优异纤维品质陆地棉与转基因抗虫棉的配合力及遗传效应分析

 利用10个优异纤维品质陆地棉品种和6个转Bt基因抗虫棉品种配组的10×6 NCII交配设计,对其产量、品质及抗虫性的配合力及遗传效应进行了分析。结果表明：Bt基因能在F₁得到显性遗传。以A₈的产量性状一般配合力最高,A₄的纤维品质性状一般配合力最高;A₇×B₅、A₆×B₁等组合的各性状特殊配合力较好;亲本的一般配合力与组合间特殊配合力不存在显著相关性。遗传效应分析表明,基因加性效应对铃重、衣分、2.5%跨长、比强度、伸长率等性状起主导作用;双亲的互作效应对F1产量性状起重要作用;2.5%跨长、铃重、比强度的狭义遗传力较高,产量性状的狭义遗传力最低。     

SO2毒害环境下水稻叶片超氧化物歧化酶活性与

为了通过吸收光谱快速测量SO₂胁迫下水稻叶片超氧化物歧化酶活性,采用小区试验研究了SO₂毒害环境下水稻叶片超氧化物歧化酶活性与吸收光谱变量的相关性。结果表明：在整个生育期,相关曲线存在2个的波峰点,位于520~550 nm和720~750 nm 2个波段之间。计算720~ 750 nm和520~550 nm波段光谱吸收率的平均值A₁和A₂,通过A₁和A₂构建比值光谱变量(A₁/A₂)、相加光谱变量(A₁+A₂)及对数相加变量(lgA₁+lgA₂),利用光谱变量反演水稻叶片超氧化物歧化酶活性。研究发现：在水稻整个生育期,对数相加光谱变量与超氧化物歧化酶活性的相关性显著提高。选取对数相加变量构建水稻叶片超氧化物歧化酶活性的模型。为进一步提高吸收光谱快速测量SO₂毒害环境下水稻叶片超氧化物歧化酶活性提出了探索性研究。

     

水稻卷叶基因RL13的遗传分析和分子定位

叶片形态是理想株型的重要指标之一,叶片适度卷曲有利于理想株型的建成,是水稻超高产育种的重要材料。在EMS诱变籼稻缙恢10号群体中发现一个卷叶突变体,表现叶片筒状卷曲,经过多代连续自交,性状稳定,命名为rl₁₃ (rolled leaf 13)。rl₁₃的叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量均显著高于野生型对照缙恢10号,类胡萝卜素含量在苗期、孕穗期与野生型相比有显著提高,而抽穗期和成熟期则差异不显著。rl₁₃的三片功能叶的卷曲度与野生型相比均达到极显著差异,但rl₁₃的三片功能叶之间差异不显著。通过石蜡切片分析,突变体叶肉细胞层数变薄,野生型含有的一个较大泡状细胞转变为卷叶突变体的两个大小相近的泡状细胞,导致了叶片弯曲。以该突变体为父本,西农1A为母本配制杂交组合构建F₂遗传群体,结果表明,该卷叶性状由一对隐性核基因控制。选用F₂代分离群体中的1 215个隐性单株作为定位群体,将RL₁₃定位在第6染色体短臂上分子标记RM276和SWU6-1之间,遗传距离分别为1.1 cM和0.2 cM。     

从野生二粒小麦导入普通小麦的抗白粉病基因MlWE18分子标记定位

野生二粒小麦(Triticum turgidumvar. dicoccoides)是小麦抗白粉病遗传改良的重要基因资源。利用野生二粒小麦WE18与普通小麦品种(系)连续多次杂交和自交,育成对白粉病菌生理小种E09高度抵抗的小麦新品系3D249(京双27//燕大1817/WE18/3/温麦4,F₇)。利用高感白粉病品系薛早和3D249组配杂交组合,获得杂种F₁代、F₂分离群体和F₃代家系,进行苗期白粉病抗性鉴定和遗传分析。结果表明,小麦品系3D249对E09小种的抗性受显性单基因控制,暂命名该基因为MlWE18。利用集群分离分析法(BSA)和分子标记分析,发现4个简单重复序列(SSR)标记(Xwmc525、Xwmc273、Xcfa2040和Xcfa2240)、1个EST-STS标记(Xmag1759)和1个EST-STS序列标记(XE13-2)与抗白粉病基因MlWE18连锁,在遗传连锁图谱上的顺序为Xwmc525–Xcfa2040–Xwmc273–XE13-2–Xmag1759–MlWE18–Xcfa2240。SSR标记的染色体缺失系物理定位结果表明,抗白粉病基因MlWE18位于小麦7A染色体长臂末端的Bin 7AL 16–0.85–1.00。与已知定位于该染色体区域的Pm基因遗传连锁图谱比较表明,MlWE18与抗白粉病基因Pm1、MlIW72、PmU、Mlm2033和Mlm80均位于7AL相同染色体区段。     

