Identification and Expression Analysis of the Phosphoenolpyruvate Carboxylase Gene Family in Peanut （Arachis hypogaea L.）

Phosphoenolpyruvate carboxylase （PEPC） is widely distributed in plants and bacteria, and catalyzes the carboxylation of phosphoenolpyruvate to form oxaloacetate and inorganic phosphate. To investigate the molecular mechanisms of the regulation and control of peanut oil, with the degenerated primers and RACE-PCR approach, five PEPC genes were cloned from peanut, and designated as AhPEPC1, AhPEPC2, AhPEPC3, AhPEPC4, and AhPEPC5, respectively. The structure and phylogenetic analysis of PEPC protein indicated that AhPEPC1-4 genes encoded a typical plant-type PEPC-enzyme, and AhPEPC5 a bacterial-type. By real-time quantitative RT-PCR approach the expression pattern of each gene was detected in various tissues of normal and high oil-content peanut varieties. It was found that there was a lower expression level of AhPEPCs genes except for the AhPEPC2 in high-oil peanut than normal-oil peanut line. The results provide some fundamental information for the further investigation of plant PEPC proteins and their role in regulation of oil-content in peanut seeds.     

基于顺序GISH-FISH花生栽培种的染色体分析

【目的】针对花生染色体较小,染色体细胞学标记少,细胞遗传研究相对滞后,染色体分类识别困难的问题,建立能够准确区分栽培花生（Arachis hypogaea L.,2n=4x=40,AABB）A、B染色体组的新核型,提高染色体识别准确率,以揭示栽培花生和野生供体亲本的染色体对应关系,鉴定栽培种花生染色体结构变异体。【方法】以花生栽培种（Arachis hypogaea L.,2n=4x=40,AABB）的2个可能供体亲本即花生野生种Arachis duranensis（2n=2x=20,BB）和Arachis ipaënsis（2n=2x=20,AA）全基因组DNA及5S rDNA和45S rDNA为探针,利用顺序基因组荧光原位杂交（GISH）和多色荧光原位杂交（McFISH）技术（简称顺序GISH-FISH）结合DAPI染色,在准确区分花生栽培种A、B染色体组的基础上,对花生栽培品种Z5163及其供体亲本染色体进行分析,建立花生栽培种新核型,并利用该核型对其他栽培品种的染色体进行分析,以探讨该核型的应用潜力和栽培花生染色体组成特点。【结果】以A. ipaënsis和A.duranensis全基因组DNA为探针的GISH分析表明,以A. ipaënsis为探针在花生栽培种20条B组染色体上能够产生清晰稳定的杂交信号,在A组染色体上没有信号,而以A.duranensis为探针,只在18条A组染色体能产生信号,但1对A组的小染色体“A染色体”不易被区分,因此,以A. ipaënsis为探针可以准确区分花生栽培种A、B染色体组;综合5S rDNA和45S rDNA Mc-FISH和DAPI染色分析,发现花生栽培种A、B染色体组DAPI带纹、5S rDNA和45S rDNA的分布分别与A.duranensis和A. ipaënsis一致,此结果支持A.duranensis和A.ipaënsis是花生栽培种的供体亲本。DAPI染色结果显示,A. ipaënsis及花生栽培种的B组染色体均有14条染色体显示着丝粒带纹,明显多于前人报道,表明仅利用DAPI染色来区分花生栽培种A、B组染色体的方法具有局限性。综合DAPI染色、rDNA、A.duranensis和A. ipaënsis基因组探针进行顺序GISH-FISH分析,建立了可以准确识别花生栽培种A、B染色体组新核型。然后利用该核型对3个栽培种品种的染色体组成进行了分析,首次发现一个自发的花生染色体代换系MS B1（A1）,揭示了栽培花生染色体B1与A1之间存在部分同源关系。【结论】野生花生A. duranensis和A. ipaënsis分别与栽培花生A和B基因组染色体间具有很好的对应关系;研究建立的基于GISH-FISH和DAPI染色的栽培花生新核型,不但可以准确区分大部分A、B组染色体,而且还能识别栽培花生在多倍体化和人工进化过程中可能存在的自发的染色体变异,揭示A、B组染色体间的部分同源性。     

