苦荞重组自交系群体籽粒性状遗传变异分析

为了研究苦荞遗传群体籽粒性状的遗传变异，探索影响苦荞籽粒产量的主要因素，筛选综合性状优良的株系，为苦荞育种提供理论依据和新材料。以小米荞与晋荞2号杂交获得的重组自交系群体为材料，对籽粒产量、千粒重、籽粒长宽比、籽粒面积、籽粒周长、籽粒直径、籽粒圆度等7个性状进行了相关性分析、主成分分析和聚类分析。结果表明：各性状变异系数为5.16%～25.45%，均存在双向超亲分离现象。籽粒产量与千粒重、籽粒直径、籽粒面积、籽粒周长呈极显著正相关。主成分分析将7个籽粒性状综合为2个主因子，前2个主成分累计贡献率达86.71%。基于籽粒性状的表型值，聚类分析将苦荞重组自交系（RILs）群体划分为7个不同的类群，其中C5和C7类群籽粒产量显著高于其他类群。千粒重、籽粒直径、籽粒面积、籽粒周长是影响籽粒产量的主要因素；结合籽粒性状主成分综合评价及聚类分析结果，C7类群的株系R166、R188、R78、R46、R112、R151籽粒性状较好，具有高产特性可作为高产苦荞的推荐材料。     

贵州省荞麦蚜虫种类调查及消长规律研究

选择2016-2017年春秋2季贵州省荞麦4主产区的6个点进行蚜虫种类调查和消长规律研究,结果表明:荞麦蚜虫的种类为桃蚜、棉蚜和豆蚜3种,优势害虫为桃蚜.桃蚜的消长规律与荞麦品种、发育期、海拔有直接关系,蚜虫对甜荞的危害最大,其次是苦荞和米苦荞,多年生苦荞和矮金荞危害最小;虫口数量随着荞麦发育期逐渐增加到开花期达到最大,直到荞麦收获期下降至最低;海拔越高虫口数相对越少,反之则越多.     

白菜型、芥菜型和甘蓝型油菜对低氮低磷胁迫反应的差异

以收集的94份白菜型油菜(Brassica rapa)、芥菜型油菜(Brassica juncea)、甘蓝型油菜(Brassicanapus)为材料,利用大田小区试验,设正常施肥(CK)、低氮(LN)、低磷(LP)3种处理,在成熟期考察籽粒产量、株高、一次分枝数、每角果粒数、千粒重和角果数以及低氮或低磷与正常施肥间的籽粒产量比值(氮、磷效率),研究评价不同油菜材料对低氮、低磷胁迫反应的差异和产量潜力。结果表明:甘蓝型油菜在3种处理条件下都具有最高的平均籽粒产量,生产潜力大;白菜型的氮、磷效率最高,可能携带更多氮、磷高效相关的基因;芥菜型油菜的氮、磷效率虽不及白菜型油菜,但高于甘蓝型油菜,同时还具有黄籽和角果数多、抗虫抗病性强等优良性状,二者均可为甘蓝型油菜的遗传改良提供优良基因来源。在不同施肥条件下,不同类型油菜的性状都有较大的变异,并且与其籽粒产量有不同程度的相关性,说明不同油菜种类的相关性状具有较大的遗传变异资源,且同一类油菜不同基因型或品种间也存在较大的遗传变异。     

