黑龙江省用大豆分子育种技术育成新品种

黑龙江省农科院采用外源DNA直接导入法，育成我国第1个大豆分子育种成果一优质高蛋白高产大豆新品种黑生101。此品种是研究人员应用我国创立的国际最先进的“花粉管通道直接导入外源遗传物质”技术，把抗逆性强的高蛋白半野生大豆作为供体，提取其总DNA导入受体栽培大豆，获得导入后代，经常规育种程序选择、培育、鉴定而决定，并对导入后代和受体同时进行长达7年化学跟踪分析选育而成。     

高油、高蛋白大豆优质高效栽培技术要点

选择的品种必须符合国家规定二级良种以上标准，纯度不低于98％，净度不低于99％，发芽率不低于85％，含水量不高于13％，出苗率在98％以上。高油大豆品种：垦农18、垦农19、合丰40、合丰41、垦鉴豆3号、红丰8号、红丰9号、东农434、东农163等。高蛋白大豆品种：黑生101、黑农35、黑农34等。兼用型大豆品种：合丰41、绥农11等。     

外源DNA导入冬瓜条件的优化及其运用

针对冬瓜(Benincasa hispida(Thunb.)Cogn.)缺乏抗性种质资源的现状,本文开展了冬瓜抗枯萎病种质资源创新研究.采用花粉管通道法将高抗枯萎病的黑籽南瓜DNA导入优质冬瓜材料,以外源DNA剂量、pH值、注入时间、注入方法以及冬瓜品种为因素,通过正交设计,设计处理组合,筛选和优化外源DNA导入冬瓜条件.结果表明:以子房注射法、授粉后24 h、导入浓度为1.2 mg/mL DNA溶液(pn 7.5)的处理,对冬瓜坐果率的影响最小.利用此方法将高抗冬瓜枯萎病的黑籽南瓜总DNA导入冬瓜,经病圃田间筛选和6代自交纯化已获得2份稳定的冬瓜新材料.经苗期人工接种和病圃田间自然抗病鉴定,其抗病性明显提高.所获抗病材料的品质与受体无明显差异.其中1份抗枯萎病材料已运用于育种实践,培育出了抗病、优质粉皮冬瓜"广利1号",目前该品种每年推广面积700 hm2以上.     

渗透胁迫下外源DNA导人甘蔗变异后代的抗氧化代谢分析

应用愈伤组织浸溃处理将甘蔗近缘植物竹、芒和割手密的DNA导入甘蔗栽培种中,结果在不同组合出现了许多甘蔗常规组培过程中未曾发现的变异。从5个组合中选育出11个稳定遗传的变异系,其叶圆片经PEG渗透胁迫后的抗氧化代谢分析结果表明,外源DNA导入甘蔗变异系的抗氧化代谢反应基本介于DNA供体和受体之间,竹、芒、割手密DNA处     

花椰菜与黑芥体细胞杂种的生物学特性

对经UV处理,PEG融合获得的79株花椰菜和黑芥的体细胞杂种进行了全生育期性状调查分析,包括细胞DNA含量测定、染色体计数、植株形态学观察、育性调查等.结果表明:杂种形态变异广泛,多数呈中间类型,少数呈偏亲性状;杂种细胞DNA含量不一致,呈现大于、等于、小于双亲细胞DNA含量之和的类型;DNA含量大于双亲之和的杂种与DNA含量等于或小于双亲之和的杂种相比,有较高比例的材料叶型出现畸形和(或)植株生长势弱,育性也更差.显示出杂种植株的生长势、育性与q细胞的DNA含量具有一定的相关性.通过染色体计数,发现所检测杂种为混倍体,同一植株的细胞有多种染色体数目构成.在79个杂种中,筛选出13个目标材料,生长势强,有较好或一定程度的育性,表明采用体细胞杂交技术手段来改良甘蓝类蔬菜的遗传多样性具有町行性.     