壳聚糖包衣对花生防御酶活性的影响

为研究壳聚糖包衣对提高花生抗性的作用机理,本实验用壳聚糖溶液(Chitosan Solution,CS)对不同品种花生种子包衣,测定在萌发阶段花生种子内的苯丙氨酸解氨酶(PAL)、多酚氧化酶(PPO)、过氧化物酶(POD)等主要防御酶活性的变化。结果表明,壳聚糖可明显提高花生种子PAL、PPO、POD的活性,并且不同浓度的壳聚糖溶液包衣促进效果不同,各品种最适合的壳聚糖浓度也不同。表明外源壳聚糖处理可使花生种子防御酶活性增加,增强花生抗病性。     

花生原生质体分离与培养

以花生(Arachis hypogaea L.)品种花育20为材料,探讨不同的酶液浓度、酶解时间及渗透压对花生原生质体分离的影响.结果表明:原生质体分离的适宜酶液配比是2%纤维素酶(Cellulase Onozuka Rs)、0.2%果胶酶(Pectolyase Y-23),甘露醇渗透压调节剂的浓度为0.7mol/L,暗处理10h,叶片原生质体产量为4.86x105个/ml,存活率75.6%,愈伤组织原生质体产量为4.97x105个/ml,存活率75.4%.将分离的原生质体培养在添加1mg/LNAA和4mg/LBAP的改良MS液体培养基中.培养约2～3天后,细胞开始分裂.然后部分细胞继续分裂,并形成细胞团.培养5～6周后,将培养物转移到添加2 mg/L2,4-D和3 mg/L BAP的MS液体培养基(pH5.8)中进行培养.7～8周后,将形成的直径为1～2 mm的小愈伤组织转移到添加1 mg/LNAA和5 mg/LBAP的MS固体培养基上培养,小愈伤组织迅速生长.转移3-4周后,愈伤组织长至7～9mm.     

栽培种花生EST-SSR引物的开发及应用

从高油抗青枯病花生新品系06-4104构建的5个cDNA文库获得了63207条EST,经序列拼接,获得14547条Uni-EST。经MISA检索,在这些Uni-EST中共检测出2643个SSR位点,分布于2250条EST中,发生频率为15.5%,平均每3.1kbEST序列含有一个SSR位点。其中,三核苷酸重复类型出现频率最高,占SSR总数的49.1%,其次是二核苷酸重复类型,占SSR总数的45.8%。在发现的46类重复基序中,AG/TC重复基序的频率最高,AAG/TTC次之。利用Primer3从含有SSR的2250条EST中共设计引物100对,利用这些引物检测花生栽培品种的多态性。结果表明,在所设计的100对引物中有91对在供试的6个花生栽培品种中得到有效扩增,其中13对得到了多态性的扩增产物,每对引物检测出的等位基因数2～3个,平均2.2个。     

花生荚果干物质积累与蔗糖代谢的相关性研究

【目的】探讨花生荚果产量和籽仁营养成分含量与种子蔗糖代谢的关系。【方法】选用种子发育正常的大花生品系(05D610)及其种子皱缩变异品系(05D677)为材料,测定了果针入土后6—72d的荚果干重、果针入土后30—72d籽仁可溶性总糖、蔗糖、果糖、葡萄糖、淀粉、蛋白质、脂肪含量等,以及果针入土后30—66d籽仁中与蔗糖代谢相关酶活力的动态变化。【结果】果针入土后24—54d是荚果干重的快速积累时期,是决定荚果干重的关键时期,期间05D610干物质积累速率是05D677的2.4倍。收获期05D610和05D677的荚果干重分别是2.06g和1.28g,差异极显著。果针入土后30—72d时期内,05D610籽仁中己糖/蔗糖比值、脂肪含量显著高于05D677,蛋白质含量显著低于05D677,两品系淀粉含量差异不显著。果针入土后30—66d时期内,蔗糖合成酶(SS)合成方向的酶活力显著高于蔗糖磷酸合成酶(SPS),是合成蔗糖的主要酶;蔗糖合成酶裂解方向的酶活力显著高于酸性转化酶(AI)和中性转化酶(NI),是裂解蔗糖的主要酶。蔗糖合成酶在花生种子有机物贮藏阶段的蔗糖代谢中占主导作用。两品系间蔗糖合成酶合成方向的酶活力差异不显著,05D610蔗糖磷酸合成酶活力显著高于05D677,05D610蔗糖合成酶裂解方向的酶活力明显低于05D677。【结论】在花生果针入土后24—54d是干物质积累的关键时期。蔗糖合成酶(裂解方向)是影响有机物积累的关键酶。籽仁中己糖/蔗糖比值、蔗糖磷酸合成酶活力、蔗糖合成酶裂解方向酶活力的差异可能是造成正常品系(05D610)和种子皱缩变异品系(05D677)间荚果干物质积累速率、荚果干重、营养成分出现差异的原因。     

