蒙古冰草与航道冰草正、反交F_1及其染色体加倍植株AFLP分析

利用AFLP分子标记技术,对蒙古冰草与航道冰草正、反交F_1及其染色体加倍植株的DNA多态性位点进行了比较分析.结果表明:用筛选出的11对适宜引物对供试材料进行AFLP扩增,共获得430条清晰的条带,其中多态性带396个,多态性比率高达92.1%;供试材料的遗传距离变幅为0.6594～0.8182,蒙古冰草与航道冰草遗传距离较远;以遗传距离0.72为基准可划分为3类,即亲本蒙古冰草与正反交杂种F1为一类、正反交杂种F1染色体加倍植株为一类、亲本航道冰草为一类.     

蒙古冰草与航道冰草正、反交F1及其染色体加倍植株同工酶分析

采用聚丙烯酰胺垂直板电泳技术对蒙古冰草与航道冰草正、反交杂种F1与其染色体加倍植株的POD和EST同工酶酶谱表征进行了分析.结果表明:在分蘖期、抽穗期不同发育阶段,蒙古冰草×航道冰草正交杂种F1、航道冰草×蒙古冰草反交杂种F1及其染色体加倍植株的POD和EST同工酶酶带的数目、位点及强弱均存在一定差异,同工酶酶谱表征可作为正、反交杂种F1与其染色体加倍植株在蛋白质水平相互识别的重要依据;在对不同植物材料鉴定时,从几个不同的生育阶段做同工酶酶谱对比分析,要比单一生育阶段更能反映各材料间酶谱的遗传差异性,提高其鉴定结果的可靠性.     

蒙古冰草×航道冰草杂种F4代株系同工酶分析

利用同工酶电泳技术研究蒙古冰草与航道冰草种间杂交F_{4代11个株系的遗传差异性。结果表明:在相同或不同生育阶段,供试材料的酯酶同工酶(EST)、过氧化物酶同工酶(POD)和超氧化物岐化酶(SOD)的位点、数目和强弱均存在差异,其表型差异是11个株系间及其与亲本间在蛋白质分子水平识别的重要遗传标记;选择抽穗期、分蘖期取样分析的同工酶酶谱特征,更能体现材料间酶谱表型的遗传差异性和提高鉴定结果的准确性;以遗传距离(GD)值0.40为基准,将13个材料聚类成6类:第1类株系6、7、9、8和10,第2类株系4和5,第3类株系1、3和2,第4类株系11,第5类父本航道冰草,第6类母本蒙古冰草;该研究结果对冰草杂交后代新品系的归类选育具有理论意义。}     

冰草的远缘杂交及杂种分析

蒙古冰草隶属于冰草属的二倍体种，原产于内蒙古。航道冰草是从北美引进的栽培品种隶属于扁穗冰草种，亦为二倍体种，为了将蒙古冰草的优良抗性基因和航道冰草的优良品质基因相结合，进行二倍体种间的远缘杂交。杂种Ｆ１全部为二倍体，其形态学特征介于双亲之间。杂种Ｆ１ ＰＭＣ ＭⅠ的染色体平均配对构型为：２．０９Ⅰ，４．８６Ⅱ，０．４８Ⅲ，０．２４Ⅳ及０．２９Ⅴ。     

冰草属植物种质资源遗传多样性的ISSR分析

用ISSR标记对来自国内外的33份冰草材料的遗传多样性进行了检测。从93条ISSR引物中共筛出11条能扩增出清晰条带并具有多态性的引物,33个样品DNA共获得84个扩增位点,其中多态性位点59个,平均每个引物扩增位点为7.64个。品种间遗传相似系数在0.083～0.706,表现出丰富的遗传多样性。利用UPGMA聚类分析,以遗传相似系数0.52为界限,33份材料划分为4类,聚类基本符合地理来源相近的材料聚为一类,呈现出一定的地域性分布规律。     

蒙古冰草×航道冰草杂种F3代的育性及染色体构型分析

对蒙古冰草与航道冰草种间杂种F3代的花粉育性、结实性、穗型、细胞遗传学特性等进行了研究,结果表明:F3花粉育性为66.59%,比F1、F2分别提高了39.84%和17.82%;F3自然结实率为28.07%,比F1、F2分别提高了22.77%和12.47%;F3代的穗型变化较F2相对稳定,其PMCMⅠ染色体平均配对构型为0.23Ⅰ 6.88Ⅱ,环状二价体频率明显增加。     

