斑茅割手密杂种后代真实性鉴定及遗传分析

以斑茅GXA87-36(♀)与割手密GXS79-9(♂)杂交获得的经形态鉴别为真杂种的后代材料GXAS07-6-1 (斑茅割手密杂合体)及其双亲为材料,利用体细胞染色体计数以及SSR、SRAP分子标记对杂种进行真实性鉴定,并利用SRAP分子标记对斑茅GXA87-36、割手密GXS79-9及其杂种后代遗传位点的传递进行分析。结果表明, GXA87-36体细胞染色体数为2n=60,GXS79-9体细胞染色体数为2n=64,其杂种GXAS07-6-1染色体2n=62,其杂交的染色体遗传方式为n+n;筛选出3对SSR引物和5对SRAP引物可分辨后代的真伪;利用71对SRAP引物扩增后代和双亲,检测到1 095个遗传位点,多态性位点数为800;母本有279个位点,其中有 79 %传递给其后代;父本有439个位点,其中有73%传递给后代;用NTSYS-pc2.10e软件计算Jaccard遗传相似系数,双亲间为0.474,后代与母本、父本间分别为0.696、0.752,表明后代GXAS07-6-1偏向父本遗传。     

不同割手密杂交后的父性遗传分析

本研究主要选用云割82-114、云南1号、云割83-184、云割82-25、云割82-160、瑞割3号等优良甘蔗细茎野生种作为父本,利用百眉蔗、粤糖93-159等作为母本,通过有性杂交,并利用SSR鉴定杂交后代的遗传关系,从140个后代材料中鉴定出109个真实杂种,27个是假阳性材料,4个自交材料。并对12个组合真实性达到6个以上的子代进行了父性遗传的评估,结果父本共检测出24个位点,各子代群体的平均父性多态性比率在33.33 %-86.67%之间,平均基因杂合度较低,而父性遗传率相对较高。     

甘蔗割手密种PIN基因家族的鉴定与表达分析

PIN (PIN-FORMED)作为生长素输出载体,在生长素极性运输过程中起重要作用,但是目前在甘蔗中还没有相关研究。本研究结合甘蔗割手密种基因组数据、非生物胁迫和生物胁迫下的甘蔗栽培种转录组数据,通过生物信息学分析技术,对甘蔗割手密种PIN基因进行了基因家族鉴定、基因结构及功能分析。分析结果表明,甘蔗割手密种中共有22个SsPIN基因,其中包括15对串联重复基因,启动子包含16类顺式元件,外显子和内含子数目差别明显,分布于14条染色体。SsPINs氨基酸长度在305～791之间,其编码蛋白质分子量在33.20～84.62 kD之间,跨膜结构数目在4～17之间,具有保守基序2,绝大多数属于稳定的碱性蛋白。SsPIN基因家族成员响应低氮、高粱花叶病毒和黑穗病菌胁迫,推测生长素和非生物胁迫及生物胁迫信号通路间存在交叉。本研究为揭示PIN基因在甘蔗逆境适应中的生物学作用奠定了基础,为未来抗性品种开发和选择提供依据。     

果蔗与斑茅、割手密种间杂交后代的鉴定

（1农业部甘蔗遗传育种重点开放实验室,福州 350002;2福建省农业科学院甘蔗研究所,漳州 363005; 3漳州职业技术学院食品与生物工程系,漳州 363000）     

基于ISSR标记的割手密种质资源遗传多样性分析

割手密(Saccharum spontaneum L.)是甘蔗栽培品种的原始亲本之一,当前仍是甘蔗遗传改良的重要种质资源,为了对割手密的遗传多样性进行鉴定,本研究运用ISSR分子标记的方法,测定了24份割手密的遗传多样性,结果表明:14个ISSR引物共扩增出227条带,其中多态性条带为224条,多态性百分率为98.67%;24份材料的Nei指数(h)介于0.27~0.94,遗传相似系数集中在0.3~0.5之间;基于UPGMA聚类分析,在遗传距离0.70处,可以将24个材料分成4个类群;说明割手密有着相对丰富的遗传多样性,能够广泛用于甘蔗的遗传育种改良。     

割手密叶绿体DNA的高效提取方法

为了提取高质量的割手密叶绿体DNA(chloroplast DNA,cp DNA),本研究立足于高效、省时、低耗的原则,以割手密幼叶为材料,采用改进的高盐-低p H法经差速离心分离叶绿体、DNaseⅠ处理、10%SDS和蛋白酶K裂解叶绿体、DNA萃取、乙醇沉淀等一系列操作。所提取的割手密cp DNA经显微观察、紫外吸收光度测定、琼脂糖凝胶电泳、叶绿体基因特异引物PCR扩增等进行检测,结果表明该提取方法简单高效,A260/A280的比值介于1.9~2.0,cp DNA纯度高,浓度为2.90μg/μL,适用于基因扩增等分子操作。研究结果为进一步开展割手密叶绿体基因功能、系统发育、遗传多样性等方面的研究奠定了基础。     

