柳枝稷种质资源遗传多样性的ISSR分析

应用ISSR标记对138份柳枝稷种质的遗传多样性和遗传结构进行研究,为资源保护利用提供理论依据和技术支持。研究结果显示,1)从100个ISSR引物中筛选出16个条带清楚且稳定的引物,共扩增出220条谱带,其中,多态性谱带196条,多态性比率(PPB)为89.09%,平均每个引物扩增条带数为13.75条。2)POPGENE 1.32软件分析结果显示,138份柳枝稷基因多样性指数(H)为0.2498,Shannon指数(I)为0.3880,表明供试的种质间遗传多样性较丰富,遗传多样性水平较高。3)AMOVA 1.55软件方差分析结果显示,43.40%的遗传变异存在于生态型之间,56.60%遗传变异存在于生态型之内,说明遗传结构的变异主要存在于生态型之内。4)NTsys-pc 2.1软件进行UPGMA聚类分析和主成分分析(PCA),供试138份柳枝稷种质间Dice遗传相似系数(GS)值为0.4000~0.8818,平均值0.7237,结果表明,低地型材料聚为一大类,高地型材料聚为一大类。     

利用EST-SSR、IT-ISJ分子标记研究四倍体与八倍体柳枝稷的遗传多样性

柳枝稷是重要的能源植物之一,为研究四倍体Alamo与通过秋水仙素加倍后的八倍体之间的遗传差异,本研究以65份四倍体Alamo与其诱变的八倍体为研究材料,通过EST-SSR与IT-ISJ两种分子标记进行遗传分析。结果表明,EST-SSR引物共扩增出245条带,多态性比率为99.59%,观测等位基因Na为1.9878,有效等位基因Ne为1.1718,基因多样性指数H为0.1308,Shannon信息指数I为0.2388,其中四倍体Alamo的各遗传参数(226条,88.93%,1.8816,1.1823,0.1349,0.2398)多高于八倍体Alamo(217条,92.24%,1.9184,1.1652,0.1228,0.2234)。IT-ISJ引物共扩增出165条条带,多态性比率为96.36%,观测等位基因Na为1.9878,有效等位基因Ne为1.5777,基因多样性指数H为0.3354,Shannon信息指数I为0.4999,四倍体Alamo各项指数(145条,94.55%,1.9333,1.6366,0.3602,0.5280)均高于八倍体Alamo(139条,84.24%,1.7515,1.4377,0.2573,0.3864)。通过UPGMA分析表明,65个柳枝稷材料中四倍体与八倍体没有明显区分开,表明其没有产生明显的遗传分化。通过AMOVA分析表明,EST-SSR和IT-ISJ的遗传变异分别有94.78%和80.76%发生在倍性内,有5.22%和19.24%发生在倍性间,表明柳枝稷倍性间没有明显的差异。     

8份柳枝稷种质资源苗期抗旱性综合评价

柳枝稷(Panicum virgatum)是重要的能源草之一,其苗期的耐旱能力是其能否在干旱、半干旱地区良好生长的关键。因此,鉴定并筛选出苗期耐旱的柳枝稷品种具有重要意义。本研究通过温室盆栽试验,对超氧化物歧化酶、过氧化物酶、游离脯氨酸、可溶性蛋白、可溶性糖、叶片含水量、相对电导率及丙二醛共8个耐旱相关的生理指标进行测定,并根据隶属函数法评价了选自美国基因库的8份柳枝稷材料的抗旱性。结果表明,8份柳枝稷材料在苗期的抗旱性各不相同,并且其抗旱性由大到小的排列顺序为ShawneeCave-in-RockBlackwellBN-309-69TrailblazerCarthageTEM-SLCGrenville。本研究结果可以为柳枝稷抗旱性育种提供理论依据,也可为其在边际土地上的推广应用提供科学的栽培管理依据。     

柳枝稷根组织实时定量PCR分析中内参基因的选择

选择表达稳定性高的内参基因是提高实时荧光定量PCR分析(qRT-PCR)准确性的重要条件。本研究以能源植物柳枝稷(Panicum virgatum L.)根组织为材料,通过不同非生物条件胁迫,利用qRT-PCR技术检测UBQ1(泛素基因)、ACT2(肌动蛋白基因)、UBQ2(泛素基因)、TUB(β微管蛋白基因)、GAPDH(甘油醛-3-磷酸-脱氢酶基因)、CBP20(类胡萝卜素结合蛋白基因)、UCE2(泛素接合酶基因)、18S rRNA1(18S核糖体RNA基因)、NAC(NAC域蛋白基因)和CYP2(亲环蛋白基因)10个内参基因的mRNA的表达情况,并运用Delta-Ct method,Genorm(ver.3.5)、Bestkeeper(ver.1.0)和NormFinder(ver.0.953)软件综合分析10个内参基因的表达稳定性。结果显示,在不同的非生物环境胁迫条件下,最适合作为柳枝稷根组织研究的内参基因各不相同。10个内参基因平均表达稳定由高到低排序为:ACT2,TUB,UCE2,CBP20,CYP2,UBQ2,18S rRNA1,NAC,UBQ1,GAPDH。在干旱胁迫条件下,ACT2基因表达稳定性最高;在盐胁迫和热胁迫条件下,18S rRNA1基因表达稳定性最高;在冷胁迫和涝胁迫条件下,ACT2基因表达稳定性最高。经软件综合分析显示,ACT2、TUB和UCE2基因最适合作为柳枝稷非生物胁迫研究的内参基因;UBQ1和GAPDH基因最不合适作为内参基因。该研究结果可用于柳枝稷非生物胁迫下各种基因表达的进一步研究。     

