甘蓝型油菜微核心种质耐旱鉴定与评价指标筛选

干旱是威胁油菜生产的重要非生物逆境，建立有效的耐旱鉴定方法，筛选鉴定耐旱油菜种质资源，对培育油菜耐旱新品种、提高油菜稳产性具有重要意义。本文以107份甘蓝型油菜微核心种质为材料，设置正常供水和干旱2个处理，采用干旱-复水-干旱-复水的处理方法，通过测定旱害指数、叶片萎蔫指数、地上部鲜重胁迫指数、地上部干重胁迫指数、根鲜重胁迫指数、根干重胁迫指数、植株总鲜重胁迫指数、植株总干重胁迫指数等指标，评价油菜种质耐旱性变异，筛选理想的耐旱评价指标。结果表明，干旱严重抑制了甘蓝型油菜的生长，8个评价指标均表现出显著差异，并呈正态分布。地上部鲜重胁迫指数、植株总鲜重胁迫指数和旱害指数3个指标之间显著相关，可作为甘蓝型油菜苗期耐旱性的主要评价指标，其中地上部鲜重胁迫指数最为简便、准确和有效；综合应用这3个评价指标，明确了107份微核心种质耐旱性，筛选出2份高耐旱种质，为耐旱相关研究及育种提供了评价方法和材料。     

花生品种主要脂肪酸含量在不同生态区的稳定性

花生是主要的油料作物,脂肪酸组成受环境等的影响而不稳定。本研究选取60份黄淮及长江流域产区主推的花生品种,连续2年在湖北武汉、河北石家庄、河南濮阳和河南周口4个环境下种植,利用GB/T5510-2011法检测种子脂肪酸含量。结果表明,高油酸花生品种油酸含量比普通油酸品种稳定,普通油酸品种棕榈酸和亚油酸含量比高油酸品种稳定;武汉种植环境有利于花生油酸含量的提高,2年60份品种的平均油酸含量均最高,分别为52.93%和52.64%;高油酸花生品种除油酸含量显著提高外,花生烯酸含量也提高了54.1%;而棕榈酸和亚油酸含量分别降低了45.20%和90.44%。结合前期SSR研究结果,本研究涉及的6份高油酸品种属于不同的类群(G1、G2c和G2e),其遗传背景差异较大。本研究结果为花生品种的合理布局和进一步的遗传改良提供了理论依据。     

Development and characterization of new allohexaploid resistant to web blotch in peanut

Peanut diseases seriously threaten peanut production, creating disease-resistant materials via interspecific hybridization is an effective way to deal with this problem. In this study, the embryo of an interspecific F_1 hybrid was obtained by crossing the Silihong(Slh) cultivar with Arachis duranensis(ZW55), a diploid wild species. Seedlings were generated by embryo rescue and tissue culture. A true interspecific hybrid was then confirmed by cytological methods and molecular markers. After treating seedlings with colchicine during in vitro multiplication, the established interspecific F_1 hybrid produced seeds which were named as Am1210. With oligonucleotide fluorescence in situ hybridization(Oligo FISH), molecular marker evaluations, morphological and web blotch resistance characterization, we found that: 1) Am1210 was an allohexaploid between Slh and ZW55; 2) the traits of spreading lateral branches, single-seeded or double-seeded pods and red seed coats were observed to be dominant compared to the erect type, multiple-seeded pods and brown seed coats; 3) the web blotch resistance of Am1210 was significantly improved than that of Slh, indicating the contribution of the web blotch resistance from the wild parent A. duranensis. In addition, 69 dominant and co-dominant molecular markers were developed which could be both used to verify the hybrid in this study and to identify translocation or introgression lines with A. duranensis chromosome fragments in future studies as well.     