散穗高粱与苏丹草杂种的ISSR分析

为明确散穗高粱(Sorghum bicolor(L.)与黑壳苏丹草、白壳苏丹草、棕壳苏丹草、红壳苏丹草4个种间杂种F₁在DNA分子水平上的差异程度,利用ISSR分子标记技术对散穂高粱与4种苏丹草(S. sudanense(Piper) Stapf)杂种F₁及其亲本间的多态性进行分析.结果表明:14个ISSR适宜引物共扩增出41条带,其DNA片段长度为200～2000 bp,多态性条带416条,多态性条带百分率为92.2%;9个供试材料间的遗传距离(GD)变幅为0.1818～0.7838,平均为0.6892;散穗高粱与红壳苏丹草GD值较大,而与白壳苏丹草GD值较小;以GD值0.44为基准,9个材料聚为3类:第一类为散穗高粱、棕壳苏丹草、黑壳苏丹草、白壳苏丹草,第二类为散穗高粱×黑壳苏丹草F₁、散穗高粱×白壳苏丹草F₁、散穗高粱×红壳苏丹草F₁、散穗高粱×棕壳苏丹草F₁,第三类为红壳苏丹草.     

蒙古冰草肌动蛋白基因片段的克隆与组织表达分析

本研究利用同源序列法分离蒙古冰草Actin基因同源片段,并分析蒙古冰草Actin基因在根、茎、叶中的表达特征。根据禾本科植物小麦Actin基因的保守序列设计1对引物A1,经RT-PCR扩增,从蒙古冰草cDNA中克隆到1个长度为541 bp的Actin基因片段,使用DNAman和DNAUSER等分子生物学软件进行序列分析,结果表明,该序列编码179个氨基酸,并推测该片段具有Actin超基因家族的保守结构域,含有1个ATP结合位点,抑制蛋白结合位点和胶溶蛋白结合位点;该基因片段的氨基酸序列与小麦Actin基因的同源性为99%,与玉米同源性为96%,与水稻同源性为93%。组织器官特异性表达分析结果表明,该基因在根、茎、叶中的表达量恒定。将该基因片段命名为MwACT1,并在GengBank中登记注册,登录号为FJ490410。     

蒙农杂种冰草成熟胚愈伤组织的诱导及植株再生

以蒙农杂种冰草成熟胚为外植体,通过胚性愈伤组织的诱导进行植株再生,结果表明:在附加甘露醇(0.2mol/L)和2,4-D(2.0mg/L)的MS培养基中,冰草成熟胚可诱导产生愈伤组织,诱导率为87.6%,但质量较差;将其在降低2,4-D浓度和添加6-BA的继代培养基中继代改造,可明显改善愈伤组织质量,增加胚性愈伤;将筛选改良的愈伤组织置于分化培养基MS+ZT(3.0mg/L)+NAA(1.0mg/L)中,分化率为82%;分化小苗在1/2MS培养基上可生根并得到完整植株.本研究还建立了一套有效的以成熟胚为外植体的蒙农杂种冰草组织培养再生体系.     

不同放牧强度下冰草自然居群的遗传多样性分析

采用ISSR分子标记技术对不同放牧强度下冰草自然居群的遗传多样性进行了研究。结果表明,放牧导致冰草部分位点丢失,但整个冰草居群仍表现出丰富的多态性,ISSR检测的多态性条带比率为96.46%,居群间的遗传差异很小,放牧并未使冰草居群产生遗传分化。由Shannon’s和Nei’多样性指数检测的各个引物在4个冰草居群内的遗传多样性的大小排列顺序为:中度放牧样地重度放牧样地无放牧样地轻度放牧样地。     