水稻多倍性育种中的倍性鉴定方法研究

从水稻花粉粒、植株形态、种子形态和染色体计数等方面分别对不同倍性水稻植株的染色体倍性进行了鉴定.鉴定结果表明,随着细胞染色体倍性的增加,植物细胞和器官体积一般趋于增大,水稻花粉粒大小与染色体数目和倍性存在正相关性,可作为鉴定水稻倍性的参考指标;水稻植株形态和籽粒大小、芒的有无、着粒密度和结实率高低等性状与染色体倍性同样具有相关性,亦可作为鉴定水稻倍性的参考指标.     

甘蔗割手密种类甜蛋白家族鉴定及栽培种同源基因功能分析

类甜蛋白(thaumatin-like protein, TLP)在植物生长发育和抵抗逆境胁迫中发挥重要作用。为全面了解甘蔗TLP家族基因的结构和功能特性,本研究利用甘蔗野生种割手密基因组数据库和生物信息学方法,首先筛选获得122个SsTLP家族基因并进行蛋白理化性质、基因染色体分布、基因结构和系统进化等分析;其次,从我国大陆主栽甘蔗品种ROC22中克隆到1条SsTLP87的同源基因ScTLP1,并对其基因表达模式、亚细胞定位、瞬时表达和转录自激活活性进行鉴定。结果表明, 122个SsTLP家族基因分布在28条割手密染色体上,且存在多基因聚集现象,每条染色体上有1～13个SsTLP基因,多数SsTLP蛋白被预测为定位于细胞质的酸性疏水性不稳定蛋白。SsTLP家族基因结构类型多样,其内含子数目(1～30)、内含子相位(0～2)和Motif (1～5)存在多种类型和分布。系统进化树分析显示, SsTLP基因编码蛋白分别聚类在TLP家族的Ⅰ～Ⅹ分支上,其中具有抑菌潜力的第Ⅴ类SsTLP数量最多(36个)。从甘蔗栽培种ROC22克隆获得的ScTLP1基因编码227个氨基酸残基,属于第Ⅴ类进化聚...     

割手密线粒体DNA的简易快速提取方法

高效快速地分离提取高质量的线粒体DNA(mtDNA)是研究植物线粒体基因及其起源进化的重要前提。为获得高质量的mtDNA进行割手密资源的线粒体基因序列扩增及测序分析,本研究以割手密黄化苗为材料,通过简单差速离心分离得到线粒体,经DNaseⅠ消化处理,去除核DNA杂质得到较纯的线粒体,然后经过5%SDS和蛋白酶K充分裂解线粒体,利用饱和的苯酚/氯仿(1:1)和氯仿两次抽提除去蛋白质,并经过RNase A的消化处理除去RNA,无水乙醇沉淀等一系列操作得到mtDNA。所提取的mtDNA样品经紫外吸收光度测定,琼脂糖凝胶电泳和PCR扩增分析其浓度和纯度,结果表明利用该方法提取的mtDNA纯度高,完全能满足后续PCR分析及分子克隆测序的要求。该方法不仅DNA提取纯度高,操作简单、快速经济,可为今后开展甘蔗及其各野生种的研究提供技术支持。     

基于SSR标记的不同染色体数目割手密资源遗传多样性分析

甘蔗野生种割手密抗逆性强,是一种重要的甘蔗种质资源。本研究用23对简单重复序列标记(SSR)引物及优化后的降落PCR体系,对采自中国、缅甸、尼泊尔、印度4国不同地区的100份割手密材料(染色体数目2n=40~106),进行了遗传多样性分析。结果表明供试材料均显示出良好的多态性:共扩增出937条带,其中有920条多态性标记,多态率达97.77%,多态信息量(PIC)为89.87%;供试材料的遗传相似性系数在0.41~0.94之间,平均为0.68。经UPGMA聚类将供试材料划分为4个类群10个亚类,其聚类方式呈现出明显的区域性,群体可分为高海拔地区割手密(云南,贵州,四川,西藏,尼泊尔)、低海拔沿海地区割手密(福建,广东,海南)、缅甸地区割手密,并对割手密的染色体数、分布范围和亲缘关系进行了讨论。     

