嫁接对大豆近等基因系开花期的影响

自从Garner和Allard发现了大豆的光周期敏感性以来，有关这个问题进行了许多研究。在20世纪初将众多亚洲大豆品种引种到美国，这些品种并没有完全适应北美的生长条件。通过选择和杂交，培育出能很好适应特定区域生长条件的大豆品种并划分为13个成熟组。由于大豆品种对光周期的敏感性，在这些大豆品种间存在很大的多样性。     

大豆抗病基因同源序列的克隆与分析

本研究根据已知抗病基因的NBS保守序列区设计4对简并引物和1对特异引物，以大豆农家种兴县灰布支黑豆为材料，应用PCR方法获得了11条来自基因组DNA的RGA序列和2条来自cDNA的RGA序列，序列长度在500—633bp之间，其中8条来自基因组DNA和2条来自cDNA的RGA序列已在GeneBank登录(登录号为：AF305388—305392，AY008380—008382，AY048863-AY048864)。13条序列都不同程度的含有NBS保守区的P-环(GGVGKTT)、kinase-2(VLDD)、kinase-3(GSRII)及跨膜区GLPL等特征序列结构，由此推导出的氨基酸序列同已知抗病基因L6、RPMl、SRPS2、N编码的氨基酸序列表现出从25％——42％的同源性。本研究克隆的RGA序列根据其相似性可分为4组，与已发表的大豆抗病类似基因(RLG)具有较高的相似性。     

大豆光周期反应与生育期基因研究进展

20世纪20年代,植物学家Garner与Allard在研究大豆与烟草等植物的光反应时发现了植物光周期现象。大豆作为模式植物对光周期现象的理论形成起了重要作用。但大豆基因组的复杂性及与相关功能基因关系的不明确性严重阻碍了学者对大豆光周期现象本质的认识。近年来,随着控制大豆生育期主要QTL基因的相继克隆,特别是对大豆生育期贡献最大的E1基因的成功破译,学者们逐步认识到大豆光周期调控开花的独特性。遗传学及分子生物学研究表明,大豆中具有拮抗关系的E1和FT基因位于大豆光周期调控开花主要通路的中心节点(integrator),但两者间的作用机制及相关的调节因子尚待明晰。对大豆光周期反应及生育期基因的深入研究,在生产实践上可为大豆品种的栽培区划、合理布局及分子育种等提供理论依据。     

大豆与野生大豆部分同源基因间基因置换分析

以大豆和野生大豆为研究对象,利用系统发育分析比较推断其最近一次加倍事件所产生的同源基因间发生基因置换的规模.结果表明,大豆中有37对同源基因间发生了基因置换,野生大豆中有33对同源基因发生了基因置换.通过对基因置换与基因在染色体上的位置关系研究发现,靠近染色体两端的基因更容易发生基因置换.     

大豆品种成熟期基因型推测的研究

选择不同来源中国大豆品种23份和国外引进的成熟期近等基因系35份进行SSR分析,目的是鉴定与成熟期基因型紧密连锁的标记,进而推测中国大豆品种的成熟期基因型。结果表明,（1）210对SSR标记中125对在成熟期近等基因型中具有多态性,推测与成熟期有关的标记有8个;（2）在Clark近等基因系中,筛选出成熟期基因E3/e3特异性标记Satt229,E4/e4的特异SSR标记Sct_010、Satt294、Satt247、Satt452和Satt156;在Clark和Harosoy近等基因系中,筛选出E7/e7的特异性SSR标记为Satt071、Satt178;（3）根据8个与成熟期相关的标记的分子数据,构建了国外大豆近等基因系的UPGMA聚类图,共聚为4类,背景来源相同或相似的材料被聚为一类,明显分为Clark近等基因系和Harosoy近等基因系。（4）与近等基因系成熟期基因(E7)分子标记比对,推测出25份中国大豆品种的成熟期基因。     

大豆[Glycine max（L.）]成熟期近等基因系导入片段分析

选择243个多态性SSR标记, 分析轮回亲本Harosoy及23个携带大豆4个不同成熟期基因的近等基因系(near isogenic line, NIL), 共检测出导入片段266个, 平均每个NIL有导入片段11.6个。其中由携带E1基因的NIL检测出导入片段150个, 主要集中在第6号染色体;由携带E2、e3和E5基因的NIL各检测出导入片段55个、49个和73个, 分别集中在第20号、第12号和第20号染色体, 根据NIL的SSR分析结果聚类,具有相同熟期基因的NILs趋向聚在一起。通过对导入片段进行分析, 推测E1基因与第6号染色体的satt643~sat_312区间及第11号染色体的sat_095位点相关, E2和E5基因与第20号染色体的satt587~satt496区间相关, e3与第12号染色体的satt317~satt181区间相关。结果表明, 利用近等基因系不仅验证了已知E1基因所在的染色体区间, 发现了一个新的标记位点与E1相关, 还鉴定出与E2、e3和E5基因相关的标记, 明确了轮回亲本中成熟期基因所在导入片段大小及其位置, 为成熟期基因的精细定位和克隆提供了信息。     

