亚洲棉GaPP2C24基因的克隆及表达分析

PP2C是一大类重要的蛋白磷酸酶,广泛参与不同的逆境胁迫响应。为了解PP2C基因在干旱响应中的功能,以亚洲棉石系亚1号为材料,利用RT-PCR方法从中克隆了GaPP2C24基因,并对该基因进行了生物信息学分析,荧光定量PCR研究了其在亚洲棉不同组织和干旱胁迫下的表达情况。结果表明,GaPP2C24基因CDS序列全长为1 251 bp,编码416个氨基酸。序列同源比对发现,GaPP2C24与其他植物的PP2C氨基酸序列有较高的相似性,其中与可可树(EOY33930.1)、黄麻(OMO91132.1)的相似性分别为85%,84%。进化分析表明,GaPP2C24与同属锦葵目的黄麻聚在一支,亲缘关系最近,与可可树的亲缘关系次之。实时荧光定量PCR结果表明,GaPP2C24基因在子叶、下胚轴、胚根、叶、茎和根均有表达,且在茎中的表达量最高,根中次之。GaPP2C24受干旱胁迫的诱导表达,其在根和叶片中的相对表达量在处理1 h后最高,分别达到对照的53.9,6.9倍,推测该基因在棉花干旱响应中有重要作用。     

不同玉米品种耐密性比较

采用5个玉米品种材料,设置9个密度梯度,分别测定各密度处理下的单株产量和茎秆外皮穿刺强度,比较不同品种的耐密性。结果表明,各品种的单株生产力(单株穗粒干重)随密度的逐渐增大均呈二次曲线的变化规律,且拟合度均达0.932 4以上;多密度处理下的玉米单株产量偏高,但随密度的变化趋势和常规小区保持一致,能准确检测玉米品种耐密性大小;玉米各品种的第3节茎秆外皮穿刺强度均表现为随密度增加而逐渐下降,超试1号的穿刺强度在各密度下明显高于其他品种,郑单958随密度变化不大。耐密性筛选结果表明,超试1号、郑单958的耐密性明显优于中单808、京科518;中试839的耐密性适中。     

不同春玉米品种花后光合物质生产特点及碳氮含量变化

玉米高产实践表明增加花后干物质生产对于产量的进一步增加具有重要作用。为了探明高产条件下花后干物质生产增加的原因,本研究比较了玉米品种登海661 (DH661)、中单909 (ZD909)和970的产量差异,并利用产量性能分析理论剖析了花后的产量性能参数,分析了花后主要功能叶穗位叶的叶绿素含量、净光合速率和碳、氮含量的变化。结果表明,品种间的产量差异显著,产量较高的品种(DH661和ZD909)具有较高的穗粒重,而DH661具有较多的穗粒数(466.7),ZD909具有较高的粒重(392.7 g);产量较高的品种后期干物质生产及其向籽粒的分配比例高,产量性能分析表明花后的平均叶面积指数(mLAI)及光合势(LAD)与干物质生产及产量均呈显著正相关;产量较高的品种花后穗位叶叶绿素、全碳和全氮含量下降慢,碳氮比值增加慢,光合速率在整个灌浆期相对较高,光合产物不仅向籽粒运转,还能在叶片中以淀粉的形式持续积累,在后期随着光合速率的下降,淀粉才开始降解向籽粒运输。可见玉米花后碳氮代谢协调、光合作用和物质生产能力衰减缓慢对于有效维持较高平均叶面积指数和光合势,进一步提高作物产量具有重要意义。     

