基于叶绿体trnL-F序列对广义披碱草属物种的系统进化研究

广义披碱草属包括了披碱草属、鹅观草属、猬草属、裂颖草属和仲彬草属。为深入研究这5个小麦族多年生属的系统地位、母本来源及St染色体组的来源和分化等问题,本研究根据叶绿体DNA trnL-F序列构建了系统树和网状结构图。结果表明,1)广义披碱草属物种的母本不完全来源于拟鹅观草属的St染色体组,其中黑药仲彬草和梭罗仲彬草的母本染色体组为P染色体组,Hystrix duthiei及长芒猬草的母本染色体组为Ns染色体组;2)系统树中反映了P、W和St染色体组之间具有较近的亲缘关系,它们与H和Ns染色体组的关系较远;3)仲彬草属中黑药仲彬草和梭罗仲彬草与冰草属的二倍体物种聚类在一起,表明黑药仲彬草和梭罗仲彬草与冰草属的关系较近;猬草属中猬草聚在St支中,而H. duthiei和长芒猬草包括在Ns支中,表明它们具有不同的染色体组组成;4)5个不同地理分布的具有St染色体组的拟鹅观草属二倍体物种没有形成一个单系组,表明St染色体组在二倍体物种中存在一定程度的分化;在异源多倍体物种中,其St染色体组的质体序列构成了不同的分支,表明St染色体组在多倍体物种中也具有分化;5)亚洲分布的拟鹅观草属二倍体物种可能参与了大部分欧亚物种的起源,北美分布物种的St染色体组可能来源于北美的拟鹅观草属物种;有些物种在多倍化起源过程中可能发生了重复杂交过程。     

渐绿木霉基因组中PKS和NRPS基因的多样性分析

为了探究渐绿木霉(Trichoderma viridescens)基因组中聚酮合成酶(polyketide synthase,PKS)和非核糖体多肽合成酶(non-ribosomal peptide synthase,NRPS)的多样性,为寻找合成生物活性物质的潜在菌株提供科学依据。本研究通过18S rDNA序列分析,鉴定菌株SC-1为渐绿木霉(T.viridescens);利用兼并性引物对菌株SC-1的PKS和NRPS基因进行PCR扩增及序列测定分析,构建系统发育树,明确菌株SC-1的PKS和NRPS基因序列的系统进化地位。结果表明,菌株SC-1基因组中含有PKS I、NRPS基因片段;经比对,PKS I基因片段与已知Trichoderma atroviride PKS序列相似度为96%,NRPS基因片段与Trichoderma gamsii NRPS序列相似度为97%。本研究结果为渐绿木霉具有产生活性次生代谢产物的潜力,值得进一步开发研究和应用。     

遗传解析西藏半野生小麦和优异普通小麦品系后代的农艺性状

【目的】分析西藏半野生小麦Q1028和优异普通小麦品系99E18及其构建的重组自交系群体主要农艺性状的遗传特性,鉴定携带西藏半野生小麦优异性状的株系。【方法】采用西藏半野生小麦和优异普通小麦品系99E18构建的含287个株系的重组自交系(recombinant inbred line,RIL)为实验材料,进行两年田间调查和室内考种,对群体的抽穗期、开花期、株高、分蘖数、穗长、小穗数、穗密度、穗粒数、穗粒重以及千粒重等10个农艺性状进行考察及遗传分析。【结果】除分蘖数以外,两年间的表型数据均呈现出极显著正相关。10个测量性状在小麦RIL群体内部变异较大,表现出连续变异,呈近似正态分布,并由多基因控制。除分蘖数遗传力较低外(0.097),其余农艺性状遗传力均在0.3以上之间,由遗传因子控制。RIL群体中,大部分性状之间都检测到显著相关性。【结论】鉴定获得具有西藏半野生小麦背景的7个综合农艺性状较为优异的高代株系,适用于后期育种利用。     

