小麦抗条锈基因Yr17的新SCAR标记的建立与应用

为深入了解四川小麦新品种(系)中抗条锈病基因的组成,并为开展分子标记辅助育种提供依据,以小麦抗条锈病基因Yr17的近等基因系以及抗条锈病品系L15与感条锈病材料SY95-71的杂交F2代群体为材料,采用集群分离分析法(BSA)结合SSR分子标记进行分析,发现1条由引物Xgwm415扩增的与抗条锈基因Yr17连锁的特异带。对该特异带克隆测序发现,该序列长390 bp,与栽培大麦中的一个序列表达标签(EST)有90%的相似性,与水稻基因组中的一个"核苷酸结合位点(NBS)-富亮氨酸重复(LRR)"型抗病基因的编码区有70%的相似性。根据该序列设计特异引物,建立SCAR标记,命名为SC-372。利用SC-372对54个四川省近年育成的小麦品种(系)进行检测,发现在15个抗病品种(系)中能特异扩增。进一步利用SC-372及前人报道的Yr17连锁标记VENTRUP/LN2对Yr17近等基因系及偏凸山羊草进行扩增比较发现,本实验建立的SCAR标记对小麦背景中的Yr17基因有更好的检测效率。因此可将SC-372用于分子标记聚合小麦抗条锈病基因的育种实践中。     

美洲商陆抗真菌蛋白转化玉米的研究和抗病性检测

研究美洲商陆抗病毒蛋白(PaAFP)基因转入玉米中对玉米纹枯病的抗性。从美洲商陆叶片中获得美洲商陆抗真菌蛋白前体蛋白基因cDNA序列,构建植物表达载体pCAMBIA1300-PaAFP,通过三亲杂交法将其导入根癌农杆菌LBA4404受体菌,转化玉米获得了大量再生转基因植株。PCR、PCR-southern杂交、RT-PCR以及Tris-Tricine-SDS-PAGE检测结果表明,目的基因已经整合到玉米基因组中,并且已经得到转译。     

用一个SSR标记快速检测小麦杂种后代Waxy基因型

为了提高Wx蛋白的检测手段，通过对几个已知Waxy基因型的品种(系)的分子标记检测和蛋白电泳谱带分析，发现一个特异的SSR标记能同时对三个Wx基因位点进行检测；同时用这个特异的SSR标记对一个糯小麦Et-05及普通栽培小麦扬麦158的杂交后代F2进行分析，发现了4株糯小麦植株。     

FAD2和γ-TMT基因双价种子特异表达载体的构建及对花生的转化

根据已发表的γ-TMT基因序列(GenBank AF104220),从拟南芥(Arabidopsis thaliana)的cDNA中分离得到γ-TMT基因,根据已发表的油菜(Brassica napus)种子贮藏蛋白基因特异表达的2S启动子(登录号J02798)序列,从油菜DNA中分离得到2S启动子。为了同时提高花生中维生素E和油酸含量,构建得到了双价种子特异表达载体pCAMBIA1300AT,它带有FAD2基因反义RNA干扰体和γ-TMT基因的种子特异表达单元。该载体已登录在GenBank上(登录号FJ362601)。通过农杆菌C58介导转化花生品种闽花6号,获得PCR阳性的转化植株。     

二温式PCR在特异短核酸探针合成中的应用

经基因库序列比对确定花生白藜芦醇合酶基因(RS)中的特异序列(长度约108 bp).以此为模板设计分别含有Sal I和Sac I酶切位点的一对上、下游引物,并应用二温式PCR扩增得到该特异短片段.将该特异片段正向连接到pBIueskriptIIKs( )的多克隆位点上,利用T7 RNA聚合酶在体外转录合成地高辛标记的反义特异短核酸探针.该特异短核酸探针的合成为后续RS基因在花生组织器官中表达的RNA原位杂交研究打下了基础.     

