同源四倍体及其原二倍体黑皮冬瓜光合光响应模型筛选

为了筛选出最适合黑皮冬瓜Benincasa hispida (Thunb.) Cogn.的光合光响应模型,为其育种提供理论依据,以同源四倍体及其原二倍体黑皮冬瓜为试验材料,对8种经典的光合光响应模型适用性进行了比较分析。结果表明：二次多项式能够表现出光抑制情况,但在拟合过程中出现暗呼吸速率为正值、光补偿点为负值及无法解释当光强达到饱和后光合速率快速下降的问题;直角双曲线、非直角双曲线及指数函数Ⅰ、指数函数Ⅱ无法直接求取光饱和点、光补偿点,结合常用的光饱和点的计算方法得到的光饱和点与实测值均存在较大的偏差,且指数函数Ⅱ在计算光饱和点时表现出明显的人为性,也无法拟合光抑制情况,但4种模型拟合得到的光补偿点均与实测值相差不大;指数修正模型因系数β为负值,无法求取四倍体黑皮冬瓜材料的光饱和点和最大净光合速率,且拟合得到的四倍体黑皮冬瓜的光补偿点明显低于实测值;直角双曲线修正模型计算得到的暗呼吸速率及二倍体黑皮冬瓜的光饱和点明显低于实测值,但获得的四倍体及其二倍体的最大净光合速率与实测值最接近,说明其在拟合最大净光合速率上有优势;整体上分段函数计算得到的黑皮冬瓜的各光合参数与实测值最为接近,与实测值的平均相对误差最小,也能很好的拟合发生光抑制部分的光响应曲线。分段函数拟合同源四倍体及其原二倍体黑皮冬瓜光合光响应曲线效果较其他模型效果好,分段函数模型为黑皮冬瓜最适合的光合光响应模型。     

韭菜无融合生殖种子形成机制研究进展

从韭菜大小孢子母细胞的减数分裂、胚囊和花粉的发育过程、胚胎发育和种子的形成、无融合生殖性状的遗传等方面对韭菜无融合生殖种子的形成机制进行综述,同时对韭菜无融合生殖特性的研究方向和在韭菜育种中的应用前景进行了展望,以期为今后韭菜无融合生殖机制的阐明和韭菜遗传育种研究提供参考。     

木薯及其同源四倍体基因组与DNA甲基化差异分析

为研究染色体加倍对木薯基因组的影响,以及多倍化与2种不同倍性木薯之间DNA碱基序列的变化的联系。本研究以木薯品种"新选048"二倍体及其同源四倍体为研究材料,使用微卫星(simple sequence repeat,SSR)、目标起始密码子多态性(stand codon targeted polymorphism,SCo T)和甲基化敏感扩增多态性(methylation sensitive amplification polymorphism,MSAP)技术分别对木薯倍性间的遗传差异、DNA甲基化水平和模式进行分析。结果表明:利用SCo T和SSR均未检测出多态性条带产生,利用MSAP技术可检测出在DNA甲基化水平和模式均发生较大改变。二倍体和同源四倍体的总甲基化率分别为60.21%、59.52%,全甲基化率分别为39.92%、41.42%,半甲基化率分别为20.29%、18.10%。木薯多倍化后,其中有27.30%的位点发生了过甲基化,四倍体有25.00%的位点表现出去甲基化。本研究结果为探究木薯倍性间遗传差异和表观遗传变化规律进行了前期探索。      