小麦骨干亲本繁6产量相关性状关键基因组区段的遗传效应

繁6是中国小麦育种最重要的骨干亲本之一, 明确其优良特性的遗传机制对小麦育种具有重要意义。本研究鉴定了39个繁6衍生品种的7个产量相关性状, 并利用全基因组SSR标记分析了繁6中控制这些性状重要遗传区段和基因位点在子代中的遗传效应。表型鉴定结果表明, 繁6产量相关性状在不同世代衍生品种中表现无显著差异, 表明这些性状在衍生品种选育过程中受到选择并稳定遗传。利用已获得的控制小麦产量相关“一致性” QTL区段的417个SSR标记进行分子扫描, 发现11个繁6特异SSR标记在其衍生后代中被高频率遗传。性状-标记关联分析表明, 21个来自繁6的特异SSR标记与产量相关性状极显著关联(P < 0.01)。同时鉴定出分别位于2A和5A染色体的Xgdm93.3-Xgwm526.2和Xbarc100-Xgwm156.1区段, 前者控制株高和小穗数, 后者控制千粒重。本研究证实, 上述两个与小麦产量相关性状关联的位点或区段在小麦产量育种进程中受到强烈的人为定向连续选择, 并在四川乃至西南麦区小麦产量育种中发挥了重要作用。     

利用SLAF-Seq-BSA定位矮秆波兰小麦矮化基因Rht-dp

【目的】为了显著地缩小矮秆波兰小麦矮化基因Rht-dp的候选区域。【方法】借助SLAF-Seq-BSA(specific-locus amplified fragment sequencing and bulked segregant analysis)技术进行Rht-dp的关联分析。【结果】通过对亲本、极高和极矮池的SLAF-Seq分析,SLAF标签均匀分布在A和B基因组上,但仍有部分标签分布在D基因组或没有绑定在中国春基因组上。同时将Rht-dp定位在4B基因组上的154 766 751-343 858 300区域;结合前期SSR标记分析结果(99 826 939-250 584 662),最终将Rht-dp缩小在4B基因组上的154 766 751-250 584 662区域。【结论】矮秆波兰小麦与中国春具有一定的遗传差异。SLAF-Seq-BSA能有效地用于矮秆波兰小麦矮化基因Rht-dp的定位,为后期建立其他分子标记快速缩小目的区域奠定了物质基础。     

鹅观草与披碱草属间杂种的形态学和细胞学研究

将鹅观草R..ciliaris与披碱草E.wawawaiensis进行人工远缘杂交,获得杂种F1。对杂种F1的花粉母细胞减数分裂染色体配对行为及形态学进行了统计分析。结果表明:R.ciliaris和E.wawawaiensis之间的形态差别比较大,并且杂种穗部特征多介于双亲之间。杂种F1花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ有94%的细胞形成7个或7个以上二价体,其构型为13.36Ⅰ+7.20Ⅱ+0.08Ⅲ,C-值为0.75。以上结果表明R..ciliaris和E.wawawaiensis之间应该至少有一个染色体组具有较高的同源性,即St染色体组。     

大麦HvRBR基因克隆与序列分析#br#

【目的】从栽培大麦（Hordeum vulgare）中分离并克隆对植物细胞周期起负调控作用的RBR（retinoblastoma-related）,鉴定大麦RBR（HvRBR）分子特征,明确其与同源基因间的亲缘关系和分类地位,为探索动、植物生长发育过程中细胞增殖和分化相关调控途径的研究提供理论依据。【方法】通过对植物RBR生物信息学分析,根据RBR保守区域序列设计通用引物,采用PCR方法从栽培大麦DNA和苗期总cDNA中分别分段克隆,获得特征序列后在DNAMAN软件下进行序列分析、多重序列比对并构建系统树。【结果】从栽培大麦籽粒皱缩突变材料GSHO1854中获得全长为5 547 bp的大麦HvRBR序列（GU121481）,其cDNA编码区（GU121480）全长3 179 bp,包含一个编码975个氨基酸的开放阅读框。由其推导的氨基酸序列与已报道的RBR蛋白序列有较高的一致性。在A、B保守区之间有一个间隔区,虽然同源性较低,但是所有氨基酸序列的相似位点都包含一个半胱氨酸残基,这说明该半胱氨酸残基形成的分子内或分子间二硫键可能对整个RBR蛋白的结构和功能产生重要的影响。系统进化分析表明HvRBR与水稻同源性最高（84.3%）,与苜蓿、拟南芥等双子叶植物的同源性较低（50%）。【结论】首次从大麦中得到与植物细胞周期起调控、细胞增殖和分化相关的RBR蛋白编码基因HvRBR。对栽培大麦籽粒皱缩突变材料GSHO1854的HvRBR进行了分子克隆和鉴定,并通过系统进化分析将HvRBR归为植物RBR家族C亚族。     

