基因芯片技术及其在植物育种上的应用

介绍了基因芯片技术的种类、原理、特点、基本过程及在植物育种中的应用。     

高产优质抗病棉花品种中棉所12号细菌人工染色体(BAC)文库构建

中棉所12号是我国自育的高产、优质、抗枯萎病、耐黄萎病棉花品种，其重要创新是使抗性和产量、品质得到结合改良和提高。本研究以plndigoBAC-5为载体，对中棉所12号进行了细菌人工染色体(BAC)文库构建。初步建立的文库含有38800个克隆，覆盖2倍基因组。对文库中132个重组克隆的分析表明：插入片段为50～150kb，平均大小为120kb；大于100kb的克隆占87．7％，大于110kb的克隆占56％；空载率小于1％。该文库的构建为深入开展棉花基因组有关研究奠定了基础。     

mzhy@mail.hebau.edu.cn

 以陆地棉冀无2031无菌苗下胚轴为外植体，在MS中附加激素0.1mg/L IAA+0.1mg/L 2,4-D+0.1mg/L KT的培养基上诱导出愈伤组织。选择疏松愈伤组织继代到附加0.1mg/L ZT的培养基中，经2~3个月的继代培养诱导出颗粒状疏松胚性愈伤组织。胚性愈伤组织在无激素、每升加2g谷氨酰胺和0.5g天门冬酰胺的胚性愈伤增殖萌发培养基上培养2个月左右，可陆续形成不同时期的体胚苗。对冀无2031不同时期的体细胞萌发后的体胚苗进行观察，发现了真叶畸形苗、子叶节生根胚、胚轴侧生根胚、腋芽丛生苗和以腋     

河北省西瓜枯萎病菌生理小种鉴定与AFLP分析

【目的】明确河北省西瓜枯萎病菌生理小种类型和遗传多样性，为西瓜抗病育种和西瓜枯萎病的综合防治提供依据。【方法】本文对采自河北省12个西瓜种植地区的46个西瓜枯萎病菌菌株和4个已知生理小种的菌株进行了致病性测定和AFLP分析。【结果】根据菌株对3个鉴别寄主表现出的致病性强弱，将河北省46个西瓜枯萎病菌菌株划分为3个不同的生理小种，即0号、1号和2号，分别占供试菌株的17.4％、65.2％和17.4％，其中1号生理小种为优势小种，分布在河北省所有西瓜种植区。21对AFLP引物对供试菌株扩增出1 157条带，其中多态性带389条，占总带数的33.6％。河北省西瓜枯萎病菌的遗传距离变化在0.33～0.95之间，平均为0.66，群体遗传多样性比较丰富。基于AFLP标记聚类分析表明，50个菌株被划分为3个类群（AFLP Groups，AGs）。AGI包含4个菌株，均为2号生理小种；AGII包括4个菌株，均为0号生理小种；AGIII包括42个菌株，以1号生理小种为主（32个），占该类群的76.2％。【结论】河北省西瓜枯萎病菌存在明显的致病性分化，其AFLP类群划分与致病性鉴定划分的生理小种之间存在一定相关性，但与菌株的地理来源无关。     

通用型植物表达载体pCamE的构建及功能验证

为了探索通用型植物表达载体的快捷构建,本研究通过PCR克隆、酶切连接和PCR扩增获得CaMV 35S启动子序列及pUC19多克隆位点部分限制性内切酶位点和NOS终止子,构建成完整的表达组件,并将该组件插入pCAMBIA1300的多克隆位点,构建成通用型植物表达载体pCamE(GenBank登录号:JX841315)。pCamE表达组件的启动子上游、多克隆位点和终止子下游分别含有4、8和3个单拷贝限制性内切酶位点,利于外源基因的克隆和插入以及对载体启动子或终止子的修饰和更换。以绿色荧光蛋白基因(enhanced green fluorescent protein,eGFP)为报告基因,分别构建了表达载体pCam::GFP、pCam::SalGFP和pCam::DAHPS-GFP,转化洋葱(Allium cepa L.)表皮细胞和拟南芥(Arabidopsis thaliana L.),绿色荧光蛋白(GFP)和融合蛋白DAHPS-GFP在洋葱表皮细胞中均成功稳定表达;在pCam::GFP转基因拟南芥株系的根、根尖、根毛、茎表皮毛、幼叶基部、叶柄微管组织和未成熟花药等组织均能观察到强烈的绿色荧光。表明,植物表达载体pCamE是可将不同目的基因与植物染色体整合并稳定遗传的通用型植物表达载体,不受外源片段大小及插入位点的影响,具有经济实用、适用广泛、操作简便和外源基因在转基因植物中遗传稳定且正常表达等特点。该载体可用于不同基因和不同功能表达载体的快捷构建,为植物的遗传转化和基因功能研究提供了新的通用型基因表达载体工具。     

