马铃薯classⅠpatatin基因在试管块茎形成中的功能

将正反义classⅠpatatin基因导入马铃薯品种甘农薯2号中,有2个转正义基因株系试管块茎的可溶性蛋白含量和LAH活性与对照相比有不同程度的增加,有3个转反义基因株系的可溶性蛋白质含量下降,并且所有转反义基因植株的LAH活性都不同程度地降低。试管块茎的诱导结果表明,有1个转正义基因株系的结薯株率和单株结薯数比其对照明     

马铃薯杂交无性一代植物学性状与产量相关性的研究

马铃薯个体产量由其遗传性所约,并受生长发育过程中所经受的外界环境的影响^[1]。本研究以大西洋X白引4号、威芋3号X白引3号两个杂交组合无性一代混选的单薯系作研究对象,从地上部主要性状与产量、地下结薯状况与产量、地上主茎数与地下块茎的关系等方面的测定数据进行统计分析。结果：马铃薯的产量与单株的主茎数、结薯数、薯块大度、分枝数、茎叶重和茎粗等均呈正相关,而与株高的相关性不显著或不稳定。因此,能获得丰收的马铃薯个体的地上部应具备的性状是：植株有较多的主茎（3-5）或适当的分枝;生长健壮、茎粗叶茂、株高适宜的地上形态结构,这样就可达到地下部结薯多、大中薯比例高,产量也高。     

转甜菜碱醛脱氢酶基因马铃薯的抗旱耐盐性

通过根癌农杆菌介导法将甜菜碱醛脱氢酶(BADH)基因导入马铃薯栽培品种甘农薯2号, 经PCR、Southern杂交和Northern杂交证明BADH基因已整合到马铃薯基因组中并在转基因植株中转录和表达。测定表明对照植株没有BADH酶活性, 各转化株系在胁迫前后BADH酶活性近似, 在2~11 U之间。BADH酶活性与叶片的相对电导率呈一定的负相关(y= –3.7738x+57.083, r=0.989^**)。在NaCl和PEG胁迫下, 转基因植株生长正常, 株高比对照提高0.41~1.00 cm, 单株重量比对照增加10%~35%, 说明外源BADH基因的导入提高了马铃薯植株对干旱和盐碱的抗性。     

转甜菜碱醛脱氢酶基因马铃薯的抗旱耐盐性

通过根癌农杆菌介导法将甜菜碱醛脱氢酶(BADH)基因导入马铃薯栽培品种甘农薯2号, 经PCR、Southern杂交和Northern杂交证明BADH基因已整合到马铃薯基因组中并在转基因植株中转录和表达。测定表明对照植株没有BADH酶活性, 各转化株系在胁迫前后BADH酶活性近似, 在2~11 U之间。BADH酶活性与叶片的相对电导率呈一定的负相关(y= –3.7738x+57.083, r=0.989^**)。在NaCl和PEG胁迫下, 转基因植株生长正常, 株高比对照提高0.41~1.00 cm, 单株重量比对照增加10%~35%, 说明外源BADH基因的导入提高了马铃薯植株对干旱和盐碱的抗性。     

农杆菌介导OD}EB2B基因转化中薯3号的研究

以中薯3号脱毒微型薯为外植体,利用根瘤农杆菌介导ODREB2B基因转化马铃薯,经PCR和RT-PC R检测有6株为转基因植株,确定ODBEB2B基因已整合到马铃薯的基因组中并正常转录和翻译。在0.5% NaCI和10% PEG胁迫处理1周后,马铃薯叶片超氧化物歧化酶(SOD),过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性均呈现升高的趋势,但转基因植株升高幅度大于对照,二者差异达到极显著水平(P<0.01)。结果表明,ODREB2B基因的表达提高了中薯3号的杭干旱和耐盐能力。     

红河州石屏县冬季马铃薯品种比较试验研究

通过在红河州石屏县进行冬马铃薯新品种引进与比较试验,旨在为冬播区引进筛选优良的马铃薯新品种。试验结果表明与对照宣薯2号相比,丽薯6号的单株结薯数、单株商品薯重量分别增加3个和546g,商品薯率与宣薯2号近似,产量增加293kg/667m~2,增幅8.3%;说明丽薯6号适宜在石屏示范推广。     