花粉不育基因互作的同源四倍体水稻杂种染色体行为和生殖特性

利用同源四倍体水稻台中65-4x及其携带花粉不育基因的四倍体近等基因系组配的花粉不育基因座位互作的四倍体杂种,对其花粉母细胞减数分裂期间染色体行为及生殖特性进行研究。结果表明,四倍体亲本及杂种多数细胞在终变期都是四价体与二价体共存,台中65-4x染色体配对方式为9.20Ⅳ+5.60Ⅱ,杂种平均为9.52Ⅳ+4.90Ⅱ,亲本与杂     

大豆根结线瘤位点与大豆产量间的关系

大豆根结线瘤（Heterodera glycinesIchinohe，SCN）抗性育种是大豆育种者的重要目标。但是，有一个问题是，在根结线瘤压力较低的情况下，抗根结线瘤的大豆品种其产量比不抗根结线瘤的品种要低。有一个报道也支持这一观点，在引入抗性基因的抗性植株（PI）209332中，两个对产量具有抑制作用的数量性状位点（QTL）与位于同一连锁群（LG）G上的抗根结线瘤的主基因连锁。     

俄罗斯小麦蚜虫抗性基因的分子图谱和等位基因关系

俄罗斯小麦蚜虫（RWA）是一种世界性的小麦害虫。虽然应用抗虫小麦能很好地防治俄罗斯小麦蚜虫，但是继续利用蚜虫抗性基因的关键是开展遗传鉴定工作。本研究旨在弄清俄罗斯小麦蚜虫抗性基因Dn1、Dn2、Dn4、Dn5、Dn6、Dnx和几个未鉴定Dn基因的染色体位点和遗传关系。     

大豆GmGLRs基因全基因组鉴定与表达分析

为明确大豆GmGLRs基因家族的结构特征以及不同组织的表达模式,利用生物信息学的方法,从全基因组水平鉴定了大豆GmGLRs基因家族,并对其染色体定位、系统进化关系、基因结构、跨膜结构域及组织表达模式进行分析。结果表明,在大豆基因组(Wm82.a2.v1)全基因组信息中共鉴定出17个GmGLRs基因。基因定位显示,这些基因不均匀的分布在10条染色体上,有5条染色体各分布1个GmGLRs基因,有3条染色体各分布2个GmGLRs基因,有2条染色体各分布3个GmGLRs基因。系统进化树分析将这些基因分为2个亚族,有2个GmGLRs基因在一个亚族,其他15个GmGLRs基因在另一个亚族,这些基因在系统进化关系上成对出现,表现出很高的同源性。基因结构分析表明,这些基因基本上都具有6个外显子,只有1个基因有7个外显子。此外,大豆GmGLRs基因的CDS序列长度差异不大,最长的CDS长度是2 844 bp,最短的CDS长度是2 409 bp,平均长度为2 748 bp。跨膜结构域预测结果表明,10个GmGLRs蛋白有3个跨膜结构域,4个GmGLRs蛋白有4个跨膜结构域,2个GmGLRs蛋白有5个跨膜结构域,1个GmGLR蛋白有2个跨膜结构域。组织表达模式研究显示,这些基因没有表现出组织特异性的差异,但是在表达丰度上存在显著差异,高、中、低丰度表达基因数分别为8,5,4个。结果为大豆GmGLRs基因的克隆和功能研究提供了理论基础。     

