鲁棉6号体细胞胚胎发生过程及植株再生

以黄河流域棉花品种鲁棉6号为试验材料,以易再生的棉花品系YZ1为对照,通过不同质量浓度的激素组合成功诱导鲁棉6号产生体细胞胚并发育成苗。结果表明:所用的12种激素组合均能有效诱导出愈伤组织,其中以1.0 mg/L IBA或0.1 mg/L 2,4-D和0.2 mg/L KT组合的诱导效果最佳;愈伤组织继代时培养基中生长素质量浓度减半,KNO3质量浓度加倍;挑选黄绿色或灰绿色、质地疏松的颗粒状愈伤继代于0.01 mg/L 2,4-D和0.1 mg/L KT或0.1 mg/L IBA且KNO3用量加倍的培养基中,可在1~2个月内产生胚性愈伤组织,胚性愈伤组织再转到分化培养基上可产生体细胞胚;体细胞胚在1/2 MS培养基中进一步发育成再生小苗。利用该组织培养再生系统,鲁棉6号和YZ1都能在6~8个月内成功获得再生植株。组织学观察表明,IBA处理下鲁棉6号胚性愈伤组织细胞主要来源于棉花下胚轴初生形成层的细胞。     

陆地棉种质资源抗旱性状的关联分析

干旱是导致全世界棉花严重减产、纤维品质下降的重要因素,因此获得高产、优质、耐旱的棉花新品种一直是棉花的育种目标。本研究选取217份陆地棉栽培种组成的自然群体为研究对象,采用全生育期处理组灌水量为对照组50%的干旱胁迫处理,并在处理后期对217份材料的株高、衣分、单铃重等18个性状进行2年2点的表型鉴定,干旱胁迫后,群体间响应差异明显,多个表型性状在对照和处理间表现显著差异。通过BLUP分析表型数据并计算各性状的抗旱系数;全基因组范围选取的214对多态性SSR分子标记扫描群体,共检测到393个多态性位点,基因多样性系数平均值为0.402,范围为0.072~0.631,PIC值平均为0.329,范围为0.070~0.560;群体结构分析表明,该群体可分为2个亚群。用上述SSR标记分别对18个性状的抗旱系数进行关联分析,共关联到76个极显著位点(P<0.01),表型变异解释率为2.930%~7.218%,其中共有14个标记位点能同时被2种或以上性状检测到。研究结果可为后期棉花杂交育种亲本选择及抗旱分子标记辅助育种提供理论基础及参考依据。     

棉花GhSEDEG38基因调控棉花耐盐性的功能分析

基于棉花体细胞胚胎再生不同时期表达谱中筛选出一系列差异表达转录因子,通过RT-PCR和qRT-PCR分析这些转录因子在不同逆境处理下的表达,发现GhSEDEG38基因(somatic embryogenesis differencially expressed gene 38)的表达受盐胁迫诱导明显上调;序列分析发现GhSEDEG38编码bZIP型转录因子,与拟南芥bZIP53基因同源。为进一步验证该基因的功能,构建了该基因的RNAi干涉载体并转化棉花,通过分子检测获得了表达量显著降低的转基因棉花株系。通过对萌发期和三叶期转基因材料和对照材料进行盐处理发现,干涉GhSEDEG38基因降低棉花在萌发期及苗期对盐胁迫的抗性,盐处理后转基因植株的MDA含量和活性氧含量显著高于对照材料,而可溶性糖含量显著低于对照材料。综上,GhSEDEG38参与棉花对盐胁迫的应答。     

农学专业生物信息学概论本科教学实践探讨

随着分子生物学的飞速发展,尤其是二代测技术(Next Generation Sequence, NGS)的出现,生物信息学在农学等生命科学研究领域的重要性日益显现。华中农业大学农学专业从2012年开始开设生物信息学概论课程。笔者结合3年多的教学实践,从课程内容体系的确立与完善,一体化网络教学平台的构建,四阶段学习法的实施,课程考核体系的改革等方面,探索该课程建设与实践的特点方法,并分析存在的问题和提出了改革的思路。研究旨在提高学生关于生物信息学概论的学习热情,改善教学方法,进而提高教学水平,增强学生的综合实力。     

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。     

棉花高效体细胞胚发生及同步控制培养体系研究

棉花体细胞胚胎发生的频率低, 且体细胞胚的发育存在着不同步性, 给体细胞胚胎发生发育过程的生理学、生物化学和分子生物学的研究带来许多困难。本研究以陆地棉品种Coker201为材料, 建立了一种简单有效的棉花体细胞胚高频率发生和同步发育的培养体系。经过多次继代获得的胚性愈伤, 首先在液体培养基中振荡培养2 d使其分散, 然后过30目筛去除大的颗粒, 重新悬浮于同样的液体培养基中。悬浮培养14 d后, 过50目筛, 将筛上的胚性愈伤重悬浮于新鲜的培养基中, 并用吸管吸取悬浮液, 将其均匀地接种在表面垫有滤纸的同成分固体培养基(附加2.46 mmol L^-1 IBA和0.70 mmol L^-1 kinetin)上。培养21 d后, 用垫有滤纸的相同的固体培养基继代培养。利用这种培养体系, 获得的体细胞胚数量分别是单纯悬浮培养和固体培养(不垫滤纸)的16.5倍和4.0倍。其中, 球形胚、鱼雷形胚和子叶胚的同步发生率分别为70.2%、52.3%和73.0%。     

利用RNAi技术调控GhCAD1-A基因创制低酚棉材料

棉酚作为棉花的主要植保素之一，抵抗病虫害侵害的同时也对单胃动物和人具有毒害性。本研究利用RNAi技术结合种子特异启动子，降低杜松烯合酶GhCAD1-A基因在种子中的表达，可用于选育棉花种子低酚而植株其它组织棉酚含量正常的材料。此类棉花既可以控制病虫害的侵害，又可以消除棉酚对棉籽的抗营养作用，对充分利用棉籽副产品、增加人类植物营养来源具有积极意义。     

农学类专业植物生物技术实验教学改革与实践

分析了传统植物生物技术实验教学模式存在的问题,并结合多年的教学改革实践经验,提出了对植物生物技术实验教学进行改革的具体措施,并取得了较好的效果。