木质素合成酶基因反义COMT对亚麻的转化及检测

COMT基因主要参与S木质素的生物合成,转基因植物在COMT活性被抑制时,木质素含量减少,利用杨树皮储藏蛋白(BSP)启动子和该基因构建成反义植物表达载体p BSP-antiCOMT-2301,利用农杆菌介导法将其转入亚麻,经过卡那霉素筛选获得了抗性的愈伤组织,诱导分化后获得了亚麻苗。经特异引物的PCR扩增,证明目的基因已经整合到亚麻基因组中,本研究获得的阳性转基因亚麻植株为亚麻纤维研究及品种选育奠定了坚实基础。     

小麦 TaFer A1基因抗旱相关分子标记的开发

铁结合蛋白(Ferritin,Fer)参与干旱胁迫应答反应,开发Fer基因抗旱相关的分子标记可为抗旱小麦品种选育提供依据。本研究依据2个强抗旱性和2个弱抗旱性小麦品种1A染色体上铁结合蛋白基因(TaFer-A1)序列的差异,开发TaFer-A1基因抗旱相关的分子标记,用150份萌发期抗旱性不同的小麦品种(系)对标记的有效性进行验证。克隆序列比对发现,TaFer-A1基因在4份抗旱性极端品种间仅存在7个变异位点,包括6个SNP位点和1个3bp碱基Del/Ins位点,其中仅在基因第1个内含子区域的3个连续碱基TCT的Del/Ins位点变异与4份品种抗旱性的表型相对应,而其余6个SNP位点在强与弱抗旱性品种之间随机发生。根据两组抗旱性极端品种间TCT碱基的差异,设计1对引物开发出了分子标记FerA1i-ntr1。该分子标记在2个强抗旱性品种中扩增出了167bp特异性条带,定名为TaFer-A1a等位变异;在2个弱抗旱性品种中扩增出了170bp特异性条带,定名为TaFer-A1b等位变异,表明FerA1i-ntr1为共显性标记。在分子标记FerA1i-ntr1检测的150份小麦品种(系)中,有73份被检测为TaFer-A1a等位变异类型,平均相对发芽率为70.1%;77份被检测为TaFer-A1b等位变异类型,平均相对发芽率为55.1%。TaFer-A1a等位变异类型品种(系)的平均相对发芽率极显著高于TaFer-A1b等位变异类型的(P<0.01),说明该共显性标记FerA1-intr1可用于小麦抗旱性的鉴定和筛选,也表明TaFer-A1基因与小麦抗旱性有关。     

小麦品种面筋强度、黄色素含量和PPO活性相关基因的分子检测

为给小麦品质育种筛选亲本材料,并进一步验证相关标记的有效性和实用性,利用5个小麦品质性状基因的分子标记[包括高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)Dx5和By8标记、1B/1R易位系特异性SCAR标记、位于7AL染色体与黄色素含量相关的八氢番茄红素合成酶(Phytoene synthase,PSY)基因 Psy-A1的标记 YP7A、位于2AL染色体的PPO活性基因 Ppo-A1的标记 PPO18]对157份小麦品种和优良新品系进行了基因等位变异检测.结果表明:(1)在所检测的小麦品种(系)中, Dx5、By8、1B/1R易位系、PSY和籽粒PPO活性基因等位变异存在一定差异.其中,含 Dx5的材料29份,占18.5%,含 By8和1B/1R易位系的材料分别为68和69份,占43.3%和43.9%,含低黄色素含量等位变异基因 Psy-A1b的材料42份,占26.8%,含低PPO活性等位变异 Ppo-A1b的等位变异材料78份,占49.7%;(2)157份材料中品质性状基因皆符合要求的只有一个品系(37042),聚合多个优良性状的品质改良工作急需加强;(3)本实验使用的标记均为基因特异性标记,重复性好、准确率高,可有效地应用于小麦品质改良的分子标记辅助选择.     

