基于SLAF-seq技术鉴定苹果砧木耐涝候选基因

【背景】苹果（Malus×domestica Borkh）是我国主要栽培果树树种之一,但部分苹果产区由于夏、秋季的大量集中降雨和排水不良等造成果园涝害频繁发生,导致苹果树叶片黄化、脱落,果实品质和产量下降。【目的】鉴定苹果耐涝相关基因,为苹果耐涝分子标记辅助育种和优质高产栽培提供依据。【方法】以耐涝苹果砧木G41和不耐涝苹果砧木新疆野苹果（M. sieverii (Ledeb) Roem.）及其构建的包含495个F₁杂交后代为材料,从F₁杂交群体中挑选出耐涝和不耐涝株系各50株,构建两个极端性状DNA混池,采用简化基因组测序（SLAF-seq）技术,开发SLAF标签和SNP标记,结合苹果基因组信息和遗传关联性分析,对苹果耐涝基因进行定位及候选基因预测,并对候选基因在耐涝差异的株系中进行淹水胁迫下的表达分析。【结果】以‘金冠’苹果为参考基因组,共开发119 072个SLAF标签,其中多态性SLAF有11 133个。通过序列分析和检测SNP位点,共获得6 237 071个SNP,其中高质量SNP有170 617个。通过ED和SNP-index方法关联分析,获得一个与耐涝性状紧密关联的候选区域,位于苹果第10号染色体1.94—3.25 Mb,关联区域大小为1.31 Mb,关联区域内包含120个基因。对该区域内基因进行功能注释,发现一个与呼吸代谢相关的基因—乙醇脱氢酶基因ADH1（MD10G1014500）,在淹水处理后1、2、4和6 d,该基因在耐涝植株中的表达量显著高于不耐涝植株。【结论】将苹果耐涝基因定位于第10号染色体1.94—3.25 Mb处,筛选到可能与苹果耐涝相关的候选基因MD10G1014500,可用于苹果耐涝基因的克隆和功能解析。     

耐低温耐低氧萌发野败不育系赣野A的选育

赣野A是江西省农科院水稻研究所将东乡野生稻的耐冷性和耐低氧萌发能力导入抗稻瘟病保持系赣香B后再与赣香A测交和回交育成的野败型三系籼稻不育系。该不育系败育彻底,异交结实率高,配合力较强,具有较强的耐冷性和耐低氧萌发能力,在直播杂交稻育种中应用前景广阔。2019年通过了江西省品种审定。     

木霉耐盐突变菌株的紫外诱变选育

为了获得高效耐盐木霉突变菌株，以盐碱土中分离的一株深绿木霉T-YM作为原始菌株进行紫外诱变处理，并筛选了突变菌株的最佳诱变条件，利用NaCl溶液模拟盐胁迫条件测定了突变菌株耐盐指标生长速率、产孢量和菌丝生长量。结果表明，与对照(野生型菌株)相比，当诱变时间为3 min时能够显著提高深绿木霉T-YM突变菌株菌落生长速度和产孢量，分别增加17.69%和28.82%；诱变时间为0.5 min和5 min时能够显著提高突变菌株菌丝生长量，分别增加42.22%和46.67%。利用10 mg·mL^-1 NaCl溶液模拟盐胁迫条件时，与对照相比突变菌株菌落生长速度、产孢量和菌丝干重整体高于野生型菌株，尤其当诱变时间为3 min时，不同浓度盐胁迫下其产孢量平均增加51.18%，诱变时间为0.5 min时其菌丝干重平均增加23.65%；NaCl胁迫(10 mg·mL^-1)下，诱变处理0.5 min获得的正突变菌株经传代接种培养后其耐盐性较为稳定。因此，紫外诱变可作为一种选育高效耐盐木霉突变菌株的有效方法。     