二倍体栽培马铃薯高效遗传转化体系的建立

【背景】马铃薯是最重要的块茎类粮食作物。栽培马铃薯以四倍体为主,但四倍体遗传和薯块繁殖增加了马铃薯改良的难度。因此越来越多的科学家呼吁在二倍体水平进行马铃薯的再驯化,将马铃薯驯化成种子繁殖作物。自然界中存在4个二倍体马铃薯原始栽培种,这些二倍体栽培种中蕴含着丰富的遗传变异,但是它们的遗传转化体系尚未成熟。【目的】建立高效的二倍体栽培马铃薯遗传转化体系,为二倍体马铃薯优良等位基因和分子育种提供工具。【方法】以二倍体栽培种马铃薯(Solanum phureja)CIP 703541为试验材料,利用绿色荧光蛋白基因(green fluorescent protein,GFP)作为报告基因,对遗传转化体系进行摸索,主要包括:预处理培养时间、诱导再生的激素比例、抗生素浓度以及转化效率。另外,利用同样的激素组合对17份不同基因型的二倍体马铃薯原始栽培种进行了测试,比较各个材料在不同激素浓度条件下的再生效率,筛选出再生效率较高的激素组合进行大量遗传转化;对再生苗进行生根筛选、荧光观察和PCR鉴定,统计阳性植株的概率。用流式细胞仪检测阳性植株的倍性,以分析再生植株发生染色体加倍的频率。【结果】预处理培养时间为2 d的外植体浸染效率最高。二倍体材料CIP 703541最适合再生出芽的激素配方为2.0 mg·L~(-1)玉米素(zeatin,ZT)﹕0.01 mg·L~(-1)奈乙酸(naphthaleneacetic acid,NAA)。再生阶段抗生素卡那霉素(kanamycin,Kan)的最适筛选浓度为100 mg·L~(-1),生根阶段的最适筛选浓度为50 mg·L~(-1)。通过对不同基因型进行筛选,获得3份再生能力较强的二倍体马铃薯材料(CIP 703308、CIP 703312和CIP 703541)。它们响应的激素配方各不相同,在添加了100 mg·L~(-1)卡那霉素的再生培养基中,3份材料的再生效率分别为45%、40%和52%。通过大规模遗传转化证明,3份材料的转化率分别为2.8%、4.2%和5.3%。经流式细胞仪检测,所获得的马铃薯阳性植株中四倍体的比例较高,CIP 703308、CIP 703312和CIP 703541的阳性转化植株中二倍体的比例分别为5.26%、10.53%和38.46%。【结论】建立了高效的二倍体马铃薯遗传转化体系,获得了3份再生能力较强的二倍体材料。另外,发现二倍体马铃薯在经过遗传转化之后再生植株中染色体加倍的比例较高。     

一定光量子通量密度下不同倍性谷子光合因子日响应拟合模型的构建

为研究不同倍性谷子光合因子日响应差异,构建光量子通量密度确定的条件(1 200μmol/(m~2·s))下各生理指标之间的互作模型。以谷子栽培种普通二倍体(2x)晋谷21号及其同源四倍体(4x)诱变株系为材料,收集2013—2015年的光合因子数据,运用spss.18.0与microsoft mathematics v4.0对不同倍性谷子光合因子的响应关系进行相关分析和通径分析,得到参数间因变关系的决策系数(R~2)及模式方程。结果表明:1)不同倍性谷子叶片净光合速率(P_n)与胞间CO_2浓度(C_i)、蒸腾速率(E)和叶温(T)的关系较密切。剔除其他因子干扰,不同倍性谷子净光合速率均与叶温直接相关。叶温主要通过胞间CO_2浓度和蒸腾速率影响作物的净光合速率。空气相对湿度(RH)对净光合速率的直接影响较小,而气孔导度(G_s)对净光合速率的影响主要是通过影响胞间CO_2浓度来实现,其影响因子则主要是空气相对湿度。2)二倍体谷子光合因子间线性关系较为明显,而四倍体更多是相关因子协同作用的结果。本研究获得的模型可以准确拟合不同倍性谷子在一定光量子通量密度下光合因子的日响应。     

二倍体棉种组织培养研究进展

二倍体棉种为四倍体栽培种提供了亲本(祖先)种,是棉花遗传改良的重要种质资源,是构建棉属突变体库、研究棉花功能基因组的优良材料。其中A、B、E、F组棉种起源于亚非大陆,D组起源于美洲大陆,C、G、K组起源于澳洲等地,具有丰富的遗传多样性,其组织培养研究主要涉及植株器官与细胞培养的再生途径、原生质体培养和体细胞培养与融合等,目前已获得了克劳茨基棉(Gossypium klotzschianum)、野生拟似棉(G. gossypioides)、亚洲棉(G. arboreum)、戴维逊氏棉(G. davidsonii)、雷蒙德氏棉(G. raimondii)、司笃克氏棉(G. stocksii)、奈尔逊氏棉(G. nelsonii)、比克氏棉(G. bickii)等二倍体棉种的再生植株,其中茎尖培养仅获得了亚洲棉、比克氏棉再生植株;原生质体培养获得了克劳茨基棉、戴维逊氏棉的再生小植株;此外,获得了陆地棉和二倍体棉种克劳茨基棉、比克棉、司笃克氏棉的种间杂种。二倍体棉种存在着较大的种间差异,组织培养体系可以借鉴木本植物组织培养相关方法。本文综述了相关研究进展,讨论了后续研究方向。     