黑蒜的加工、组分及生理功能研究进展

黑蒜是一种新型大蒜制品,是以带皮蒜头为原料,在高温高湿环境下经酶解和美拉德反应加工而成的保健食品。文章归纳了黑蒜的恒温保湿和变温保湿加工特点,分析了黑蒜与普通大蒜相比发生的组分变化,综述了黑蒜具有抗氧化、抗癌、调节免疫、调节血脂、减缓宿醉症状等多种生物活性,指出黑蒜具有较强的生物活性是其在加工过程中多种活性成分增加和生成的结果,并对黑蒜的研究方向进行了展望。     

黑蒜的加工、组分及生物活性研究进展

黑蒜是一种新型大蒜制品,是以带皮蒜头为原料,在高温高湿环境下经酶解和美拉德反应加工而成的保健食品。文章归纳了黑蒜的恒温保湿和变温保湿加工特点,分析了黑蒜与普通大蒜相比发生的组分变化,综述了黑蒜具有抗氧化、抗癌、调节免疫、调节血脂、减缓宿醉症状等多种生物活性,指出黑蒜具有较强的生物活性是其在加工过程中多种活性成分增加和生成的结果,并对黑蒜的研究方向进行了展望。     

黑核桃叶片基因组DNA提取方法比较研究

探索从富含多酚和多糖等次生代谢物质的黑核桃叶片中获得高质量DNA的提取方法。以黑核桃与核桃叶片为材料,采用SDS、CTAB和改良CTAB 3种DNA提取方法对黑核桃与核桃基因组DNA提取效果进行比较研究,并通过琼脂糖凝胶电泳与紫外分光光度计检测所提取样品的质量;SDS与CTAB法重复性较差,提取的黑核桃DNA易降解;改良CTAB法可有效抑制酚类物质及细胞内多糖对DNA纯度的影响,对样品提取的DNA也无降解现象,纯度较高,得到的DNA A260/A280值均处于1.80~1.95之间;改良CTAB法是适用于高质量黑核桃DNA的提取方法。     

烟草青枯病和黑胫病拮抗细菌的筛选、鉴定及防效研究

筛选对烟草青枯病和黑胫病具有良好防效的生防菌株,为烟草根茎类病害的有效防控提供生防资源。从发病烟株根际土壤中分离细菌,采用平板对峙法和滤纸片法测定分离菌株对烟草青枯病菌和黑胫病菌的抑制活性,基于盆栽验证法检测高活性菌株对烟草青枯病和黑胫病的防治效果,通过16S rDNA通用引物对高活性拮抗菌株进行分子生物学鉴定,同时选用9对特异性引物对高活性菌株的促生长和抑菌活性进行PCR检测。共筛选出2株对烟草青枯病和黑胫病均有防治效果的拮抗菌株LF-1和LF-2,经分子生物学鉴定LF-1为枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis,LF-2为解淀粉芽孢杆菌Bacillus amyloliquefaciens。室内活性试验结果表明,菌株LF-1、LF-2对烟草青枯病菌抑制率分别为31.16%、56.98%,对烟草黑胫病菌抑制率分别为64.44%、72.44%;盆栽试验结果表明,菌株LF-1对烟草青枯病和黑胫病的防效分别为69.54%和65.49%,菌株LF-2对烟草青枯病和黑胫病的防效分别为72.49%和68.32%。菌株LF-1和LF-2对烟草根茎类病害具有较好的生防效果,在烟草根茎类病害防控中应用前景广阔。     

水稻花粉管通道法导入高粱DNA的SSR分子验证

从60对SSR引物中筛选出17对,对供体高粱、受体水稻及其外源。DNA导入后代稳定材料进行了分子验证,结果表明供体高粱与受体水稻间存在多态性、受体水稻与后代稳定材料间出现多态性,供体高粱与部分后代稳定材料间出现相同的扩增带,部分供体与受体共有的特征带在后代中消失、而有些后代出现了供体和受体均没有的扩增带。这表明供体高粱的DNA不同片段已整合到水稻品种中,获得了不同的变异材料,这些。DNA片段能在后代中稳定遗传。     

大豆遗传转化及转基因大豆安全性研究进展

转基因大豆是世界上最早商品化、推广应用速度最快的转基因作物,但其遗传转化仍然是基因工程领域的难点之一,如何建立高效稳定的遗传转化体系是转基因大豆的研究重点,同时随着转基因大豆走上人们的餐桌,关于其安全性也引起了人们的质疑。为此,概述了大豆遗传转化的几种方法,对转入大豆的外源基因进行了分析,并从环境安全和食品安全两大方面探讨了转基因大豆的安全性问题。     

