花生突变体研究进展

花生是我国重要的油料作物。由于栽培种花生遗传基础狭窄,常规育种难以培育出突破性新品种。而创制突变体是一种快速、有效获得具有优异性状花生新种质进而培育新品种的重要途径。本文就植物突变体创造途径、花生突变体研究现状及利用情况进行了概述,并对下一步工作进行了展望,旨在为花生突变体的创制和利用提供参考。     

花生NBS-LRR类抗病基因的克隆及原核表达

根据已知抗病基因的NBS保守区域设计引物,利用PCR技术从花生基因组DNA中克隆得到一个NBS-LRR类抗病基因,序列长539 bp,命名为PnAG3。蛋白质序列同源性分析表明多个植物抗病相关蛋白与之有一定的同源性,其中同源性最高的是花生C8_V_253抗性蛋白序列（97%）。将PnAG3基因编码区构建原核表达载体,表达产物分布于包涵体中,大小为47.26 KDa,1 mmol/L IPTG诱导4 h可获得最大表达量。为花生抗黄曲霉品种选育奠定了基础。     

花生根部耐盐相关miRNAs的鉴定与功能分析

miRNAs作为一种基因表达调控子在植物应答胁迫的过程中起着重要的作用,当花生受到盐胁迫时,也会有相应的miRNAs参与基因表达调控应答胁迫。本研究对200份花生品种进行萌发期耐盐性鉴定,获得了高耐盐花生品种3份,中耐盐花生品种5份,盐高敏感品种4份。并对不同耐盐性花生品种在盐胁迫处理条件下进行了抗氧化酶活性(SOD,POD,CAT)和MDA含量的测定。结果表明,耐盐性花生品种清除活性氧的能力大于盐敏感型。盐胁迫条件下,耐盐性花生植株MDA含量较少,受到的伤害相对较小,而盐敏感植株的受伤害程度最大,也证明了耐盐性花生品种在受到盐胁迫伤害时植物体内存在更强大的保护作用。通过小RNA测序及对靶基因序列进行功能分析和同源序列功能检索,获得了8条花生耐盐相关保守miRNAs序列,miR159-1,miR159-2,miR159-3,miR164-2,miR167-3,miR319-1,miR319-2,miR2111-1。荧光定量PCR测定结果表明,这些花生保守miRNAs受盐胁迫诱导,并调控其靶基因的应答反应。     

干旱胁迫对花生PnAG1基因的表达及生理指标的影响

为了探讨NBS-LRR结构域中抗性相关基因PnAG1与干旱胁迫的相关性,比较花生在不同干旱程度胁迫下主要防御酶活性变化情况以及PnAG1基因表达量变化动态。经干旱胁迫后测定不同时期两花生品种叶片的过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽还原酶（GR）活性、丙二醛（MDA）含量和PnAG1基因表达量的动态变化。结果表明,在干旱胁迫后两品种的POD、GR、MDA变化均表现出先下降后上升的趋势,SOD活性则为表现为持续上升,而PnAG1基因的表达量变化同样也呈现出先下降后上升的趋势,与防御酶活性变化相似,因此推断PnAG1基因在抗病基础之上可能同植物防御体系存在相关。     

樟木-玻璃纤维复合材料叶片应力的有限元分析

以100W樟木-玻璃纤维复合材料叶片为研究对象,分析了不同风速下叶片载荷,通过ANSYS软件对叶片的应力分布进行仿真分析。结果表明,在实际运行条件下叶片表层的玻璃纤维材料承载主要的载荷,最大应力为283.7k Pa,而叶片内部的樟木芯在对应风速所承载载荷较小,仅为74.5 k Pa;在改变叶片各层玻璃纤维分布方向时叶片整体的应力分布会随之改变,通过优化铺层可以提高叶片整体强度。研究结果可为风电机组叶片轻量化设计及玻璃纤维的铺层设计提供基础。     