冀228纤维均一化全长cDNA文库的构建与鉴定分析

【目的】构建优质陆地棉栽培品种冀228纤维均一化全长cDNA文库,降低纤维中存在的高峰度基因的拷贝数,提高发现纤维发育相关基因随机序列和稀有基因的效率,为公共数据库提供丰富的陆地棉EST资源。【方法】以优质陆地棉冀228开花后8-40 d纤维为材料,将纤维全长cDNA与Gateway供体载体pDONR222重组,构建了棉花纤维的非剪切型全长cDNA原始文库。利用均一化技术获得均一化全长cDNA文库,进而测序获得大量的EST序列。采用生物信息分析手段,对所测EST进行拼接、比对、COG功能注释和GO注释。【结果】构建了优质陆地棉冀228纤维均一化全长cDNA文库,该文库初级文库库容为1.06×10⁷,初级文库的滴度为3.56×10⁶ cfu·mL^-1,平均片段长度为1.2 kb。qRT-PCR检测均一化程度结果表明,棉花2个高峰度表达基因在该文库中的表达量均下降了1 000倍。随机选取2 384个克隆进行单向测序,获得2 169条高质量的表达标签（EST）,拼接成1 745个单一基因（Unigene）;同源比对分析表明,70%的Unigenes与已知功能基因具有较高的同源性。基因进行COG功能分类结果显示,较多的COG功能分类集中在“翻译、核糖体结构和生物转化”、“碳水化合物运输与代谢”和“翻译后修饰、蛋白转移及蛋白伴侣”功能上。根据基因的GO注释结果,参与细胞构成、细胞器和膜构成的基因比例最高,参与细胞过程和新陈代谢等过程的基因比例较高,具有结合和催化功能的基因较多,这些基因可能在棉纤维发育中发挥比较重要的作用。【结论】构建了优质陆地棉栽培品种冀228纤维均一化全长cDNA文库,经文库质量检测、均一化程度检测和随机选取克隆的测序分析结果表明,文库的代表性和重组片段的完整性均达到了分离筛选目的基因的建库要求,整个文库有着很高的非冗余性。构建的cDNA文库具有既能获得与已知序列同源性很高的基因,又能挖掘出优质陆地棉冀228特有的基因或同源序列的作用,能够提高发现纤维发育相关基因随机序列和稀有基因的效率,将为公共数据库提供丰富的陆地棉EST资源。     

河北省杂交棉产量构成因素研究

为了更高效地进行杂交棉品种选育,利用2006~2015年近10 a的河北省棉花区域试验资料,采用相关分析和多元逐步回归分析的统计方法,对影响杂交棉产量的构成因素进行了分析。相关分析结果表明:4个产量构成因素中,皮棉产量与单铃重呈极显著的正相关,与衣分和单株铃数呈不显著的正相关,与子指呈不显著相关;多元线性回归、偏相关分析和通径分析结果表明,4个产量构成因素均对皮棉产量有一定意义,对皮棉产量的贡献度顺序为单铃重衣分单株铃数子指。因此,在杂交棉品种选育时,应尽力提高杂交棉的单铃重,同时重视协调与衣分和单株铃数的相互关系,从而大大提高棉花的皮棉产量。     

基于表型性状的萝卜资源遗传多样性分析

以从国内外搜集的52份萝卜种质资源为试材,连续2年对19个表型性状进行了鉴定,采用相关系数、主成分分析和聚类分析等多元统计方法,研究了萝卜材料的遗传多样性,以期为有效利用萝卜种质资源提供参考依据。结果表明:各性状遗传多样性指数在0.57~2.04,表明所选萝卜种质资源具有丰富的遗传变异类型;应用相关性分析发现,各性状之间的相关系数中达到极显著水平的有15对性状,表明大部分表型性状间具有内在联系;主成分分析表明,19个性状可以提取反映肉质根外观、产量构成和叶片表型的3类影响因子;聚类分析结果显示在欧氏距离3.7时可将参试材料分为九大组群,各组群群体性状表现与萝卜传统分类相关但不严格对应,综合多个表型性状来判断萝卜资源差异的大小会更加科学可靠。     