大豆耐旱选择群体QTL定位

以红丰11为轮回亲本、Clark为供体亲本构建回交群体进行耐旱性鉴定,对获得选择群体进行全基因组SSR标记扫描,计算供体基因型导入频率,利用卡方测验检测偏分离SSR位点,并结合GGT软件对各连锁群分析, 对5个耐旱相关性状进行QTL定位。以卡方测验检测到23个SSR偏分离位点(超导入),分布于10条连锁群。方差分析表明,8个叶片持水能力QTL分布于A₁、B₁、C₂、E、L和N连锁群;9个根长QTL分布于C₂、F、G和I连锁群;11个根干重QTL分布于A₂、B₁、B₂、E、F、K、L、M和O连锁群;12个产量QTL分布于B₁、D₁a、E、F、G、I、L、M和O连锁群;7个生物量QTL分布于E、F、G、K、L和N连锁群。在E连锁群的Sat_136位点,对于叶片持水能力、根干重、产量和生物量具有一致性;在F连锁群的GMRUBP位点,对于根干重和生物量具有一致性,Satt586位点,对于根长、根干重和产量具有一致性;在K连锁群的Satt167位点,对于根干重和生物量具有一致性,SOYPRP1位点,对于根长和生物量具有一致性;在L连锁群的Satt398位点,对于根长和产量具有一致性,Satt694位点对于叶片持水能力和生物量具有一致性;在M连锁群的GMSL514位点,对于根干重和产量具有一致性;以上位点均与卡方测验检测到的“超导入”位点具有一致性。经过供体等位基因卡方测验和耐旱QTL定位,共检测到33个QTL,其中有17个同时被检测到。这些位点可能是控制大豆耐旱性的重要位点。     

油菜半矮杆新品系10D130株型性状的遗传分析

株型改良是油菜高产、优质育种的主攻方向之一。矮杆及半矮杆株型有利于提高植株抗倒伏能力和经济系数、减少收获难度。10D130是一个半矮杆新品系, 用10D130和常规优良品种中双11杂交, 构建6世代遗传群体(P₁、F₁、P₂、B₁、B₂和F₂), 以主基因+多基因混合遗传模型对该组合株高及其关联性状进行遗传分析。结果表明, 10D130×中双11组合株高、分枝部位、主花序长度的遗传均受到1对加性-显性-上位性主基因+加性-显性-上位性多基因控制(D-0模型)。其中, 株高性状加性效应值为–8.58, 显性效应值为7.44, 主基因遗传率在B₁、B₂和F₂中分别为23.52%、0.91%和17.81%;一次有效分枝起始部位的1对主基因加性效应值为–22.11, 显性效应值为3.13, 主基因遗传率在B₁、B₂和F₂中分别为49.95%、40.85%和61.15%;主花序长的主基因加性效应值为–2.21, 显性效应值为1.6, 主基因遗传率在B₁、B₂和F₂中分别为0.68%、47.94%和40.07%。一次有效分枝间距的最适宜遗传模型为E-1模型(2对加-显-上位性主基因+加-显-上位性多基因混合遗传模型), 其中第1对主基因加性效应值为–0.55、显性效应值为–1.66, 第2对主基因加性效应值为0.74、显性效应值为–1.29, 均表现超显性遗传, 主基因遗传率在B₁、B₂和F₂三个分离世代群体中分别为10.99%、38.65%和44.10%。一次有效分枝部位高度、主花序长、有效分枝节间距和有效分枝数与株高均呈显著正相关。     