滴灌条件下水肥耦合对花生干物质积累和产量的影响

【目的】研究滴灌条件下,水肥耦合对花生干物质积累动态﹑生理指标变化和产量的影响。【方法】以花育33号为材料,按照不同追肥时期设不追肥(A对照)、苗期追肥(B)、始花期追肥(C)、花针期追肥(D)、结荚期追肥(E)5个处理。各处理追肥量相同,均为1 hm~2施N 180 kg,P_2O_5 90 kg,K_2O 45 kg,CaO 30 kg,分析水肥耦合的效应。【结果】结荚期施肥促进花生株高的生长;始花期施肥,花生的根冠比最大,在此时期施肥,有助于花生生殖生长和干物质积累,由花生单产统计可知,始花期施肥,花生的单产最高,达到527.93 kg/667m~2;单株生产力受主茎高﹑侧枝长﹑总分枝数﹑结果枝数﹑单株饱果数﹑百果重﹑百仁重等农艺性状的影响,花针期施肥利于花生各农艺性状的增长,利于花生单株生产力的提高。【结论】在不同发育时期进行水肥处理,对花生具有不同的效应,始花期施肥可以提高花生单产。     

不同浓度镉污染土壤对22个花生品种籽粒镉含量的影响

镉(Cd)是进入土壤环境的对生物最毒的重金属元素之一,其主要通过土壤传输到农作物,再通过食物链传入人体,可蓄积于肾、肝等器官中,严重危害人类健康.     

不同花生品种胚小叶芽诱导的研究

比较了4个花生品种的胚小叶在不同浓度NAA和TDZ诱导培养基中的不定芽诱导率;并观察了用0.1%升汞和10%次氯酸钠不同处理的灭菌效果及其对种子萌发的影响。结果表明:花生种子用75%酒精处理0.5～1 min后用10%次氯酸钠处理15 min灭菌效果理想,萌发率高;诱导培养基中以添加1 mg/LNAA和0.02 mg/L TDZ最有利于不定芽诱导,4个花生品种诱导率都较高,达到80%以上,其中花育20的芽诱导率最高,为89.2%。     

北海市春季花生品种的适应性研究

[目的]为了选出适合北海本地推广种植的花生(Arachis hypogaea L.)新品种。[方法]对引进的14个花生品种进行比较试验,分别为桂花236号、桂花106号、桂花99、贺油1049、贺油1127、花育43号、柳花紫3号、金桂花8号、油泰228号、红珍珠、Z62/Q198、华油89、闽惠2号、对照种桂花21。[结果]参试品种中闽惠2号、桂花99的产量分别比对照桂花21号增加6.64%、4.24%,且出仁率、百果重表现突出,在抗病性方面表现较强,各方面综合性状好,为北海本地花生品种示范种植的首选品种,可再进行一次生产试验,综合比较再作推广。而贺油1049、华油89、金桂花8号、花育43号、柳花紫3号产量较低,各方面综合性状较弱,建议直接淘汰。[结论]闽惠2号、桂花99两个品种的产量高,综合性状好,抗病强,适合本地进行示范推广种植。     

花生脂肪及脂肪酸含量的遗传分析(英文)