河西地区高淀粉加工型马铃薯品种比较试验

为筛选出适宜于河西地区种植的高淀粉加工型马铃薯品种,满足马铃薯加工企业及种植户需求,笔者对引进的11个马铃薯品种开展田间比较试验,生长期调查各参试品种物候期、农艺性状、产量及品质。结果表明：‘陇薯9’号和‘青薯10号’2个品种的综合性状表现较好,‘陇薯9号’平均单株结薯数5.7个,单株产量1308.5 g,商品薯率93.9%;‘青薯10号’平均单株结薯数5.4个,单株产量1278.7 g,商品薯率92.5%。在园艺村和花寨村2个试验区,陇薯9号产量分别达到66919.2 kg/hm²和 70555.6 kg/hm²,淀粉含量分别为18.89%和19.17%;‘青薯10号’分别达到62626.3 kg/hm²和62676.8 kg/hm²,淀粉含量分别为19.12%和18.80%。试验初步筛选出‘陇薯9号’和‘青薯10号’可作为河西沿山冷凉灌区淀粉加工型马铃薯品种推广种植。     

转化转录因子HaNAC1基因提高马铃薯的抗逆性

为提高马铃薯抗逆性,利用农杆菌介导法,将携带目的基因HaNAC1质粒分别导入马铃薯栽培种‘大西洋’、‘费乌瑞它’和‘青薯168’中。对卡那霉素(Kan)抗性转化株系经PCR扩增检测,共得到63个阳性株系。利用Southern blot对随机选取的7个转基因阳性株系进行检测,结果表明HaNAC1均已整合到各转基因株系中。对63个阳性株系进行RT-PCR检测,共有55个株系中出现目的基因条带,说明HaNAC1在转录水平有表达。以90 mmol/L NaCl和15%PEG分别添加至培养基中模拟盐和旱胁迫处理,从相对株高、相对根长等形态指标对32个‘大西洋’转基因株系进行筛选获得了4个优系,丙二醛、脯氨酸等生理指标也进一步证实HaNAC1基因转化可有效提高转基因马铃薯的抗逆性。     

转betA基因的小黑杨花粉植株耐盐性分析

甘氨酸甜菜碱是植物细胞内一种重要的调渗物质,盐胁迫下,甘氨酸甜菜碱的积累可以保护细胞内蛋白质的结构和功能,降低细胞水势,从而增强植物自身的耐盐能力。从大肠杆菌中克隆的胆碱脱氢酶基因(betA)是甘氨酸甜菜碱合成的关键酶基因,该基因编码的胆碱脱氢酶(CDH)可将胆碱一步合成为甜菜碱。本实验室已将胆碱脱氢酶基因(betA)转入到小黑杨花粉植株基因组中,并最终获得了4个转基因株系。本研究以4个转betA基因株系(TB1、TB2、TB3、TB4)及非转基因对照为试材,在浓度为1.2%的NaCl盐胁迫下,测定其甜菜碱含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性和丙二醛(MDA)含量,并调查试材的盐害情况,计算盐害指数,目的是为了研究转基因株系的耐盐效果,从中筛选出耐盐能力较强的转基因株系。试验结果表明,4个转基因株系的甜菜碱含量均高于非转基因对照;在1.2%NaCl胁迫下TB1、TB2、TB4的超氧化物歧化酶活性、过氧化物酶活性均高于非转基因对照,TB3低于对照;TB1、TB4的丙二醛含量低于对照,TB2、TB3与对照相近。进一步的盐害分析表明4个转基因株系中的TB1和TB4株系的盐害指数低于对照的42.1%和33.4%,TB2、TB3与对照无显著差异。综合各转基因株系的耐盐性及生理指标测定结果,4个转基因株系中,TB1、TB2的耐盐性明显优于对照,有希望用于盐碱地造林及推广。     

