人参和西洋参种质资源的乳酸聚丙烯酰胺凝胶电泳分析*

利用改进的乳酸聚丙烯酰胺凝胶电泳技术对247个人参(Panax ginseng C.A.Meyer)及西洋参(P. quinquefoliumL)种质资源的种子醇溶蛋白、盐溶蛋白进行了系统电泳分析.根据蛋白谱带迁移率的不同,分别把醇溶蛋白及盐溶蛋白的电泳图分为α、β、γ、ω等4个带区以及Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ等4个带区.人参和西洋参分别具有自己独特的蛋白谱带,彼此可以相互区别.在所研究的168个人参种质和79个西洋参种质中,分别有9个和3个种质的醇溶蛋白谱带表现出自己特有的特征带,说明人参和西洋参种内的遗传多样性丰富程度较低.干种子和层积处理的种子(胚率60%)具有相同的电泳谱带.人参×西洋参杂种F1代的谱带等于两亲本共同谱带与各自独有谱带之和.     

甘薯耐旱、耐盐突变体的离体筛选

以甘薯品种“栗子香”的胚性悬浮细胞为材料，用PEG6000和NaCl分别作为耐旱性和耐盐性选择剂，对甘薯耐旱、耐盐突变体离体筛选的适宜选择压和筛选方法进行研究。（1）将“栗子香”的胚性悬浮细胞分别培养在含有0-35%PEG和2.0mg/L2,4-D的MS液体培养基中，结果表明，30%PEG为甘薯耐旱性离体筛选的适宜选择压，采用多步选择法和离体重复筛选，由经过γ-射线80Gy照射的900个“栗子香”胚性细胞团筛选得到17个抗性愈伤组织，其中16个再生出植株，（2）将“栗子香”的胚性悬浮细胞培养在含有0-3.0%NaCl和2.0mg/L,2,4-D的MS液体培养基中，结果表明，2.0%NaCl适合甘薯耐盐性离体筛选。采用多步选择法，由900个辐照后的胚性细胞团获得22个抗性愈伤组织，其中20个再生出植株，初步离体鉴定结果表明，这些再生植株比对照表现出较强的NaCl耐受性。     

获得甘薯×五倍体种间杂种的杂交后代的有效方法

为获得甘薯×五倍体种间杂种的大量杂交后代而进行的实验表明,反交(即以甘薯为父本)或蒙导授粉(五倍体活花粉与甘薯死花粉混授给异不孕群甘薯)显著促进五倍体花粉管生长和增加结实；生长调节剂(NAA+BA)授粉当天及授粉后5 d两次处理能有限地延长子房寿命；反交(或蒙导授粉)结合生长调节剂处理有利于获得大量适龄子房和有效胚珠，将它们置于筛选到的培养基(MS+CH，或MS+BA+GA3)，成苗率较高，是获得五倍体种间杂种同甘薯杂交的后代的有效方法；自交和互交均不结实的五倍体各系同甘薯品种相间种植以进行放任授粉，能在五倍体植株上收获大量杂交种子，是在一定条件下获得五倍体种间杂种同甘薯杂交的后代的有效方法。     

中国甘薯主要亲本遗传多样性的ISSR分析

用ISSR标记分析了中国62份甘薯主要亲本的遗传多样性, 明确了其遗传差异。结果表明, 17个ISSR引物共检测出490条多态性谱带, 平均每条引物检测出28.8条多态性谱带, 说明ISSR标记是评价甘薯遗传多样性的有效途径之一。62份中国甘薯主要亲本遗传距离为0.158~0.924, 平均为0.574, 通过UPGMA法, 可以聚为2大类, 一类为国内自育亲本, 一类为外引亲本, 说明中国甘薯主要亲本遗传多样性较丰富, 其中自育亲本与外引亲本之间遗传距离较远; 亚洲亲本遗传多样性高于非洲和美洲亲本, 并且与其他亲本间遗传距离较远; 亚洲品种中, 中国大陆亲本遗传距离最小, 为0.419, 与来自中国台湾的亲本差异较小, 但与外引亚洲亲本遗传距离较远。因此, 中国在未来甘薯育种中, 可以国内自育亲本与外引亲本以及外引亚洲亲本与外引其他亲本配制组合, 拓宽中国甘薯品种的遗传背景。     

中国豌豆地方品种SSR标记遗传多样性分析

利用21对豌豆多态性SSR引物, 对来自全国春、秋播区19省区市的1 221份豌豆地方品种进行遗传多样性分析, 共扩增出104条多态性带, 每对引物平均扩增出4.95个等位变异, 其中有效等位变异占62.52%。省份间SSR等位变异分布均匀, 但是省份间有效等位变异数、Shannon’s信息指数(I)差异明显, 省籍资源群间遗传多样性差异显著。遗传多样性以内蒙古资源群最高, 甘肃、四川、云南和西藏等资源群其次, 辽宁资源群最低。PCA三维空间聚类图揭示, 我国豌豆地方品种资源分化成3个基因库, 基因库I主要由春播区的内蒙古、陕西资源构成, 基因库II主要由秋播区最北端的河南资源构成, 基因库III主要由除上述省份之外的其他省区市的资源构成。UPGMA聚类分析表明, 不同省份资源群间的遗传距离变化范围为5.159~27.586, 中国豌豆地方资源据此聚类成2个组群8个亚组群, 与3个基因库的聚类结果相呼应。聚类结果显示, 我国豌豆地方品种资源群间遗传距离与其来源地生态环境相关联。     