转基因玉米NK603转化体/zSSIIb内标基因二重微滴数字PCR方法的建立及应用

【目的】批准进口的转基因玉米NK603是中国转基因生物安全监管的主要对象。转基因安全监管需要标准物质和标准检测方法,建立转基因玉米NK603的数字PCR（dPCR）方法将为转基因玉米NK603的定量检测和标准物质研制提供精准测量技术。【方法】采用人工合成技术构建标准质粒分子pUC57-NK603;将NK603转化体与不同的玉米内标基因引物/探针一一组合,遴选与NK603转化体特异性PCR具有相同扩增能力的玉米内标基因PCR方法;设置二重微滴数字PCR（ddPCR）的退火温度梯度和引物/探针浓度梯度,优化二重ddPCR的反应体系和反应条件;用梯度稀释的标准质粒溶液作模板,考察二重ddPCR的检测极限、定量极限和动力学范围;将转基因玉米NK603种子粉末和非转基因玉米种子粉末混合,配制质量分数分别为100%、10%和6%的盲样,考察二重ddPCR的定量准确性。【结果】用标准质粒分子pUC57-NK603作为二重ddPCR的质控对照,通过考察二重ddPCR反应热图的微滴信号强度、阳性微滴与阴性微滴分辨率、雨滴数量、NK603转化体与内标基因拷贝数比值测量值与预期值的一致性,确定将NK603转化体特异性PCR方法与内标基因zSSIIb PCR方法组合,建立NK603/zSSIIb二重ddPCR方法。二重ddPCR反应体系中NK603转化体和zSSIIb内标基因的引物/探针浓度相同,均为400 nmol·L^-1/200 nmol·L^-1,在60℃退火延伸。NK603/zSSIIb二重ddPCR的检测极限是2 copies DNA模板,定量极限是48 copies DNA模板,动力学范围是10—60 000 copies DNA。应用NK603/zSSIIb二重ddPCR方法可准确定量玉米盲样中的NK603转化体含量,定值结果变异系数小于25%;dPCR定量结果与荧光定量PCR（qPCR）定量结果无显著差异,且具有更高的精确性。【结论】内标基因的选择会影响dPCR定量结果的准确性,在建立dPCR方法的过程中,要用具有准确量值的样品作为质控对照,评估内标准基因的适用性。以人工合成的标准质粒分子pUC57-NK603为质控对照,建立了NK603/zSSIIb二重ddPCR方法。应用建立的二重ddPCR定值方法进行标准物质的研制和定值,已成功研制出转基因玉米NK603有证标准物质。     

转基因油菜筛查阳性质粒分子的研制及应用

【目的】 转基因油菜是四大转基因作物之一,是中国转基因生物安全监管的重要对象,转基因检测为转基因安全监管提供技术支撑。转基因筛查是转基因检测的第一步,筛查靶标设置不合理会导致漏检部分转基因成分。建立转基因油菜筛查策略,并研制与筛查策略配套的阳性质粒分子,将为中国的转基因油菜安全监管提供强有力的技术支撑。【方法】 通过收集数据库中登记的转基因油菜品种的外源基因元件信息,分析转基因油菜品种中常用的调控元件和标记基因,基于最大筛查覆盖率原则,确定转基因油菜的筛查靶标。通过检索数据库或查询专利,收集筛查元件的核苷酸序列。一个筛查元件通常有多个标准方法,查阅各筛查元件的检测标准,分析各标准中普通PCR引物对和实时荧光PCR引物/探针组合在筛查元件核苷酸序列中的位置,根据引物探针的结合位点,确定拟构建到质粒上的各筛查元件的核苷酸序列。人工合成各筛查元件和油菜内标基因的融合序列,克隆到常用质粒pUC18,构建阳性质粒分子。采用各筛查元件的普通PCR和实时荧光PCR方法,评估阳性质粒分子的适用性。【结果】 建立了转基因油菜的筛查策略,通过检测CaMV 35S启动子、FMV 35S启动子、Bar、PAT、CP4-EPSPS、NPTⅡ、HPT、NOS终止子和PinⅡ终止子共9个基因元件,可实现已知信息转基因油菜品种的全覆盖。构建出聚合9个筛查元件和2个油菜内标基因HMG I/Y和CruA的转基因油菜筛查质粒分子pYCSC-1905。9个筛查元件和2个油菜内标基因的扩增效率均在90%—110%,证明质粒分子上的不同靶标序列没有相互干扰,影响PCR的扩增效率。质粒分子pYCSC-1905可用作9个筛查元件和2个油菜内标基因的通用阳性对照,适用于国家标准（GB/T和农业农村部公告）、出入境检验检疫行业标准（SN/T）和欧盟标准。【结论】 提出的转基因油菜筛查策略涵盖9个基因元件,可实现从商业化到安全评价各阶段转基因油菜的筛查检测,显著降低转基因油菜的筛查漏检率。研制的配套质粒分子pYCSC-1905为转基因油菜筛查和各基因元件标准方法的应用提供了通用标准样品,保证检测机构间检测数据的准确性和可比性。     

Effect of different carbohydrates on the functional properties of black rice glutelin (BRG) modified by the maillard reaction

The objective of this study was to investigate the effects of the glycosylation of BRG on its structures and functional properties. The glycosylation of BRG was achieved via Maillard reactions with four carbohydrates, including arabinose (AN), sodium alginate (SA), maltodextrin (MD), and lactose (LT), and the corresponding conjugates were named BRG-AN, BRG-SA, BRG-MD, and BRG-LT, respectively. The formation of the BRG conjugates was confirmed by changes in the BRG amino groups, conjugation degree, as well as molecular weight. BRG-AN and BRG-MD presented a significantly higher conjugation degree and lower amino group levels compared to the other two conjugates. Circular dichroism (CD) analysis indicated that all the conjugated BRG displayed markedly decreased levels of β-sheets and increased levels of α-helixes. However, only BRG-AN increased significantly in irregular loops. Results from the Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) analysis indicated that the most apparent changes in the structures of BRG conjugates were evident as absorption peaks at 3389 cm⁻¹, 1528 cm⁻¹, 1230 cm⁻¹, and 953–1180 cm⁻¹. After glycosylation, the solubility, emulsion activity index (EAI), and emulsion stability index (ESI) of BRG were significantly improved. After glycosylation of the BRG, induced by Maillard reactions with four carbohydrates, the denaturation temperature (T_d) and enthalpy (ΔH) change values increased substantially from 90.16 °C to 124.28 °C and 11.01 J/g to 18.43 J/g, respectively. The results indicated that BRG-AN exhibited better solubility, EAI, and ESI than the other BRG conjugates.     

