比对,在5个"一致性抗病QTL"区间内初步确定8个抗病基因同源序列。借助比较基因电子定位策略,将54个水稻和44个玉米抗性基因转定于玉米IBM2 2008 Neighbors遗传连锁图谱上。本文研究结果为玉米抗病QTL精细定位和克隆奠定了基础。