谷子株高及穗部性状主基因+多基因混合遗传模型分析

【目的】株高和穗部性状是影响谷子产量的关键性状。探究谷子株高及穗部性状表型变异的遗传规律,为相关性状的遗传改良与基因定位提供参考依据。【方法】以谷子优质品种豫谷18为共同父本,分别与黄软谷和红酒谷杂交,构建2个分别包含250个家系的重组自交系F₇群体（YYRIL和YRRIL）。采用主基因+多基因混合遗传模型,对YYRIL和YRRIL群体在2个环境下的株高、穗长、穗下节间长、穗码数、穗粒重等5个农艺性状的表型数据进行遗传分析。【结果】5个性状在所有环境中均表现连续变异且存在超亲分离现象,峰度和偏度绝对值小于1,近似正态分布,呈现数量性状的典型遗传特点。性状间相关性分析表明株高与穗长、穗下节间长在所有环境中均呈极显著正相关,穗码数与穗粒重呈极显著正相关。遗传模型分析显示YYRIL和YRRIL群体株高的最适遗传模型分别为PG-AI和PG-A多基因模型,多基因遗传率分别为95.15%和91.27%。2个群体穗码数的最适模型均为PG-AI,多基因遗传率为70.07%—71.58%。穗下节间长在2个群体的最适遗传模型分别为4MG-CEA和3MG-CEA,均为等加性主基因模型。穗下节间长在YYRIL群体的主基因遗传率为9.69%,4对主基因加性效应值相等,均为-0.34,具有负向效应;穗下节间长在YRRIL群体的主基因遗传率为45.78%,3对主基因加性效应值相等,均为1.17,具有正向效应。穗长在YYRIL群体的最适模型为MX2-ED-A,即2对显性上位主基因+加性多基因模型,主基因遗传率为43.56%,多基因遗传率为50.56%。控制穗长的2对主基因加性效应值分别为-1.21、1.68,多基因加性效应较小,为-0.0017;穗长在YRRIL群体的最适模型为MX2-AE-A,即2对累加作用主基因,加性多基因混合遗传模型;穗长的主基因遗传率为46.40%,多基因遗传率为46.91%。控制穗长的第1对主基因加性效应值为1.53,具有正向效应,第1对主基因加性×第2对主基因加性上位性互作效应值是0.60,多基因加性效应值为-0.47,表现为较低的负向遗传效应。穗粒重在YYRIL群体的最适遗传模型为MX2-ED-A;符合2对显性上位主基因+加性多基因模型,主基因遗传率为69.09%,多基因遗传率为12.08%;控制穗粒重的2对主基因加性效应值分别为0.58、5.82,以第2对主基因的加性效应为主,多基因加性效应值为-3.81。穗粒重在YRRIL群体的最适遗传模型为3MG-PEA,即3对部分等加性主基因遗传模型;穗粒重的主基因遗传率为81.10%,3对主基因加性效应值分别为-2.68、-2.68和2.66,前2对主基因的加性效应值相同,且均为负向效应。【结论】谷子株高、穗码数的最适遗传模型相似,均服从多基因遗传,遗传率较高,受环境影响较小;穗下节间长的遗传受主基因控制,主基因遗传率偏低,受环境影响较大,在栽培中应充分考虑环境因素;穗长遗传受主基因和多基因共同控制;穗粒重在2个群体均服从主基因遗传,主基因遗传率较高,可能存在主效QTL。     

改性酚醛树脂制备及对竹重组材防白蚁效果初步研究

为改善竹重组材防白蚁效果，研究分别在酚醛树脂合成前端和后端加入硼化物，制备竹重组材用改性酚醛树脂，并对改性酚醛树脂压制的板材进行性能测试。研究结果表明：改性酚醛树脂可将竹重组材抗白蚁等级从 8 级提高至 9 级以上；前端改性酚醛树脂压制的竹重组材抗白蚁效果和物理力学性能均优于后端改性酚醛树脂。     