国外栽培豌豆遗传多样性分析及核心种质构建

从111对备选SSR引物中筛选出能扩增出清晰稳定单一带的多态性引物21对及其最佳退火温度, 并优化了豌豆SSR标记实验体系。利用上述引物, 对来自于67个国家的731份豌豆栽培种质(Pisum sativum L.)进行遗传多样性分析与核心种质构建。共扩增出109条多态性带, 每对引物平均扩增出5.19个等位变异。SSR等位变异在各大洲间分布不均匀, 有效等位变异数、Shannon’s信息指数(I)洲际间差异明显。各大洲资源群间遗传多样性差异显著, 其中亚洲最高(I = 1.1753), 欧洲其次(I = 1.1387), 俄罗斯联邦(I = 1.0285)、美洲(I = 1.0196)、非洲(I = 0.9254)、大洋洲(I = 0.8608)依次降低。利用Popgene 1.32软件, 依豌豆栽培资源洲际间Nei78遗传距离可聚类成2个组群和4个亚组群; 基于Structure 2.2软件分析, 国外栽培豌豆资源实际由3大类群组成, 并与Popgene 1.32聚类结果呼应得较好。上述两种分析方法均表明, 国外栽培豌豆类群的遗传多样性与其地理分布相关。设计并实践了一套基于Structure分析的科学可靠、逻辑性强的核心种质构建标准化方案, 并依此构建了一套以6.57%的资源(48份)涵盖总体84.4%等位变异的国外栽培豌豆核心种质。     

甘薯抗茎线虫病基因的遗传分析及SCAR标记

以甘薯抗茎线虫病品种徐781和感茎线虫病品种徐薯18的杂交F1分离群体的174株单株为材料,对甘薯抗茎线虫病基因的遗传进行了分析。结果表明,徐781的抗茎线虫病为单基因控制,推测其基因型为Rrrrrr,徐薯18的基因型为rrrrrr。采用BSA-RAPD相结合的方法,筛选940条随机引物,发现10条引物在抗、感池间表现多态性。用这10条引物检测两亲本及建池单株,发现只有引物OPP03在8株抗池单株中扩增出一条在8株感池单株中所没有的特异条带,认为该标记与甘薯抗茎线虫病基因连锁。根据该标记对F1代174个单株的扩增结果,利用Mapmaker3.0软件计算遗传距离,表明该标记与抗茎线虫病基因间的遗传距离为14.2cM。将该片断回收、克隆、测序,表明其长度为878bp,该标记命名为OPP03878。根据测序结果,设计1对特异引物,进行特异性扩增,成功地将OPP03878标记转化为SCAR标记,用亲本及分离群体验证表明该分子标记稳定性好。     

东亚甘薯品种AFLP标记遗传差异研究

甘薯是世界上重要的粮食、饲料、工业原料和新型能源作物,由于遗传背景知识的缺乏,甘薯遗传改良受到限制,东亚是世界上甘薯种植最集中的区域,因此有必要了解东亚甘薯品种的遗传多样性程度和遗传差异。本研究利用AFLP标记对43份来自东亚地区的甘薯育成品种遗传多样性进行了分析。10对AFLP引物扩增出307条谱带,其中多态性谱带占71．7％,平均每对引物扩增22．0条多态性带,表明AFLP标记是一种甘薯遗传多样性分析的高效方法。供试品种间遗传距离为0．0938-0．3359,平均为0．2302,利用UPGMA法可以将供试品种聚为5个组群,表明供试品种遗传多样性程度丰富,东亚甘薯育成品种之间具有较明显的遗传差异。不同国家或地区品种间的遗传距离高于国家或地区品种内的遗传距离。韩国品种与其它东亚国家或地区品种间遗传距离较远。供试品种中,中国大陆品种平均遗传距离最小。作者认为我国甘薯品种改良,应注重与韩国资源的交换,同时在亲本组配中避免少数品种人为过度利用,以保持甘薯品种的遗传多样性,提高甘薯品种改良进度。     

无选择标记的植物表达载体的构建

以双元载体pBINPLUS为基础,在T-DNA侧翼区通过两次特异PCR、酶切和连接相结合的方法,构建了一个无标记载体pBINMF (marker-free vector)。通过酶切后测序分析,这个无标记载体在T-DNA左、右边界之间只有一个多克隆位点 (multiple cloned sites, MCS)。为了验证该载体的遗传稳定性,将gus基因克隆到该载体上并通过农杆菌介导的方法转化番茄栽培品种Moneymaker,特异PCR扩增目的基因和GUS组织染色结果表明,gus基因已经整合进入番茄基因组并得以表达。该载体为今后直接获得无标记基因、生物安全的转化体,尤其为象马铃薯、木薯等无性繁殖材料的无标记基因转化提供了可靠、有效的工具。     

构建植物生产类本科生实验实践教学体系的探索与实践

植物生产类各专业均为实验、实践性很强的专业.为有效解决植物生产类本科生培养中只重视理论知识获取,忽视实践能力、创新能力和工作能力培养的问题,中国农业大学构建了植物生产类"三层次、模块化"实验实践教学体系.