不同密度对马铃薯‘陇薯9号’农艺性状及产量的影响

在大田试验条件下设6.0万、6.75万、7.5万、8.25万、9.0万株/hm~25个密度处理,研究不同密度对淀粉加工型马铃薯新品种陇薯9号农艺性状及产量的影响。结果表明:随着密度的增加,植株高度和单株主茎数呈增高趋势、主茎粗呈下降趋势。不同密度对马铃薯单株薯块数、单株产量和商品薯率有一定影响,而对淀粉含量影响不明显。陇薯9号在张掖市种植的最佳密度为7.5万株/hm~2,在此密度下平均产量达62674.4kg/hm~2,单株结薯数达到7.7个,单株产量0.98 kg。     

利用花药培养技术创制加工型辣椒抗疫病新种质

为培育抗疫病加工型辣椒品种,本研究利用花药培养与分子标记辅助选择(molecular assisted selection,MAS)相结合的方法将抗疫病材料PPTC54和PI201234的抗性基因导入优良自交系939、812、83-3、968和花培双单倍体(doubled haploid, DH) H12-11,进行抗疫病新种质创制的研究。结果表明,在5个加工型辣椒基因型中以(PPTC54×83-3) F1诱导出的胚状体成苗率最高,可达87.1%;流式细胞仪测定36个花培再生株的DNA含量分布,其中单倍体株数占80.6%;经PCR检测,筛选出14个抗疫病DH系,且聚合抗疫病基因的各株系间农艺性状存在差异。本研究说明结合花药培养与MAS可快速创制特异育种新种质,加速育种进程。     

膨珊瑚离体培养及形态解剖探究

本研究以膨珊瑚茎段为外植体,采用正交试验设计,进行芽诱导离体培养研究;并应用徒手切片技术观察同化枝的形态解剖结构,分析其对生境的适应性。研究表明:膨珊瑚茎段最佳灭菌处理为75%酒精30 s+0.1%升汞11 min,最佳外植体为半木质化茎段(上段)或顶端;芽诱导的最佳培养基为1/2 MS+6-BA1.2 mg/L+NAA 0.1 mg/L;芽诱导效果最佳为半木质化茎段(上段);芽继代增殖最佳培养基为3/4 MS+ZT1.0 mg/L+NAA 0.02 mg/L+GA3 0.3 mg/L;膨珊瑚叶片退化,茎枝具有同化功能,皮层及髓部发达,含有较大的薄壁细胞,供其贮藏营养物质与水份。     

强筋抗旱高产小麦新品种‘晋麦101号’的选育

本研究重点围绕聚合抗旱强筋优质高产广适的育种目标,以广适性优质‘晋麦79号’为母本,以抗旱抗冻优质F14005为父本进行杂交,以期实现性状互补,优质基因累积。采用系谱杂交育种法,通过水旱地交替选择,异地生态抗逆鉴定、分子标记辅助选择育种等手段选育而成小麦新品种‘晋麦101号’。分子遗传试验鉴定结果表明:该品种含有8个抗旱节水相关基因和10个与水分高效利用紧密连锁的标记。2015年、2016年在山西省南部旱地区域试验中,2年区试平均产量5 260.5 kg/hm^2,比对照品种‘晋麦47号’增产8.7%;2017年参加山西省南部旱地生产试验中,平均产量4 822.5 kg/hm^2,比对照‘晋麦47号’增产8.0%,株高82~92 cm左右,穗长7.3 cm左右,千粒重36.8 g,生育期234~236 d,容重778 g/L、粗蛋白15.52%、湿面筋31.85%、稳定时间10.0 min,是近年来中国黄淮旱地难得的强筋型优质抗旱品种。2017年通过山西省农作物品种审定委员会审定(审定编号:晋审麦20170003号),该品种具有品质优、产量高、稳产性好、抗旱抗逆性强、适应性广等特点,适宜山西省南部和宁夏旱塬等北部旱地麦区引种种植。     

