西藏青稞品种藏青13高氮处理的SSH文库构建及分析

为了分析青稞高氮处理相关基因的表达,以藏青13为实验材料,通过抑制差减杂交构建了青稞高氮处理下的差减c DNA文库。在随机挑取的281个阳性克隆中,测序获得219条高质量的EST,含有212条非重复且与Genbank中的基因或蛋白具有较高的同源性的序列。对其进行Blast2Go功能注释可将差异表达的基因定位到细胞组件、分子功能和代谢过程3大类内。通过KEGG代谢途径分析,212个比对结果中的117个ESTs有详细的KO功能注释,定位到17个具体的代谢途径上,且主要定位在光合作用碳固定途径和氮素代谢途径。此外,分析还发现这些基因主要是编码参与结构和功能代谢合成途径中的一些酶,且参与信号转导、转录调节和光合作用等生理过程,说明这些基因很可能参与到青稞在高氮处理下的抗性反应中。     

西藏青稞品种喜玛拉雅10号干旱胁迫的SSH文库构建及干旱诱导表达基因分析

为了研究西藏青稞抗旱的分子机制,以西藏耐旱青稞(Hordeum vulgare L.var.nudum HK.f.)品种喜玛拉雅10号为材料,利用抑制性差减杂交技术(SSH)构建青稞苗期叶片干旱胁迫诱导基因表达的正向差减文库。挑取600个阳性克隆进行PCR验证,并对验证后的单克隆进行测序分析,共获得420个有效序列。去除冗余序列和嵌合序列后,获得220条高质量EST序列,其中183条singlets,37条contigs。BlastN分析表明,其中189个EST序列可以在GenBank的unigene中找到同源序列,31个未能找到unigene同源序列;BlastX分析表明,62个EST序列unigene与未知功能蛋白或假定蛋白有较高的相似性;158条EST序列与已知功能蛋白有较高的同源性。获得的EST序列多数不仅与植物的非生物胁迫相关,也与植物的生物胁迫反应相关,说明植物在胁迫反应中有明显的共同机制。其中与大麦表达序列高度同源的EST占58%;这些基因涉及参与信号转导和转录调节的基因(11.96%),编码保护、防御和胁迫耐受蛋白的基因(9.78%),跨膜转运相关基因(5.43%),光合作用基因(6.52%),参与结构和功能代谢合成途径中的一些酶(30.43%)等代谢过程。实验结果表明,青稞在干旱复水条件下可诱导一系列特异基因的表达,如参与抗旱反应相关酶和蛋白基因锌指蛋白、衰老相关蛋白、CAS、细胞色素P450、热激蛋白、胁迫诱导蛋白,以及LEA蛋白、脱水蛋白、P5CS等保护蛋白基因。用KOBAS系统将56个EST定位到32个Pathways中,初步分析发现,谷氨酸盐代谢途径(Glutamate metabolism)、精氨酸和脯氨酸代谢途径(Arginine and proline metabolism)、泛素蛋白介导的蛋白质水解代谢(Ubiquitin mediated proteolysis)途径可能与青稞抗旱相关性较大。     

大豆花叶病毒诱导的野生大豆抑制差减文库构建及初步分析

以野生大豆Bian0526为试验材料,通过抑制性差减杂交技术(SSH)构建了大豆花叶病毒(SMV)诱导的cDNA 差减文库.在文库中共筛选到15343个阳性克隆,PCR鉴定插入片段大部分集中在500～800 bp之间.利用BLAST 在GenBank文库中进行序列相似性比对,获得有功能的EST 200个.对有功能注释的...     

大豆疫霉根腐病菌诱导下SSH文库构建及初步分析

大豆疫霉根腐病是危害大豆生产的毁灭性病害之一,研究利用抑制性消减杂交技术(Suppression Subtractive Hybridization,SSH)成功构建了疫霉菌诱导的大豆抗病品种绥农10差异表达的cDNA消减文库,从文库中共筛选到2 067个阳性克隆,PCR鉴定插入片段大部分集中在100～800 bp之间,利用BLAST在GenBank数据库进行序列相似性比对,获得有功能的EST375个,分析表明这些EST功能涉及大豆的抑制病原菌生长、细胞自身保护、信号传导、系统获得抗性、蛋白质合成、呼吸作用等.     

