中国大豆主产区不同年代大面积种植品种的遗传多样性分析

利用与大豆产量、品质、抗逆性、适应性等重要性状相关的125对SSR标记对中国大豆主产区东北和黄淮海地区自20世纪40年代以来大面积种植的89个大豆品种进行遗传多样性分析。结果表明,自北向南大面积种植品种SSR标记的多态性呈逐渐升高的趋势,黑龙江北部、黑龙江中南部、吉林辽宁地区和黄淮海地区大面积种植品种标记的多态性信息含量(PIC)依次为0.414、0.469、0.522和0.562。除黑龙江北部以外,其余3个地区20世纪80年代以来大面积种植品种的多态性信息含量均比80年代以前种植的品种高。根据Nei和Li提出的遗传相似系数对供试品种进行聚类分析,发现除黄淮海北部地区的冀豆12外,东北和黄淮海地区大面积种植品种各自聚成一类,而在东北地区品种中,吉林辽宁和黑龙江地区的品种归属不同亚类,表明同一区域内大面积种植品种的同质化现象相当明显。     

大豆规模化转基因技术体系的构建及其应用

大豆是最早进行转基因品种大面积商业化种植的作物,也是目前转基因品种种植面积最大的作物,在食品、营养、工业和医药领域发挥着重要作用。1996-2012年的17年间,全球共累计种植转基因大豆76 310万公顷,给种植户带来了约370亿美元的收益。2013年,共有11个国家种植了8 450万公顷转基因大豆,约占全球转基因作物种植面积的48%,大豆种植面积的79%。尽管抗除草剂转基因大豆已在全球市场占据了主导地位,但长期以来大豆的转基因技术体系一直未能实现重大突破,高效、稳定的转基因技术体系仍是开展转基因品种选育和基因功能研究的瓶颈因素。根癌农杆菌介导的子叶节转化系统和基因枪介导的体细胞胚转化系统是目前最为常用的大豆转基因技术体系。自1988年采用这两种方法几乎同时获得了首批可育转基因大豆植株以来,大量的研究工作者对其开展了改良和优化研究,实现了转化效率的提升和再生方式向胚性悬浮细胞等的拓展,在大豆农艺性状改良和基因功能研究中发挥了作用。文章综述了大豆转基因技术的主要研究进展和问题,比较了大豆不定芽器官发生再生途径、体细胞胚再生途径和原生质体再生途径的特点;归纳了根癌农杆菌和基因枪介导的大豆转基因体系构建研究的典型案例,总结了其在大豆基因型选用、外植体选材、再生方式、筛选策略等技术参数和转化效率。分析认为：尽管通过多年努力,目前,可用于大豆转化的基因型、外植体类型等均有了很大拓展,转化效率也得到了显著提高,在多个报道中获得了超过10%的转化效率,甚至出现了转化效率高达30%以上的研究报道。但这些转化效率数据多数是在样本量较小的试验中获得的,而且在同一研究报道中,不同转化操作重复间的转化效率差异往往很大;在单因素对比试验中获得的高转化效率,往往在多因素整合试验中并没有得到很好的重演。这说明试验中尚有很多难以控制的未知因素对转化效率产生着影响,不同转化操作技术人员的技术熟练程度、操作习惯等人为因素,不同实验室设施设备条件的差别等环境因素,也都会对转化效率产生很大影响,这就造成了同一转化流程在不同实验室间的重演性不佳、不同操作人员间的转化效率差别较大、同一实验室的转化效率稳定性较差等问题,在很大程度上限制了大豆规模化转基因技术体系的形成。文章还概述了中国大豆转基因技术体系构建和转基因材料创制研究工作的发展历程,总结了近年来中国在农艺性状改良转基因大豆材料创制工作中取得的主要进展,并对基因组编辑技术、定点整合技术等新兴转基因技术在大豆中的应用前景进行了展望。     

过表达GmNHX1基因提高大豆根系的耐盐性

Na+/H+反向转运蛋白可调控细胞质pH值、钠离子浓度和细胞体积,从而减轻盐胁迫对植物的伤害.利用发根农杆菌(Agrobacterium rhizogenes)介导法,向大豆根系导入由CaMV35S启动子调控的Na+/H+反向转运蛋白编码基因GmNHX1的cDNA序列,通过该基因的过量表达,提高大豆的耐盐性.通过潮霉素...     

抑制差减杂交技术在大豆研究中的应用

作为一种高效分离差异表达基因的方法,抑制差减杂交(SSH)技术已被广泛应用于医学研究领域,其低假阳性、高灵敏度和高效性的优点,在植物研究领域中也越来越受到重视.虽然抑制差减杂交技术在大豆研究中的应用起步较晚,但近年来相关研究呈现增加的趋势,研究领域涉及到大豆花叶病毒病、大豆疫霉病、大豆光温互作和逆境胁迫等方面.该文介绍了抑制差减杂交技术的原理、特点和进一步改良的方向,并综述了该技术在大豆研究中的应用.     