甘蓝eSRK重组体的构建及其与SCR的相互作用

SRK与SCR是甘蓝自交不亲和雌雄性决定因子,两者间相互作具有单倍型特异性。为了探讨HVI/II区域在SRK单倍型特异性及其与SCR互作中的作用,采用重组技术构建甘蓝不同单倍型eSRK (SRK_E与SRK_F)间的重组体eSRK_E-1、eSRK_E-2和eSRK_E-3,用酵母双杂交系统3检测各eSRK重组体与SCR之间的相互作用。结果表明: (1) SCR_E能与eSRK_E作用,而不能与eSRK_F作用,说明eSRK_E、eSRK_F属于不同单倍型;(2) SCR_E与重组体eSRK_E-1、eSRK_E-2、eSRK_E-3均不发生作用,HVI和HVII区域内差异的氨基酸位点共同参与了与SCR的作用;(3) SCR_F不能与eSRK_E-1、eSRK_E-2、eSRK_E-3作用,替换HVI/II区域后并不能改变SRK的单倍型。     

水稻半矮秆基因iga-1的鉴定及精细定位

在前期通过空间诱变获得半矮秆隐性突变基因iga-1的基础上,进一步对iga-1进行鉴定。农艺性状调查表明携带iga-1的矮秆株系CHA-2、CHA-2N与原种特籼占13相比存在明显变异。节间长度测量显示CHA-2、CHA-2N节间比例正常,属dn型。外源GA₃处理、内源GA₃测定和α-淀粉酶活性检测揭示iga-1与GA₃调控无关。利用CHA-2与粳稻品种02428杂交获得的F₂群体将iga-1定位在水稻第5染色体两个InDel标记DL18和DL19间32.01 kb的物理距离内。该区域有5个阅读框架,其中包括赤霉素信号传导调控基因D1。序列分析表明CHA-2、CHA-2N和特籼占13在D1位点上基因组序列不存在差异,推测D1并非iga-1的候选基因。比较水稻第5染色体上其他矮秆基因发现iga-1可能与半矮秆基因sd-7来自同一位点。     

高粱A2型细胞质雄性不育系小孢子发生的细胞学观察和减数分裂染色体行为分析

高粱A₂型细胞质雄性不育性（CMS）的细胞质来源于IS12662C, A₂细胞质杂交种目前已用于生产。本文以A₂/B₂V4为材料，对A₂ CMS小孢子败育过程作了细胞学观察，并对小孢子败育过程中减数分裂的染色体行为作了分析。研究发现，在A₂雄性不育系A₂V4的花药发育过程中，绒毡层细胞不形成或提前解体；绒毡层细胞畸形化；绒毡层细胞虽发育正常，但小孢子母细胞减数分裂行为异常；这些都导致小孢子退化。A₂细胞质雄性不育花粉母细胞减数分裂行为从后期Ⅰ开始出现异常，同源或姊妹染色体向两极分离时滞后或不分裂；染色体多倍化；一个细胞内出现多核和多核仁现象，最终导致小孢子败育。     

玉米籽粒赖氨酸含量的遗传及其与产量的关系分析

用5个不同基础群体的15个自选系作母本, 5个不同优势群的测验系作父本, 采用NCII交配设计配成75个杂交组合, 经1年2点田间试验, 用近红外光谱仪测定了亲本及其杂交种F₁和F₂籽粒的赖氨酸含量, 并用三倍体种子胚乳-细胞质-母体效应模型对赖氨酸含量进行遗传分析。结果表明, 玉米籽粒赖氨酸含量除受种子、母体效应和细胞质3套遗传体系共同控制之外, 还不同程度受环境因素的影响, 遗传主效应方差V_G (V_G=V_A+V_D+V_C+V_Am+V_Dm)占总遗传方差(V_G+V_GE)的76.3%, 其中, 种子效应方差(V_A+V_D)、细胞质效应方差(V_C)和母体效应方差(V_Am+V_Dm)分别占24.6%、19.7%和55.7%;赖氨酸含量以母体遗传力为主(h²_m=40.98%), 其次为种子遗传力(h²_o=17.86%), 而细胞质遗传力较低(h²_c=14.29%)。同时发现籽粒赖氨酸含量与产量之间不存在明显相关(r = –0.027)。因此, 在高赖氨酸育种中, 必须重视高值亲本尤其是母本的选择以及不同优势类群间的广泛组配, 从变异广泛的基础材料中对赖氨酸含量和籽粒产量同时进行选择和改良是可能的。     

西南地区饲用苎麻发展优势及对策

苎麻嫩茎叶粗蛋白含量在22%左右,与牧草之王苜蓿相近,是一种重要的蛋白饲料来源。通过分析饲用苎麻的生长特点和营养价值,提出了在西南地区发展饲用苎麻的栽培和利用措施。     