高密度种植专用油菜重要农艺性状与产量的关系分析

【目的】分析适宜高密度种植的油菜与适宜常规密度种植的油菜间重要农艺性状与产量关系的差异,为机械化高密度种植油菜的选育方向提供借鉴。【方法】对2008—2009年中国冬油菜区试中22个机械化高密度种植组合（品系）和72个常规密度种植的组合（品系）9个重要农艺性状与小区产量间进行相关及通径分析。【结果】高密度专用油菜组合的每角粒数、主花序有效角果数、单株有效角果数、结角密度与小区产量都有显著或极显著的相关关系,对小区产量的直接作用大小顺序为：结角密度（0.881）＞分枝部位高度（-0.614）＞株高（0.586）＞每角粒数（0.360）＞分枝数（-0.144）＞主花序有效角果数（-0.143）＞单株有效角果数（0.111）＞主花序有效长（0.095)＞千粒重（-0.055)。常规密度种植的油菜分枝数、主花序有效角果数、单株有效角果数、每角粒数以及分枝部位高度与产量有显著或极显著相关关系,对产量的直接效应顺序则为单株有效角果数（0.412）＞株高（0.297）＞主花序有效角果数（0.260）＞每角粒数（0.249）＞主花序有效长（-0.224）＞千粒重（0.156）＞分枝部位高度（-0.104）＞分枝数（0.095）＞结角密度（-0.003）。【结论】相比于常规密度种植的油菜,高密度种植油菜的选育应重点加强对结角密度和主花序有效角果数的选择,努力提高单株有效角果数和每角粒数并适当减少无效分枝数。     

冬油菜体内金属元素含量在低温驯化过程中的变化(英文)

[目的]研究冬油菜体内必需金属元素在低温驯化过程中的变化特征,旨在揭示必需元素在油菜抗寒性中的作用及机理。[方法]通过田间试验比较了不同抗寒性冬油菜(Brassic anapus L.)品种中双11号、甘油杂1号和金裕油1号体内必需金属元素(钙、镁、铁、锰、锌和铜)浓度在低温驯化过程中的变化。[结果]油菜体内金属元素浓度在低温驯化过程中变化明显,且品种间差异显著。在根系中,钙、镁、铁、锰、锌和铜浓度均呈显著升高的趋势,可能与低温引起蒸腾作用降低从而导致向上运输受阻所致;在地上部,钙、镁、锌浓度显著降低,而铁、锰和铜为升高趋势,各元素浓度变化幅度均以中双11号最大。[结论]维持地上部钙、镁、锌浓度稳定,提高地上部铁、锰、铜浓度,可能有利于冬油菜抗寒性的提高。     

中国芝麻主产区枯萎病病原菌生物学特性分析

为了鉴定中国芝麻主产区枯萎病菌,分析和比较它们的ITS序列差异和分化状况。对中国湖北、河南、安徽、江西、辽宁等芝麻主产区进行了较大范围的芝麻枯萎病病原采集和菌株分离,纯化培养得到的25个菌株进行研究,并建立了一套较成熟的芝麻枯萎病菌株分离培养纯化及保存技术。通过对25个菌株的菌落、菌核的形态特征进行了系统观察,测定了不同菌株的致病力,并对其rDNA-ITS区进行了测序。结果表明,大部分为尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum),有少部分为其他镰刀菌菌株。首次对中国Fusarium oxysporum感染芝麻枯萎病提供了系统的证据,25个菌株在表型和致病力等方面存在较为明显的差异,为有针对性的开展芝麻枯萎病的防治奠定了重要基础。     

花生油酸和亚油酸含量的遗传模式分析

【目的】利用F2遗传群体分析油酸和亚油酸含量的遗传模式,为高油酸种质的利用奠定基础。【方法】利用高油酸亲本wt08-0932和wt08-0934与普通（低）油酸含量品种配制杂交组合,建立不同杂交组合的遗传模型,并进行遗传参数估计,明确控制油酸性状的主基因个数、加性或显性效应值、遗传力等。【结果】获得控制油酸和亚油酸性状遗传的2对主基因加性-显性-上位性遗传模型,油酸和亚油酸性状的2对主基因遗传力分别为66%-89%和70%-85%,并存在多基因效应。控制油酸含量的2个主基因显性效应值均为负值,控制亚油酸含量的2个主基因的显性效应值均为正值。【结论】花生的油酸和亚油酸性状分别由2对主基因控制,同时存在基因互作及多基因效应。第一对主基因的加性和显性效应均大于第二对主基因。2对主基因同时变异形成高油酸性状;2对主基因之间的加性和显性效应的差异导致在1对主基因变异时形成中低油酸含量和中高油酸含量的性状表现。