高粱DNA导入小麦“周麦16”引起后代变异的研究及SSR分析

[目的]将高粱DNA导入＂周麦16＂选育新的冬小麦变异种质系。[方法]将高粱＂抗5＂DNA通过花粉管通道导入小麦品种＂周麦16＂,对变异后代系统选择稳定的变异种质系,并对得到的稳定变异株系进行SSR分子标记检测。[结果]将高粱＂抗5＂DNA导入＂周麦16＂,其后代在株高、叶片蜡质层、芒型、穗型、旗叶、成熟期等几个方面发生大量变异。通过对变异后代系统选择得到稳定的变异种质系D16-1、D16-4等,对＂周麦16＂、D16-1、D16-4、高粱＂抗5＂基因组DNA的引物xgwm6、xgwm148、xgwm295、xgwm328、xgwm257检测出了较丰富的多态性DNA片段,其中xgwm6、xgwm257检出了高粱＂抗5＂DNA特有而＂周麦16＂没有的特异带型,进一步说明了D16-1、D16-4是由高粱＂抗5＂DNA片段嵌入＂周麦16＂基因组DNA变异而来。[结论]利用外源DNA导入技术可实现小麦远缘、超远缘遗传物质的转移,极大地丰富了小麦遗传的物质基础,为创造新的突破性的种质资源材料开辟了有效途径。     

牛胸腺DNA导入“矮抗58”后代变异及SSR分析

为了创造新的小麦种质资源材料,我们将小牛胸腺DNA通过花粉管通道导入小麦品种"矮抗58",其后代在株高、蜡质层、芒型、穗型、颖壳上有无茸毛、成熟期等几个方面发生大量变异。通过对变异后代系统选择得到多个稳定的变异种质系;通过对DAK58-66、DAK58-34两个种质系的SSR分子标记检测,引物xgwm213、xgwm219、xg-wm400、xgwm428、xgwm148、xgwm408检测出了较丰富的多态性DNA片段,其中xgwm213、xgwm428、xgwm148在DAK58-66、DAK58-34基因组DNA中检测出了小牛胸腺DNA特有而"矮抗58"没有的特异带型,进一步说明了DAK58-66、DAK58-34是由小牛胸腺DNA片段嵌入"矮抗58"基因组DNA变异而来。     

牛胸腺DNA导入"藁优9415"后代变异及SSR分析

将小牛胸腺DNA通过＂浸种培养法＂导入小麦品种＂藁优9415＂,其后代在株高、蜡质层、芒型、穗型、壳上有无茸毛、成熟期等几个方面发生大量变异。通过对变异后代的系统选择得到多个稳定的变异种质系;通过对＂藳优9415＂、D9415-37、D9415-41、D9415-66、牛胸腺DNA的SSR分子标记检测,引物xgwm614、xgwm148、xgwm120、xg-wm46、xgwm239、xgwm357检测出了较丰富的多态性DNA片段,其中xgwm46、xgwm357在D9415-37、D9415-41基因组DNA中检测出了小牛胸腺DNA特有而＂藁优9415＂没有的特异带型,进一步说明了D9415-37、D9415-41是由小牛胸腺DNA片段嵌入＂藁优9415＂基因组DNA变异而来。     

利用NaN3诱变“中育5号”选育变异种质系及SSR分析

为创造小麦新种质系,利用诱变剂叠氮化钠并采用“种子处理同时鼓入空气”、“颖苞内滴加”、“生长点注射”3种方法诱变小麦“中育5号”.其中“种子处理同时鼓入空气”方法处理的“中育5号”种子出苗率高,M1代性状变异类型丰富,变异率高,是适合小麦“中育5号”诱变处理的好方法.通过对诱变后代的系统选择,选出了YZY5-1、YZY5-2、YZY5-3 3个稳定的新种质系;利用SSR分子标记检测了“中育5号”及其变异种质系的基因组DNA,引物xgwm148、xgwm428、xgwm260、xgwm469检测出了丰富的多态性片段,从分子水平上证明了叠氮化钠对“中育5号”的诱变效果.     

利用超远缘DNA导入进行小麦种质创新的研究

以猪DNA、鲑鱼精DNA和冬青DNA为供体 ,采用小麦花粉管通道途径将其导入到 92 4 14 2和94 6 0 0 6两个遗传稳定的小麦新品系基因组中 ,获得了大量的DNA导入变异后代 ,并从中选育出D32 4 5、D32 2 1、D32 31、990 38、0 990 14、0 990 2 1和D导 2号等多个农艺性状优于受体亲本和对照鲁麦 14的变异株系     