对大豆耐萎蔫材料PO471938根系和地上部的性状鉴定、QTL定位

PI471938是从美国引进的大豆耐萎蔫抗旱种质资源。为更好了解和利用该材料,分别在灌水和干旱胁迫条件下比较PI471938与普通大豆品种Dare、丰收黄根系及地上部性状的差异,并配制杂交组合,构建分离群体,利用主基因-多基因混合遗传模型分析杂交后代根系性状的遗传规律。结果表明,在正常灌水和干旱处理条件下,PI471938的根干重、根体积、主根长均显著高于Dare和丰收黄(P<0.01),说明根系发达是PI471938耐萎蔫的重要原因。供试亲本和各世代材料的株高、地上部干重均与根干重及根体积显著正相关,可作为对根系性状进行间接选择的指标。在Dare×PI471938杂交组合的F₂代,不论在灌水还是干旱条件下,根干重均以微效多基因控制为主,主基因遗传率较低;根体积在灌水条件下表现多基因遗传,而在干旱条件下则由2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性多基因控制,主基因遗传率为54.63%。在干旱条件下,丰收黄 × PI471938组合的根干重、根体积均以多基因控制为主。以在干旱条件下种植的Dare×PI471938组合的F₂代群体为材料,采用SSR标记对大豆根系及地上部性状进行QTL定位,检测到位于3个不同连锁群的5个主效QTL,表型贡献率在16.07%~38.44%之间。     

开花后不同光周期条件下大豆农艺性状和品质性状的QTL分析

以开花期相近的181个大豆重组自交系(RIL)为材料,研究开花后不同光照长度对大豆主要农艺性状的影响,并在利用SSR标记构建大豆遗传图谱的基础上,分别在长日(16 h)和短日(12 h)条件下检测与主要农艺性状及其光周期敏感度(PS)相关的QTL。结果表明,开花后光照处理对大豆农艺性状和品质性状有较大影响,不同性状的光周期敏感度差异明显,株高＞主茎节数＞蛋白质含量、脂肪含量＞百粒重＞单株荚数＞蛋白质和脂肪总量。利用复合区间作图法检测到12个与株高、主茎节数、单株荚数、百粒重、蛋白质和脂肪总量等性状及各性状对开花后光周期处理的敏感度相关的QTL,分别定位于A1、A2、B1、B2、C1、D1a、F、L等8个连锁群上。其中,在短日条件下检测到4个QTL,可解释的遗传变异范围在11.37%~26.63%之间;在长日条件下检测到3个QTL,可解释的遗传变异范围在11.84%~27.85%之间;检测到5个与不同性状光周期敏感度有关的QTL,可解释相对应性状表型变异的范围在6.15%~21.44%之间。针对同一性状,未检测到在长日和短日条件下均起作用的主效QTL, 说明开花后光周期对大豆产量和品质性状相关基因的表达有较大影响。     

发展转基因大豆,振兴中国大豆产业

发展转基因大豆有利于改革耕作制度,降低生产成本,提高种植效益,推进科技进步,对于提升我国大豆产业的市场竞争力、保障国家粮食安全、     

利用花粉管通道法将cry Ia基因导入小麦

利用适用于禾谷类作物的表达载体pGU4ABBar,采用花粉管通道法,将人工合成的苏云金芽孢杆菌杀虫蛋白基因cry Ia导入了优良冬小麦品系西农2208和西农132,经PCR和Southern blot鉴定,证明获得了27株导入了cry Ia基因的转基因植株,转化率约为1.13%～1.21%,并通过Western blot鉴定检测到了目的蛋白的表达.     

黄淮流域小麦品种高分子量谷蛋白亚基遗传变异分析

利用SDS-PAGE法分析了我国黄淮流域五省区(安徽、江苏、陕西、河南、山东)83个小麦品种(系)高分子量谷蛋白亚基的组成。结果表明,五省区小麦品种(系)中高分子量谷蛋白亚基变异较为丰富,不仅出现了常见的高分子量谷蛋白亚基类型,而且还出现了一些稀有亚基类型,如13+16,5+12等。对面包品质而言,在公认的优质亚基中,其中以安徽省小麦品种(系)中含5+10亚基的频率为最高,为52.94%,其后依次是江苏省、山东省、河南省、陕西省;在14+15优质亚基类型中,山东省最高,为17.64%,其次是安徽省、陕西省、河南省、江苏省;在7+8优质亚基类型中,江苏省最高,为60%,其次是山东省、河南省、陕西省、安徽省;由于所选83个品种中17+18和2*优质亚基类型出现次数太少,暂不能确定出现频率最高的省份。从高分子量谷蛋白亚基品质评分看,以山东省的小麦品种(系)亚基平均得分最高,安徽省最低。从总体看,我国黄淮流域五省区具有丰富的亚基类型,这为今后的育种工作,尤其是小麦品质的改良提供了更多可供选择的亲本材料。     

促进部分同源染色体配对的Ph''基因从拟斯卑尔脱小麦向普通小麦的导入

多倍体小麦中的二倍体化染色体配对由几个有着主要和次要作用的Ph（部分同源配对）基因控制。在这些基因缺失或被来自于其它物种的基因（Ph＇基因）所抑制时都会出现部分同源配对。把拟斯卑尔脱小麦（Triticumspeltoides即Angilopsspeltoides）的Ph＇基因导入了普通小麦（T．aesticum），并在此基础上进一步分析了被导入的成对Ph＇和独立Ph＇基因的表现。因Ph＇基因对小麦的Ph基因表现上位，在杂种F1代中小麦与外源染色体发生了部分同源配对。利用Ph＇基因无性系，证实了小麦和簇毛麦（Haynaldiavillosa）染色体间的部分同源配对。由于在杂种F1代中出现了部分同源配对，并且不需要细胞遗传学操作，因此Ph＇基因无性系可能是一个快速有效地向小麦导入外源基因的通用工具。