[目的]探讨花生脂肪及脂肪酸含量的遗传机制。[方法]以包含有215个家系的重组自交系群体(F9)及其亲本郑8903、豫花4号为材料,采用主基因加多基因混合遗传模型,分析了花生脂肪及脂肪酸组分含量的遗传机制。[结果]脂肪的遗传受2对连锁互补的主基因加多基因控制,主基因遗传率为22.88%。油酸、亚油酸和棕榈酸的遗传受两对主基因控制,主基因遗传率分别为75.11%,75.00%和60.95%。硬脂肪、花生酸的遗传受两对主基因加多基因控制,主基因遗传率分别为26.43%和33.17%。油亚比、山嵛酸的遗传受三对主基因控制,主基因遗传率分别为70.65%和30.70%。[结论]在花生育种中,提高脂肪含量要注重多基因的积累,改善油酸、亚油酸等脂肪酸品质可着重于主基因的利用。     

制约吉林省花生产量的品种因素研究

[目的]查找制约花生(Arachis hypogaea L.)单产的主要因素,明确提高单产的技术途径。[方法]利用AMMI模型对2010年吉林省区域试验品种稳定性进行分析,8个品种分别为白06-330(多粒型)、引种花选10(珍珠豆型)、2001-1(多粒型)、2008-8(珍珠豆型)、引种06测B8(珍珠豆型)、引种08测A2(珍珠豆型)、扶花1号(多粒型,对照1)、白沙1016(珍珠豆型,对照2),6个试验地点分别为白城市、公主岭市、范家屯镇、扶余县、双辽市、洮北区林海镇。[结果]2008-8最稳定,扶花1号次之,而白沙1016排在第6位;扶花1号、白沙1016是吉林省的主栽品种;从AMMI模型得到制约吉林省单产的品种因素是扶花1号稳定性好,但是单产不高;白莎1016单产好,而稳定性不高;通过通径分析得到品种因素对花生单产影响顺序是单株结果数、生育期﹥抗病性。[结论]提高单株结果数是提高花生单产的重要途径。     

Construction of Genetic Linkage Map Based on SSR Markers in Peanut(Arachis hypogaea L.)

Molecular genetic maps of crop species can be used in a variety of ways in breeding and genomic research such as identification and mapping of genes and quantitative trait loci (QTLs) for morphological, physiological and economic traits of crop species. However, a comprehensive genetic linkage map for cultivated peanut has not yet been developed due to the extremely low frequency of DNA polymorphism in cultivated peanut. In this study, 142 recombinant inbred lines (RILs) derived from a cross between Yueyou 13 and Zhenzhuhei were used as mapping population in peanut (Arachis hypogaea L.). A total 652 pairs of genomic-SSR primer and 392 pairs of EST-SSR primer were used to detect the polymorphisms between the two parents. 141 SSR primer pairs, 127 genomic-SSR and 14 EST-SSR ones, which can be used to detect polymorphisms between the two parents, were selected to analyze the RILs population. Thus, a linkage genetic map which consists of 131 SSR loci in 20 linkage groups, with a coverage of 679 cM and an average of 6.12 cM of inter-maker distance was constructed. The putative functions of 12 EST-SSR markers located on the map were analyzed. Eleven showed homology to gene sequences deposited in GenBank. This is the first report of construction of a comprehensive genetic map with SSR markers in peanut (Arachis hypogaea L.). The map presented here will provide a genetic framework for mapping the qualitative and quantitative trait in peanut.     

花生光合生产与干物质积累的动态模拟

在综合前人研究成果的基础上,兼顾模型的机理性与实用性平衡,构建了花生光合生产与干物质积累的模拟模型。模型采用高斯积分法有效地计算了冠层每日的总光合量,且充分考虑了环境因子中温度和CO2对光合作用的影响。利用试验资料对模型核实的结果显示,模型可以较好地预测不同生长条件下的生物量积累动态,具有较强的机理性和实用性。     

不同花生品种(系)光合特性与农艺性状的相关性研究

为研究光合作用与花生产量及产量相关农艺性状的关系,为下一步培育高产高光效品种打下基础,对12个不同花生品种(系)成熟期叶片的光合作用相关指标以及主要农艺性状进行调查,分析光合作用与各农艺性状的相关性,结果表明:2012B12与2012B33在株型以及平均单产方面都表现较好。2012A17的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(E)和气孔导度(C)都为最高,2012A18次之,2012A43最低,但在细胞间CO2浓度(In TCO2)方面各品种(系)并无显著差异。总分枝、有效分枝和荚果数与蒸腾速率和气孔导度呈显著正相关。花生平均单产也与净光合速率、蒸腾速率和气孔导度呈极显著正相关。可见,培育高产高光效品种可着重从这几方面进行。     

