紫花苜蓿细胞质雄性不育恢复基因的初步定位

以紫花苜蓿(Medicago sativa)不育系MS-GN-1A为母本,恢复系MS178为父本组合构建BSA分离群体,获得的F1代均表现为雄性可育,在大田种植了221株F2代群体单株,盛花期将花粉颗粒染色后,显微镜下观察统计出,不育的F2代株数为57,可育F2代株数164,并没有观察到半不育植株。将所有植株划分为可育和不育两组,并构建可育和不育DNA混池,混池DNA从可育和不育植株组DNA中各随机抽取20个样品,以此对恢复基因定位。随机挑选160对已知的四倍体苜蓿SSR引物扩增基因池DNA,获得2个具有多态性的分子标记,分别是Mt2c12、AW166,初步定位Rf基因在类群Composite5上。将类群Composite5上的所有引物进行合成,进一步进行引物筛选,最终获得4个具有多态性的标记BI68、Mt2c12、BG267和AW776153,遗传距离分别为19.0、20.9、44.6和72.1cM。     

紫花苜蓿细胞质雄性不育系和保持系SCAR标记的鉴定研究

本研究通过已获得细胞质雄性不育系材料MS-GN-1A和保持系材料MS-GN-1B筛选与紫花苜蓿细胞质不育恢复基因高度连锁的分子标记并转化为SCAR特异标记,经鉴定分析发现该标记的重复性好,而且稳定,对紫花苜蓿“三系”配套中不育系种子生产鉴定提供研究基础。实验应用100条ISSR引物在紫花苜蓿线粒体基因组水平进行筛选,UBC842、UBS864引物在紫花苜蓿不育系及其同型保持系间显示出特异性片段,经反复验证,其差异条带均稳定出现,条带大小分别为457 bp和645 bp。对已获得的差异条带进行胶回收连接克隆载体后测序并转化为SCAR特异鉴定标记,以两对特异性引物对新培育的4组紫花苜蓿杂交种的不育系母本和同型保持系父本进行鉴定分析,发现该SCAR标记的重复性稳定。本研究通过ISSR标记对紫花苜蓿的不育系与保持系进行分析,将得到的差异片段克隆测序后转化为SCAR特异标记,该标记可以作为紫花苜蓿不育系种子纯度分析的候选标记,实际应用于不育系种子纯度的鉴定。     

转录组学解析紫花苜蓿雄性不育系花粉败育机制

为探索紫花苜蓿(Medicago sativa L.)雄性不育的分子机制,选取紫花苜蓿细胞质雄性不育系(MSJN1A)与保持系(MSJN1B)花蕾发育早期的花药进行细胞学观察,并采用高通量Illumine Hiseq2000测序平台,进行转录组测序,对测序结果注释、筛选与分析。结果表明：花粉败育始于四分体后期,于单核早期出现明显的不育现象;两系花药间共存在4 284个差异表达基因(Differentially expressed genes, DEGs)(FDR<0.001,|log₂FC|>2);GO功能注释分析表明,DEGs涉及物质代谢、细胞过程、转运蛋白活性等功能;KEGG通路富集分析表明,DEGs涉及淀粉与蔗糖代谢、戊糖与葡萄糖醛酸相互转化、糖酵解/糖异生、苯丙烷生物合成等途径;转录因子分析表明,DEGs涉及bHLH,MYB,PHD等已知与花粉发育相关的转录因子家族。本研究通过对紫花苜蓿花药结构观察和转录组分析,为研究紫花苜蓿雄性不育成因机制提供参考。     

德州驴与泌阳驴睾丸组织mRNA与microRNA表达鉴定与分析

试验旨在探究驴睾丸组织中mRNA和microRNA的表达模式,为中国地方驴的转录组研究提供遗传数据。利用RNA-Seq和生物信息学方法分析了中国地方驴睾丸组织表达基因和microRNA,并分析了泌阳驴和德州驴品种间差异表达基因及microRNA。结果表明,mRNA平均clean reads为57837506条,Small RNA平均clean reads为9952015条,分别占原始数据的96.34%和88.86%。在驴睾丸组织中共发现24751个表达基因及1074个表达microRNAs,其中,睾丸组织表达量较高的基因为LOC106836782、XLOC_066401、HSP90AA1、TNP1和COF2,表达量最高的microRNAs为eca-miR-143、eca-miR-21、eca-miR-99a、eca-miR-148a和eca-miR-26a。对泌阳驴与德州驴睾丸组织进行差异表达分析共发现102个差异表达基因及2个差异表达microRNAs,但未富集到功能条目,说明泌阳驴和德州驴品种间差异不明显。本研究提供了驴睾丸组织mRNA及microRNA表达模式和转录组学数据,并鉴定了泌阳驴与德州驴睾丸组织的差异表达mRNA和microRNA,对驴的遗传资源研究具有一定的科学意义。     