野生稻DNA导入水稻后代的抗病性遗传规律研究

通过花粉管通道法将野生稻DNA导入水稻,已从受体宁粳16号、宁粳23号的转化后代中选育出可稳定遗传的变异株系。主要特征为:(1)品质较对照表现突出,产量高,综合性状好;(2)在D1、D2、D3代进行跟踪接种鉴定抗病性,筛选到稳定遗传的抗病变异株系。由此可见,野生稻DNA导入水稻后会发生广泛变异,外源DNA片段通过重组,可整合到受体基因组。     

野生稻DNA片段存在于高世代水稻变异系进一步的分子验证

【目的】小粒野生稻(O. minuta) DNA导入水稻保持系V20B，第1代（D1）获得变异株,经过连续16代繁育，选出了完全稳定遗传的新不育系及其保持系“野威A”/“野威B”。本试验旨在从分子水平上证明野生稻DNA转移整合进栽培稻“野威B”基因组中，并能稳定遗传。【方法】通过RAPD分析、RAPD扩增特异条带测序分析及AFLP分析等方法揭示了远缘资源基因组DNA导入栽培稻的高世代变异系的基因组整合了远缘基因组片段。【结果】对供体（小粒野生稻）、变异系（野威B）和受体（V20B）进行RAPD分析发现，变异系含有供体存在而受体不存在的“特异带”，在此基础上，对“特异带”，DNA片段进行了核苷酸序列分析, 发现RAPD引物OPG-11在变异系与供体中扩增出的1对“特异带”DNA片段的长度均为975 bp, 二者间存在97%的同源性，有29个碱基的差异，碱基突变包括转换、颠换、插入及缺失4种类型；同时，AFLP分析表明：高世代（第16代）变异系“野威B”与受体（V20B）存在大量遗传多态性，并含有供体特异AFLP标记。【结论】证明了野生稻DNA向栽培稻的转移整合。     

外源DNA导入小麦变异后代的抗旱耐盐性初步鉴定及RAPD验证

通过对导人外源DNA的小麦变异后代进行抗旱性和耐盐性的鉴定，筛选到四个抗旱耐盐性较好的小麦新品系。引物S317的RAPD验证结果表明，四个变异后代均有两条异于受体的特异谱带，其分子量分别为650bp、680bp。其中分子量为650bp的谱带在四个变异后代和供体中均具有，而受体却没有。这可能是玉米基因组中的DNA片段整合到受体的基因组中，导致受体中与抗性有关的基因结构发生了改变，从而提高了受体的抗旱耐盐能力。室内考种结果表明，四个新品系的部分农艺性状优于受体。     

青海省小麦主栽品种遗传多样性的SSR标记分析

采用SSR标记对青海省66份小麦主栽品种进行遗传多样性分析,筛选出20对扩增谱带稳定的引物,共检测出81个等位基因,平均每个位点检测出的等位基因为4.05个,变异范围2～8个,引物xgwm133-6B和xgwm3-3D的等位位点最多,均为8个;其次是xgwm2-3A和xgwm107-4B,均为6个。66份小麦材料的遗传相似系数为0.530 9～0.975 3。多态信息含量PIC为0.686 5,用popgene算出Shannon’sInformation index为0.367 2,Nei’s gene diversity为0.237 6。聚类分析结果显示,66份材料聚为4大类群,部分材料在聚类时从亲缘关系上没有被明显区分,说明这些材料的生长习性与所研究的SSR引物位点相关性状存在独立性,但总体上基于SSR多态性的聚类与材料来源地区存在一定的相关性,在一定程度上反映了供试材料间的亲缘关系。     

普通小麦DNA导入裸大麦变异观察及SSR分子验证

利用花粉管介导法将普通小麦(宁春4号)的总DNA片段导入裸大麦(康青3号)中获得18个变异品系,通过对农艺性状的观察,在裸大麦中发现了普通小麦的部分农艺性状;经过对受体、供体和变异后代的SSR鉴定分析,18对SSR-PCR中16个位点发现了普通小麦信号,从DNA分子水平证明了普通小麦DNA片段可以通过花粉管通道介导法导入裸大麦品种康青3号中,并能够整合到其基因组中.     

甘、芥种间杂交后代DH株系K0959 PEG干旱

【目的】了解甘、芥种间杂交后代抗旱材料K0959在干旱胁迫处理下相关基因的表达情况。【方法】利用cDNA-AFLP技术,以经25% PEG-6000胁迫处理的K0959植株叶片为材料,比较其与非胁迫处理对照的基因表达差异。【结果】从128个引物组合中筛选出16个引物组合,可获得30余条差异片段;经二次扩增,可获得15个大小为102～384 bp、在胁迫中表达的差异片段。通过对片段的克隆测序、同源性比对,15个差异片段中,有7个片段与拟南芥的mRNA同源性较高,其中4个片段（2B, 2D, 3-2B和14B）为非重复的TDFs;1个片段（3D）与甘蓝的同源性较高,1个片段（2C）与甘蓝型油菜的mRNA同源性较高,而6个大小为102～240 bp的片段（D2-1、6A和9-2C等）在GenBank中与已知基因或序列无任何同源性,可能为尚未发现的新基因。其中6个已知功能的TDFs片段分别参与能量、新陈代谢、细胞运输途径以及细胞周期和DNA加工等过程。【结论】获得的差异表达基因对于了解甘、芥种间杂交后代油菜抗旱性形成的调控机制具有参考价值。     