花生毛状根诱导及其体外培养

[目的]优化花生毛状根诱导条件,为体外培养毛状根生产白藜芦醇以及培养花生根结线虫奠定基础。[方法]研究不同的发根农杆菌及其菌液浓度、外植体类型、侵染时间、共培养时间、乙酰丁香酮浓度对花生毛状根诱导的影响。[结果]发根农杆菌ACCC10060的毛状根诱导率高于ATCC11325;幼叶外植体的毛状根诱导率高于子叶;最佳侵染菌液浓度为0.2～0.4;最佳共培养时间为2 d;最佳侵染时间为10～15 min;菌液中添加75μmol/L乙酰丁香酮(AS)可以提高毛状根诱导率。通过毛状根能在无激素的MS培养上自主生长以及毛状根冠瘿碱检测,确定发根农杆菌中Ri质粒中已整合到花生基因组中。毛状根体外培养的研究表明,液体培养效果好于固体培养,最佳液体培养基为无激素的MS培养基。[结论]该研究建立的花生毛状根培养体系,将为花生转基因技术的完善及利用毛状根生产白藜芦醇和无菌的花生根结线虫提供试验基础。     

中国花生发展及主产区的演变特征分析

20世纪80年代以来,我国花生主产区发生了较大的演变,并表现出一些明显的特点。分析花生主产区演变特征,对于指导生产及政策制定具有重要意义。通过对解放以来中国花生生产情况的分析认为:我国花生种植面积扩大空间变小,提高单产和品质是主产区花生产业发展的根本出路。随着产业的发展, 优质专用花生品种种植规模将进一步扩大,主产区花生加工业将深入发展,进而促进花生产业效益的不断提高。     

花生子仁长宽及单仁重的遗传分析

本研究以栽培种花生品系05D677与品种中花12号为亲本材料,正反交构建2个F_2分离群体,根据主基因+多基因分离分析方法,进行子仁性状遗传分析。结果表明:2个F_2群体中花生子仁的仁长、仁宽及单仁重均存在广泛变异,表现出超亲遗传现象,且子仁性状频次均呈正态分布,具有数量性状特征,符合主基因+多基因遗传特点。仁长在2个F_2群体中均符合3对主基因控制的加性-上位性遗传模型,其遗传率分别为80.0%和76.8%;仁宽符合1对具有加性效应的主基因+多基因混合遗传模型或2对具有显性上位效应的主基因+多基因混合遗传模型,主基因遗传率分别为2.0%、15.6%;单仁重符合具有完全等加性效应的主基因遗传模型或3对具有加性-上位性效应主基因遗传模型,主基因遗传率分别为52.0%、92.6%。     

钙对花生生长发育调控的研究进展

钙(Ca)是植物生长发育必需的营养元素之一,参与植物生长发育的全过程。本文概述了钙在植物体内的作用方式及存在形式,并详细阐述了Ca对花生生长发育的影响,提出了今后的研究方向。     

两段式收获对花生产量和成熟饱满度的影响

为探明两段式收获模式下花生产量变化,以不同粒型花生品种为对象,研究田间晾晒不同天数条件下荚果产量和成熟饱满度的变化动态。结果表明:田间晾晒期间,单株产量变化分为两个阶段,大粒型花生品种鲁花14和丰花1号在晾晒1～4 d快速增加;小粒型花生品种济花3号和闽花8号在晾晒1～3 d快速增加,此后,单株产量基本稳定。百果重和百仁重在田间晾晒过程中略有增加,但差异不显著。田间晾晒过程中,花生成熟饱满度显著增加,大粒型品种田间晾晒1～4 d和小粒型品种晾晒1～3 d成熟饱满度快速增加,此后,随晾晒天数增加各品种的饱果率和饱仁率变化较小。大粒型品种田间晾晒4 d左右摘果,小粒型品种田间晾晒3 d左右摘果,增产效果显著,前者增幅大于后者,增产的原因主要是增加了荚果和籽仁成熟饱满度。研究结果为花生两段式收获模式最佳摘果期提供了依据。