紫花苜蓿9个盐响应相关基因表达模式

紫花苜蓿(Medicago sativa)是世界上种植面积最大、应用最广泛的豆科牧草。由于其耐盐性中等,其在我国北方地区的产量和种植受到土壤盐渍化的限制。因此提高紫花苜蓿的耐盐性具有重要的科学和生产意义。为此,以龙牧801紫花苜蓿(M.sativa‘Longmu 801’)为试验材料,采用实时荧光定量PCR技术分析了不同浓度NaCl胁迫下9个盐胁迫蛋白质组筛选出的盐响应相关基因的表达模式。结果显示,处理时间和处理浓度对9个基因的相对表达量均有显著性影响,表明这9个基因均在紫花苜蓿盐胁迫应答中发挥着一定作用。处理1h时,G6PI、ABP19a、Trx-h1、PR bet 1、FBPA、6PGDH和ALDH这7个基因的相对表达量在不同NaCl胁迫浓度处理的紫花苜蓿中均显著上调,RRM和GDPD在NaCl处理2h后开始上调。除G6PI基因,其他8个基因在0.4%NaCl处理下相对表达量显著高于0.2%和0.8%NaCl处理。这些基因参与糖代谢、信号转导和胁迫响应。以上结果表明,紫花苜蓿的耐盐性极其复杂,涉及到多基因的表达和代谢通路的调控。研究结果有助于全面研究并了解紫花苜蓿的盐响应相关基因的表达模式,促进紫花苜蓿耐盐分子育种。     

猪卵泡发育过程中差异表达miRNA的鉴定

本研究旨在探讨miRNAs对猪卵泡发育过程的影响。以卵泡期第4天杜洛克猪中等M1卵泡(直径3.0~4.9 mm)与M2卵泡(直径5.0~6.9 mm)为试验材料,通过miRNA芯片杂交检测筛选到在杜洛克母猪中等M1卵泡与M2卵泡之间的差异表达miRNAs,随机抽选若干个检测到的miRNA用Q-PCR的方法对芯片结果进行验证,并预测差异表达miRNA的靶基因,进行GO及KEGG分析。结果表明:芯片检测出347个猪miRNA的表达,筛选得到表达量高且差异大的34个miRNA;随机筛选出6个差异表达的miRNA经Q-PCR验证,与基因芯片结果一致;分析得到的靶基因涉及最多的为Jak-STAT、细胞因子及其受体的相互作用信号通路,且两个信号通路均与卵泡发育相关。结果提示:检测筛选得到的差异表达miRNA可能对猪的卵泡发育过程具有调控作用。     

紫花苜蓿MsHB1基因的克隆及表达分析

HD-Zip(Homologous structural Domain-leucine Zip,同源结构域-亮氨酸拉链)蛋白是植物特有的转录因子,其中HB1属于HD-ZIP I亚族。通过调节植物体内的内源激素含量变化,HB1转录因子可以提高植物对干旱、高盐等不利环境的抵抗能力。本文为探究紫花苜蓿HB1基因的生物学功能,采用RT-PCR技术成功克隆了MsHB1基因。其编码区长867 bp,编码288个氨基酸。氨基酸序列分析结果表明,HB1蛋白为不稳定蛋白。系统发育树分析表明HB1蛋白与蒺藜苜蓿(Medicago truncatula)同源蛋白的亲缘关系接近。构建MsHB1的原核表达载体,在大肠杆菌BL21中成功诱导紫花苜蓿MsHB1蛋白表达,Western Blot也证实MsHB1蛋白表达成功。表达分析显示：MsHB1基因在紫花苜蓿根、茎、叶中均有表达,在不同发育阶段中,幼嫩的叶片中表达最高。MsHB1在NaCl和ABA处理时的基因表达水平升高,推测MsHB1可能在紫花苜蓿高盐等胁迫应答方面发挥着重要的作用。     

紫花苜蓿耐盐相关基因克隆研究进展

随着植物分子生物学的快速发展,对植物耐盐性的研究已深入到耐盐相关基因的克隆、基因结构与功能的分析及其表达特性的研究。紫花苜蓿(Medicago sativa)是比较耐盐的植物,从苜蓿中分离克隆耐盐相关的基因,分析其结构与功能。不仅可以加深对耐盐分子机制的认识,而且在植物基因工程领域具有重要的应用前景。本文综述了苜蓿盐诱导相关基因的研究进展。     