基于TRAP的长穗偃麦草SCAR标记的开发及应用

为了开发长穗偃麦草的特异标记,依据TRAP技术,利用56对固定引物与随机引物的组合对中国春-长穗偃麦草附加系等材料进行PCR扩增,共筛选出160条分布于长穗偃麦草1E-7E染色体的特异扩增片段。通过对104个片段的序列进行同源比对,选择与小麦无同源序列的区段设计138对引物,分别对中国春、长穗偃麦草、中国春-长穗偃麦草附加系进行PCR扩增,最终获得30个长穗偃麦草特异SCAR标记,发展标记的效率为53.6%。利用这些特异SCAR标记对硬粒小麦(AABB)与异源六倍体小麦(AABBEE)杂交产生的F2中38个单株进行扩增鉴定,9个单株仅附加了1条相同的E染色体,其余为多条E染色体或者无E染色体附加。这些SCAR标记在不同材料和世代表现出优越的特异性和稳定性,可用于检测小麦背景中附加的相关长穗偃麦草染色体。     

小麦Wx-A1和Wx-B1亚基的生化与分子标记检测

为了解小麦品种(系)Wx亚基的缺失类型,为品质育种提供依据,利用SDS-PAGE和STS分子标记技术对99份国内外小麦品种(系)Wx-A1和Wx-B1亚基的缺失型进行检测.结果表明,供试小麦品种(系)中Wx-B1亚基缺失的有19份,未检测出Wx-A1亚基缺失材料.STS标记结果中,Wx-7A位点的显性标记引物在野生型中扩增出一条1 172 bp的特异带,即Wx-A1a基因出现;Wx-7A位点的共显性标记引物在野生型中扩增出一条593 bp的特异带,在缺失类型中扩增出一条574 bp的特异带.Wx-4A位点的显性标记引物在野生型中扩增出一条425 bp的特异带,即Wx-B1a亚基出现,而在缺失该亚基的突变材料中没有扩增出该特异带.     

新疆小麦品种春化和光周期主要基因的组成分析

为了明确新疆冬春麦区小麦春化和光周期基因的分布特点,利用STS标记对185份品种(系)的重要春化基因Vrn-A1、Vrn-B1、Vrn-D1、Vrn-B3和光周期基因Ppd-D1位点的等位变异组成进行了检测和分析。结果表明,在新疆小麦品种中,春化和光周期基因位点显性等位变异分布频率不同。含有春化显性等位变异Vrn-A1的品种47个,占供试品种(系)的25.4%;Vrn-B1为43个,占23.3%;Vrn-D1为38个,占20.5%;Vrn-B3位点不存在显性等位变异。春化显性等位变异Vrn-A1、Vrn-B1和Vrn-D1在冬、春性小麦内的分布比例也不同。在春性小麦品种(系)中,显性等位变异Vrn-A1出现的频率较高(55.3%);其次为Vrn-B1,占50.6%;Vrn-D1占44.7%。在冬性小麦中,仅有显性等位变异Vrn-B1出现,占2.0%。在光周期基因Ppd-D1位点,80.0%的品种(系)携带光不敏感显性等位变异Ppd-D1a;其中在春性和冬性小麦品种(系)中,Ppd-D1a出现的频率分别为83.5%和77.0%。新疆小麦品种(系)中,存在11种春化和光周期基因显性等位变异组合。     

小麦糯质基因的分子标记辅助选择

为了建立简便实用的小麦Wx蛋白基因的分子标记辅助选择体系，采用6对SSR和STS引物对16个已知Wx蛋白类型的小麦品种（系）进行分子标记检测的验证和比较,筛选出可采用同一PCR扩增程序、在琼脂糖凝胶上分离扩增产物、分别检测3个Wx基因的3对引物。利用这些引物对扬麦158与EH-5的杂交F2代进行Wx基因型检测，获得全部27种基因型．表明这些引物可以有效用于Wx蛋白基因的分子标记辅助选择。     