基于高通量测序的露地菊(Chysanthemum×grandiflora)盐胁迫转录组分析

为揭示露地菊生长发育及耐盐胁迫的应答机制和分子基础,本研究以盐胁迫处理的露地菊及其对照为材料,使用Illumina Hiseq2500高通量测序平台对转录组进行测序,分别获得了60370448和71415448条Clean reads,通过序列拼接组装得到45591条Unigene,平均长度724 bp。有37675条Unigene在七大数据库(COG,GO,KEGG,KOG,Pfam,Swiss-Prot,NR)中得到注释。通过比对露地菊盐胁迫处理组和对照组样品间Unigene的表达量及在各数据库中的注释情况,统计得到:有4143条差异表达基因获得注释;有2441条差异表达基因在GO数据库中获得功能注释;注释到COG数据库中的2281条差异表达基因依据功能可分为25类;有1062条差异基因映射到KEGGPathway数据库中,涉及了199个代谢通路,包括核糖体途径、植物激素信号传导途径、淀粉蔗糖代谢、碳代谢、氨基酸的生物合成等。本研究获得的转录组数据将有助于揭示露地菊生长发育及耐盐胁迫的应答机制和分子基础,及相关抗性基因的挖掘和分子辅助育种等方面的研究。     

水稻OsABCC10基因的克隆及其功能分析

ABCC蛋白为ABC转运蛋白超家族中的一个亚家族,主要参与将各种分子从细胞质输出到外部介质或细胞器基质的过程。为了研究OsABCC10基因是否参与水稻Na+的运输,本研究从水稻基因组中克隆出OsABCC10基因,该基因cDNA全长4539 bp,编码1513个氨基酸。OsABCC10基因表达分析发现,其主要在水稻根中表达,表达量随盐处理浓度的升高及处理时间的延长而增强,表明OsABCC10基因的表达受盐胁迫的调控。亚细胞定位分析证实OsABCC10定位于液泡膜上。盐胁迫条件下,与野生型相比,osabcc10突变体表现出对盐更敏感,而且木质部汁液中Na+浓度升高。然而,当OsABCC10基因导入野生型酵母菌株BY4741表达时,与对照组实验相比,有OsABCC10表达的酵母细胞的生长受到了抑制。该结果与植物生理实验结果相反,这可能与OsABCC10蛋白在酵母中的定位有关。本研究初步推测OsABCC10基因参与水稻Na^+的转运,是一个新的耐盐基因。     

优质水稻新品种芽期耐冷性鉴定

对来自不同地区的多个水稻品种进行芽期耐冷性试验,结果表明:15份优质水稻品种发芽期14℃、7 d处理,耐冷性均表现为极弱;14℃、14 d处理,龙稻18、通禾66耐冷性表现为极强,九稻68、吉粳511耐冷性表现为强。在芽期试验中,所有品种芽期耐冷性为强。     

Rapid mapping of candidate genes for cold tolerance in Oryza rufipogon Griff. by QTL-seq of seedlings

Cold stress is a major problem in rice production. To rapidly identify genes for cold tolerance in Dongxiang wild rice(DWR, Oryza rufipogon Griff.), sequencing-based bulked segregant analysis of QTL-seq method was used to resequence the extremely resistant(R) and susceptible(S) bulks of a backcross inbred lines(BILs) population(derived from Oryza sativa×O. rufipogon) and their parents. Single nucleotide polymorphisms(SNP)-index graphs and corresponding Δ(SNPindex) graphs(at 99 and 95% confidence levels) for R-and S-bulks detected a total of 2 609 candidate SNPs, including 58 candidate cold-tolerance genes. Quantitative real-time PCR analysis revealed that 5 out of the 58 candidate genes had significant differences in expression between O. sativa and O. rufipogon. Structural variation and functional annotations of the 5 candidate genes were also analyzed, and allowed us to identify 2 insertion-deletion(InDel) markers(12-7 and 12-16) that were linked with candidate genes on chromosome 12 in DWR. These results are helpful for cloning and using cold tolerance genes from common wild rice in cultivated rice.     

盐碱交互胁迫对生姜产量和品质的影响及其数学模型的建立

采用二次饱和D- 最优设计，研究营养液pH 与盐交互胁迫对生姜产量和品质的影响，建立了以pH、盐水平为变量因子，生姜产量和品质为目标函数的二元二次数学模型。模型解析表明，pH 与盐水平对生姜的产量和品质存在显著的交互效应，盐水平为产量的主效应因子，pH 为品质的主效应因子。较低水平的pH 变化对生姜产量无显著影响，当pH 升至7.70时，生姜产量随pH 升高呈快速下降趋势；随盐含量的升高，生姜产量持续降低。随pH 的升高，生姜品质呈缓慢降低的趋势；盐含量在低于77.91 mmol · L^-1 时，生姜品质随盐含量的增加而升高，之后则随盐含量的增加而降低。