非生物胁迫诱导的棉花酵母双杂交文库构建及GhJAZ1互作蛋白筛选

非生物胁迫导致棉花生长发育受到抑制,严重影响棉花的产量和品质。为了深入探究棉花非生物逆境响应的分子作用机制并鉴定GhJAZ1的互作蛋白,本研究以陆地棉标准系TM-1为材料,采用Gateway重组技术构建了非生物胁迫诱导的陆地棉酵母双杂交cDNA文库,获得的初级文库总克隆数为1.2×10⁷ CFU,次级文库总克隆数为1.6×10⁷ CFU,重组阳性率100%,酵母文库滴度为5.0×10⁷ cells·mL^-1,酵母克隆平均插入片段>1 000 bp,符合建库标准,可用于后续酵母双杂交筛选。以GhJAZ1为诱饵,构建pGBKT7-GhJAZ1诱饵蛋白表达载体,经毒性检测及自激活活性检测,明确了诱饵质粒在酵母系统中无毒性和自激活活性,可直接用于酵母文库筛选。利用酵母双杂交筛选构建的非生物胁迫诱导的酵母cDNA文库,得到72个初筛阳性克隆,经测序、序列比对和酵母回转验证,获得11个与GhJAZ1相互作用的候选蛋白。选取其中4个候选蛋白,利用酵母双杂交进一步确认了GhJAZ1与候选蛋白的相互作用关系。本...     

河北省杂交棉培育现状及发展趋势

杂交育种技术仍是目前棉花育种采用的主要手段。河北省自20世纪30年代开展杂交育种以来,截止到2017年,共育成63个杂交棉品种,其中河北省审定杂交棉品种50个,占河北省审定所有棉花品种的24.9%。对河北省审定的杂交棉品种分析表明,产量得到了逐步提高并趋于稳定,纤维品质中断裂比强度和马克隆值是阻碍棉花品级提高的主要原因;枯萎病抗性问题基本解决,但黄萎病抗性急需提高。同时还分析了河北省杂交棉存在的主要问题,提出了河北省杂交棉培育的发展建议。     

314份陆地棉种质资源农艺性状与品质性状的遗传多样性分析

本研究对314份陆地棉种质资源的7个农艺性状和5个纤维品质性状进行遗传多样分析,以筛选出不同类型的优异棉花种质资源,为棉花新品种选育及其亲本选配提供一定的理论参考。结果表明,314份陆地棉种质资源具有丰富的遗传多样性,12个性状的变异系数从大到小依次为首果节长度(21.6%)>第一果枝节位高度(18.8%)>第一果枝节位(13.8%)>断裂比强度(11.9%)>株高(10.7%)>单铃重(10.2%)>子指(10.1%)>马克隆值(9.1%)>衣分(8.1%)>上半部平均长度(6.3%)>整齐度指数(2.4%)>伸长率(1.0%)。相关分析表明,上半部平均长度与整齐度指数、断裂比强度、伸长率呈极显著正相关,与马克隆值呈极显著负相关;衣分与子指、上半部平均长度、断裂比强度、伸长率呈极显著负相关,与马克隆值呈极显著正相关。主成分分析表明,前4个主成分累计贡献率达到68.39%,其中第1主成分为棉花纤维品质因子,第2主成分为植株性状因子,第3主成分为棉花产量因子。聚类分析将314份陆地棉种质资源在遗传距离3.5处划分为6大类群...     

棉花僵瓣率与品种性状的相关性分析

烂铃严重影响棉花产量和品质,近几年生产上烂铃发生严重。本研究于2009-2012年以僵瓣率作为反映烂铃程度的指标,分析了僵瓣率与棉花9个农艺性状的相关性。结果表明,棉花不同品种间僵瓣率的高低有明显差异,培育低烂铃率品种是可行的;僵瓣率与第一果枝节位呈极显著负相关,与株高呈极显著或显著负相关,与全生育期、出苗至开花日数呈显著负相关趋势,与单株结铃数呈显著正相关趋势。所分析的性状中,对僵瓣率影响最大的为第一果枝节位,其次为单株成铃数和出苗至开花日数,然后为株高和全生育期。研究结果可为选育烂铃率低的棉花品种提供参考依据。