荞麦3个种子蛋白基因的序列和表达分析

【目的】阐明荞麦Fagopyrum中3个种子蛋白基因序列的特征及其在种子发育过程中的作用,为探讨荞麦种子发育过程分子机制提供理论依据。【方法】利用本地Perl程序、BLASTP、MEGA6、PLANTCARE等,分析了荞麦3个种子蛋白基因(13S球蛋白基因、11S球蛋白基因和谷蛋白基因)序列及其编码蛋白质的进化关系,预测启动子区域的顺式作用元件。通过荧光定量PCR技术分析3个基因在甜荞F.esculentum、苦荞F.tataricum和金荞F.cymosum种子发育过程中的表达情况。【结果】13S球蛋白基因含有4个外显子和3个内含子,蛋白序列长515 aa,与苦荞中的一个13S球蛋白(Gene Bank登录号:ABI32184.1)仅有6个氨基酸不同,推测二者为同一个基因,在苦荞灌浆中期表达量最高;11S球蛋白基因含有8个外显子和7个内含子,蛋白序列长914 aa,与欧洲慈姑中的一个11S球蛋白(Gene Bank登录号:ABB77213.1)亲缘关系最近,在苦荞灌浆中期表达量最高;谷蛋白基因含有3个外显子和2个内含子,蛋白序列长355 aa,与甜菜中的一个B5型谷蛋白(Gene Bank登录号:XP_010683769.1)亲缘关系最近,在甜荞灌浆中期表达量最高。3个基因的启动子区域均含有大量响应逆境和激素的顺式作用元件,以及在胚乳中表达所需的顺式作用元件。【结论】本研究获得了1个13S球蛋白基因序列、1个11S球蛋白基因序列和1个谷蛋白基因序列,这3个基因可能在胚乳中优势表达,并且参与到逆境胁迫和激素响应的过程中;灌浆中期是种子蛋白积累的关键时期,3个基因均在这一时期大量表达,这为后续进一步研究基因功能奠定了基础。     

3种多年生荞麦植株顶端茎段的可溶性糖含量

为了对3种多年生荞麦植物中的23个居群的菜用品质进行评价,采用蒽酮法测定各植株顶端不同季节及不同茎段的可溶性糖含量。结果表明:1)多年生荞麦顶端幼叶的可溶性糖含量最高,并随节位数降低而减少;2)春季含量最高,与夏秋两季的差异水平达极显著,夏秋两季之间差异不显著;3)3种荞麦中,大野荞、毛野荞的可溶性糖含量较高,差异不显著,硬枝万年荞可溶性糖含量最少,与大野荞的差异显著,与毛野荞的差异不显著。结论:筛选出可溶性糖含量较高的8个多年生荞麦居群,其顶端3个茎节的可溶性糖含量为10.23%~15.37%,春季适宜采摘顶端3~4节食用,夏秋季采摘顶端1~2节食用。     

苦荞二磷酸尿核苷-半乳糖转运载体FtUTR的鉴定与分析

植物二磷酸尿核苷-半乳糖转运蛋白(UDP-galactose transporter,UTR)参与介导UDP-半乳糖的跨膜运输,对于高尔基体内非纤维素多糖和糖蛋白合成至关重要.为了给苦荞糖运输及调控机制研究提供科学参考,本研究基于基因功能注释与同源基因比对,鉴定到9个苦荞FtUTR基因,其序列长度在1920～5975 bp间,氨基酸残基在81～352个间.FtUTR氨基酸序列的一致性为19.14％,说明苦荞不同FtUTR蛋白间序列保守性较低.但多个苦荞FtUTR可分别与同源的拟南芥AtUTR聚在一起,说明不同物种间UTR蛋白的进化关系较为紧密.基于茎的转录组测序鉴定到5个差异表达基因(DEGs),其中FtPinG0001931200.01在出苗后5 d高表达;FtPinG0001901300.01和FtPinG0002689200.01在出苗后10 d高表达;FtPinG0001931400.01和FtPinG0001052700.01在出苗后15 d高表达,推测它们可能在幼苗的特定发育阶段发挥作用.另外,幼苗发育过程中苦荞DEGs的表达量存在多个显著正相关或负相关关系.本研究结果可为下一步深入探索苦荞FtUTR调控UDP-半乳糖运输以及生长发育提供基础.     