不同程度污染农田苎麻吸收积累镉特性研究

以4个主要的苎麻栽培品种为材料,分别在安化和株洲镉污染农田研究这些品种的生长情况以及各器官镉含量。结果表明,安化和株洲试点苎麻平均产量分别为2501和2148 kg/hm2.a。苎麻各品种皮中的镉含量显著高于骨和叶。两个试点平均地上部镉含量分别为21.05和7.75 mg/kg,品种间地上部镉含量存在显著差异,且地上部镉含量与土壤镉含量呈显著正相关,各品种富集系数均大于1。中苎1号产量和地上部镉含量显著高于其它品种。在镉污染农田种植耐性强、高积累的苎麻品种能产生较好的经济效益和生态效益。     

半夏属药用植物trnL - F序列与种间遗传关系分析

为了给半夏属物种鉴别和种间遗传关系分析提供分子佐证,对中国半夏属植物5个种共9份材料的trnL-F进行克隆测序,用ClustalX1.81,PAUP4.0软件进行序列分析,采用邻接法(Neighbor-Joining,N-J)构建系统发育树。结果表明所测物种的序列全长1027～1136bp,G+C含量34.6%～36.8%,经排序并两端切平后,序列长994bp,当空位始终做缺失处理时,产物有29个变异位点,6个信息位点。聚类结果显示,半夏属物种总体聚为2大分支,虎掌为1个分支,另外8份材料:滴水珠、盾叶半夏、石蜘蛛以及半夏聚为1个分支。采用邻接法得到的9份半夏属药用植物的分子系统树有一定的差异,表明这9份半夏属药用植物的物种分化不完全,序列进化不一致,是物种鉴别的有效分子标记。     

苎麻C3H基因的克隆、生物信息学分析及表达分析

旨在为后期验证C3H基因编码蛋白功能并最终实现低木质素优良苎麻品种的基因工程育种奠定基础。基于苎麻高通量测序信息,利用RACE技术克隆C3H基因全长序列,对其进行生物信息学分析;并利用荧光定量技术对苎麻C3H的表达模式进行研究。获得了全长为1940 bp的苎麻C3H基因c DNA序列Bn C3H-1(Gen Bank登录号为KY078743)。Bn C3H-1基因编码蛋白理化性质和结构的分析表明,该基因编码一个含511个氨基酸,分子量为57.80 k D的亲水性蛋白,它可能定位在内质网上。氨基酸序列和结构分析显示Bn C3H-1有一个保守区域,即P450结构域。系统进化分析表明,该基因与巨桉和苦荞C3H基因具有很高的同源性。     

Development of microsatellite markers in cultivated and wild species of sections <Emphasis Type="Italic">Cepa</Emphasis> and <Emphasis Type="Italic">Phyllodolon</Emphasis> in <Emphasis Type="Italic">Allium</Emphasis>

The potential of microsatellite markers for use in genetic studies has been evaluated in Allium cultivated species (Allium cepa, A. fistulosum) and its allied species (A. altaicum, A. galanthum, A. roylei, A. vavilovii). A total of 77 polymerase chain reaction (PCR) primer pairs were employed, 76 of which amplified a single product or several products in either of the species. The 29 AMS primer pairs derived from A. cepa and 46 microsatellites primer pairs from A. fistulosum revealed a lot of polymorphic amplicons between seven Allium species. Some of the microsatellite markers were effective not only for identifying an intraspecific F₁ hybrid between shallot and bulb onion but also for applying to segregation analyses in its F₂ population. All of the microsatellite markers can be used for interspecific taxonomic analyses among two cultivated and four wild species of sections Cepa and Phyllodolon in Allium. Generally, our data support the results obtained from recently performed analyses using molecular and morphological markers. However, the phylogeny of A. roylei, a threatened species with several favorable genes, was still ambiguous due to its different positions in each dendrogram generated from the two primer sets originated from A. cepa and A. fistulosum.     

苎麻4-香豆酸辅酶A连接酶-1基因的克隆与分析

以苎麻为材料,采用PCR方法,以简并引物从苎麻基因组DNA模板中,首次克隆了4-香豆酸辅酶A连接酶-1基因（4CL-1）的DNA部分序列,长度为983 bp;采用RT-PCR的方法,以特异引物,从苎麻茎RNA反转录的cDNA为模板中,首次克隆了苎麻4CL-1cDNA核心序列,长度为110 bp;经生物信息学方法分析,得知所获得的基因序列编码一段含37个氨基酸残基的多肽,该多肽与几个酰基合成酶和AMP结合酶的同源性较高,可以推论其编码了AMP形成与结合的保守区域。     