大豆KTI1基因表达方式分析及其启动子预测

为明确大豆胰蛋白酶抑制剂基因(KTI1)在不同逆境、ABA条件下及大豆不同组织中的表达方式,本研究采用实时荧光定量PCR技术检测,结果表明KTI1基因受低温、盐、干旱和ABA诱导,分别在处理10、5、24和1 h时获得诱导最高值,相对表达量分别是未处理的288.65,274.35,136.04和56.48倍;KTI1基因在大豆种子中的表达量相对较高,叶中的表达量为1时,种子中的表达量为8.70。根据大豆基因组序列,扩增KTI1基因ATG上游启动子序列1 831 bp;生物信息学预测分析表明启动子中存在多种常出现在逆境胁迫诱导型启动子中的顺式调控元件,推测大豆KTI1基因启动子可能是受低温、盐、干旱和ABA诱导的诱导型启动子。本研究为进一步研究和应用大豆KTI1基因及其启动子提供理论基础。     

野生和栽培大豆种质油脂组成特点及其与演化的关系

以58份不同类型(野生、半野生和栽培)大豆种质为材料,利用32对SSR标记分析大豆种质间的遗传多样性和进化关系,采用NIRS和GC方法分别分析大豆脂肪含量和脂肪酸组分含量,研究不同类型大豆种质油脂组成特点及其与演化的关系。结果显示,野生大豆和栽培大豆的油脂组成存在显著差异,栽培大豆脂肪含量(平均20.8%)显著高于野生大豆(平均10.49%),油酸含量(平均28.5%)显著高于野生大豆(平均14.37%),而亚麻酸含量却显著低于野生大豆;由相关性分析可知,大豆种子中的脂肪与油酸含量显著正相关(r=0.85^**),而与其他脂肪酸组分极显著负相关;油酸与所有其他脂肪酸组分均负相关,特别是与亚麻酸和亚油酸呈极显著负相关(r=.0.90^**和.0.89^**);油脂组成和SSR标记对不同类型大豆种质的聚类和主成分分析表明,2种分类结果基本一致,可分为栽培和野生2个亚群,半野生大豆则分布于2个亚群中。由此可见,大豆油脂组成与大豆种质的驯化程度有关,脂肪含量和亚麻酸含量可以作为大豆演化分类的参考指标。     

The effects of simulated weed pressure on early maturity soybeans

Breeding for increased weed suppression would be a sustainable contribution to improved soybean weed management, because weed infestation is a major constraint to soybean production world-wide and in organic farming in particular. However, genetic variation in the soybean–weed interaction would be necessary to enable plant breeders to select soybean genotypes based on a superior weed suppression behavior. As there is a lack of information on variation between soybean cultivars in their competitive ability against weeds, the effects of weed pressure on ten early maturity soybean genotypes were studied in a controlled field experiment over three years in Austria. Winter oilseed rape was sown into the soybean stand to simulate pressure from a seed-propagated type of weed. Weed pressure significantly affected soybean yield as well as other agronomic, phenologic and seed quality characters. In two seasons, strong competition from weeds caused a soybean yield reduction of 370 and 560 kg/ha, respectively. In a third season a significant yield increase over weed-free controls was observed at relatively low levels of weed pressure which is explained by non-competition effects of a weak weed ground cover on soybean growth. Yield loss due to weed pressure was lower in early than in late maturity genotypes which appears to be the effect of a better weed tolerance rather than weed suppression. Genotype by weed treatment interaction was not significant, and genetic variation in ground cover development or leaf area was low or not significant in the early maturity soybean cultivars investigated. As such characters are considered important for weed suppression, their variation needs to be increased to enable selection for improved weed suppressive ability.     

