花生FAT基因家族的全基因组分析

酰基-ACP硫酯酶(fatty acyl-ACP thioesterase,FAT)是控制植物种子油脂合成的关键酶,根据其氨基酸序列和底物特异性不同可分为FATA和FATB两类。为了更深入了解花生FAT(Ah FAT)的特点与功能,本研究对Ah FAT家族基因进行了全基因组生物信息学分析。在花生基因组中共有20个FAT基因,不均匀分布在2个基因组的12条染色体上。20个Ah FATs可以分为Ah FATA和Ah FATB两个亚家族,Ah FATA亚家族有2个基因,Ah FATB亚家族有18个基因。Ah FATA家族基因具有6或8个外显子,Ah FATB家族基因结构较为复杂,外显子数目5~8个;Ah FATs都不具有跨膜结构域但是都具有保守的Acyl-ACP_TE结构域。对Ah FAT家族基因进行可变剪接分析,发现只有少数发生了可变剪接,且具有组织特异性。对Ah FATs表达模式分析的结果显示,Ah FATAs和Ah FATBs都在种子发育后期表达量较高。     

花生FAD基因家族的全基因组鉴定与表达模式分析

脂肪酸去饱和酶(FAD)是合成不饱和脂肪酸的关键酶,在植物维持各项生命活动、应对生物与非生物胁迫方面具有重要作用。本研究对花生基因组中的FAD基因家族进行鉴定与生物信息学分析,并利用花生转录组数据对花生FAD(Ah FAD)基因的表达模式及可变剪接形式进行分析。结果显示,在花生基因组中共有31个Ah FAD基因,分为6类,Ah SAD基因亚家族有12条序列,AhFAD2有6条序列,Ah FAD3有4条序列,Ah FAD4/5有3条序列,Ah FAD6有2条序列,Ah FAD7/8有4条序列。聚类分析表明,Ah FAD有两大分支:游离Ah SAD分支和膜结合Ah FAD分支;膜结合Ah FAD分支中Ah FAD4/5起源最早,ω-3 Ah FAD由ω-6Ah FAD进化而来;单双子叶聚类于不同分支。表达模式分析表明,Ah SAD、AhFAD2和Ah FAD3在种子中表达水平较高,Ah FAD4/5、Ah FAD6、Ah FAD7/8在叶中表达量最高。可变剪接分析表明,Ah FAD亚家族之间可变剪接形式差异明显,其中有12个Ah FAD基因发生了可变剪接。TTS和TSS是发生最多的可变剪接事件,其次是IR,最少的是AE和ES。     

花生~(60)Co-γ辐射诱变和突变体库的构建

为了获得花生新种质,对花生干种子进行60Co-γ辐射诱变处理并构建花生突变体库,获得了一些有价值的突变体材料,如高油突变体、高蛋白突变体、大种子和小种子突变体、大叶和小叶突变体、卷叶突变体等。通过分析这些突变体的不同性状发现,辐射处理对株高、叶片形态、含油量、蛋白含量、单株结荚数、单粒重、油亚比、出仁率等性状的影响极为显著。对7个性状(单株果仁重、蛋白含量、亚油酸含量、油酸含量、含油量、单粒重和单株荚果重)进行相关性分析,结果表明,油酸含量与亚油酸含量为高度线性相关;含油量与蛋白含量、亚油酸含量、油酸含量均为显著性相关;而含油量与单株荚果产量呈低度线性相关。这些突变体的获得为今后进行花生遗传育种以及机理研究提供了可靠的原材料和中间材料,也为花生功能基因组学研究提供了丰富的材料。     

花生远缘杂交后代的氨基酸含量变异分析

本实验室利用野生花生(A.monticola)与栽培品种(黑花生、桂花红)杂交,获得了一些具有高产性状的花生新材料。通过对这些远缘杂种后代种子的氨基酸含量进行检测,共能检测到17种水解氨基酸和20种游离氨基酸。其中含量最高的是谷氨酸,其次是天冬氨酸和精氨酸,三者的总和占总氨基酸含量的46.1%～47.3%。不同株系间氨基酸含量的变异系数有较大差异。本研究可为利用远缘杂交获得高产优质的花生新材料提供一定的理论依据。     