玉米自交系耐密性鉴定评价

鉴定筛选耐密自交系是选育耐密宜机收玉米新品种的基础环节,已成为玉米育种的重要研究内容。研究以 62 份玉米自交系为试验材料,分别在 7.5 万株 /hm2、10.5 万株 /hm2 和 13.5 万株 /hm2 播种密度下进行种植试验,鉴定不同密度下各自交系的农艺性状的表现。通过对 3 个密度下各指标的统计值分析,筛选出用于玉米自交系耐密性评价的 3 个主要性状指标,即空秆率、穗长、单株产量;建立了以实收株数矫正单株产量为主指标的综合评价模型;应用综合评价模型从 62 份供试材料中筛选出了 8 份较耐密自交系,即 K6、掖 478、20DR002、ND01、HL86、35S77B、DX2 和 PH6WC,这些自交系宜在耐密玉米新品种选育中加以重点利用。     

割手密SsWRKY1基因的克隆与表达分析

为了克隆割手密SsWRKY1基因,并对其生物信息学和表达模式进行分析。本研究通过转录组测序和RT-PCR方法相结合首次从割手密中克隆到一个WRKY基因,利用生物信息学工具对其进行分析,并利用荧光定量PCR分析其在干旱胁迫下的表达模式。从割手密中克隆到一个全长1083 bp编码360个氨基酸的WRKY转录因子的基因,含有一个WRKY基因保守结构域和一个Cx4-5Cx22-23HxH的锌指结构域,属于WRKY基因家族的第Ⅱ类成员,命名为SsWRKY1,GenBank登录号为MH687932。荧光定量分析表明,随着干旱胁迫时间的延长,其表达量呈持续上调的表达模式,说明该基因是干旱胁迫诱导型基因。SsWRKY1基因在割手密应答干旱胁迫等非生物胁迫中可能起重要的调控作用,为进一步研究割手密的抗旱机制和甘蔗抗旱新品种的选育提供了科学依据。     

西葫芦胚囊再生植株的倍性鉴定

通过气孔保卫细胞叶绿体记数法和流式细胞仪测定法对西葫芦胚囊再生植株进行了倍性鉴定。结果表明：气孔的大小、形态和胚囊再生植株的倍性比例因基因型而异．而气孔叶绿体数量及其密度不受基因型的影响。气孔类型相同的胚囊再生植株．两种方法鉴定的倍性一致率较高：其中类型1和2为100％．类型3为80％。流式细胞仪测定法适宜于大批量材料的鉴定,方便、快捷且准确,但费用较高：气孔保卫细胞叶绿体记数法是初步鉴定倍性的有效手段。     

割手密SsREMO-1基因的克隆与等位变异分析

割手密抗逆基因资源的挖掘是甘蔗抗逆育种的重要工作任务。本研究以前期转录组测序得到的割手密REMO基因c DNA序列为探针,对Gen Bank中的EST数据库进行同源检索,发现高粱REMO基因(XM_002465954.1)与其具有极高的相似性(94%)。利用高粱REMO基因(XM_002465954.1)设计同源引物,后经PCR、分子克隆、序列分析验证成功分离了7个割手密REMO基因c DNA序列(Ss REMO-1a,Ss REMO-1b,Ss REMO-1c,Ss REMO-1d,Ss REMO-1e,Ss REMO-1f,Ss REMO-1g,Gen Bank登录号为MF095088-MF095094)。7条序列全长均为738 bp,5'非翻译区(UTR)长度78 bp,3'UTR长度为96 bp,包含一个564 bp的开放读码框,编码187个氨基酸。分析表明此蛋白序列具有REMO保守结构域。Ss REMO-1a、Ss REMO-1b、Ss REMO-1c、Ss REMO-1d、Ss REMO-1e、Ss REMO-1f、Ss REMO-1g的相似性在98.9%~99.7%之间,存在14个单核苷酸多态性(SNP)位点,4个氨基酸变异位点,蛋白相似性在98.4%~100%之间。Ss REMO-1蛋白序列与高粱、水稻、玉米等物种具有较高的同源性,可分为两个亚类。     

玉米材料的耐密性鉴定及耐密型育种研究

以广西南宁市恒茂种业科学研究院玉米种植基地秋玉米中常见的4个基本自交系作为试验材料,以耐密自交系130为对照组,在种植密度8.5万~16万株/hm²范围内设计了5个不同的梯度水平,以该模式开展试验,具有很高的科学性。经过试验后得出了较为准确的研究结果,随着玉米材料种植密度的不断增加,玉米材料的果穗会变短、变细;当密度超过一定数值时,玉米材料在倒伏率方面也出现了较为明显的变化,倒伏率与玉米材料种植密度呈正相关的关系;经过对玉米材料产量的计算,不同种植密度下,玉米材料的产量出现了先增加后减少的态势,产量最高的玉米种植密度为12.5万~13.0万株/hm²;耐密自交系130对照组的玉米穗部没有明显变化,玉米倒伏率出现了较为明显的降低,且产量呈现持续增加的趋势。经过对试验结果的综合分析发现,玉米种植的最佳密度为13.0万株/hm²。     