卵形家族蛋白对植物生长发育的调控作用

卵形家族蛋白(ovate family proteins, OFPs)是仅存在于植物且具有保守OVATE结构域的一类转录抑制因子。Ovate最早在番茄中克隆并定位于2号染色体上。GTA496-TTA493的单核苷酸突变使得终止密码子提早出现而导致果实由圆形变为梨形。后来在拟南芥、水稻、辣椒、香蕉等植物中陆续开展了其功能研究。发现它是通过直接调控靶基因的表达或者与其它转录因子的相互作用来调控植物生长发育过程的。本文综述了其对果实形状、果实成熟及品质形成、胚珠发育、维管束发育、次生细胞壁的形成等方面的研究进展及可能的调控作用机制,以期为采用生物技术手段利用该蛋白调控植物生长发育提供理论依据。     

拟南芥SB10基因在耐盐中的功能研究

为了研究拟南芥SB10基因在耐盐中的功能,我们利用CRISPR/Cas9技术构建载体敲除SB10基因,对转基因植株进行筛选成功获得SB10基因沉默的突变体材料。本研究通过观察突变体根长及萌发率等表型,测定突变体植株脯氨酸含量相关的抗逆生理指标,研究拟南芥SB10基因在耐盐中的功能。结果显示:NaCl胁迫下,sb10突变体的根长和萌发率明显高于野生型拟南芥,sb10突变体拟南芥植物体内脯氨酸含量明显高于野生型拟南芥。说明SB10基因功能的缺失可提高拟南芥植株的耐盐能力。该研究为SB10基因参与拟南芥植株耐盐中的分子作用途径及分析提供线索。     

高密度SNP标记法解析两个玉米重组自交系穗夹角的遗传基础

为了探究控制玉米穗夹角的遗传基础,本试验以BYD和MX两个玉米重组自交系群体为材料,采用高密度SNP和连锁分析,对调控玉米穗夹角性状的基因进行QTL定位和可能的功能基因分析。结果表明,穗夹角性状具有较高的遗传性,受基因型和环境的影响。穗夹角经过多环境的调查表明,在两个分离群体中均呈正态分布;共定位到调控穗夹角性状27个QTL,包括5个主效QTL,分别位于2号、4号和7号染色体上,两个来自BYD群体,3个来自MX群体,穗夹角性状QTL的表型贡献率从5.7%(qBYDEA2)到6.9%(qMXEA2-2);进一步通过bin图谱法缩进主效QTL区间,共发掘7个穗夹角性状候选基因,它们主要编码转录调控和代谢的酶。本研究结果首次揭示了玉米穗夹角的遗传基础,并有助于未来通过分子育种应用从而提高玉米优良穗夹角的品种。     

赤霉素及其抑制剂处理对卷丹和珠芽生长的影响

籽种产业是百合产业的基础和始发端,关系到产业能否持续、健康发展。有些百合种/品种在叶腋处能产生珠芽,珠芽是接近于脱毒的小籽球,利用珠芽可大大提高种球繁育效率。因此,百合珠芽生长发育的相关研究可以建立调控珠芽分生的方法,提供百合种球生产新的方式和思路,同时也为百合珠芽发生的分子机制研究奠定基础。本试验以卷丹百合(Lilium lancifolium)为材料,探索了赤霉素(GA3)赤霉素抑制剂(PAC)对卷丹及珠芽生长发育的影响,使用浓度为100 mg/L的外源GA3和PAC溶液、蒸馏水为对照定期对卷丹叶腋处进行喷施,测定卷丹和珠芽的各项形态指标,进行相关分析。试验结果为:GA3处理的卷丹株高、节间长、花苞长和宽较对照分别增长了69.73%、58.81%、29.15%、37.16%;而PAC相应减少了77.06%、69.86%、30.91%和8.93%,PAC使植株茎粗增加。喷施GA3使花期提前半个月而PAC推迟了18 d,另外,GA3对珠芽形成有一定抑制作用,使单株数量减少但是增加了单个珠芽重量,母株上的珠芽可以不经休眠直接萌发;PAC处理显著增加了珠芽厚度并且珠芽分化效率最高,为56.27%。本研究可为珠芽调控方法的建立和分子机制研究提供指导和借鉴。     