主要麻类作物的ITS序列分析与系统进化

比较主要麻类作物和测序植物间的ITS序列,可明确它们间系统位置和进化关系。本研究采用PCR扩增和搜索Gen Bank数据库,获得32份麻类作物和11份测序作物的核糖体内转录间隔区(internal transcribed spacers,ITS)序列,利用MEGE软件分析ITS长度、G+C含量与同源性百分比差异。结果表明,黄麻属、红麻属、苎麻属和亚麻属的ITS基本序列全长分别为963、939、658和686 bp;G+C含量分别为57.87%、58.03%、59.05%和53.75%。黄麻属变异区域集中在220~386 bp间,红麻属变异区域集中在2个区段(206~347 bp,599~713 bp),苎麻属ITS变异区域分布在4个区段(158~163 bp、193~199 bp、288~333 bp和681~688 bp),亚麻属ITS变异区域分布在5个区段(219~229bp、235~240 bp、427~432 bp、468~484 bp和588~594 bp)。系统位置分析表明,红麻属与棉花亲缘关系最近,黄麻与棉花亲缘关系较近;亚麻与苎麻各为一小支。系统位置分析与传统的植物分类结果较一致。研究主要麻类作物比较基因组学时,红麻、黄麻可参考棉花,苎麻可参考杨树或蓖麻。推测红麻属的进化时间约为33.7百万年前(million years ago,MYA),黄麻属约为65.3MYA,苎麻属约为67.5MYA,亚麻属约为90.5MYA。主要麻类作物进化时间越久,同属不同种之间ITS变异区段越多。     

苎麻肉桂酰辅酶A还原酶基因cDNA序列的克隆与分析

根据苎麻转录组测序信息,利用RACE法克隆出2个肉桂酰辅酶A还原酶基因全长cDNA序列,对其进行生物信息学分析,并利用荧光定量技术对苎麻快速生长期、成熟期和成熟后期该基因在木质部和韧皮部的表达模式进行研究。结果表明,BnCCR1全长1056 bp,编码277个氨基酸,Blast比对BnCCR1基因与白桦、蓖麻CCR基因核苷酸序列相似性均为70%,推测的氨基酸与蓖麻CCR基因氨基酸序列相似度为77%,蛋白质预测显示其N端存在一个3 Beta-HSD/Epimerase/NAD-binding-10的保守域;BnCCR2基因全长1291 bp,编码248个氨基酸,Blast比对BnCCR2基因与毛果杨CCR基因核苷酸序列相似度为74%,推测的氨基酸与蓖麻、毛果杨CCR基因氨基酸序列相似度均为81%,蛋白质预测显示其N端存在一个3 Beta-HSD/Epimerase/NAD-binding-4的保守域;BnCCR1和BnCCR2基因编码蛋白三维模型与矮牵牛CCR基因相似度分别达30.68%、44.77%,建模结果可靠;荧光定量结果显示BnCCR1和BnCCR2基因具有时期表达差异性,不具有组织表达差异,但不同组织表达量具有差异。推测BnCCR1和BnCCR2基因是存在于苎麻木质素代谢中的两种CCR基因。     

基因枪介导法转化苎麻获得转基因植株的研究

以苎麻品种中苎1号子叶愈伤组织为受体材料,利用基因枪法将外源双价抗虫基因(CryIA+CpTI)导入苎麻,以期建立基因枪转化苎麻的技术体系.结果表明,基因枪转化苎麻的最佳条件为轰击压力1 300psi、金粉+DNA用量500μg+1.0μg/枪、轰击距离9cm、轰击次数2次,共获得4株阳性转基因植株.苎麻子叶愈伤组织的基因枪转化法是苎麻遗传转化的新方法,为建立苎麻基因枪转化体系奠定了基础.     

贵州梵净山自然保护区悬钩子属植物资源考察及开发利用

对贵州梵净山自然保护中心的蔷薇科悬钩子属植物的野生种的分布、生长习性等现状进行了调查,共采集到31种2变种,其中梵净山悬钩子为梵净山特有种;绵果悬钩子、五叶鸡爪茶、无刺掌叶悬钩子为梵净山的新记录种;三花悬钩子、山莓、宜昌悬钩子、尾叶悬钩子分布最为广泛;绵果悬钩子、红腺悬钩子、宜昌悬钩子、尾叶悬钩子具有很高的利用价值和开发前景,并就该保护区悬钩子植物的开发利用潜力进行评价。