马铃薯抗晚疫病基因RB、R3a过表达及R3a特异性识别关键结构域的确定

 通过将马铃薯抗晚疫病基因RB、R3a编码区克隆到具有组成型CaMV35S强启动子的双元表达载体上,结合农杆菌介导的瞬时表达,分析过表达条件下RB-AvrB,R3a-Avr3a的特异性识别情况。并利用重叠延伸PCR实现R3a与同源序列I2GA1在卷曲螺旋（CC）、核酸结合位点（NBS）和富含亮氨酸重复序列（LRR）三个结构域的互换,根据过敏性反应（hypersensitive response,HR）是否被阻断分析各个结构域对特异性识别的影响,确定特异性识别的关键结构域。结果表明：CaMV35S启动子驱动的RB基因在表达量上较自身启动子有明显提高,使HR反应加快; R3a的表达量和特异性识别Avr3a诱导产生HR反应的速度在两者之间均无明显差别。另外,R3a与I2GA1在LRR区域序列发生交换后,识别Avr3a诱导产生HR反应的能力也发生了交换,即R3a特异性识别Avr3a的关键序列位于LRR结构域内。     

黄瓜磷效率评价及其基因型差异

在水培条件下,评价了来源不同的18个黄瓜基因型的磷效率,并初步分析了导致黄瓜磷效率基因型差异的生理机理。结果表明,两周的低磷胁迫严重抑制了黄瓜地上部生长,但刺激了根系的生长,主要表现在叶片数、叶面积、株高和茎粗降低,根冠比、比根长、总根长和总根表面积增加,根变细、根平均直径降低等。与高磷处理下供试黄瓜相比,低磷处理导致植株的总磷吸收量都不及高磷处理下的一半,下降了62.66%~93.96%,但磷利用效率提高了2~7倍。大部分根系形态指标(包括主根长、总根长、根表面积等)与黄瓜磷吸收效率显著相关。黄瓜的磷效率与其磷吸收效率极显著正相关,而与其利用效率相关性不大。磷胁迫改变了黄瓜地上部和地下部形态构型、显著降低了黄瓜植株总磷效率和磷吸收效率,磷利用效率则显著提高,基因型间差异显著。黄瓜的总磷效率主要由磷吸收效率决定。供试黄瓜中,基因型3、10、13和17为磷低效低敏感型,而基因型1、14、15和18为磷高效高敏感型,可用于培育磷高效黄瓜品种。     

同源转基因将成为利用野生资源进行作物育种的一种有效手段

 作物育种的一个主要限制因素是各栽培种的遗传基础日趋狭窄, 迫切需要从野生种质资源中导入优异等位基因。杂交障碍和连锁累赘降低了常规育种利用这些等位基因的效率。基因组研究的发展使得越来越多的植物基因的克隆成为可能。同源转基因就是将本物种或其近缘野生种克隆的优异等位基因导入到要改良的育种材料中。这不仅可以缩短育种的周期, 而且不会有不良性状的连锁累赘。同源转基因和常规育种所要导入的目标基因的来源是相同的, 因此育成的品种同样是安全的。如果转基因条例能够将同源转基因品种视同为常规育种品种, 同源转基因将会成为人们利用野生资源进行作物改良的一种有效手段。     

青枯菌拮抗菌2-Q-9的分子鉴定及抑菌相关基因的克隆

通过16S rDNA碱基序列的测定和同源性分析,鉴定青枯菌拮抗菌2-Q-9与桥石短芽孢杆菌(Brevibacillus choshinensis)亲缘关系最近,其16S rDNA序列提交GenBank,登录号为FJ613127.根据已测得的该拮抗菌外泌抗菌肽氨基酸序列中的一段设计简并引物,利用染色体步移法得到全长序列780 bp,经测序和BLAST比对分析表明,该基因属于CodY家族,与已鉴定的转录因子抑制剂CodY(ZP_01171531)的同源性最高;表现在氨基酸水平的相似性为77%,其序列全长已提交GenBank,登录号为FJ613128.     

干旱胁迫对马铃薯类黄酮和类胡萝卜素合成关键酶基因表达的影响

利用马铃薯抗旱二倍体材料H145和对干旱敏感二倍体材料H214,通过半定量RT-PCR方法研究了干旱胁迫0、7、10、12、14 d时叶片和根系中3-二氢黄酮羟化酶（F3H）基因、黄酮合成酶（FLS）基因和β-胡萝卜素羟化酶1（HYD-1）基因的表达状况。结果表明：干旱胁迫过程中马铃薯品系H145 和H214 叶片和根系中F3H基因、FLS基因、HYD-1基因的表达量在轻度或中度干旱胁迫下有不同程度的增加,但品系H145在干旱的早期叶片中F3H基因表达量比根系里增加快,并且叶片中FLS基因和HYD-1基因受干旱诱导的表达持续时间比根系中长;品系H214叶片中F3H 基因受干旱诱导表达持续的时间比根系中长,在干旱的早期叶片里FLS 基因和HYD-1 基因表达量没有根系里增加快。说明F3H、FLS和HYD-1基因参与了马铃薯抗旱反应,但不同的品系这些基因起作用的方式可能不同。     