不同氮、磷水平对“双高”油菜品种宁油7号和“双低”油菜品种Tapidor生长和品质的影响

盆栽试验研究了不同氮、磷水平对甘蓝型油菜"双高"品种宁油7号和"双低"品种Tapidor苗期生长、子粒产量及主要品质的影响。结果表明,氮、磷胁迫下,宁油7号苗期地上部干物重及子粒产量均高于Tapidor。不施磷处理(P1),宁油7号苗期地上部及子粒的磷积累量显著高于Tapidor;低磷(P2)及磷正常处理(NP),前者磷含量显著低于后者。低氮处理(N2),宁油7号地上部及子粒中氮累积量均显著高于Tapidor。这表明宁油7号和Tapidor氮和磷营养效率均存在差异。品质分析表明,增施磷肥Tapidor含油量增幅显著大于宁油7号;增施氮肥前者蛋白质含量的增幅小于后者。施氮和磷对宁油7号子粒硫甙及芥酸含量无影响;施氮提高了Tapidor子粒硫甙的含量,而施磷则降低了其芥酸含量。这表明氮、磷肥对"双低"品种Tapidor子粒品质的影响大于"双高"品种宁油7号。     

荞麦不同种间BW10KD过敏蛋白基因序列比较

荞麦过敏蛋白(BW10KD)与变应原病人的血清免疫球蛋白(immunoglobulin E,IgE)有强烈反应.通过对属于8个养麦种和1个变种的58个收集系中的BW10KD过敏蛋白基因保守片段进行差异分析与系统进化关系研究,为探讨BW10KD基因的结构功能及其在不同种间的进化奠定了基础,并为发生在物种基因DNA水平的微尺度的变异与进化研究中提供新的分析方法.用设计的特异引物进行扩增,所得序列与已报道过敏蛋白编码基因序列相似性达99％.各收集系间进行序列比对,得到307个排列位点(不含缺失位点),其中单型不变位点150个,多态位点S为157个(含简约信息位点数101个和单型可变位点56个).整个序列突变位点Eta为201个.选择特定分类群内变异小、分类群间变异大的19个位点进行系统聚类分析得到清晰的种系关系图.金荞、细柄野荞、硬枝万年荞聚在一起,暗示其具有较保守的BW10KD过敏蛋白基因序列;栽培甜荞与野甜荞亲缘关系近,其次与左贡野荞较近缘;毛野荞与大野荞彼此较近缘;栽培苦荞与野苦荞亲缘关系最近,与毛野荞和大野荞亲缘关系次之.     

荞麦ARF基因家族的鉴定及生物信息学分析

生长素响应因子(auxin response factor, ARF)基因应答了生长素信号,在植物生长发育中具有重要的调控作用。以荞麦基因组数据库为基础,利用BlastP比对程序共鉴定了21个荞麦ARF基因,并对其基因结构、编码蛋白理化性质、保守结构域、保守基序、亚细胞定位、潜在磷酸化位点及系统进化关系进行了分析。基因结构分析表明,21个荞麦ARF基因均含有内含子,且不同基因间内含子数目存在较大差异。保守结构域分析显示,21个ARF蛋白均含有保守的B3和ARF结构域,部分ARF蛋白还含有Aux/IAA结构域。蛋白保守基序分析表明,21个ARF蛋白共有10个保守基序,基序长度在13~55个氨基酸之间。亚细胞定位分析表明,大多数ARF蛋白定位于细胞核,个别定位于叶绿体。潜在磷酸化位点分析显示,所有ARF蛋白均含有潜在的丝氨酸(Ser)、苏氨酸(Thr)和酪氨酸(Tyr)磷酸化位点,但各蛋白的不同磷酸化位点的数目差异较大。系统进化分析表明,21个ARF基因可以分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个亚家族,其中,Ⅰ亚家族可以进一步分为Ⅰa和Ⅰb两个家族,Ⅱ亚家族可以进一步分为Ⅱa和Ⅱb两个家族。研究结果为进一步克隆荞麦ARF基因及深入研究它们在荞麦中的功能提供了参考。