高纤维强力棉花种质系苏远7235 BAC文库的构建

苏远7235是我国利用异常棉等多个野生种创造的高纤维强力棉花种质系,是开展棉花纤维品质研究的重要材料。本研究以pIndigoBAC-5(HindIII-cloning ready)为载体,构建了苏远7235的细菌人工染色体(Bacterial Artificial Chromosome,BAC)文库,该文库包含30336个BAC克隆。分析结果表明,重组克隆苏远7235 DNA插入片段为50-140 kb,平均120 kb,空载率2.1%,89.6%的克隆插入片段大于100 kb。     

高抗黑胫病烤烟BAC文库的构建及分析

烟草是重要的模式植物。本研究利用pIndigoBAC536-S载体及Hind III限制性内切酶酶解烟草基因组DNA的方法,构建了烟草新品系14-60的细菌人工染色体(BAC)文库。该文库共包含414,720个克隆,保存在1080块384板中。随机挑选的120个烟草BAC克隆检测结果表明,外源插入片段大小为97.0～145.5 kb,平均约为123 kb,空载率极低(0),覆盖烟草基因组11倍。用烟草hem A基因、eIF4E-1基因、NtFT基因的特异引物进一步验证,该文库质量高、可用性强,为烟草黑胫病抗性基因的克隆以及其他重要农艺性状和品质性状等功能基因克隆研究提供了基础资源。     

甘蓝型油菜基因组文库的构建及与硼高效基因相连锁克隆的筛选

以甘蓝型油菜宁RS-1为材料,构建了含有82944个克隆的甘蓝型油菜的BAC基因组文库.从文库中随机挑取克隆进行DNA长度检测,BAC克隆平均插入片段大小为80 kb,覆盖甘蓝型油菜基因组的5.1倍.随机挑取108克隆进行继代培养100代,分离质粒酶切检测表明不存在插入片段丢失现象,表明该文库的克隆在大肠杆菌中稳定存在;以与硼高效基因相连     

红莲型水稻不育系和保持系线粒体基因组BAC文库的构建

以红莲型(HL)细胞质雄性不育系和保持系为材料, 构建了水稻线粒体基因组的BAC文库. 每个文库保存约2300个菌落, 外源插入片段介于9～25 kb之间. 以线粒体基因为探针对文库进行菌落原位杂交验证, 均筛选到了阳性克隆. 构建的两个文库为进一步研究水稻线粒体基因组的结构特点, 为克隆与红莲型水稻细胞质雄性不育相关的线粒体基     

甘蓝基因组细菌人工染色体文库的构建

细菌人工染色体（ BAC）文库是克隆甘蓝抗病优质重要基因的基础,以抗枯萎病、富含硫代葡萄糖苷的结球甘蓝自交系R4P1为材料,美国Epicentre公司的CopyControl TM pCC1BACTM为载体,构建了甘蓝细菌人工染色体文库。该文库有73344个克隆,插入片段平均大小约97 kb,空载率＜3％,覆盖甘蓝基因组约10．9倍,筛选到甘蓝任一基因的概率为99．99％,这些结果表明,构建的文库质量较好,可用于后续分析。构建的甘蓝BAC文库不仅可用于枯萎病基因的克隆,而且为克隆其他重要的功能基因及基因组学等的研究奠定了基础。     

中国水仙BAC文库构建的研究

为更深入地挖掘中国水仙的基因组信息,筛选与中国水仙品质相关的功能基因,以中国水仙品种‘金盏银台’的黄化叶片为材料,采用改良Zhang法获得高分子量核DNA,经酶切、连接和转化,首次构建了中国水仙基因组BAC文库。结果表明,采用改良zhang法获取的核DNA分子量大于1 Mb,适合BAC文库的构建;优化了连接、转化体系,发现载体和插入片段的摩尔比为5:1时,连接、转化效率最高;经检测,该文库包括69120个克隆,插入片段的平均大小约87 kb,空载率小于1%,大约50%的克隆大小在80~90 kb之间;Southern blot结果表明该文库未受到细胞器DNA的污染。     

棉花抗黄萎病相关基因筛选与亚克隆文库构建

以黄萎病菌诱导下差异表达的棉花抗病相关基因片段PR8为探针,利用杂交方法,对优质、抗病海岛棉品种Pima90-53 BAC文库进行筛选。从30 336个BAC克隆中筛选到含有PR8基因片段的4个阳性克隆,分别为127K13,128D14,169J3和178C5。用Sau3AI对其中的169J3克隆进行酶切,回收2~4 kb的DNA片段并连接到载体pUC118BamHI-BAP上,构建了含有该基因片段的亚克隆文库,共含有4 224个克隆。经电泳检测,插入片段在1~3 kb,平均为2 kb。该亚克隆文库的构建为克隆PR8基因奠定了基础。     