节节麦对铝的耐性评价

为了评价节节麦在普通小麦耐铝方面的应用价值,设置了pH4.50和pH4.50+50/μmol/L Al3+"以及pH4.50+100μmol/L Al3+3种水培营养液处理45份节节麦.结果表明,再生根伸长量以及耐铝指数在节节麦居群间存在较大的遗传变异.再生根伸长量以pH4.50的最长,pH4.50+100μmol/L Al3+的最短,pH 4.50+50μmol/L Al3+的居中.pH4.50+50μmol/L Al3+的耐铝指数变异范围为0.18～0.49,平均值为0.33.pH4.50+100μmol/L Al3+的耐铝指数变异范围为0.09～0.32,平均值为0.18;节节麦材料在50μmol/L Al3+的苏木精染色除As 65和As 88的染色程度相对较轻(为2级)外,其余染色均较深(为3级),而中国春的染色程度更轻(为1级);综合耐铝指数以及苏木精染色结果认为,所有节节麦都不耐铝,发现耐铝节节麦可能性较小.因此,节节麦可能不是小麦的耐铝抗源之-.     

基于形态学的8种鸢尾属植物分支分类学分析

【目的】通过对8种1变种鸢尾属植物的27个形态学特征分析为鸢尾属植物的种间关系提供形态学依据。【方法】对8种1变种鸢尾属植物的27个形态性编码,以射干为外类群,利用PAUP中的最大简约法进行鸢尾属植物的表型分支分析。【结果】经简约分析,得到了4棵同等最大简约分支树,其严格一致树显示:1白花马蔺和马蔺聚为一支,其自展值为96%;2四川鸢尾、薄叶鸢尾和锐果鸢尾聚为一支,其自展值为55%,然而,四川鸢尾和薄叶鸢尾与锐果鸢尾的枝分开,其自展值为83%;3蝴蝶花、扁竹兰和扇形鸢尾聚为一支,其自展值为57%。其中,扁竹兰和扇形鸢尾与蝴蝶花的枝分开,其自展值为78%。【结论】1白花马蔺和马蔺的关系很近,支持将马蔺作为白花马蔺的变种处理;2四川鸢尾和薄叶鸢尾较锐果鸢尾关系近;3扁竹兰和扇形鸢尾两种之间的关系较蝴蝶花更近。     

鹅观草不同居群条锈病和白粉病抗性评价

鉴定不同居群鹅观草种质对条锈病和白粉病的抗性,为牧草及麦类作物抗病基因的选取和抗病品种选育提供遗传资源基础。本研究采用田间接种法对来自国内外的34份鹅观草种质资源(野生资源33份,品种1份)进行了成株期抗病性鉴定和评价。结果表明,种质资源抗病能力存在多样性。34份鹅观草条锈病的严重度、病叶率和病情指数的变异范围分别为11.49%~50.46%,19.85%~74.24%和2.63~37.60,变异系数分别为30.01%,26.54%和49.67%;反应型和发生程度的变异范围分别为1~4和轻发生(1级)至大发生(5级);各病害指标之间均为极显著正相关(P<0.01)。以上5个指标综合聚类分析表明:34份材料中,6份高抗(HR,占17.65%)、4份中抗(MR,占11.76%)、17份中感(MS,占50.00%)和7份高感(HS,占20.59%)。34份鹅观草白粉病的反应型、严重度和植株感病率的变异范围分别为0~4,0~60.00%和0~100%;34份材料聚类分析得知:12份高抗(HR,占35.29%)、5份中抗(MR,占14.71%)、11份中感(MS,占32.35%)和6份高感(HS,占17.65%)。对条锈病和白粉病均具有较好抗性的材料有ZY 1007和Pr 87-88 344,可作为育种材料进一步深入研究。