不同除草剂对糜子田杂草的防除效果

以黄黍子为材料,以喷清水不除草作为对照,研究在糜子4~5叶期喷施56%二甲四氯钠盐可湿性粉剂、72% 2,4 D丁酯乳油及人工除草对糜子田杂草的防除效果,为筛选适宜糜子田的除草剂种类提供依据。结果表明：二甲四氯钠盐可湿性粉剂和2,4 D丁酯乳油对糜子田阔叶杂草均有一定的防除效果,平均株防效分别为69.33%、39.62%;与人工除草相比,两种除草剂导致糜子产量分别下降10.27%、12.47%,但与喷清水不除草对照相比,两种除草剂处理下的糜子产量分别高193.6%、186.4%;与2,4 D丁酯乳油相比,二甲四氯钠盐可湿性粉剂对糜子田阔叶杂草的平均株防效较高,地上部积累干物质较多,叶绿素和单株绿叶面积较大,最终获得较高的产量。因此,二甲四氯钠盐可湿性粉剂对糜子田阔叶杂草的防除效果较优于2,4 D 丁酯乳油。     

糜子育成品种农艺、产量及品质性状综合鉴定与评价

【目的】对近年育成糜子品种农艺性状、产量性状及品质性状进行综合评价,比较粳性和糯性糜子间的差异,分析糜子品种改良工作存在问题并提出解决方案,为中国糜子育种及产业发展提供参考。【方法】以近年育成的22个粳性糜子品种和18个糯性糜子品种为材料。田间考种获取农艺性状(生育期、株高、节数、粒色、花序色和穗形)和产量性状(千粒重、穗粒重和主穗)。室内通过正丁醇提取法测定黄色素含量、索氏抽提法测定粗脂肪含量、双波长法测定直链淀粉和支链淀粉含量、凯氏定氮法测定蛋白质含量。【结果】粳性糜子品种平均产量为3 465.5 kg·hm~(-2),变幅为2 976.0—3 915.0 kg·hm~(-2);糯性糜子品种平均产量为3 163.4 kg·hm~(-2),变幅为2 575.5—4 002.0 kg·hm~(-2)。农艺性状相关性分析表明,糜子产量与生育期、千粒重、主穗长、穗粒重之间的相关系数均达到显著水平。数据分析表明,育成品种在生育期、株高、节数、千粒重、穗粒重、主穗长、产量等方面变幅较小。粳性糜子品种黄色素含量平均为2.7 mg·kg~(-1),变幅为1.7—3.3 mg·kg~(-1);糯性糜子品种黄色素含量平均为2.4 mg·kg~(-1),变幅为2.1—2.9 mg·kg~(-1)。粳性糜子品种粗脂肪含量平均为3.6%,变幅为1.7%—5.6%;糯性糜子品种粗脂肪含量平均为4.1%,变幅为2.7%—5.5%。粳糯糜子之间黄色素含量和粗脂肪含量差异性不显著。粳性糜子品种直链淀粉含量平均为32.22%,变幅为11.31%—38.67%;支链淀粉含量平均为35.01%,变幅为21.43%—64.02%;总淀粉含量平均为67.23%,变幅为58.59%—77.87%;直链淀粉、支链淀粉含量比值平均为1.00,变幅为0.18—1.73。糯性糜子品种直链淀粉含量平均为3.69%,变幅为2.24%—5.55%;支链淀粉含量平均为57.37%,变幅为49.40%—68.01%;总淀粉含量平均为61.06%,变幅为54.18%—72.11%;直链淀粉、支链淀粉含量比值平均为0.07,变幅为0.05—0.11。其中,陇糜5号和陇糜8号直链淀粉含量较高,宁糜17号和榆糜2号直链淀粉含量适中,晋黍9号和雁黍7号直链淀粉含量较低。粳性糜子籽粒蛋白质含量平均为11.13%,变幅为9.64%—13.26%;糯性糜子籽粒蛋白质含量平均为13.72%,变幅为12.10%—15.72%,糯性糜子籽粒蛋白质含量显著高于粳性糜子。【结论】近年育成的糜子品种在多种农艺及产量性状中变幅较小,品种类型相对单一,不能满足生产和市场对糜子品种多元化需求。针对产业发展和市场需求,挖掘、利用和创新优异糜子资源,将常规育种与分子育种新技术结合,开展多元化、多目标育种,培育性状优良、抗性强、适应性广、产量高、品质优良的糜子新品种是糜子品种改良的方向。     

