小麦抗逆相关转录因子DREB密码子偏好性特征分析

DREB(dehydration responsive element binding)转录因子在植物抵抗干旱、高盐、低温等非生物逆境中发挥着重要作用。为探究普通小麦抗逆相关转录因子DREB密码子的偏好性特征,本研究运用CodonW、CHIPS和CUSP软件程序分析了小麦DREB基因的密码子使用特性,并与13种植物的DREB密码子偏性进行比较。结果表明,小麦DREB基因主要偏好以GC结尾的密码子;根据RSCU值,确定小麦DREB基因的高频密码子有14个;不同作物间DREB基因的密码子选用偏好性存在一定差异;基于DREB编码序列的聚类分析比基于密码子使用偏性聚类分析更能准确地反映物种间的亲缘关系;属于真核生物的酵母菌比属于原核生物的大肠杆菌更适宜作为DREB基因表达的异源受体。小麦DREB与模式植物基因组之间密码子使用偏性差异较小,拟南芥可能比烟草和番茄更适合作为该基因转基因研究的理想受体。小麦DREB密码子偏性分析为该基因的异源表达及分子遗传研究提供了一定的理论依据。     

小麦转录因子基因W16的功能标记作图和关联分析

【目的】开发小麦DREB转录因子基因W16的功能标记,进行遗传作图,并结合表型性状关联分析,为利用分子标记进行小麦遗传改良提供依据。【方法】以六倍体普通小麦及其野生近缘种的二倍体和四倍体为材料,克隆W16的DNA序列;根据序列多态性设计分子标记;利用中国春缺四体材料对基因进行染色体定位,用DH群体（旱选10号×鲁麦14）进行精细定位并作图;以154份六倍体普通小麦材料构成的自然群体分析表型性状与基因单倍型的关联特性。【结果】利用中国春缺四体材料先将W16定位在1A染色体上。后利用DH群体将W16定位于染色体1A的CWM517和WMC20标记之间,距左、右标记的遗传距离分别为7.8 cM和19.4 cM。在小麦自然群体中共检测到W16的3种单倍型,分别与单株穗数、穗粒数、每穗小穗数和籽粒饱满度关联。【结论】确定了W16所在的染色体位置,鉴定出HapⅡ为增加单株穗数和籽粒饱满度的优良单倍型,HapⅢ为提高穗粒数的优良单倍型,该基因的功能标记和关联分析结果为小麦分子育种提供了重要信息。     

山西省冬小麦地方品种形态特征和生物学特性的遗传多样性分析

为了有效利用山西省冬小麦地方品种质资源,了解不同生态区的冬小麦地方品种在主要农艺性状上的遗传多样性,对551份山西省冬小麦地方品种的遗传多样性进行聚类与主成分分析。结果表明:16个质量性状和7个数量性状都存在着丰富的遗传多样性。对比2个冬麦区的小麦23个性状发现:芒形、幼苗习性、粒质和穗长4个性状的遗传多样性指数比其他性状高,遗传变异较丰富。其中,南部中熟麦区的芒形、抗倒伏性、穗长和小穗着生密度4个性状多样性指数较高,茎粗和整齐度多样性指数偏低;中部晚熟麦区的芒形、幼苗习性、穗长和千粒重4个性状多样性指数较高,株高、小穗着生密度、整齐度和叶姿多样指数偏低。根据材料间各性状的遗传差异,经聚类分析将材料分为5大类群,其中第Ⅳ类群属于矮杆、穗粒数多和千粒重高的丰产亲本材料。7个数量性状的主成分分析结果表明:前3个主成分累计贡献率达72.78%,第一主成分反映每穗小穗数和每穗粒数,第二主成分反映小穗着生密度,第三主成分反映千粒重。本研究对深入探索山西小麦地方品种的遗传多样性提供理论参考,并为小麦新品种选育提供优异的亲本材料。     

耕作措施对太行山雨养生态区春玉米根系生长及产量的影响

为太行山雨养生态区土壤改良利用及春玉米的高产栽培提供依据,以强业8号为试材,采用田间试验方法,研究常规旋耕18cm(对照)、条带深松30cm和整地深翻30cm对太行山雨养生态区春玉米根系生长及产量的影响。结果表明:土壤容重,0～15cm土层玉米苗期、拔节期和吐丝期常规旋耕18cm和条带深松30cm显著高于整地深翻30cm,15～30cm土层各时期条带深松30cm和整地深翻30cm均显著低于常规旋耕18cm;根系质量、密度和表面积,常规旋耕18cm、条带深松30cm和整地深翻30cm均以10～20cm土层效果较好,20～50cm条带深松30cm和整地深翻30cm均大于常规旋耕18cm,差异极显著;不同处理的根系活力呈先升后降趋势,常规旋耕18cm以10～20cm土层根系活力最高,为64.21μg/(g·h),条带深松30cm和整地深翻30cm以20～30cm土层根系活力最高,分别为64.87μg/(g·h)和68.21μg/(g·h),差异极显著。深松和深翻种植有利于改善土壤结构,使土壤疏松透气,雨水蓄集能力增强,促进玉米根系向土层纵深分布,增强根系活力,提高其对水肥的利用效率。     