蒙古冰草和冰草的杂交F1代群体农艺性状的相关、通径及聚类分析

通过探究冰草属(Agropyron)植物的主要农艺性状间的关系,选育出优良冰草(A.cristatum)种质资源为提高小麦(Triticum aestivum)远缘杂交育种效率提供理论依据。本研究以蒙古冰草(A.mongolicum)(母本)和二倍体冰草(父本)进行杂交获得的F_1代群体为材料,对该群体116个单株的9个主要农艺性状进行了调查分析。结果表明,116个单株在所有农艺性状上均表现出明显的遗传变异(11.2%~40.13%),小穗粒数、穗粒数的变异系数最大,分别为30.56%、40.13%;相关及通径分析表明,对其重要性状之一千粒重影响最大的是每小穗小花数(r=0.168,P0.05),直接通径系数为0.364,其余性状依次为穗长(r=0.235,P0.05)、小穗粒数(r=0.126);聚类分析在欧氏距离为6.50处将群体材料分成三大类群,其中第1类和第3类冰草材料都具有高秆、多枝叶的特点,可用于选育优质牧草,第1类冰草材料具有多小花多穗粒等优良性状,可成为饲草和小麦遗传育种的优良种质资源。     

冰草P基因组ISSR扩增特异DNA片段的克隆及序列分析

利用回收特异ISSR扩增片段的方法,从冰草中分离到1个P基因组特异DNA片段--UBC811535.经克隆、Southern杂交、测序和生物信息学分析表明,片段的序列长535bp,G+C含量为44%,片段相对小麦族A、B、D、V、H、Ns、R、St等基因组是特异的,与小麦Em基因的一段存在66%的同源性,与GenBank上注册的其他序列同源性较低,是冰草P基因组新的特异DNA序列(GenBank登录号为EU652952).序列中含有200bp以上的开放阅读框架,但无终止密码子,可能为基因的一部分.     

塔乌库姆冰草肌动蛋白基因片段的克隆及序列分析

根据其他植物Actin基因的保守序列设计一对简引并性物,以塔乌库姆冰草叶片总RNA为模板,采用RT-PCR的方法扩增出Actin基因片段并连接到载体上,阳性克隆经PCR检测后进行测序。结果表明：该片段长约600bp,编码199个氨基酸,所得序列与GenBank中注册的其他植物Actin基因序列同源性均在81%以上,与其他肌动蛋白的氨基酸序列同源性达88%。     

杜尔伯特扁穗冰草生产性能试验研究

杜尔伯特扁穗冰草(Agropyron cristatum(L.)Gaertn.cv.Duerbote)是黑龙江省畜牧研究所1994-2008年引种驯化野生新品种。通过三年生产性能的试验研究,结果表明,该品种抗寒、耐旱,适应性强,生长速度快,饲草品质好,牧草产量和种子产量高,干草产量达4215.04 kg/hm²,比对照品种野生扁穗冰草(3271.92 kg/hm²)和细茎冰草(3771.78 kg/hm²)增产28.8%和11.7%。种子平均产量为576.29 kg/hm²,较野生扁穗冰草(428.95kg/hm²)和细茎冰草(557.07kg/hm²)增产34.3%和3.4%,是北方寒冷干旱区种植人工草地、改良天然草地的优质饲草饲料品种。     

冰草ISSR-PCR反应体系的建立与优化

为进一步开展冰草属植物种质资源遗传多样性研究,寻找可用于冰草(Agropyron cristatum(L.)Gaertn.)的ISSR-PCR最适反应体系并建立与优化,具有重要的意义。通过优化影响ISSR-PCR体系的主要参数,最终确定在20μL体系中各反应物的最适含量为:40 ng模板DNA,0.2 mmol·L^-1dNTP,0.5μmol·L^-1ISSR引物,1 UTaq DNA聚合酶,2μL10×PCR Buffer,2.5 mmol·L^-1MgCl₂;引物815号的最适退火温度为50℃。该体系的建立为今后利用ISSR技术进行冰草属种质资源的遗传多样性分析奠定了技术基础。     

蒙古冰草肌动蛋白基因(MwACT2)克隆与表达分析

本研究应用RT-PCR和RACE技术,从蒙古冰草(Agropyron mongolicum Keng)中分离到1个肌动蛋白基因,命名为MwACT2。序列分析表明:MwACT2基因全长1506bp,含有1个1131bp的开放型阅读框,MwACT2蛋白长度为376个氨基酸残基,分子量为41.606KDa,理论等电点为5.29,含有actin保守位点,属于actin家族成员。该基因编码的氨基酸序列与Genebank中乌拉尔图(Triticum_urartu)肌动蛋白(登录号:EMS62134.1)氨基酸具有99%的一致性,属于非跨膜蛋白。利用半定量RT-PCR技术分析MwACT2基因的表达,结果表明该基因表达稳定,经高盐、干旱、低温处理后的表达强度无显著差异。