~(60)Co-γ辐射扁穗牛鞭草剂量筛选及表型变异研究

以牧草型‘雅安'扁穗牛鞭草(Hemarthria compressa‘Ya'an')和草坪型‘H055'扁穗牛鞭草(H.compressa‘H055')为材料,用~()60Co-γ射线分别照射种茎,研究其形态变异及变异的适宜射线剂量.旨在为扁穗牛鞭草辐射诱变育种提供基本信息。结果表明:诱变材料的存活率随辐照剂量增加而降低,‘雅安'扁穗牛鞭草种茎适宜诱变剂量为80~1 00 Gy,‘H055'扁穗牛鞭草种茎适宜诱变剂量为70~90 Gy;辐射当代材料在植株形态性状上发生了较明最变异,其变异频率分别为47.5%和37.5%。并获得75%叶片变小、株高变矮、茎变细的草坪型‘H055'扁穗牛鞭草优异种质和10%植株变高的牧草型‘雅安'扁穗牛鞭草突变体,表明辐射育种方法更适合于草坪型扁穗牛鞭草的选育。     

干旱胁迫对扁穗牛鞭草叶片抗氧化系统及膜脂过氧化的影响

通过室内盆栽试验,以抗旱能力不同的H036、H042、广益、2003-5扁穗牛鞭草为材料,定期测定土壤含水量、叶片相对含水量、丙二醛（MDA）、电导率、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、谷胱甘肽（GSH）等生理指标,研究干旱胁迫下扁穗牛鞭草叶片膜脂过氧化作用、非酶类保护物质含量和保护酶活性的生理变化情况,探讨扁穗牛鞭草材料之间抗旱机制的差异。结果表明：在干旱胁迫期间,扁穗牛鞭草叶片的MDA含量升高,而两种有关活性氧清除的物质CAT和SOD活性先增强后减弱,而非酶类抗氧化物质GSH含量呈现下降趋势。与抗旱性弱的扁穗牛鞭草材料相比,抗旱性强的材料,酶活性相对较高,丙二醛含量较低,在恢复正常供水后,能较快达到正常水平。综上所述,抗旱性强的扁穗牛鞭草材料在干旱胁迫下酶类和非酶类抗氧化保护系统比抗旱性弱的强。     

鸭茅根组织实时定量PCR分析中候选内参基因的筛选

实时荧光定量PCR（qRT-PCR）技术已成为研究基因表达的重要技术之一。以鸭茅（Dactylis glomerata）根组织为材料,利用qRT-PCR技术检测ACTIN（肌动蛋白酶）、TCTP（翻译控制肿瘤蛋白酶）、UBC（泛素结合酶）、ZTL（ZTL蛋白酶）、GAPDH（甘油醛-3-磷酸-脱氢酶）和SAMDC（腺苷甲硫氨酸脱羧酶）6个候选内参基因在不同非生物胁迫环境下的表达情况,并运用Genorm3.5,Delta-Ctmethod,NormFinder0.953,Bestkeeper1.0和RefFinder软件分析各候选内参基因在鸭茅根组织中的表达稳定性。结果表明：6个候选内参基因综合表达稳定性从高到低排序为ACTIN,TCTP,GAPDH,UBC,ZTL,SAMDC;在干旱胁迫、盐胁迫、涝胁迫、热胁迫与ABA处理条件下,表达稳定性最高的基因是ACTIN;在涝胁迫条件下,表达稳定性最高的基因是TCTP;在不同的胁迫条件下,表达稳定性最低的基因是SAMDC。综合分析可知,基因ACTIN和TCTP最适合作为鸭茅非生物胁迫研究的候选内参基因,这可为鸭茅非生物胁迫下各种基因表达研究奠定基础。     

SRAP与SSR分子标记在柳枝稷杂种鉴定中的比较分析

利用SRAP标记和SSR标记对柳枝稷杂交种进行鉴定,比较2种标记在柳枝稷杂种鉴定方面的效率和准确性,为柳枝稷乃至异花授粉多倍体植物的杂种真实性鉴定提供科学依据。分别利用SRAP与SSR标记技术对柳枝稷165个杂交种单株和亲本DNA进行扩增,分析杂交种与亲本扩增的多态性条带数,并鉴别真假杂交种。与SRAP标记相比,共显性的SSR标记具有高效性,本研究中仅用1对SSR引物就鉴别了所有杂交后代的真实性,多态性条带比率为100%。而显性SRAP标记用了6对才能鉴别所有杂交后代的真实性,多态性条带比率为40%,相对较低。     

鸭茅种质资源对锈病的抗性评价及越夏情况的田间调查

鸭茅(Dactylis glomerata L.)是世界优良冷季型牧草之一,但在我国亚热带地区越夏率低、且容易感染锈病,影响其产草量和品质。从越夏率、抗锈病级数、以及抗锈病与越夏率相关性这3个方面对来自于世界五大洲的258份鸭茅种质资源进行评价。结果表明:越夏率为100%的材料有78份,抗锈病级别为高抗的种质材料有49份;其中越夏率为100%且抗锈病级别为高抗的种质材料有02122,00947,02-104,02-110,01824,PI325293,PI312450,I231471,PI308794,PI269885,ZXY06P-1633,ZXY06P-2199,casfellafa,woronowii,California共15份;鸭茅抗锈病与越夏率之间的相关性很低(r=0.09876,P=0.115)。筛选出的15份种质资源可作为重要的育种材料,也可在亚热带地区作为优秀品系直接种植。研究结果也可为鸭茅抗锈病、耐热新品种的选育提供理论依据。