雷蒙德氏棉细菌人工染色体文库的构建

细菌人工染色体(bacterial artificial chromosome,BAC)文库是开展基因组测序、基因图位克隆、分子标记开发、物理作图等研究的重要基因组资源。本研究以二倍体野生棉雷蒙德氏棉(G.raimondii,D5)为材料,从成株期暗培养的黄化幼嫩叶片中得到纯净、完整和高质量的基因组DNA。经脉冲场凝胶电泳检测,所提取基因组DNA大于700 kb。经酶切、片段选择、连接转化,构建了雷蒙德氏棉的基因组BAC文库,文库共包含26 880个克隆,平均插入片段为127 kb,覆盖该棉种全基因组的3.7倍左右,克隆空载率小于5%。该文库的构建,为雷蒙德氏棉基因组物理图谱的构建、功能基因的定位与克隆、以及比较基因组研究提供了重要的基因组资源。     

棉花细菌人工染色体文库构建的方法优化

以我国抗病、优质、丰产的棉花优良品种中棉所12号为材料,对棉花细菌人工染色体(BAC)文库构建过程中的一些关键技术,如plug的制备、DNA的部分消化、酶切片段的选择、插入片段与载体的摩尔比值、连接产物的浓缩等进行了研究,建立了构建棉花BAC文库的适宜方法体系。依照该方法初步构建了含有38000个克隆的棉花BAC文库。经检测,插入片段平均大小约为120kb,蓝斑率小于0.5%,空载率小于1%。插入片段与载体的最适摩尔比为1∶15,一次转化可以获得约2000个克隆,cfu·μl 1高达4。该方法为进一步构建中棉所12号多倍基因组的BAC文库、从而进行棉花基因组有关研究奠定了基础。     

樟树细菌人工染色体(BAC)文库的构建及质量检测

樟树(Cinnamomum camphora(L.)Presl)是一种具有材用、药用、油用、香料和生态环境建设等多种用途的樟科植物代表种。本研究以樟树幼嫩叶片为材料,通过提取高分子量核DNA(HMW-DNA)构建了第一个樟树细菌人工染色体(BAC)文库。该文库一共有36 960个克隆,平均插入片段为120 kb,覆盖樟树全基因组5.7倍左右,空载率小于1%。随机挑选10个BAC克隆进行末端测序说明BAC克隆为正常可用的单克隆。以此为基础,对樟树的BAC文库进行了测序,最终得到287.28 G的数据。樟树基因组BAC文库的构建,为樟树重要功能基因的克隆、功能验证、物理图谱的构建和全基因组测序等研究工作奠定了基础。     

棉花细胞质雄性不育育性恢复基因的定位及分子标记辅助育种研究进展

棉花细胞质雄性不育系统在实现棉花杂交种子大规模生产和培育高产、优质、抗逆等棉花新品种中具有重要的应用价值,而恢复系的好坏对细胞质雄性不育系杂交种的选育的利用起着举足轻重的作用。因此,培育优良恢复系至关重要。主要介绍了棉花细胞质雄性不育系、恢复系的类型,综述了棉花细胞质雄性不育育性恢复基因的遗传方式和遗传定位研究进展,讨论了恢复基因的精细定位和分子标记鉴定在分子标记辅助育种中的意义和应用前景,并针对目前存在的问题提出相应对策。     

棉花胞质雄性不育恢复系选育技术探索

 以成功培育出胞质雄性不育恢复系所积累的资料为依据,提出了以与胞质雄性不育系具相同遗传背景的可育种质为原始材料,利用遗传过滤技术培育胞质雄性不育恢复系的选育方法。论述了遗传过滤技术及其应用原则,可作为棉花杂种优势利用研究中胞质雄性不育恢复系培育的参考。     

Diversity among sources of cytoplasmic male sterility in sunflower (Helianthus annuus L.)

Summary Ten cytoplasmic male sterile (CMS) sunflower (Helianthus annuus L.) lines were crossed with nine maintainer or male fertility restorer lines in a diallel crossing scheme. Based on fertility restoration of the F₁ generation, CMS lines were divided into four groups. At least two new sources of CMS, CMS PET2 and CMS GIG1, were found to be potentially useful for commercial production of hybrids. Environment had an influence on fertility restoration of one CMS line, CMS MAX1. Effective restoration of male fertility for CMS RIG1, CMS ANN2, and CMS ANN3 was not found.     

An improved cytoplasmic male sterile (Diplotaxis berthautii) Brassica juncea: identification of restorer and molecular characterization

We report the development of an improved cytoplasmic male sterile (CMS) system of Brassica juncea carrying cytoplasm of the wild species Diplotaxis berthautii. Flowers of the CMS line are smaller than the euplasmic line but have improved nectaries. Anthers are slender and fail to extend to the level of stigma. Female fertility of the CMS line is comparable to the euplasmic line. Fertility restorers of Moricandia arvensis and D. catholica-based alloplasmic CMS systems of B. juncea were found capable of restoring male fertility to this new CMS line. The fertility restoration is monogenic and gametophytic. Southern analysis showed that the cytoplasm of the CMS line is different from euplasmic B. juncea and other CMS systems restored by the same restorer lines. Northern analysis of the CMS, fertility restored and euplasmic lines using eight mitochondrial gene probes revealed altered atpA expression associated with male sterility. Cleaved amplified polymorphic sequence (CAPS) markers were identified for the plastid gene psbB, which could be useful for a quick identification of this CMS line. S.R. Bhat and P. Kumar contributed equally to this work.     