紫花苜蓿细胞质雄性不育系及其保持系花蕾的生理生化特性

为研究紫花苜蓿细胞质雄性不育系的生理生化机制,以不育系及其同型保持系为原料,对不同发育时期花蕾中可溶性糖、淀粉、可溶性蛋白、游离脯氨酸、丙二醛含量及抗氧化酶(过氧化氢酶、过氧化物酶和超氧化物歧化酶)活性进行了测定。结果表明,随着花蕾的生长发育和花粉的发育成熟,不育系MS-GN1A花蕾发育各个时期的可溶性糖、淀粉、可溶性蛋白和游离脯氨酸含量均表现出亏缺现象,而作为膜质过氧化指标的丙二醛和抗氧化酶活性则高于其同型保持系MS-GN1B。     

犏牛雄性不育相关lncRNA的鉴定与分析

旨在分析成年健康牦牛和犏牛(3～4岁)睾丸组织中长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)的表达谱,从而探究lncRNA与犏牛雄性不育机制的关联性,为解释犏牛雄性不育的机理提供理论依据。采集成年(3～4岁)健康牦牛、犏牛各3头的睾丸组织,构建cDNA文库后进行高通量测序,筛选出差异的lncRNA,通过对差异显著的lncRNA与mRNA位置关系以及结合能的判定预测顺式作用(cis)和反式作用(tran)的靶基因,并进行GO、KEGG功能分析。结果表明,共得到牦牛和犏牛候选lncRNA转录本分别为20 363和24 133个,两个文库筛选出6 178个显著差异lncRNA,其中有2 470个在犏牛睾丸组织与牦牛比较上调,3 708个下调。筛选得到差异显著lncRNA的候选靶基因2 676个,这些基因参与58个功能分类,共涉及306条通路;其中主要富集的通路包括轴突指导、内吞、Hedgehog等信号通路。综上表明,部分lncRNA介导的靶基因PTGDS、IGF2、MEST、GLIS3、NOTCH2、HOXA10、HOXA11与犏牛雄性不育相关,lncRNA在犏牛的生殖发育中对其雄性不育具有重要的调控作用。利用RNA-Seq技术筛选出成年牦牛和犏牛睾丸组织lncRNA,并进行差异分析,为探讨犏牛雄性不育的机制提供更完善的转录组数据。     

紫花苜蓿原生质体游离条件的研究

以选育的XN-1型紫花苜蓿种子发育5～7d的子叶、下胚轴及其诱导的愈伤组织和分化的无菌苗的叶片为材料,研究了不同的酶种类及组合、酶液浓度、酶解时间以及离心转速和时间等因子对其原生质体游离的影响.结果表明:子叶及第2次继代的愈伤组织为最好的游离材料;最佳酶液组合和酶解时间分别为纤维素酶2% 果胶酶0.5%和8h;最佳离心转速和离心时间分别为500r/min和6min.     

不同秋眠级苜蓿品种在贵州的适应性研究

对美国11个秋眠级苜蓿(Medicago sativa L.)品种地上、地下部生长表现和9个农艺性状进行对比研究及相关性分析。结果表明:不同秋眠级苜蓿品种在贵州地区生长中,受秋眠级直接影响的性状有叶长、叶宽、叶面积、越夏率,均呈极显著正相关(P<0.01),相关系数分别为0.907,0.901,0.947,0.772;与年产量、根干重呈正相关,相关系数分别为0.611,0.637;与茎叶比呈显著负相关(P<0.05),相关系数分别为-0.667;Dona Ana,Pierce,CUF101和UC-1887在地上、地下部生长表现较其他品种具有优势,整体适应性较好,在贵州地区适宜推广和种植的苜蓿品种秋眠级为7~10。     

南方耐铝毒紫花苜蓿遗传育种研究进展

紫花苜蓿为全世界所推广的优质牧草。在我国北方大部分地区已广泛种植，但其产量已远远不能满足市场需求。因此，挖掘南方种植紫花苜蓿的生产潜力成为必然趋势。目前，南方土壤中的铝毒是妨碍其高产的重要原因。本文通过近年来国内外铝毒对作物的影响以及紫花苜蓿耐铝毒育种研究进行评述，为今后培育出耐铝毒、高产量的南方紫花苜蓿新品种以及加快我国畜牧业发展提供指导。     