甘蔗抗旱性及抗旱育种研究进展

甘蔗(Saccharum officinarum)是主要的糖料作物,具有重大的经济价值。世界各国在甘蔗种植面积相对稳定的情况下,通过遗传改良来选育和推广优良甘蔗新品种是保持甘蔗生产可持续发展的重要科技手段。甘蔗生产面临许多制约因素,干旱是影响甘蔗生产的主要非生物胁迫之一,对甘蔗的生长发育有重大影响,选育高产高糖抗旱新品种是甘蔗育种的主要目标之一。甘蔗抗旱性是由多种机理共同起作用的复杂过程,为了更好地了解甘蔗抗旱机制和抗旱育种进展,本研究主要从甘蔗的形态特征(叶片和根系的形态结构特征)、生理生化指标(质膜透性,渗透调节,抗氧化酶活性)、甘蔗抗旱相关基因、甘蔗抗旱相关蛋白以及抗旱种质资源鉴定评价等方面对甘蔗抗旱生理基础及其分子机制研究进展进行概述,以及对甘蔗传统抗旱育种和现代分子抗旱育种(转基因育种, DNA甲基化育种)进行概述,以期为中国甘蔗抗旱研究与抗旱遗传育种提供一些思路。     

郑196耐大豆胞囊线虫病研究及耐病机理初探

郑196是从黄淮海大豆产区选育的优良大豆品种。该品种在SCN2病圃中鼓粒情况良好;2017年,郑196在黄淮海9个试点的产量与在SCN2病圃中产量相比较,差异不显著,说明该品种具有耐SCN病的特性;利用荧光定量PCR,进一步分析来自Rhg1/Rhg4位点的4个SCN-抗性基因(Glyma18g02580, Glyma18g02590, Glyma18g02610, SHMT)在郑196及其他不同抗性水平大豆中的表达,结果表明:在受到SCN2侵染的0～25 d,4个SCN-抗性基因在抗病材料中的表达量均持续提升;在受到SCN2侵染的10 d/15 d,这4个SCN-抗性基因在郑196及感病材料中表达量达到最高点,之后表达量下降,该结果表明,郑196的耐SCN病机理不同于SCN抗性基因在抗病材料中的抗病机理,其耐病性不是由SCN抗性基因单独调控的,有可能存在其特有的耐病通路或是由抗性基因与耐病基因共同调控其耐病机制。本研究可对抗SCN种质资源创新和抵御SCN策略提供参考依据。     

柑橘R2R3-MYB类转录因子CitMYB20的克隆与表达分析

为解析柑橘R2R3-MYB转录因子家族成员CitMYB20基因的分子生物学特征及受柑橘黄龙病病菌和溃疡病病菌的诱导表达情况。本研究同源克隆了不同柑橘品种中CitMYB20基因的开放阅读框序列,利用生物信息学方法预测其生物学功能并分析比较该基因在不同品种间的序列差异。在洋葱表皮细胞中瞬时表达观察CitMYB20的亚细胞定位。利用qRT-PCR技术分析黄龙病病菌胁迫和溃疡病病菌胁迫时CitMYB20的表达量变化。研究结果显示柑橘CitMYB20基因在晚锦橙、酸柚、纽荷尔脐橙和四季橘中的相似度达到99.01%,高度保守。晚锦橙中该基因含有3个外显子和2个内含子,其开放阅读框为804 bp,编码267个氨基酸残基。CitMYB20蛋白的N端高度保守,具有两个R结构域,属于典型的R2R3类型的MYB转录因子家族的成员。洋葱表皮细胞亚细胞定位分析结果表明该基因定位于细胞核中。CitMYB20基因受黄龙病病菌胁迫时,在黄龙病敏感品种晚锦橙和耐性品种酸柚中均显著上调表达,其中在耐病品种酸柚中上调表达24倍,在感病品种晚锦橙中上调表达34倍;而在溃疡病病菌胁迫时,CitMYB20基因仅在溃疡病抗性品种四季橘中显著差异表达,感病后上调表达3倍。推测该基因对黄龙病和溃疡病的应答差异可能是因为不同的调控机制造成的,构建CitMYB20基因过表达载体拟对不同病原的应答情况进行深入研究。