ENR基因在高油和普通玉米自交系中的克隆和表达分析

利用高油玉米自交系By804和普通玉米自交系B73为材料,克隆Enoyl-ACP reductase(ENR)基因,同时比较ENR基因的序列和表达差异。结果表明,ENR基因编码蛋白在高油和普通玉米中氨基酸序列完全一致;在授粉后15,25和35 d的胚中,ENR基因呈下调表达,在同一发育时期,ENR基因在高油玉米By804中较高表达。     

大豆贮藏蛋白基因及其表达调控研究进展

简要介绍了大豆的两类主要贮藏蛋白大豆球蛋白和β—伴大豆球蛋白基因的组织、结构和表达调控的研究进展。编码大豆球蛋白5种亚基的基因均已被克隆，Gy1和Gy2紧密连锁，Gy3、Gy4和Gy5分别位于不同染色体上，每个基因都包含四个外显子和三个内含子，其外显子的同源性很高，其调控序列也具较强的保守性。β—伴大豆球蛋白的基因为至少15个成员的大家族，至少分布在两条染色体上，主要集β—于三个区域，它们之间的同源性很高，但各亚基都有其独特的表达调控方式。     

小麦TaLTR基因的克隆及初步表达分析

以小麦山融3号为试验材料,克隆了TaLTR cDNA序列(Low temperature-responsive RNA-bind-ing protein)。序列分析表明,TaLTR序列包含完整的ORF区,编码蛋白含有162个氨基酸,其氨基端包含一个RRM(RNA recognition domain)超家族保守的结构域,羧基端则富含甘氨酸;经半定量RT-PCR分析,表明TaLTR参与低温、干旱、盐胁迫逆境反应。     

花生胚轴丛生芽的诱导和植株再生

以花生胚轴为外植体,接种于ＭＳ２（ＭＳ＋ ６－ ＢＡ１０ｍ ｇ／Ｌ＋ ＮＡＡ０８ｍ ｇ／Ｌ＋ 蔗糖３％ ＋ 琼脂０７％ ）培养基上,２５℃±１℃和３５００Ｌｕｘ 光照条件下培养,约２０ 天,８３％ 的外植体分化出丛生芽。平均每个外植体产生６４ 个丛生芽,最多可达３０ 个,由此得到的再生苗生长正常、健壮,生根后植株移栽易成活。本文就外植体日龄、激素配比及外植体接种极性等对丛生芽发生产生的影响进行了讨论。     

分子标记辅助选育高产高油酸花生新品种舜花 14 号

舜花 14 号是以普通油酸含量的花育 19 号作母本及轮回亲本,高油酸花生开农 176 作父本,经 TaqMan 探针及 KASP分子标记辅助选育而成的高产高油酸大花生品种。2019 年开始参加山东省高油酸花生联合体新品种多点比较试验,荚果平均产量 5601.90kg/hm2,较对照花育 25 号平均增产 8.33%。2022 年单粒精播高产攻关试验实打验收荚果产量 9728.40kg/hm2,首创高油酸花生实打验收山东省高产纪录。品种籽仁蛋白质含量 26.4%,含油量 50.67%,油酸含量 80.6%,亚油酸含量 2.99%,O/L 比值 26.96。2022 年 9 月通过国家非主要农作物品种登记,登记编号：GPD 花生（2022）370149。     

利用远缘杂交培育半匍匐密枝型高产花生新品系

花生是我国重要的油料作物。为将野生花生的优异基因导入栽培花生，采用远缘杂交方法，将黑花生（A. hypogaea L.）与野生花生A. monticola 进行杂交，获得一个高产株系。该株系平均单株产量为普通花生的4倍，株型由亲本黑花生的直立、疏枝型转变为半匍匐、密枝型。另外，该株系生育期稍长，花量大，花色深，荚果数量多，单枝有效结果范围大约20～25cm。不同株系间荚果果型差异明显，大部分株系果型与黑花生相似。种皮颜色由粉到紫各不相同。种子大小差异明显。研究认为利用半匍匐密枝株型培育高产花生品系（种）是可行的。