甘蔗割手密种NAC转录因子ATAF亚家族鉴定及栽培品种ScNAC2基因的功能分析

NAC (NAM, ATAF和CUC)是陆生植物特有的转录因子家族,包含18个亚家族,其中ATAF亚家族成员广泛参与生物和非生物胁迫应答过程。本研究基于甘蔗割手密种基因组数据和栽培品种ROC22的cDNA文库,首先,通过比较基因组学方法,对ATAF亚家族成员进行鉴定、蛋白多序列比对、系统进化分析及启动子区域顺式作用元件预测;其次,从甘蔗栽培品种克隆获得割手密种ATAF亚家族成员SsNAC2的同源基因ScNAC2,在生物信息学分析基础上,采用qRT-PCR技术分析该基因的组织特异性表达模式,及其在不同外源胁迫下的表达特性;最后,对ScNAC2基因的编码蛋白进行亚细胞定位和转录激活活性试验。结果表明,一共鉴定到6个ATAF亚家族成员,开放读阅读框在889～1017bp之间,相对分子量介于32.067～35.819kD之间,理论等电点分布在5.09～8.92之间,所有成员的编码蛋白被预测均定位于细胞核上。这些基因的Ka/Ks比值均小于1,表明纯化选择在进化过程中起重要作用。蛋白的氨基酸序列比对显示,ATAF亚家族成员都含NAM保守结构域(由Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ亚结构域组成)。系统进化分析揭示,...     

玉米花药培养及再生植株倍性鉴定

对影响玉米花药培养的几个因素及再生植株的倍性鉴定的结果表明、基因型是影响玉米花培效果的重要因素,杂交种的花培效果好于不稳定系,不稳定系又好于自交系.N_6与正_(14)两种培养基都适于花药培养,但正_(14)培养基优于N_6培养基.特别是液体培养基效果更好.花药接种的适宜时期为单核中期和后期.单核后期又稍好于单核中期,单核早期的花药不能诱导愈伤组织.单倍体与二倍体花粉植株之间叶片气孔保卫细胞长度差异极显著,长度小于29μm的为单倍体.大于29μm的为二倍体或多倍体.鉴定的准确性可达到95%.因此可利用测量气孔保卫细胞长度的方法鉴定花粉植株的倍性.     

利用流式细胞仪鉴定植物倍性的研讨

为建立一套利用流式细胞仪快速鉴定多种植物倍性的通用型方法,以黑果枸杞(L. ruthenicum)和甜叶菊(S. rebaudiana)不同倍性植株为实验材料,通过比较不同细胞裂解液解离效果、染色液作用效果、植株培养条件,应用流式细胞仪对不同倍性植株细胞核DNA进行检测。结果表明,使用Nuclei Extraction Buffer,DAPI染色液,处理两种植物试管苗,获得的细胞裂解液经BD流式细胞仪检测,样本细胞核DNA成峰集中,细胞核及细胞碎片少。利用此方法进行倍性鉴定,具有简便、快捷、高效的特点,可在短时间内处理大量样本,且实验重复性好,也为利用流式细胞仪鉴定其他物种的不同倍性植物样品提供了依据。     

油茶种质倍性的SSR-PAGE和SSRseq鉴定

本研究采用流式细胞仪、SSR-PAGE和SSRseq相结合的方法,对97份油茶种质资源的染色体倍性进行了鉴定。结果表明:(1)以二倍体狭叶油茶为对照,流式细胞仪检测发现,在96份油茶种质中,29份是二倍体,58份是四倍体、9份是六倍体;(2)每份种质的56个SSR标记的SSR-PAGE扩增位点等位基因数表明,等位基因数最大为2的二倍体有22个,最大为4的四倍体有66个,最大为6的六倍体有9个,流式细胞仪检测的8个二倍体被校正为四倍体;(3)每份种质的56个SSR标记的SSRseq等位基因数鉴定的96份油茶种质染色体倍性结果与SSR-PAGE扩增位点等位基因数估测的结果一致。流式细胞仪可快速检测植物DNA分子量、SSR-PAGE可提供位点的最大等位基因数、SSRseq可精确获得等位基因数,三者结合是快速准确鉴定多倍性物种的染色体倍性的可靠技术与方法。