乙烯利诱导橡胶树胶乳cDNA消减文库的构建

为解析乙烯利刺激巴西橡胶树橡胶增产的分子机制,应用抑制性消减杂交技术(suppression subtractive hybridization,SSH)成功构建了乙烯利刺激条件下橡胶树胶乳与未处理橡胶树胶乳差异表达的cDNA消减文库。经蓝、白斑筛选,共得到了118个阳性克隆。菌落PCR分析结果表明,92%左右的阳性克隆含有大小200～500bp的插入片段。随机选取25个克隆进行了测序,并用基因检索工具(Genbank)对获得的EST进行了Blastx分析,结果表明,5个EST属于无任何序列线索的未知序列,6个属于未知功能的推测蛋白基因,2个属于未知功能的蛋白基因,3个与已知功能基因具有较高的同源性。应用半定量PCR技术,对编号203片段进行的表达分析结果表明,该片段为乙烯利诱导特异表达基因,在乙烯利处理后24h范围内随处理时间的增加而表达量增强,叶片中没有检测到该基因的表达。     

西藏不同青稞品种的品质差异分析

为了解西藏地区不同青稞品种的品质差异,采集了西藏青稞主产区的不同青稞品种,并对青稞中的水分、淀粉、粗蛋白、粗纤维、矿质元素以及有效成分总黄酮、花青素、β-葡聚糖等14项指标进行了检测。结果表明:有色青稞中淀粉和微量元素Mn、Cu、Zn的含量在年度间存在着显著的差异,且有色青稞微量元素含量普遍偏低;青稞总黄酮含量范围在0.14%~0.42%,均值为0.23%;β-葡聚糖含量范围为2.65%~6.52%,均值为4.59%;有色青稞花青素含量变化较大,范围在0.022 7~0.649 7 mg/g,均值为0.133 2 mg/g。总黄酮含量、β-葡聚糖含量年际间差异不大,花青素含量年际间差异巨大。总黄酮含量有色青稞显著高于普通青稞,而β-葡聚糖含量二者无显著差异。     

10个青稞国家区域试验品种(系)的丰产稳产性分析

以参加国家青稞区域试验的QK02-09(CK)、QK02-01、QK02-03等10个品种(系)产量数据为基础,对各品种(系)的丰产性与稳产性加以分析。结果表明:QK02-04、QK02-14这2个品种(系)为高产稳产型,产量分别比对照QK02-09平均产量4 234.3kg/hm2增产16.54%、0.46%,且以QK02-04丰产性、产量稳定性表现最为突出。     

玉米光周期敏感特性研究及长日照光周期诱导差减文库构建

以热带玉米自交系CML288为材料,通过对比研究表明,CML288对光周期非常敏感。通过长、短日照挪移试验发现,CML288短日照处理条件下,6～7叶期是光周期反应最敏感时期,7～9叶期是光周期敏感持续期,但敏感效应明显减弱。以CML288敏感期叶片与茎尖为材料,利用SSH技术构建了对长日照敏感而特异表达的基因文库,3 000多个单克隆被有效富集。对差减文库中分离的64个特异表达EST序列分析表明,16个EST序列与玉米已知功能的蛋白序列具有较高的同源性;41个序列与其它物种编码序列同源性较高;7个EST没有同源的序列,可能代表了新基因。     

产地及品种对西藏青稞营养品质的影响

为了明确产地和品种对西藏青稞营养品质的影响,对采自西藏6个地(市)、26个县的7个普通青稞品种和3个有色青稞品种(257份样品)的5个品质指标和8种矿质元素含量进行了分析。结果表明,(1)产地生态条件是影响青稞品质和矿质元素含量的首要因素,产地对普通青稞的10个被测指标有显著影响;品种对普通青稞的5种被测指标有显著影响;产地和品种的交互作用显著影响5个被测矿质元素含量;产地显著影响有色青稞的黄酮、粗蛋白和磷含量。(2)青稞不同品质指标和矿质元素含量变异程度不同,变异系数最高为52.3%。供试青稞粗淀粉含量为46.64%~53.76%,粗蛋白含量为6.51%~14.21%,粗纤维含量为1.66%~3.4%,β-葡聚糖含量为3.63%~5.13%,黄酮含量为0.18%~0.40%;钾含量为4 224.8~7 646.5mg·kg~(-1),磷含量为2 243.1~6 288.7mg·kg~(-1),镁含量为731.6~1 572.0mg·kg~(-1),钙含量为246.4~789.0mg·kg~(-1),铁含量为27.59~173.99mg·kg~(-1),锌含量为17.56~85.22mg·kg~(-1),锰含量为10.42~22.23mg·kg~(-1),铜含量为2.12~11.84mg·kg~(-1)。(3)有色青稞的粗淀粉和黄酮含量显著高于普通青稞,而粗蛋白和粗纤维含量显著低于普通青稞,β-葡聚糖含量二者间无显著差异。     