改善空间因子对大豆生长及产量的影响

为了从理论上区分土壤因子和空间因子的作用,试验采用框栽的方法控制土壤面积,研究了增大空间因子对生长在不同土壤面积上的大豆植株的影响。结果表明,在大豆有效营养面积范围内,增大空间可以增加大豆产量,单株土壤面积较小时增产作用显著,随着单株土壤面积的增大,空间的增产作用减小。改善（扩大）空间因子明显增加了大豆的单株荚数和百粒重,降低了瘪荚率,增大了单株叶面积和干物质重,降低了株高和结荚部位。因此在土壤肥力水平较高的黑土区,利用和培育株型收敛、高光效大豆品种,在生产中将具更重要的意义。     

转基因大豆技术发展动因探析

笔者以转基因大豆为例初步探讨了推动转基因大豆技术发展的内在动力和外部因素。转基因大豆技术在今天取得的巨大成就是多种因素作用的结果：第一、转基因大豆技术较之传统大豆的比较优势推动了其快速发展;第二、增进多个群体的经济利益以及国内外市场的需求是转基因大豆发展的外在动力;第三、不断完善的专利制度为转基因大豆技术的发展提供了有力保障。由此可见,转基因大豆技术的产生和发展有其历史必然性。尽管目前关于转基因大豆及其食品在各个不同的国家产生了激烈的争议,一定程度上影响了它的快速发展,但转基因大豆技术未来发展前景广阔。     

大豆百粒重相关基因的全基因组发掘分析

百粒重是大豆重要的产量性状之一,利用正向和反向遗传学方法鉴定与籽粒大小/粒重相关的基因具有重要的理论和实践意义。利用拟南芥和水稻等模式植物中已明确功能的调控籽粒大小/粒重的基因,基于序列相似和结构域相同的原则,在大豆全基因组内筛选到175个同源基因,通过基因表达谱分析发现有22个基因在大豆种子中特异性表达。利用56份大豆种质资源重测序数据查找这些基因内的SNP位点,共得到2769个SNP位点,从中筛选得到在野生大豆和栽培大豆中分化明显的SNP位点121个。通过扩增测序对其中的16个导致非同义变异的SNP位点进行验证,发现有5个SNP位点在野生大豆中为一种变异,而在栽培大豆中为另一种变异。利用2368份大豆种质资源的重测序数据获得了其中的4个SNP位点的变异数据,结合其中1695份材料的百粒重表型分析,发现每个SNP位点对应的野生和突变基因型材料的百粒重表型间都存在极显著差异,并且每个SNP位点中野生基因型材料的百粒重大部分≥12g,突变基因型材料的百粒重大部分＜12g,因此上述4个SNP位点所在的基因（Glyma.05G019800、Glyma.07G022800、Glyma.13G259700和Glyma.13G261700）可能与大豆籽粒大小/粒重的调控有关。获得了与大豆百粒重相关的4个候选基因,为大豆百粒重QTL的精细定位和功能标记的开发以及调控大豆籽粒大小/粒重的基因的功能研究提供了参考。     

连作大豆苗期根际土壤根腐病病原真菌菌群结构分析

连作障碍是限制黑龙江地区大豆产质量提高的主要因素。本项研究的主要目的是探究连作大豆根腐病发病期病原真菌菌群结构,为生物防治大豆根腐病奠定基础。采用PCR-DGGE技术,分析不同连作年限苗期大豆土壤中的3个大豆品种根系以及根际土壤根腐病病原真菌菌群结构。试验结果表明：随着连作年限的延长,3个大豆品种苗期根系以及根际土壤根腐病病原真菌丰度值以及多样性指数随之增加;并且不同大豆品种间根腐病病原真菌菌群结构也存在差异;聚类分析结果验证了连作年限、大豆品种均对根腐病病原真菌菌群结构产生影响。     

果汁大豆酸奶的研制

果汁大豆酸奶是以果汁、大豆、白砂糖、鲜牛奶为原料,经保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌发酵而制成的一种高蛋白、低脂肪的营养保健品。研究内容包括接种量的大小、豆乳和牛乳配比、果汁添加量等对果汁大豆酸奶形成的风味变化及其影响。实验结果表明,接种量5%最适合豆乳和牛乳的混合原料液发酵;豆乳与牛乳的配比为2∶3,蔗糖添加量8%,果汁添加量10%较好。     

发展高端大豆产品应对国际大豆危机

当前,国际市场对大豆价格的操控及我国大豆生产现状使我国大豆产业陷入危机。本文通过分析我国大豆产业的发展和现状,结合国内外大豆消费市场需求,提出通过利用国产非转基因大豆发展无公害、绿色高端大豆产品来发展我国大豆产业,摆脱产业危机的思路,并对其发展策略进行了系统分析。