陕西小麦品种（系）籽粒黄色素含量基因的检测及其分布

为了解陕西小麦Psy-A1和Psy-B1位点控制籽粒黄色素含量基因的等位变异组成和分布,利用其功能标记YP7A、YP7A-2、YP7B-1、YP7B-2和YP7B-3,对176份陕西小麦品种(系)的2个位点等位变异进行检测与分析.结果表明,在Psy-A1位点,陕西小麦品种(系)存在2种等位变异,即Psy-A1a(高黄色素舍量)和Psy-A1b(低黄色素含量),各占50.0%,没有发现含Psy-A1c等位变异的品种(系);在Psy-B1位点,陕西小麦品种(系)内存在3种等住变异,其中以Psy-B1b(低黄色素含量)为主(65.3%),Psy-B1a(中等黄色素含量)次之(27.3%),Psy-B1c(高黄色素含量)较少(7.4%),没有发现舍Psy-B1d等位变异的品种(系).不同变异组合类型的平均分布比例表现不同,Psy-A1b/Psy-B1b组合类型所占的比例最高,为39.2%;其次是Psy-A1a/Psy-B1b组合类型,为26.1%;组合Psy-A1a/Psy-B1a(17.6%)、Psy-A1b/Psy-B1a(9.7%)和Psy-A1a/Psy-B1c(6.3%)比例较低,Psy-A1b/Psy-B1c(1.1 %)所占比例最低.不同地区不同等位变异及其组合类型的分布比例不同.总体来看,陕西小麦品种(系)中低黄色素含量的等住变异类型所占的比例较高.陕西不同地区育种目标和种植要求的差异,造成了不同地区小麦品种黄色素含量基因组成的不同.本研究所用分子标记扩增出的PCR奈带清晰,且稳定性好,可作为小麦黄色素含量分子标记辅助选择的有效工具.     

利用双T-DNA载体系统培育无选择标记转基因大豆

利用PCR和Southern杂交检测了161株转△^6-脂肪酸脱氢酶基因（D6D）的T1代植株,初步筛选出只含有功能基因（D6D）而不含有筛选标记基因（bar）的转基因大豆植株9株,为获得富含γ-亚麻酸但不含选择标记基因的转基因大豆奠定了基础,并为转基因大豆的安全性种植提供了保障。同时对无标记基因的转基因植株进行了叶片涂抹除草剂验证,探讨了叶片涂抹除草剂结合目的基因PCR检测筛选无选择标记转基因植株的可行性。     

利用多重PCR技术鉴定小麦背景中的1BL·1RS易位和Glu-D1d基因(英文)

高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)对小麦面粉加工品质有促进作用,尤其是Glu-D1d基因编码的1Dx5+1Dy10亚基能增加面团的筋度和弹性。小麦背景中的1BL.1RS易位对小麦面粉加工品质有显著的负面影响。因此,在小麦品质育种中如何判定小麦背景中是否含有1BL.1RS易位和HMW-GS的Glu-D1d基因具有重要意义。本研究利用3对分别检测1BL.1RS易位、Glu-B3和Glu-D1位点的共显性特异标记,结合SDS-PAGE鉴定,对16份已知遗传背景和Glu-D1x等位基因材料及38株(周麦18×烟农19)F2群体进行了分析,探索出适合同时鉴定小麦背景中1BL.1RS易位和Glu-D1d基因的多重PCR技术实验体系,并采用该体系对国内外352份小麦品种(系)进行了鉴定。结果表明,该体系是同时鉴定小麦背景中1BL.1RS易位和Glu-D1d基因的一种非常有效、简便可行的实验方法,可在标记辅助选择(MAS)育种中应用。     

小麦1BL/1RS易位系1RS分子标记位点稳定性分析

为检测小麦1BL／1RS易位系1RS位点的稳定性,利用1RS上11个标记位点的PCR特异引物对21个小麦1BL／1RS易位系进行了分子检测。结果表明,21个1BL／1RS易位系中,66．7％的品种1RS的11个标记位点较为稳定,扩增出标记位点特异性带,但有33．3％的品种部分标记位点出现特异性带的丢失或添加,具有不同程度的位点变异,位点变异率最高达45．5％。对于1RS上的11种PCR特异引物,引物NOR-R1和APR1．3可稳定扩增出黑麦特异带,是在小麦遗传背景中鉴别黑麦1RS较为可靠的分子标记。     