应用过氧化物酶同工酶分析技术鉴定甘蔗远缘杂交后代研究初报

用聚丙烯酸胺垂直平板电泳法，以过氧化物酶同工酶分析技术鉴定甘蔗闽糖８１／３３５×福建斑节第７２Ⅱ的远缘杂交后代。供试材料的过氧化物酶同工酶正极向电泳结果共出现２０条酶带，按迁移率分布特点分为Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ等５个大区。在随机抽取的子代中，编号为４、６、８、１１、１８、２２单系的过氧化物酶同工酶谱特征与亲本有明显的差异，属杂交种，其余均表现同母本一致，为自交种。     

利用cDNA-AFLP分析铜胁迫下紫鸭跖草基因差异表达(英文)

[目的]探讨紫鸭趾草在铜胁迫下部分基因的生物学功能,从分子生物学的角度研究植物的耐铜机理,拟通过该研究解决铜污染问题。[方法]以具有铜离子富集能力的植物紫鸭跖草(Setcreasea purpurea Boom)为试验材料。通过cDNA-AFLP以及银染技术,获得90个差异表达片段,扩增得到其中17个片段,经纯化鉴定最终获得6个差异片段的序列,并对其进行了BLASTX比对。[结果]6条差异表达片段可能在铜离子对紫鸭趾草的胁迫中产生作用。其中编号为E5MG-3的差异序列与拟南芥mRNA序列(登录号为AAM62956.1)同源性达49%;E4MB-2与马铃薯mRNA序列(登录号为A5A7I7.1)同源性达53%;E6MG-1与芋mRNA序列(登录号AAO62313.1)同源性达65%。由此推测差异表达基因与细胞信号传导、抗氧化、新陈代谢以及蛋白质修饰等有关。[结论]该研究为进一步揭示紫鸭趾草铜胁迫响应的调控网络奠定基础。     

基于SSR标记的黍稷种质资源遗传多样性及亲缘关系研究

【目的】利用SSR标记,分析黍稷种质资源（野生材料和地方品种）的遗传多样性水平,揭示不同来源黍稷种质资源的亲缘关系和遗传群体结构差异,为黍稷起源进化研究奠定基础。【方法】用6份地理差异显著的黍稷种质资源对137对小宗作物课题组开发的具有多态性的SSR引物进行初步筛选,最终筛选103对条带清晰、扩增良好且多态性稳定的SSR引物,利用这103对多态性SSR标记对146份黍稷材料进行PCR扩增,通过遗传参数、聚类、遗传结构等分析,评估不同个体间及不同群体间的遗传多样性,探讨遗传结构差异。【结果】103对SSR标记共检测出308个等位基因（Na）,平均值为2.99,平均Shannon-Weaver指数（I）为0.8478,平均期望杂合度为0.3642,平均多态性信息含量指数（PIC）为0.5544。103对SSR标记的分布区间为0-1、1-2、2-3、3-4和4-5,分辨率范围为0.334-4.002,77.67%的标记分布于区间1-4,具有适度分辨力。国内资源的观测等位基因数（2.9126）、多样性指数（0.8302）、期望杂合度（0.5023）、多态性信息含量指数（0.5278）均高于国外资源,遗传多样性更丰富。12个群体的遗传距离的变化范围为0.0783-0.5762,均值为0.2938;遗传一致度变化范围为0.5620-0.9247,均值为0.75,遗传相似性与地理分布具有一定相关性,地理分布越近,遗传距离越小,遗传一致度越高。聚类分析在遗传距离为0.15处可以把12个群体分为4个组群,其中南美洲和山西资源各自独立分为一支,与其他资源亲缘关系较远。个体间聚类中,国内外资源划分非常显著,在遗传距离为0.63处,146份黍稷资源可分为3大组群,组群Ⅰ和组群Ⅱ为国外资源,组群Ⅲ为国内资源。组群Ⅱ在遗传距离为0.39处又分为3个亚群,组群Ⅲ在遗传距离为0.45处分为5个亚群,其中亚洲与欧洲资源、中国河北与中国山西、中国内蒙古资源的遗传关系较近。遗传结构分析结果显示国内外群体间存在明显的遗传分化,其中5个组群（组群2、组群5、组群6、组群7和组群9）为国内野生资源特有基因型,分布较为分散;2个组群（组群1和组群4）为国外资源特有基因型,分布较为集中。中国宁夏、南美洲资源的群体结构趋向单一化,中国河北、中国黑龙江、亚洲资源的群体结构趋向多元化。UPGMA聚类结果与遗传结构分析结果一致,且不同地区黍稷资源群体间遗传关系远近均与其地理分布相关。【结论】野生资源的遗传多样性高于国外资源,其中中国河北群体的遗传多样性最丰富,中国河北可能是黍稷的起源中心。