大豆百粒重相关基因的全基因组发掘分析

百粒重是大豆重要的产量性状之一,利用正向和反向遗传学方法鉴定与籽粒大小/粒重相关的基因具有重要的理论和实践意义。利用拟南芥和水稻等模式植物中已明确功能的调控籽粒大小/粒重的基因,基于序列相似和结构域相同的原则,在大豆全基因组内筛选到175个同源基因,通过基因表达谱分析发现有22个基因在大豆种子中特异性表达。利用56份大豆种质资源重测序数据查找这些基因内的SNP位点,共得到2769个SNP位点,从中筛选得到在野生大豆和栽培大豆中分化明显的SNP位点121个。通过扩增测序对其中的16个导致非同义变异的SNP位点进行验证,发现有5个SNP位点在野生大豆中为一种变异,而在栽培大豆中为另一种变异。利用2368份大豆种质资源的重测序数据获得了其中的4个SNP位点的变异数据,结合其中1695份材料的百粒重表型分析,发现每个SNP位点对应的野生和突变基因型材料的百粒重表型间都存在极显著差异,并且每个SNP位点中野生基因型材料的百粒重大部分≥12g,突变基因型材料的百粒重大部分＜12g,因此上述4个SNP位点所在的基因（Glyma.05G019800、Glyma.07G022800、Glyma.13G259700和Glyma.13G261700）可能与大豆籽粒大小/粒重的调控有关。获得了与大豆百粒重相关的4个候选基因,为大豆百粒重QTL的精细定位和功能标记的开发以及调控大豆籽粒大小/粒重的基因的功能研究提供了参考。     

菠菜甜菜碱醛脱氢酶基因同源片段的克隆与序列分析

在盐和干旱等渗透胁迫条件下,一些植物会积累甘氨酸甜菜碱(简称甜菜碱)作为渗透调节物质,甜菜碱在植物体内由胆碱经两步氧化形成,催化这两步反应的酶分别是胆碱单氧化物酶(cholinemonooxyge-nase,CMO)和甜菜碱醛脱氢酶(betainealdehydedehydrogenase,BADH)。由于甜菜碱的合成途径简单,进行遗传操作方便,在诸多抗逆性基因中甜菜碱合成酶基因被看作是最有希望的胁迫抗性基因。其中,BADH基因的全长cDNA序列首先被从藜科植物菠菜(Spinaciaoleracea)中克隆到,此后人们相继以该基因为参照,研究其它植物中的BADH基因。本文作者在以菠菜BADH基因为对照研究菊科植物的BADH基因时,根据已发表BADH基因的保守区序列设计了一对PCR兼并引物,以菠菜基因组DNA为模板,采用PCR法扩增出长分别为825bp(seq1)和822bp(seq2)的两个DNA片段,经测序和序列分析,seq1与GenBank中登录的菠菜BADH基因的基因组序列(U69142)一致,其外显子区与已发表的该基因的cDNA序列(M31480)一致,seq2与U69142序列的同源性为68%,其外显子区与M31480序列的同源性为83.93%。而且,在由该核苷酸序列推导的氨基酸序列中,含有醛脱氢酶高度保守的十肽VTLELGGKSP,说明该基因为菠菜BADH基因的同源基因。根据现有文献分析,菠菜中可能存在两个BADH的同工酶,作者所克隆基因片段所属的基因可能编码菠菜BADH的另一个同工酶。该序列已在GenBank中登录,登录号:DQ070842。     

大岩桐SPY同源基因的克隆及其功能分析

以大岩桐幼叶为材料,利用RACE技术克隆到SPY基因的全长cDNA,命名为SsSPY(Genbank:ACF96937)。序列分析表明,SsSPY包含一个完整的ORF,长度为2805bp,编码934个氨基酸;含有SPY基因所共有的TPR保守结构域。通过蛋白序列比对,发现SsSPY与矮牵牛的PhSPY有82%的同源性,与拟南芥的SPY有81%的同源性,与大麦的HvSPY有74%的同源性。将SsSPY置于CaMV35S启动子控制下在烟草中异位表达,转基因烟草表现出株高、花芽数、分枝数显著增加,节间变长等新表型,表明SsSPY参与了转基因烟草株形的发育及花芽的分化。     

大豆品种RGA分析与疫霉根腐病抗性鉴定

采用7个具有不同毒性基因的大豆疫霉菌株, 对黄淮地区48个优良大豆种质资源进行了苗期接种鉴定, 筛选出一批具有不同抗性的优异抗源, 说明黄淮地区蕴藏着丰富的大豆抗病资源。以相似系数0.682聚类, 48个大豆品种可以分成8类。同时, 根据抗病基因在保守区域序列同源性的原理, 利用RGA-PCR方法对48个品种的遗传多样性进行分析, 从48个大豆品种的抗病基因同源序列中共扩增出53条谱带, 各品种之间谱带较清晰且呈现明显的多态性, 以相似系数0.746聚类, 48个大豆品种可以分成7类。尽管抗性表型和RGA聚类的类与类之间没有一一对应关系, 但抗谱广的品种, 能较好地聚在一类, 如丰收黄、科丰36、即墨油豆等。因此, 综合利用抗性表型和RGA分析可以为大豆疫霉根腐病抗性基因鉴定、品种的培育和合理布局提供一定的理论依据。