花药培养与麦谷蛋白亚基分子标记结合选育小麦新品种的研究

为快速获得携带麦谷蛋白优质亚基基因的小麦新品种,提高小麦的品质育种技术水平,利用引进的矮败材料与和尚头、甘春20号、临麦34号等10个不同品种(系)杂交,并对杂交后代进行了花药培养,获得了115份花培株系;利用PCR对花培后代株系及杂交亲本进行了优质贮藏蛋白亚基分子标记检测,3个HMW-GS为 Bx7、 Bx14、 Dx5,3个LMW-GS为 Glu-A3ac、 Glu-A3d、 Glu-B3b。结果表明,在115份花培材料中, Bx7的出现频率最高,为94.78%,其余依次为 Glu-A3ac、 Dx5、 Bx14、 Glu-A3d和 Glu-B3b;获得了44份聚合4个亚基以上的材料;结合农艺性状鉴定,筛选出了3份综合性状优异的小麦新品系AB158、AB167和AB332。本研究将花培育种技术、分子标记辅助选择技术及矮败小麦育种技术进行了有机结合,其结果可为提升小麦品质育种技术水平提供参考。     

小麦抗白粉病基因Pm6的PCR标记鉴定

为了筛选出与小麦抗白粉基因Pm6连锁的PCR标记,选择位于小麦染色体2BL上的52个SSR和STS标记合成特异引物,对Pm6基因载体品种Timgalen和感病品种豫麦13及其F2代分离群体进行PCR分析,发现3个STS标记(Xwg996、KSUK948和XksuF37)和1个SSR标记(Xgwm47)与Pm6基因连锁,XksuF37、KSUK948、Pm6、Xwg996和Xgwm47五个位点之间的遗传距离分别为31.1、17.7、12.4和19.7cM.用标记Xwg996分析17个含其他抗白粉病基因的载体品种,结果表明,这个标记对Pm6基因有很强的专一性,可以应用于Pm6基因的分子鉴定和分子标记辅助育种.     

利用多重PCR技术鉴定小麦背景中的1BL·1RS易位和Glu-D1d

高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)对小麦面粉加工品质有促进作用,尤其是Glu-D1d基因编码的1Dx5+1Dy10亚基能增加面团的筋度和弹性.小麦背景中的1BL·1RS易位对小麦面粉加工品质有显著的负面影响.因此,在小麦品质育种中如何判定小麦背景中是否含有1BL·1RS易位和HMW-GS的Glu-D1d基因具有重要意义.本研究利用3对分别检测1BL·1RS易位、Glu-B3和Glu-D1位点的共显性特异标记,结合SDS-PAGE鉴定,对16份已知遗传背景和Glu-D1x等位基因材料及38株(周麦18×烟农19)F2群体进行了分析,探索出适合同时鉴定小麦背景中1BL·1RS易位和Glu-D1d基因的多重PCR技术实验体系,并采用该体系对国内外352份小麦品种(系)进行了鉴定.结果表明,该体系是同时鉴定小麦背景中1BL·1RS易位和Glu-D1d基因的一种非常有效、简便可行的实验方法,可在标记辅助选择(MAS)育种中应用.     

普通小麦-中间偃麦草易位系08-738的鉴定

中间偃麦草(Thinopyrum intermedium,2n=42)具有大穗多花和抗多种病害等特性,是小麦育种的重要基因资源之一。为确定普通小麦川麦107与中间偃麦草杂交获得的遗传稳定品系08-738的染色体组成,采用形态学、细胞遗传学和SSR分子标记对其进行了鉴定。形态学分析表明,08-738具有植株较矮和小穗数较多的特点。细胞学观察表明,其染色体数目及构型为2n=42=21II。基因组原位杂交(GISH)和重复序列原位杂交(FISH)结果表明,08-738含有20对小麦染色体和1对小麦-中间偃麦草小片段易位染色体,易位位于小麦3DS的近末端,且该外源片段可能来源于中间偃麦草的Js染色体组。SSR标记分析显示,位于3DS 6-0.55-1.00之间的SSR标记xcfd141能在08-738和中间偃麦草之间扩增出一条特异条带,xcfd141可作为该中间易位片段鉴定和选择的标记。