茶树休眠芽与萌动芽抑制消减杂交文库的构建与初步分析

为了解茶树越冬芽休眠及其解除的分子机理,以休眠芽和萌动芽为材料,构建了茶树休眠芽与萌发芽的正、反向抑制消减杂交文库,并从两个文库各随机挑选96个阳性克隆进行序列测定和生物信息学分析。建库质量分析结果表明,所构建的正、反向消减文库有效富集了差异基因,消减效率达到要求,插入片段集中于250~750 bp之间,文库质量较好。对正、反向文库随机挑选的阳性克隆测序和分析结果表明,正、反向文库在基因表达谱上存在一定的差异,萌动芽文库在亚细胞器形成、转运载体等方面的基因与休眠芽文库有较大差异,而休眠芽文库在抗氧化、翻译调控以及胁迫响应等方面的基因与萌动芽文库有较大差异。这两个文库的建立为进一步了解茶树芽休眠与解除的分子机制奠定了基础。     

利用SSR引物分析西藏青稞种质资源的遗传多样性

为了评价西藏青稞种质资源的遗传多样性,用260对SSR引物对来自青藏高原主要农区的75份青稞育成品种、17份野生大麦、39份青稞地方品种和44份国外大麦材料的遗传多样性进行了分析.结果表明,从260对SSR引物中筛选出23对多态性高的引物,占筛选引物的8.1％.23对SSR引物在西藏野生大麦中共扩增出稳定、清晰的条带92条,多态性条带为81条,其比例为88.04％;在西藏青稞地方品种中共扩增出稳定、清晰的条带89条,多态性条带为78条,其比例为87.6％;在青稞育成品种中共扩增出稳定、清晰的条带109条,多态性条带98条,其比例为89.9％;在引进材料中共扩增出稳定、清晰的条带64条,多态性条带53条,其比例为82.8％.遗传多样性分析结果为青稞育成品种(0.9882)＞西藏野生大麦(0.8033)＞西藏青稞地方品种(0.5820)＞国外大麦材料(0.4218).聚类与主坐标分析表明,实验材料可以清楚的分为4类,西藏野生大麦分在两个类群,西藏青稞地方品种分在两个类群,引进大麦材料分在一个类群,青稞育成品种分在四个类群.同一来源地区的青稞育成品种遗传基础较为狭窄,不同地区间的青稞育成品种遗传差异较大.以上结果说明,在西藏青稞新品种选育和遗传改良中,在发掘和利用西藏野生大麦资源、西藏青稞地方品种资源的同时,更应该加强不同地区青稞育成品种资源的交换和配合使用.     

大麦单株产量性状的杂种优势及其稳定性分析

为研究不同环境下大麦单株产量性状的杂种优势及其稳定性,以113个(Nasonijo×泰兴9425)DH系配制226个杂交种构建的永久F_2群体及亲本为材料,分别调查参试材料在4个环境下的单株穗数、主穗粒数、千粒重、单株产量和单株生物量,利用方差分析、聚类分析及稳定性分析对大麦单株产量性状的杂种优势及其稳定性进行了分析。结果表明,大麦杂种F_1各被测性状大多表现中亲优势,超亲优势组合出现率相对较低。各被测性状的杂种优势不仅受自身遗传因素影响,而且受试点生态条件及年度气候条件的影响。杂种优势的稳定性因性状不同而异,千粒重和主穗粒数杂种优势的稳定性较好,单株生物量和单株产量杂种优势的稳定性较差,仅有2个组合在多环境下表现出稳定的强杂种优势。     

青稞法尼基转移酶β亚基编码基因HbERA1的克隆及表达分析

ERA1(Enhanced response to ABA)基因编码法尼基转移酶(Farnesyl transferase)β亚基,该酶在干旱胁迫下对ABA信号负向调控因子的修饰起着关键作用。本研究以青稞(Hordeum vulgare subsp.vulgare)抗旱品种喜马拉雅10号为材料,利用RT-PCR技术克隆获得了ERA1基因全长cDNA序列,命名为HbERA1(登录号:KJ699392)。生物信息学分析表明,该基因全长1 401bp,可编码466个氨基酸序列,蛋白分子量为51.14kD,等电点为5.00。Prosite Scan分析结果表明,HbERA1含有多个干旱胁迫响应蛋白的作用位点,如酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化位点、N-糖基化位点、蛋白激酶C磷酸化位点及N-豆蔻酰化位点。利用实时定量PCR方法研究了HbERA1在干旱胁迫条件下及复水后不同时间点的表达情况,发现在水分过剩处理下(土壤绝对含水量15.5%),HbERA1在土壤绝对含水量为33.4%时表达量最高,并随着土壤绝对含水量的下降而下调表达;进行干旱胁迫后(15.5%)基因表达量也明显下调表达;复水后表达逐渐恢复,复水8h时超过正常表达水平,表明HbERA1基因可能参与调控水涝和干旱胁迫双重信号传导。     

