中棉所47及其亲本苗期根和叶基因差异表达研究

 以国审高优势杂交棉中棉所47及其亲本苗期的根尖和顶尖叶为研究材料，采用差异显示技术（DDRT-PCR）分析了苗期杂种与亲本的根、叶基因表达差异，并结合中棉所47及其亲本的产量性状，分析了苗期基因表达差异与产量性状优势之间的关系。结果表明：（1）苗期根和叶基因表达有差异的带分别占总统计带数的38.8%和65.2%，叶基因表达有差异的带比根丰富得多，说明一些对杂种优势起作用的基因可能在叶中开始表达；（2）杂种和亲本间存在显著的基因表达差异，这些差异表达分为4种类型：I．双亲共沉默型；II．单亲表达沉默型；III．杂种特异表达型；IV．单亲表达一致型。在根中，这4种比例分别为6.5%、10.6%、6.5%和15.2%；在叶中，这4种类型比例分别为 4.4%、17.9%、15.1%和27.8%，两器官基因差异表达的类型比例趋势基本一致，单亲表达一致型所占比例最高，说明苗期这种表达类型可能对杂种优势的形成起主要作用；（3）进一步分析中棉所47的产量构成因素，单株铃数增加是杂种高产主要原因，进一步表明，苗期单亲基因表达一致型可能对杂交种后期单株成铃数的增加有较大的贡献。上述结果表明，苗期基因表达差异与杂种优势的形成存在着密切关系。     

抗虫杂交棉的光合及经济性状的优势及配合力研究

选用3个美国抗虫棉品种和4个国产抗虫棉品种(系),采用NCⅡ遗传交配设计配制12个组合,对其不同发育时期3个光合性状、产量及其构成因素优势表现,配合力效应及主要性状之间的相关性进行分析,结果表明：开花盛期(15／07)、结铃期(15／08)和吐絮始期(15／09)的光合速率的群体正向平均优势显著,15／07和15／09蒸腾速率分别具有显著的正向和负向的群体平均优势,不同时期测定的光合性状群体超亲优势以负向为主。F1和F2籽、皮棉产量的群体平均和超亲优势达显著和极显著水平,产量的提高主要是单株铃数的增加,其次是单铃重。不同亲本之间3个光合性状的GCA效应值差异明显,3个母本以正向效应为主,而4个父本多以负向效应为主,各组合的SCA效应值的大小因组合不同差异很大。15／07测定的光合速率与产量及其构成因素具有较好的正相关,15／09的光合速率与5个纤维品质性具有一定的正相关,而15／09的蒸腾速率与4个纤维品质性状有一定的负相关．部分性状之间相关性达到显著水平。     

棉花苗期根系分型及根系性状的关联分析

根系是吸收水分和养分的主要器官,根系的生长状态会直接影响棉花对营养物质的吸收利用、对非生物胁迫的抵御能力以及产量。本研究选取220份陆地棉栽培种组成的自然群体和以鄂棉22为母本、3-79为父本获得的325份材料的海陆导入系群体为试验材料,对自然群体和导入系群体的根系4个主要表型性状(主根长、根鲜重、根干重和侧根夹角)进行采集,并结合基因组重测序对自然群体的4个根系性状进行全基因组关联分析。结果表明,自然群体材料的4个根系性状均符合正态分布,导入系群体材料的4个根系性状呈偏正态分布,导入系群体根系各指标的平均值均高于自然群体; 220份陆地棉重测序数据分析后共获得2,714,140个SNP;主成分分析表明,根鲜重和主根长可作为棉花根系分型的2个主要指标,通过这2个指标可将棉花根系分为9种类型。群体结构分析表明,自然群体可分为5个亚群。全基因组关联分析(GWAS)表明,自然群体中通过根鲜重和根干重同时关联到2个位点。本研究结果为进一步研究根系构型及其遗传机理提供理论基础,也对棉花抵御非生物胁迫的育种工作有重要的意义。     