小麦抗条锈病基因 Yr69连锁标记在育种中的应用评价

由条形柄锈菌小麦专化型(Puccinia striiformis West. f. sp.tritici Eriks.,Pst)引起的小麦条锈病是严重威胁小麦生产的重大病害之一。为促进抗条锈病基因 Yr69在小麦育种中的应用,利用8个与 Yr69连锁的分子标记对推广品种长4738与 Yr69的载体品系CH7086构建的F_2群体为材料进行检测,利用小麦条锈菌CYR32、CYR33、CYR34混合小种(1∶1∶1)接种F_(2:3)家系进行抗病性鉴定,并评价 Yr69连锁标记在育种中应用的有效性。结果表明,4个共显性标记Xgwm636、Xgwm210、Xwmc382和X2AS33对 Yr69具有较好的检测效果,其检测准确率随着分子标记与目标基因遗传距离的减小而提高。其中,X2AS33的检测准确率高达96.7%,是分子辅助育种中检测 Yr69的较理想连锁标记。     

秸秆扩蓄肥对马铃薯产量及土壤物理性状的影响

为秸秆扩蓄肥在农业生产中的推广应用提供参考,以小麦秸秆为基本原料,粉碎后与聚丙烯酰胺(PAM)高分子保水剂和粉状硫酸钾混合,经理化改性制备成具有高效保水保肥性能的颗粒秸秆扩蓄肥,通过马铃薯田间试验研究其对土壤物理性状和马铃薯产量的影响。结果表明:在马铃薯播种时施用秸秆扩蓄肥可有效提高土壤水分的含量,且随着秸秆扩蓄肥施用量增加土壤的水分含量升高;同时,施用秸秆扩蓄肥可改善土壤物理性状,土壤容重下降、总孔隙度和非毛管孔隙度增加、通透性增强,还可调节马铃薯叶片的蒸腾速率、光合效率和气孔导度,增强马铃薯抗旱性,提高其生物产量和块茎产量。种植马铃薯的秸秆扩蓄肥适宜施用量为750kg/hm~2,且其土壤的含水量比CK高1.19%、总孔隙度增加9.34%、块茎产量增加42.20%,水分利用效率提高46.67%。     

蒙古黄芪异黄酮合成酶基因密码子偏好性分析

异黄酮是只局限于豆科蝶形花亚科等极少数植物中的一种植物性雌激素,异黄酮合成酶(IFS)是苯丙氨酸分支代谢途径——异黄酮代谢途径的关键酶。为了解蒙古黄芪IFS基因密码子的使用特性,采用CodonW,SPSS软件及EMBOSS在线程序分析蒙古黄芪IFS基因密码子的偏好性,并分别与14个物种的IFS以及模式生物基因组进行比较。结果显示,蒙古黄芪IFS基因的密码子选择偏性较弱且较偏好以A/T结尾,而物种间IFS密码子选择偏性则存在一定差异;进化树分析表明,基于IFS编码序列聚类结果比密码子使用偏性分类结果能更准确地反映物种间的亲缘关系;密码子使用频率比较结果发现,酵母真核表达系统更适用于蒙古黄芪IFS基因异源表达系统建立,而蒙古黄芪IFS基因与模式植物基因组之间密码子使用偏性差异较小,尤其拟南芥可能为该基因转基因研究最为理想的受体。     

石榴皮多酚的提取及抑菌作用

[目的]优化石榴（Punica granatum Linn.）皮多酚的提取工艺,并研究其粗提物的抑菌作用。[方法]采用微波辅助法提取石榴皮多酚,通过单因素试验和正交试验确定其最佳提取工艺条件,同时研究了石榴皮多酚粗提物对金黄色葡萄球菌、普通变形菌和蜡样芽孢杆菌的抑制作用。[结果]石榴皮多酚粗提物的最佳提取工艺为∶筛目数为60~80目,提取功率为385 W,料液比为1∶25（W/V）,提取时间为120 s,提取次数为3次。在此条件下,石榴皮多酚得率最高达21.4%。石榴皮多酚粗提物浓度在0.96 g/ml时对金黄色葡萄球菌、普通变形菌和蜡样芽孢杆菌的抑制作用最大,对应的抑菌圈直径分别为1.15、1.10、0.95 cm,其最小抑菌浓度分别为0.80、1.60、0.40g/ml。[结论]该研究为从石榴皮中提取天然药物并为寻找天然抑菌剂提供了理论依据。