大麦茎尖愈伤组织的诱导和植株高频再生

为明确大麦茎尖高频再生培养体系的影响因素,以大麦品种甘啤3号、甘啤4号和甘啤6号为材料,研究颖壳去除方法、灭菌处理方式、无菌苗的苗龄、茎尖切段的大小和位置以及外源激素(2,4-D)浓度对大麦茎尖愈伤组织培养和植株高频再生的影响。结果表明,大麦种子颖壳去除的最佳方法是将种子浸泡在30%的硫酸中,并置于水平摇床30℃、180r·min~(-1)摇动1h;同时发现参试品种中甘啤4号发芽率最高;75%的乙醇1.5min+2%的NaClO 15min的灭菌处理效果最好,其带菌率和发芽率与其他处理有显著差异,并且对种子伤害较小,幼苗整齐度较好,有利于无菌苗的培养;茎尖外植体愈伤组织的形成和植株再生频率与茎尖切段的位置和苗龄密切相关,3d苗龄、茎尖基部2mm处的切段效果最好;3mg·L~(-1) 2,4-D适宜愈伤组织的离体培养,在出愈率和植株再生率上差异显著,可以诱导出大量愈伤组织。     

外源SA对低温胁迫下冬小麦糖酵解代谢的影响

为揭示SA处理对低温胁迫下冬小麦糖酵解(glycolysis, EMP)代谢的影响,以强抗寒性冬小麦品种东农冬麦1号(Dn1)和弱抗寒性品种济麦22号(Jm22)为试验材料,在小麦幼苗三叶期喷施1 mmol·L^-1 SA,于大田连续10 d自然降温至5、0、-10、-25℃时取小麦幼苗叶片和分蘖节,测定其果糖含量、丙酮酸含量及EMP代谢重要酶(己糖激酶HxK、磷酸果糖激酶PFK和丙酮酸激酶PK)的活性和相关基因(TaHxK、TaPFK、TaPK)的表达量。结果表明,SA处理提高了两种冬小麦叶片和分蘖节中果糖及丙酮酸含量,但对Jm22影响较弱;SA处理提高了Dn1叶片和分蘖节中EMP途径关键酶(HxK、PFK和PK)的活性及其相应基因(TaHxK、TaPFK、TaPK)的表达量。SA处理可有效调控冬小麦EMP代谢,促进果糖与丙酮酸积累与分解,提高植物的抗寒性。     

外引大麦农艺性状SSR关联位点及等位变异表型效应分析

为了发掘引进大麦携带的优异等位变异,对55份引进大麦材料进行了混合模型（MLM）关联分析和对关联位点等位变异的表型效应进行分析。结果表明,经MLM关联分析,共检测出15个SSR位点与株高、穗长、穗下茎长、千粒重、全生育期等5个农艺性状相关联,其对性状的解释率为3.19%~24.30%,位点GBMS2 和HVM33同时分别与株高、穗长、千粒重等多个性状关联。经表型效应分析,7个位点上的22个有效等位变异中,6个等位变异对穗长、株高和千粒重表现为正向效应,其余对穗长、株高和千粒重表现为负向效应。各等位变异平均效应主要为减效,仅株高、千粒重关联位点的等位变异平均效应为增效。     

大麦黄花叶病抗性的遗传分析与QTL定位

大麦黄花叶病是依靠土壤中禾谷多黏菌传播的病毒病,严重影响冬大麦的产量和品质,培育和利用抗病品种是最经济有效的防治方法。本研究以抗病品种扬饲麦1号与感病品种Gairdner为亲本,以杂交F₁代经花药离体培养技术构建的DH群体为材料,对其大麦黄花叶病抗性进行两年鉴定与分析,并利用91对在亲本间多态性好的SSR(simple sequence repeat)标记构建了群体的遗传连锁图谱,采用Windows QTL IciMapping 4.0软件中的完备区间-加性模型（ICIM-ADD）对大麦黄花叶病进行QTL定位,共检测到9个与大麦黄花叶病病情指数相关的QTLs, 其中,qRYM-1Ha、 qRYM-1Hc、qRYM-2Ha 及qRYM-2Hb在两年间均被检测到,且 qRYM-2Ha在两年6个时期均被检测到,位于EBmag0793至GBM1047标记区间内,可解释的表型变异为5.61%～38.04%; qRYM-2Hb在 2015年第二、三期和2016年第一期被检测到,位于GBM1047至Bmag0749标记区间内,可解释的表型变异为11.40%～18.80%。qRYM-1Ha和 qRYM-4Ha可能是两个新的大麦黄花叶病抗性QTLs,黄花叶病抗性基因均来源于黄花叶病抗性品种扬饲麦1号。本研究为大麦黄花叶病抗性基因的发掘、精细定位、基因克隆及分子标记辅助选择育种提供了有利信息。