Assessment of cytoplasmic effects of cytoplasmic male-sterile lines in upland cotton

Paired A- and B-lines, cytoplasmic male-sterile (CMS)-lines and main-tainer lines, respectively, were crossed with R-lines (restorer) to produce A × R, R × B and B × R hybrids, which were used in 1993 and 1996 to predict the performance of three lypes of CMS cotton lines available in China. A significant difference in yield and yield components was revealed between paired A × R and B × R hybrids. This difference was greatly influenced by both CMS cytoplasm and the interaction between cytoplasm and nuclear genotypes. It is suggested that there are detrimental effects of CMS cytoplasm on yield and yield components. General combining ability of near-isogenic CMS lines was also affected by this negative effect. The detrimental effect was closely related to an increased number of immature seeds per boll, which might be caused by partial female sterility associated with CMS cytoplasm. The possibility of developing specific combinations of CMS Upland × Upland restorer hybrids that express enough heterosis for yield to overcome the detrimental effect of the CMS cytoplasm is discussed.     

棉花生殖器官发育的分子生物学研究进展

 棉花生殖器官发育与棉花的经济价值紧密相关,因此一直以来都是研究热点。随着棉花三系育种体系的应用推广,棉纤维发育相关基因的克隆、棉花生殖器官高效表达启动子的克隆和应用,棉花生殖器官发育的分子生物学研究的重要性也日益凸显。为方便相关研究人员了解该领域的最新进展,就国内外在棉花核质互作雄性不育、核不育、棉纤维发育以及棉花生殖器官特异型启动子等方面取得的分子生物学研究进展作了详细介绍,并对以上各方面的研究趋势进行了展望。     

棉花育性相关基因GhPG2的克隆与表达分析

多聚半乳糖醛酸酶家族是一个细胞壁水解酶,在许多高等植物的花粉中都具有高水平外切多聚半乳糖醛酸酶(PG)活性,可能在花粉成熟和花粉管伸长中发挥重要作用。利用已报道与恢复基因连锁的分子标记STS679筛选陆地棉Y18恢复系核基因组BAC文库,获得一个阳性克隆Z55E7,对该克隆测序获得6个基因,其中一个为编码多聚半乳糖醛酸酶(polygalacturonase)基因,暂被命名为GhPG2。在棉花细胞质雄性不育系、保持系和恢复系中对该基因进行序列和表达分析,以便进一步了解该基因与棉花细胞质雄性不育的关系。从BAC克隆中分离到GhPG2基因,对其进行序列分析,以半定量RT-PCR和实时定量PCR分析该GhPG2基因在棉花恢复系、保持系和不育系各个组织中的表达模式。分离到GhPG2基因的基因组序列为1 518 bp,其开放阅读框序列为1 239 bp,共编码412个氨基酸,包含PG基因家族的4个保守结构域。系统进化树分析表明,GhPG2基因与其他物种花粉表达的PG基因同属C分支。表达分析表明, 该基因在恢复系和保持系的花药、花瓣和VI级花蕾中高表达,而不育系的相应组织该基因表达量明显降低。GhPG2基因归类于花粉表达的一类PG基因。实验结果暗示GhPG2基因可能与棉花正常的花器官发育相关。     

水稻体细胞无性系雄性不育突变

对5个类型的水稻不育系进行了幼穗培养, 在红源A、 包源A和W6154s中, 共获得了10例雄 性不育变异株, 水稻花粉败育可分为无花粉、 典败、 圆败和染败四种类型。 发现了不育 花粉败育类型之间可以相互转换现象。 对雄性不育变异株用一批现有CMS不育系的保持系和恢复系进行测交和回交, 有的变异株其 恢保关系发生了变化,     

分子标记辅助选择聚合棉花Rf1育性恢复基因和抗虫Bt基因

胞质雄性不育恢复系0-613-2R与转Bt基因抗虫棉R019(轮回亲本)杂交、回交产生BC2群体。利用CMS恢复基因Rfl紧密连锁的3个SSR标记和Bt基因的PCR标记开展分子标记辅助选择培育聚合有Rfl和Bt的转基因抗虫棉恢复系。在分析的59个BC2单株中55株存在恢复基因标记，54株存在Bt基因；综合标记分析结果，共获得54个同时具Rfl与Bt基因的聚合单株；这些聚合单株自交后，通过标记辅助选择，获得10株含Bt基因且Rfl纯合的单株。为棉花优良恢复系的快速培育提供了重要基础。