利用永久群体在不同环境下定位黄瓜株高QTL

【目的】黄瓜（Cucumis sativus L.）株高相关性状与其产量及植株生长发育有密切关系,对其进行QTL定位及比较分析,不仅为基因的精细定位及克隆奠定基础,也可实现该性状已有研究结果的信息整合,为黄瓜株型改良及分子标记辅助选择提供理论依据。【方法】利用以黄瓜材料9930和9110Gt为亲本构建的F9代RILs群体遗传图谱,结合4次黄瓜株高相关性状的表型数据,采用MapQTL4.0软件进行多座位QTL模型(Multiple-QTL model,MQM)检测。基于基因组序列信息,对本研究和前人已有研究结果进行比较作图并对株高QTL位点区域序列进行BLAST分析。【结果】共检测到11个与株高、节间长度、节数相关的QTLs,分布在Chr.1、Chr.2、Chr.5、Chr.6这4条染色体上,各QTLs的LOD值在3.03-12.73,可解释6.2%-32.1%的表型变异。其中主效QTLs 5个,可在春秋两季重复检出的QTLs 3个,占QTL总数的27.3%。在Chr.1上有QTL成簇聚集的现象。【结论】控制黄瓜株高的基因至少有4个,分别位于第1、3、5、6这4条染色体上。在Chr.6长臂上定位的应是有限生长基因de。     

马铃薯抗晚疫病转基因材料的获得及活性氧清除酶系与抗病过程关系分析

 【目的】获得马铃薯抗晚疫病转基因材料,初步分析活性氧清除酶系与抗病过程的关系。【方法】通过农杆菌介导的方法,以茎段为外植体,将抗晚疫病基因R1、R3a 和RB分别转化马铃薯感病栽培品种Desiree,并通过特异PCR扩增目的基因、无菌苗快速抗病鉴定和离体叶片接种鉴定、RT-PCR分析来筛选阳性转化株系。并测定转基因株系和野生型接种晚疫病原菌生理小种89148-9后,体内超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）的活性变化。【结果】结果证明,3个抗晚疫病基因都已经整合进入马铃薯基因组中并稳定表达,所获得的转基因株系接种小种89148-9后其抗性有不同程度的提高,大部分表现为高抗或抗病,有明显的HR反应;转基因株系在接种小种89148-9后3种酶的活性都升高,且活性高峰比野生型早。【结论】获得了一批高抗或抗晚疫病的马铃薯转基因材料;活性氧清除酶系可能参与了R基因介导的抗病过程。     

国际马铃薯和番茄基因组测序进展

 国际番茄基因组项目计划精细测定220 Mb的常染色质区域,马铃薯基因组项目计划测定全基因组840 Mb的DNA序列。中国是两个项目的参与国,负责番茄染色体III,XI和马铃薯染色体X,XI的测序工作。基于番茄和马铃薯基因组间存在着高度的相似性,在二者染色体XI的测序的同时运用了比较测序的方法。     

利用田间抗病基因近等混合系防治马铃薯晚疫病

马铃薯是世界上第四大粮食作物,是我国七大农作物之一。晚疫病是由致病疫霉菌（Phytophthora infestans）引起的毁灭性的病害,19世纪中叶曾造成举世闻名的“爱尔兰大饥荒”,至今仍然是马铃薯最严重的病害。提高抗晚疫病的水平是马铃薯育种的重要目标。马铃薯抗晚疫病育种是通过遗传操作来抵抗植物病害的最早的人类实践之一,但至今收效甚微,从野生种导入的抗病基因在田间很容易失效。马铃薯和致病疫霉菌的互作关系符合经典的“基因对基因”假说,只有马铃薯的抗病基因和致病疫霉菌的非毒力基因同时存在并表达时,抗病反应才能发生。致病疫霉菌是一种进化潜力非常高的病原,可以快速突变本身的非毒力基因,因而造成对应的马铃薯抗病基因的失效。要提高抗病基因的持久性,目前唯一的途径是同时释放多个抗病基因,人为造成田间抗病基因的多态性。马铃薯抗晚疫病基因的克隆取得了快速的发展,为通过转基因的手段创造田间抗晚疫病基因的多态性提供了基础。     

黄瓜23对高多态性SSR标记的筛选与评价

 目前在黄瓜种质研究中仍然缺乏可用的引物。利用黄瓜基因组连锁遗传图谱开发的995对备选SSR引物,挑出在7条染色体上均匀分布且能扩增出清晰稳定单一条带的多态性引物23对,并利用这些引物对黄瓜种质遗传多样性进行了探讨。通过来自不同国家和地区的30份代表性黄瓜种质资源进行SSR扩增分析,从中能够得到153条多态性条带。不同引物分析得到的种质遗传多样性差异较大,供试种质间平均期望杂合度为0.57,平均PIC值（多态性信息量）为0.60。23对引物可以清晰检测出亚洲、欧美和印度群体遗传多样性,较客观地反映了群体结构和地域性差异等信息。