不同紫花苜蓿品种根部入侵真菌研究

为探讨紫花苜蓿(Medicago sativa L.)品种不同季节常见根部入侵真菌及其表现规律,并为苜蓿品种选择及其病害防治提供科学依据,以30个紫花苜蓿品种为材料,分别于2006年的春、夏、秋季取样,分离和鉴定根部入侵真菌.结果表明:不同生长季节苜蓿根部入侵真菌区系中优势菌种类明显不同,春、夏、秋3季均有的建群种为细交链孢(Alternaria alternata)和腐皮镰孢(Fusarium solani),其中春、夏季还有半裸镰孢(F.semitectum)和尖孢镰孢(F. oxysporum),秋季有锐顶镰孢(F. acuminatum)和柱孢(Cylindrocarpon destructuns);不同苜蓿品种在3个季节的入侵真菌种类和其分离率均有显著差异(P<0.05),且根部带菌率与生长季节苜蓿品种密切相关,春季以赛特(Sitel)的带菌率最高,夏、秋季以农宝(Farmers)和佛纳尔(Vernel)为最高,平均带菌率较高的5个苜蓿品种依次是:赛特、农宝、皇冠(Phabulous)、航海4号(Flight No.4)和猎人河(Hunfer river),平均带菌率较低的5个苜蓿品种依次是:苜蓿王(Alfaking)、爱菲尼特(Affinity)、WL-525HQ、顶点(Apex)和丰叶 721(Amerileaf 721).     

影响中苜2号苜蓿愈伤组织诱导的主要因素分析

以MS为基本培养基,采用L16(45)正交试验设计,研究不同外植体类型及植物生长调节物质对中苜2号愈伤组织生长情况、诱导率的影响,筛选适合中苜2号愈伤组织诱导的最佳外植体类型和最优激素配比.结果表明.以下胚轴为外植体诱导的愈伤组织生长状况良好,诱导率高,为诱导愈伤组织的最佳外植体;2,4-D浓度是影响愈伤组织诱导率的最主要因素,其次是外植体类型;诱导中苜2号愈伤组织的最佳培养基为:MS+2,4-D 0.2mg/L+NAA 0.01mg/L+6-BA 1mg/L+KT 0.2mg/L.     

紫花苜蓿根系主要功能性状对分根区交替灌溉的响应

分根区交替灌溉是一种具有节水潜力的灌溉方式,为了揭示紫花苜蓿(Medicago sativa L.)根系对分根区交替灌溉的响应,在甘肃武威绿洲农业高效用水国家野外科学观测研究站设置3种占田间持水量(Field capacity, FC)不同比例的灌水梯度(T1:80%～100%FC,T2:60%～80%FC,T3:40%～60%FC)去开展分根区交替灌溉与不分根区灌溉的对比试验。结果表明：分根区交替灌溉在80%～100%FC灌水量时,根颈直径小于不分根区灌溉,60%～80%FC和40%～60%FC灌水量时,根颈直径大于不分根区灌溉。分根区交替灌溉的根系分支多于不分根区灌溉,但根平均直径小于不分根区灌溉。两种灌溉方式下紫花苜蓿地上部和地下部的生物量均随着灌水量梯度的下降而下降。同一灌水梯度下,不分根区灌溉的地下和地上生物量均高于分根区交替灌溉。上述结果说明紫花苜蓿采用分根区交替灌溉方式对根系生长发育具有重要影响。     

盐碱胁迫下紫花苜蓿叶片蛋白组的初步分析

以紫花苜蓿（Medicago sativa）品种"WL343HQ"为材料,对其幼苗进行150 mmol·L^-1的Na₂CO₃和NaHCO₃混合盐碱胁迫,采用iTRAQ技术结合反相液相色谱与液相串联色谱,分析盐碱胁迫叶片中蛋白表达的变化,并对获得的差异蛋白进行生物信息学分析。结果表明,在盐碱胁迫处理下共鉴定到318个显著差异蛋白,包括172个上调蛋白和146个下调蛋白,这些差异蛋白的功能涉及多种代谢途径,其中与光合作用相关的蛋白质表达量总体下调,与苯丙素生物合成、苯丙氨酸代谢和类黄酮生物合成相关的蛋白质表达量总体上调。通过蛋白组学分析技术可有效筛选紫花苜蓿叶片中差异表达蛋白,可为深入研究紫花苜蓿应对盐碱胁迫的分子机制提供一定的理论基础。     

紫花苜蓿MADS-box基因NMH7的亚细胞定位与表达分析

通过构建NMH7基因与绿色荧光蛋白基因融合的植物表达载体GFP- NMH7研究紫花苜蓿基因编码蛋白的亚细胞定位.用基因枪轰击洋葱表皮细胞的方法进行瞬时表达,结果表明:NMH7基因编码蛋白定位于细胞核;半定量RT- PCR分析紫化苜蓿NMH7基因的组织表达特性,结果表明:其在根、花蕾、花、荚果中都有表达,在花中表达量高于其他组织;NMH7基因的表达不受赤霉素诱导,脱落酸和茉莉酸甲酯能抑制其表达.