黄曲霉侵染前后花生过氧化物酶与过氧化氢酶活性变化的研究

采用分光光度法对黄曲霉侵染前后两种花生籽仁中过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）活性进行测定。试验结果表明,接种8h后两花生品种POD活性明显提高,并表现出明显的活性高峰,之后POD活性逐渐下降,24h后POD活性变化幅度较小,两花生品种间的POD活性相差较大;接种后随时间的延长CAT活性降低,24h后趋于稳定,两花生品种CAT活性相差较大。两种酶之间的变化无明显的同步性,两花生品种中两种酶的活性变化趋势也不尽相同。     

花生种皮及籽仁DNA提取方法的研究

采用改良的CTAB和SDS方法对金花1012和J11两个花生品种种子的种皮及籽仁的DNA进行了提取研究。发现CTAB法无法提取J11种皮的DNA,而改良的SDS方法能将两种花生的种皮及籽仁的DNA提取出来。另发现用苯酚对提取的DNA进行纯化效果更显著。因此,配合使用苯酚去除蛋白质的SDS方法更适宜于花生种皮DNA的提取。     

花生AhNAC53基因的克隆及干旱胁迫下的表达分析

为探究NAC转录因子在花生生长发育和抗逆反应中的功能,本试验在花生J11叶片中克隆得到一个NAC基因,并利用实时荧光定量PCR技术(RT-qRCR)对NAC基因表达模式进行了分析。结果表明,NAC基因全长1 752 bp,共编码583个氨基酸,分子量64.924 k Da,等电点4.42,亚细胞定位结果预测该NAC蛋白主要在细胞核中,进化树分析结果表明其与大豆GmNAC53亲缘关系较近,将其命名为AhNAC53。RT-qRCR结果表明,AhNAC53基因在花生不同组织中均有表达,其中在叶中的表达量最高;不同程度的干旱胁迫下其表达量存在显著差异,除在10%PEG6000胁迫下基因表达量相对变化较小,其他胁迫程度(5%、15%和20%PEG6000)下,随着处理时间的延长,AhNAC53基因表达量均呈现较大幅度的上调,且均在处理48 h时达到峰值,进一步表明AhNAC53基因可能参与了花生的生长发育和对干旱胁迫的响应。本试验结果为深入研究花生AhNAC53基因的功能奠定了一定的理论基础。     

花生栽培种InDel有效标记筛选与评估

为获得花生栽培种中有效的InDel标记,本研究基于花生简化基因组检测到的InDel信息,经PCR扩增以及电泳检测验证引物的有效性与多态性,利用生物统计学软件检测InDel标记的多态性水平。结果表明,在花生基因组上设计的39对引物在覆盖4个植物学类型的21份花生中均可获得扩增产物,其中14对引物具有多态性,为总引物数的35.9%,有3对引物位于基因编码区;Shannon指数为0.191 4~1.295 1,均值为0.579 4;多态性信息量(PIC)为0.090 7~0.674 6,均值为0.349 6。本研究筛选获得的InDeI标记可为花生栽培种遗传图谱构建和分子标记辅助育种提供有效的遗传标记。     

利用GBS-cpDNA揭示花生属花生区组内种间亲缘关系

揭示栽培种花生(Arachis hypogaea L.)与同属花生区组野生种之间的亲缘关系可为野生资源引入和遗传资源保存提供重要参考。本研究基于已公布的栽培种花生叶绿体全基因组序列,以11份花生区组的野生种资源和44份不同类型的栽培种花生为研究材料,利用GBS(Genotyping-by Sequencing)测序结果中能够比对到叶绿体全基因组的序列信息,获得了叶绿体基因组上111个SNP位点和10个InDel位点。根据系统演化树以及主成分判别分析结果显示:与栽培种花生关系最近的野生种是A.monticola,较近的是A.duranensis、A.batizocoi、A.paraguariensist和A.hoehnei,较远的野生种包括A.helodes、A.cardenasii、A.villosa、A.stenosperma。花生区组种间亲缘关系的阐明,对花生远缘杂交育种具有重要意义。