大西洋鲑全雌二倍体和正常二倍体的养殖对比

为了解大西洋鲑(Salmo Salar)全雌二倍体和正常二倍体鱼种在集约化养殖中的优劣性,对比了二者在摄食、生长、发育等方面的参数,结果表明,全雌二倍体在前期生长、饲料消耗和病害死亡等方面稍显劣势;但在性腺发育淘汰、后期生产速度和产出成鱼比例等方面优于正常二倍体鲑鱼。对比实验表明大西洋鲑鱼全雌二倍体和正常二倍体在循环水系统养殖过程中各有优劣,可根据实际生产需要选取不同的鱼种进行养殖。     

种植阳光玫瑰葡萄效益好

阳光玫瑰葡萄别名夏音马斯卡特、耀眼玫瑰,欧美杂种,二倍体。该品种果粒大,单粒重10~12克,绿黄色,果穗大,单穗重500~1000克。肉质硬脆,有浓郁玫瑰香味,可溶性固形物18%~20%,最高超过22%,鲜食品质优良。果粒耐储运,不裂果,不落粒。     

提高二倍体马铃薯原始栽培种原生质体分离与分裂频率的研究

为获得较高的原生质体分离和分裂频率,试验以马铃薯二倍体原始栽培种‘47-33’‘5-19’试管苗叶片为材料,进行了原生质体游离和培养的研究.结果表明:培养21d的两品系试管苗叶片均在含有2.0%纤维素酶+0.5%果胶酶+0.25%离析酶,渗透压为0.35mol/L的酶解液中解离效果最好,原生质体产量分别为2.31×106个/gFW和2.52×106个/gFW;在28℃酶解温度条件下缓慢摇动14h或1h静置+13h缓慢摇动的,可促进叶片原生质体的大量释放.此外,1.0mg/L NAA+0.5mg/L 2,4-D+0.4mg/L BAP外源激素组合有利于叶片原生质体的分裂,‘47-33’‘5-19’原生质体一次分裂频率分别达到8.85%和12.56%.在0.35mol/L渗透压的液体培养基中,‘47-33’叶片原生质体分裂更早,分裂频率达13.85%.研究获得了稳定的原生质体分离体系以及较好的原生质体培养条件,为马铃薯二倍体原始栽培种的体细胞融合奠定了基础.     

基于最小平方误差的单倍体和二倍体分类方法研究

基于玉米油分的花粉直感效应,采用核磁共振鉴别单倍体,快速、准确、低成本地确定单倍体与二倍体之间的含油率阈值,是实现大批量自动鉴别的前提和关键。提出一种基于最小平方误差的单倍体和二倍体分类方法,通过少量籽粒确定含油率阈值的研究,对单倍体和二倍体进行识别。以10个玉米组合为研究对象,利用核磁共振分析仪测定各组合一定数量单倍体和二倍体籽粒的含油率,依据最小平方误差方法确定各组合油分阈值,并通过逐级递增训练集样本数量的方法,确定油分阈值所需训练集规模,获得含油率阈值,能够满足单倍体正确识别率及对二倍体正确拒识率的均值达到90%以上的要求,为核磁共振全自动单倍体鉴别系统的后期大规模分类提供参数指导,提高分选效率。同时因单倍体生产效率低,运用最小平方误差的方法,通过少量的单倍体及二倍体籽粒来构建油分鉴别单倍体模型,以较小的投入获得更优的分类效果在玉米单倍体自动化分选中具有非常重要的现实意义,将该分类方法应用到全自动核磁分选单倍体系统中,可以达到较好的效果,为加快单倍体工程化育种提供保障。