表面展示C型产气荚膜梭菌α,β毒素蛋白重组乳酸菌的 构建及反应原性分析

构建表达C型产气荚膜梭菌α,β1和β2毒素蛋白的重组乳酸菌,并对表达蛋白反应原性进行鉴定。通过PCR构建pSIP409-pgsA’-α,pSIP409-pgsA’-β1以及pSIP409-pgsA’-β2质粒,并将三种质粒电转入植物乳杆菌NC8后诱导表达,通过Western-blot和间接免疫荧光检测目的蛋白的表达情况。构建的NC8-pSIP409-pgsA’-α,NC8-pSIP409-pgsA’-β1以及NC8-p SIP 409-pgsA’-β2三种重组乳酸菌能成功表达C型产气荚膜梭菌α,β1和β2毒素蛋白,三种表达的融合蛋白大小分别为61 kDa、52 kDa以及46 kDa。三种重组乳酸菌表达了C型产气荚膜梭菌α,β1和β2毒素蛋白且与制备的多抗具有良好的反应原性,为C型产气荚膜梭菌口服疫苗的研制奠定基础。     

Flag-ALD融合载体构建及蛋白表达

维氏气单胞菌（Aeromonas veronii）是感染鱼类的最常见致病菌之一，为了解维氏气单胞菌中丙氨酸脱氢酶（alanine dehydrogenase，ALD，EC 1.4.1.1）的调控功能，笔者通过分子克隆获得 Flag-ALD 融合表达载体，并在大肠杆菌中大量表达该蛋白。即以维氏气单胞菌C4基因组DNA为模板，采用PCR方法扩增获得N端带有Flag标签的ald基因，将带有标签的目的基因与原核表达载体pACYCDuet连接，并将重组质粒pACYCDuet-Flag-ald 转化到大肠杆菌（E.coli）BL21中。添加异丙基?β?D?1?硫代半乳糖吡喃糖苷（Isopropyl-beta-D-thiogalactopyranoside，IPTG）诱导重组蛋白大量表达。SDS-PAGE分离与Western blot结果表明，来源于维氏气单胞菌的Flag-ALD重组蛋白在E.coli中以可溶性形式成功表达。本实验构建的Flag标记靶标蛋白可为研究丙氨酸脱氢酶在维氏气单胞菌中的功能以及在生物抑菌剂方面的应用提供技术支持。     

湖北和广西辣椒脉斑驳病毒的检测及 遗传多样性分析

[目的]研究辣椒脉斑驳病毒(Pepper veinal mottle virus,PVMV)的分布及遗传变异,为明确该病毒在我国的流行扩散分子机制提供理论依据.[方法]利用特异性引物反转录PCR(RT-PCR)检测从湖北宜昌及广西南宁和百色采集的48份疑似感染PVMV的辣椒样本;采用常规Sanger测序测定PCR产物序列,序列采用MEGA 5.0构建系统发育进化树,采用RDP等算法分析其可能的重组事件;采用DnaSP v5分析病毒株系不同群体之间的基因流及基因差异.[结果]从48份辣椒样本中检测到5份样本被PVMV侵染,检出率10.42%.基因同源性比对分析结果表明,测定的PVMV湖北和广西分离物CP基因序列同源性在97.00%以上,与其他地区分离物的同源性为91.73%~98.78%.系统发育分析表明,湖北(YC)和广西(NN)PVMV分离物与我国台湾PVMV分离物的亲缘关系最近.重组分析表明,PVMV广西分离物NN10有2个重组事件.[结论]湖北和广西辣椒的PVMV检测结果表明,该病毒已扩散至湖北和广西;基因突变可能是PVMV湖北分离物遗传变异的主要方式之一;而基因重组和基因突变可能是PVMV广西分离物遗传变异的重要因子.     

基于高密度遗传图谱定位新的水稻抽穗期QTLs

【目的】挖掘新的控制水稻抽穗期的QTLs,为水稻花期调控的遗传机理研究和分子育种提供新的基因资源。【方法】以籼稻品种特籼占空间诱变突变体CHA-1和籼稻航恢7号空间诱变突变体H335为亲本进行杂交,构建包含275个株系的重组自交系(RIL)作图群体,利用由两亲本重测序及RIL群体简化基因组测序所构建的高密度遗传图谱,在2个环境下进行水稻抽穗期QTL定位。【结果】经两亲本重测序及RIL群体简化基因组测序,构建了包含2 498个Bin标记的高密度遗传图谱。该图谱覆盖水稻12条染色体,各染色体标记数平均208.17,标记间平均遗传距离为0.95 cM。在2个环境下共定位到4个影响抽穗期的QTLs,分布于第3、第6和第8号染色体,其中qHD-6和qHD-8-1位于前人已报道定位的区域并被克隆,另外2个QTLs(qHD-3和qHD-8-2)尚未见报道,并且qHD-8-2能在2个环境中被重复检测到,贡献率分别为8.30%和10.89%。【结论】通过构建的高密度遗传图谱在2个环境中共检测到4个影响抽穗期的QTLs,其中qHD-3和qHD-8-2是新的抽穗期QTL位点,可用于后续抽穗期调控基因的精细定位及克隆研究,也可用于水稻抽穗期的分子调控机理研究与育种。     