mzhy@mail.hebau.edu.cn

 以陆地棉冀无2031无菌苗下胚轴为外植体，在MS中附加激素0.1mg/L IAA+0.1mg/L 2,4-D+0.1mg/L KT的培养基上诱导出愈伤组织。选择疏松愈伤组织继代到附加0.1mg/L ZT的培养基中，经2~3个月的继代培养诱导出颗粒状疏松胚性愈伤组织。胚性愈伤组织在无激素、每升加2g谷氨酰胺和0.5g天门冬酰胺的胚性愈伤增殖萌发培养基上培养2个月左右，可陆续形成不同时期的体胚苗。对冀无2031不同时期的体细胞萌发后的体胚苗进行观察，发现了真叶畸形苗、子叶节生根胚、胚轴侧生根胚、腋芽丛生苗和以腋     

Phenotype Variations in Plant Regeneration of Upland Cotton (Gossypium hirsutum L.)

以陆地棉冀无2031无菌苗下胚轴为外植体，在MS中附加激素0.1mg/L IAA+0.1mg/L 2,4-D+0.1mg/L KT的培养基上诱导出愈伤组织。选择疏松愈伤组织继代到附加0.1mg/L ZT的培养基中，经2~3个月的继代培养诱导出颗粒状疏松胚性愈伤组织。胚性愈伤组织在无激素、每升加2g谷氨酰胺和0.5g天门冬酰胺的胚性愈伤增殖萌发培养基上培养2个月左右，可陆续形成不同时期的体胚苗。对冀无2031不同时期的体细胞萌发后的体胚苗进行观察，发现了真叶畸形苗、子叶节生根胚、胚轴侧生根胚、腋芽丛生苗和以腋     

黄萎病菌胁迫条件下棉花叶片的蛋白质组分析

以陆地棉低酚棉品种豫无620为材料,在接种黄萎病菌后24 h、48 h和72 h提取叶片蛋白质,采用双向电泳技术研究棉花在黄萎病菌胁迫条件下叶片蛋白质组的变化.结果表明,棉苗在黄萎病菌胁迫下,24 h、48 h和72 h三个时间的叶片蛋白质图谱与未接种对照组均存在显著差异,病菌胁迫下的棉苗叶片被诱导产生大量新的蛋白质,而且在三个时间均出现了DB1、DB2和DB3差异蛋白点.通过MALDI-TOF-MS分析和数据库检索,发现DB1、DB2和DB3分别与DEAD/H box RNA helicase、丝氨酸蛋白酶抑制剂和ODR-3蛋白具有70%、42%和85%的同源性,推测这些蛋白可能在棉花对黄萎病的抗性反应中发挥作用.     

大豆籽粒低聚糖及其组分含量鉴定与特异种质筛选

[目的]研究大豆低聚糖及其组分含量遗传变异及其相关关系,遴选低聚糖及其组分含量特异种质,为大豆低聚糖含量遗传改良奠定物质基础.[方法]采用高效液相色谱方法,鉴定336份大豆资源低聚糖及其组分含量,分析其遗传变异及相关性,并筛选高、低含量特异种质.[结果]供试大豆资源蔗糖、棉籽糖、水苏糖、低聚糖含量平均为4.01％、1....     

我国棉花抗枯、黄萎病骨干品种(系)基于AFLP的遗传多样性

利用AFLP分子标记技术,对我国20世纪50年代开展抗枯、黄萎病育种以来培育的105份骨干品种(系)的遗传多样性进行了研究。结果表明,筛选的20个AFLP引物组合在该品种群体中扩增了1498个AFLP标记,其中多态性标记232个,占总标记数的15.5%。单一引物组合扩增的DNA标记数变化在49111之间,平均每个引物组合扩增的总标记和多态性标记分别为74.9和11.6。在该抗病品种群体中,有46个品种(系)具有特异标记,占品种总数的43.81%,其中引物组合E41/M50可使10个品种产生特异标记。品种(系)之间的成对欧氏距离总平均值为4.353,变幅为1.7326.708,单一品种欧氏距离平均值变幅为3.5315.705,高于总平均值的品种数不足50%,表明该陆地棉抗病品种群体的遗传多样性较低。基于AFLPs多态性数据的聚类分析,105个品种(系)被划分为5个陆地棉品种类群(Uplandcottongroups,UCGs),每个UCG包含的品种数目不同。