棉花基因组中赤霉素氧化酶基因的鉴定与分析

根据赤霉素氧化酶氨基酸序列的保守结构域和生物学信息,对棉花2个二倍体野生种(A基因组的亚洲棉和D基因组的雷蒙德氏棉)和2个异源四倍体遗传标准系(陆地棉TM-1和海岛棉H7124)进行了全基因组的查找。结果表明,在2个二倍体野生种的A和D基因组中分别预测到219和188个该酶类基因家族成员;在异源四倍体陆地棉TM-1和H7124中分别预测到了310和428个该酶类基因家族成员。通过分析陆地棉中预测到的310个该酶类基因家族成员在赤霉素敏感超矮突变体和野生型转录组中表达差异,发现16个基因具有显著性差异。利用这16个基因编码的蛋白质氨基酸序列与报道的拟南芥赤霉素氧化酶氨基酸序列进行进化分析,结果表明Gh_D06G2009属于GA3ox氧化酶,Gh_D01G0300和Gh_D09G0746为GA2ox氧化酶,Gh_A06G1341、Gh_A07G1653、Gh_A11G1416、Gh_A13G0444、Gh_A13G1787、Gh_A13G2343、Gh_D01G0055、Gh_D07G0446、Gh_D07G1858、Gh_D08G2680、Gh_D11G3415、Gh_D13G0516、Gh_D13G2157为GA20ox氧化酶。     

2个抗虫棉的外源Bt基因分子鉴定及其染色体定位

以中美2个抗虫棉品种GK19与33B为试验材料,利用检测中美Bt基因的特异性引物,分别对抗虫棉亲本GK19和33B进行PCR扩增,并通过SSR分子标记技术对其Bt基因进行分子鉴定与染色体定位,旨在从外源基因转化事件的视角探究中美转基因抗虫棉差异的分子基础。结果表明, GK19为中国转Bt基因抗虫棉, 33B为美国转Bt基因抗虫棉; GK19的Bt基因被定位在棉花Chr.20上,共16对SSR多态性标记与其Bt基因连锁,两侧的分子标记为NAU3907和NAU2579,其遗传距离分别为2.4 cM和1.5 cM; 33B的Bt基因被定位在棉花Chr.26上,共20对SSR多态性标记与Bt基因连锁,目标Bt基因位于标记NAU460和dc40260之间,其遗传距离分别为3.6 cM和2.0 cM。以上结果表明GK19和33B属于不同的遗传转化事件。     

陆地棉突变系高秆1号的生物学特性

以陆地棉突变系高秆1号和正常株高野生型N089为试验材料,在棉花不同生育时期测量其株高、节间长、节间数、第一果枝节位高等表型性状。由结果推测,决定高秆突变系的株高主要是较高的第一果枝节位与较长的节间长度与节间数无特别关联。酶联免疫法分别测量高秆突变体和正常株高棉花棉籽中的激素含量,发现高秆1号的种胚中3种与促进生长有关的激素赤霉素(GA3)、生长素(IAA)、玉米素(ZR)含量都极显著高于正常株高的野生型N089,分别是其含量的236.8%、167.7%、279.1%,而生长抑制型激素脱落酸(ABA)含量则极显著地低于野生型,只有野生型的76.0%。对高秆1号和野生型倒3节间横、纵切片的细胞学观察结果表明,高秆1号纵向切面的细胞长度及细胞数目极显著地多于野生型,而横向切面细胞直径的大小在突变系与野生型之间并无明显差异。这从细胞学角度证明了高秆突变体植株的高秆化,是茎秆纵向区间细胞长度明显变长的结果。     