利用重组自交系高密度遗传图谱定位水稻芽期耐冷QTL

为定位水稻芽期耐冷QTL,本实验以双季超级稻品种‘五丰优T025’的双亲‘五丰B’和‘昌恢T025’杂交衍生的重组自交系(recombinant inbred lines, RILs)群体为材料,对10℃低温处理的水稻幼芽的存活率、根数、根长和芽长进行了测定。利用QTL Icimapping v4.2软件,共检测到3个控制芽期耐冷性QTL：qRL1、qRL2和qBL6,分别位于第1、2、6染色体上,LOD值分别为2.98,2.51和5.26,分别解释表型变异的10.54%,8.67%和14.04%,其增效等位基因均来自于亲本‘昌恢T025’。这些QTL定位在6.75k~40.05 kb染色体区间,为后续利用这些QTL进行分子标记辅助,选育芽期耐冷籼稻新品种奠定了基础。此外,检测到13对影响水稻芽期耐冷上位性互作QTL,分布在所有12条染色体,其中第3染色体与第8染色体之间互作位点可解释的表型变异率达到21.77%,表明上位性互作QTL在调控水稻芽期耐冷过程中也发挥了重要作用。     

黄芩中FNSII-1与CHS-2真核表达载体的构建

[目的]FNSII-1与CHS-2分别是黄芩叶与根中合成黄芩活性物质通路中的关键酶基因,本试验拟通过构建FNSII-1和CHS-2与载体pYES-dest52的重组质粒,进行酵母真核表达,为探索黄芩活性物质体外大规模合成途径奠定基础。[方法]通过设计特异性引物,RT-PCR扩增目的基因,利用Gateway重组技术将目的基因FNSII-1和CHS-2整合至目的载体pYES-dest52上得到重组质粒,随后将其转到酿酒酵母INVSc1菌株中,通过SDS-PAGE检测分析并确定酵母蛋白表达最佳条件。[结果]经RT-PCR扩增得到的目的基因FNSII-1与CHS-2,其片段长度分别为1 491bp、1 205bp,与理论值相符。重组质粒经测序与比对,2个基因与其相应NCBI数据库的信息相似性分别为94.18%和91.77%。酵母菌株在5种不同OD600值下蛋白均能稳定表达。[结论]本研究成功构建了pYES-dest52-FNSII-1和pYES-dest 52-CHS-2重组载体和FNSII-1和CHS-2蛋白表达体系,为黄芩中活性物质的体外合成奠定基础。     

大肠杆菌cpxR和hns双基因缺失株的构建

为构建调节蛋白H-NS及双组分信号转导系统CpxAR的单、双基因缺失株,本研究以大肠杆菌ATCC25922为研究对象,以pKD4质粒为模板,分别扩增出含kan~r基因的线性打靶片段,在pKD46质粒的辅助及L-阿拉伯糖的诱导下进行Red同源重组,使线性打靶片段替换大肠杆菌ATCC25922中的cpxR、hns基因,再用pCP20质粒消除FRT位点间的kan~r基因,构建单基因缺失株△cpxR和△hns。接着以△cpxR为研究对象,用同样方法敲除hns基因,构建双基因缺失株△cpxR△hns。最后将重组表达质粒cpxR-pBAD/HisA、hns-pBAD/HisA电转入上述3种缺失株中,制备回补菌株△cpxR/pcpxR、△hns/phns、△cpxR△hns/pcpxR和△cpxR△hns/phns。结果表明,利用该重组系统成功敲除了大肠杆菌ATCC25922中cpxR、hns基因,构建了单、双基因缺失株△cpxR、△hns和△cpxR△hns以及它们的回补菌株,为研究H-NS及CpxAR互作调控IncFⅡ质粒接合作用的分子机制提供了有力的工具。