适用于蛋白质双向电泳的棉花胚性培养物蛋白质提取技术

 以陆地棉品种Coker 201为材料，对与甲醇/醋酸铵丙酮沉淀结合的酚抽提法和裂解液配方进行了优化，建立了适用于蛋白质双向电泳体系的棉花胚性培养物蛋白质样品制备技术。对胚性培养物，通过添加PVPP研磨和丙酮、TCA/丙酮、甲醇/醋酸铵等有机溶剂的系列洗涤，然后再进行酚抽提，蛋白质质量得到显著改善，获得的2-DE图谱质量高、可分辨的蛋白质点数多。比较分析3种裂解液对蛋白质的溶解效果发现，在裂解液中混合采用7 mol·L^-1尿素、2 mol·L^-1硫脲以及4% CHAPS是最有效的配方。     

陆地棉体细胞胚胎发生过程中的mRNA差异显示分析

以未经诱导的棉花下胚轴、经愈伤诱导10d的下胚轴和胚性愈伤组织为材料,利用差异显示反转录 PCR(DDRT PCR)技术对陆地棉体细胞胚胎发生过程中的cDNA差异表达进行了初步研究。反转录获得cDNA第一链,经3个锚定引物和随机引物的DDRT PCR,产物经测序胶电泳分离,共得到约200个差异表达cDNA片段,其中51个为陆地棉胚性愈伤组织所特有,从中还获得相关基因上游或下游的调控系列,从其中一个样品中可成功分离、克隆24个cDNA片段。经Northern杂交验证,从获得的差异片段中找到了一个能稳定出现的阳性cDNA片段,该片段仅出现在胚性愈伤组织阶段。对该片段进行克隆、测序和序列同源性分析,发现该片段是一个功能未知的cDNA片段。     

河北省和中棉所育成陆地棉品种的遗传多样性分析

分别选取河北省历年育成的 1 9个陆地棉品种 ,中国农业科学院棉花研究所自 2 0世纪 70年代末到 90年代中期选育的品种中的 1 6个陆地棉品种 ,利用 RAPD分子标记研究各自育成品种的遗传多样性。 41个带型清晰、重复性好的多态性引物用于 RAPD分析 ,河北省育成的 1 9个品种得到 6 6个多态性位点 ,而中棉所育成的 1 6个品种扩增到 6 4个多态性位点。分析采用 Jaccard' s相似系数 ,使用 NTSYS- pc1 .80数据分析软件 ,非加权组平均法 (UPGMA)聚类。成对相似系数比较表明 ,中棉所在 2 0世纪 70年代末到 90年代中期育成的品种的遗传多样性水平高于河北省育成的品种。河北省育成的 1 9个品种的遗传基础很狭窄 ,斯字棉和岱字棉是河北省棉花两个最重要的基础种质 ,其中的 1 5个品种在聚类图上可以被分为两类 ,分别属于岱字棉和斯字棉系统。中棉所育成的 1 6个品种在聚类图上可被划分为三个类群。     

植物转基因沉默机制及消除对策

从位置效应、转录水平的基因沉默和转录后水平的基因沉默等三个方面阐述了植物转基因沉默的作用机制,并提出了相应的消除对策,以期为寻找控制植物转基因失活技术提供帮助,促进植物基因工程的发展。     

一种适合于cDNA文库构建的高质量棉花RNA的简单抽提法

Duetothelargeamountsofpolyphenolicsandpolysaccharides,theextractionofhighqualitybiochemicalmoleculeslikeRNAand DNAisalwaysanobstacletothemolecularbiologystudyofcotton.TheconventionalRNAextractionmethodsandcommercialkits alwaysfailedtogethighqualityRNAorevennothing.PerfectRNA wasextractedfromembryogeniccallusincottonusingTrizol(Invitrogen,#15596026)butfailedtoothertissuesinthisstudy.Hereamodifiedsimpleprotocolwasdescribedusingguanidinium thiocyanatetoextracthighqualityRNAfromcottonwithl…     

两个陆地棉体细胞胚胎发生新品系的选育

棉花组织培养开始于二十世纪七十年代,1979年Price报道了克劳茨基棉(G.KlotzschianumAnderss)的胚状体发生,但没有获得再生株。1983年Dvidonis and Hamiltonis从培养两年多的陆地棉“珂字310”愈伤中获得体细胞再生株。接着几