转iaaM基因陆地棉种质系的经济性状及其杂种F_1表达特征

为阐明转iaaM基因陆地棉种质系在Ⅰ型高品质杂交棉育种中的利用价值,本研究采用4个转iaaM基因的陆地棉新种质系、2个高品质陆地棉种质系,及其4个杂交组合做PCR分子检测,并对其经济性状进行区组比较试验。结果表明:4个转iaaM基因的父本及其杂交F1在500 bp处均出现特征主带,而2个高品质母本无特征主带,显示iaaM基因在杂交F1代呈显性表达。转iaaM种质系的衣分较高、棉铃较大、单株结铃较多、脱落率较低;但籽指偏小、种子空瘪率较高。具有iaaM基因的杂交F1组合,其衣分、单铃重、结铃数接近转iaaM亲本,表明转iaaM基因的产量性状三要素在F1代呈显性表达;其中有2个杂交组合的纤维品质达优质Ⅰ型,且1个组合的皮棉产量与Ⅲ型杂交棉对照‘苏杂201’相比,仍具有正向竞争优势。利用iaaM种质系做为杂交亲本,只要杂交配组适当,培育具有产量优势的Ⅰ型高品质陆地杂交棉在实践上是完全可行的。     

抗虫海陆杂交棉主要经济性状的杂种优势分析

分析了抗虫海陆杂交棉主要经济性状的杂种优势。结果显示:海陆杂交棉F_1的籽棉、皮棉产量均超过了海岛棉亲本,多数组合也超过了陆地棉亲本;海陆杂交棉F_1的单铃重、每囊粒数、衣分、纤维马克隆值一般介于双亲之间;海陆杂交棉F_1的籽指偏大,某些组合的籽指超过了海岛棉亲本;海陆杂交棉F_1的不孕籽率偏高,超过了双亲;海陆杂交棉F_1的纤维长度、整齐度、比强度、伸长率普遍呈正向超双亲优势。     

转基因抗虫棉Bt基因的遗传连锁分析

对中美两国所获得的转基因抗虫棉品种GK— 1 2、新棉 33B分别进行了 Bt基因的连锁测验。分析表明两个品种的试验结果相似 ,Bt基因未整合在棉花第 I、II、III、IV、V、VI、VII、IX、X、XI、XII、XIII、XVII连锁群及 cu、pg、gl1等基因所涉及的染色体上。阐明了 Bt基因染色体图谱定位的复杂性 ,并提出以原位杂交技术实现 Bt基因在棉花染色体组上的物理标图     

陆地棉亚红株突变的质量遗传规律研究

分析了陆地棉亚红株突变体的淡红叶性状与当日红花性状的质量遗传规律,结果显示,淡红叶性状是受一对不完全显性基因控制的质量性状。连锁分析表明:淡红叶性状与当日红花性状完全连锁,是受同一对显性基因控制的质量性状;淡红叶与棕絮性状符合两对性状完全独立分离规律,不存在连锁遗传关系。等位性测定显示,淡红叶性状与经典红叶性状杂交后代,符合两对显性基因控制的独立分离理论比例,表明控制亚红株突变的基因与控制经典红叶的R1基因不在同一基因位点。根据以上试验结果,推定陆地棉亚红株突变是一个新的质量突变性状,暂将它的基因符号定为RS。     

陆地棉细胞质雄性不育突变体的发现与鉴定

在陆地棉群体中发现一个雄性不育突变体,并对之进行了鉴定,确定为细胞质雄性不育突变体。该突变体对于研究棉花雄性不育的细胞质遗传机理,将具有重要的种质利用价值。     

转基因抗虫杂交棉新品种——苏杂6号

苏杂6号(原名苏抗2102),系江苏省农业科学院经济作物研究所最新选育的转Bt基因抗虫杂交棉.     

棉花黄萎病菌的遗传多样性

阐明了棉花黄萎病的病原菌为大丽轮枝菌及其分类依据。从致病力分化、营养体亲和性分析、DNA分子指纹图谱比对等3个方面,对棉花黄萎病菌遗传多样性的研究进展进行了较为全面的综述。并对棉花黄萎病致病型与DNA分子标记多态性之间不存在显著相关性的原因进行了讨论。