转GbNPR1基因提高烟草抗病性

病害是造成烟草减产和品质降低的主要因素,而利用生物技术提高烟草抗病性是解决此问题的有效途径,其中包括利用与植物抗病性密切相关的关键因子如病程相关基因非表达子(non-expressor of pathogenesis-related genes1,NPR1)。本研究利用源于海岛棉的Gb NPR1基因,表皮特异性启动子CUT1和组成型启动子35S构建两个植物表达载体35S-Gb NPR1和CUT1-Gb NPR1,经农杆菌介导法分别转化烟草。T0代及T1代转化植株PCR检测证明,目的基因已整合到核基因组中。T1代植株RT-PCR分析表明,Gb NPR1基因在转录水平得以表达。bar试纸条检测为阳性,证明和Gb NPR1连锁的草甘膦基因能够正常转录和翻译表达。将阳性植株进行烟草病菌赤星病、炭疽病和低头黑病等三种病害的病原菌离体接菌实验,研究结果表明:转CUT1-Gb NPR1载体的转基因烟草虽然较转35S-Gb NPR1载体的烟草对三种病菌的抗性稍低,但较野生型烟草相比具有较高抗性。转Gb NPR1基因的烟草能提高对低头黑病和炭疽病的抗性为首次报道。     

海岛棉GbMFT2基因能提高烟草的耐盐能力

MOTHER OF FT AND TFL1(MFT)属于磷脂酰乙醇胺结合蛋白(phosphatidyl ethanolamine-binding protein,PEBP)家族,该家族在被子植物中主要起着促进或抑制开花和控制株型的作用。本课题组前期从海岛棉(Gossypium barbadense)中克隆了一个MFT-like同源基因GbMFT2,发现其在种子中表达量较高,并且受ABA诱导。为了进一步探究该基因的功能,本研究首先检测了200 mmol/L Na Cl胁迫海岛棉0、1 h、3 h、6 h、12 h后基因的表达量,表明在盐诱导1 h GbMFT2基因的表达量最高。然后构建了过量表达载体p35S:GbMFT2,并通过农杆菌介导的叶盘法将其转化到普通烟草(Nicotiana tabacum cv.NC89)中,半定量RT-PCR表明GbMFT2基因在烟草中异位表达成功。利用0、100 mmol/L、200 mmol/L、300 mmol/L、400 mmol/L和500 mmol/L Na Cl胁迫不同的转基因株系,表明转基因烟草比野生型烟草更耐盐。再分别测量300 mmol/L Na Cl处理前后的野生型烟草和转基因烟草的脯氨酸含量、POD活性,发现处理后的野生型烟草的脯氨酸含量、POD活性均明显降低,而转基因烟草株系中的脯氨酸含量、POD活性均有明显的提升。研究结果表明,GbMFT2基因能够响应盐胁迫,并增加烟草的耐盐性。本研究可为研究植物MFT-like基因的功能提供了新思路,也为进一步解析棉花发育基因的功能提供了研究基础。     

GbTCP10基因植物表达载体的构建及拟南芥转化

TCP转录因子广泛参与植物细胞生长和增殖调控,本研究构建海岛棉GbTCP10基因沉默和过量表达植物表达载体。以GbTCP10基因pGEM-T Easy-GbTCP10质粒为模板进行PCR扩增,连接至植物表达载体pCAMBIA3301中,再利用冻融法和热激法转到农杆菌GV3101菌株中,通过农杆菌浸染法转化拟南芥植株,初步证明已获得海岛棉GbTCP10基因的拟南芥。利用重叠PCR方法替换拟南芥At-MIR319的成熟链和互补链序列,构建含有amiRTCP10前体的植物表达载体amiRTCP10-pCAMBIA3301,本试验结果有助于进一步研究海岛棉GbTCP10基因的生物学功能和棉花纤维发育机制。     

Amplified fragment length polymorphism- and simple sequence repeat-based molecular tagging and mapping of greenbug resistance gene Gb3 in wheat

The greenbug, Schizaphis graminum (Rondani), is the most economically damaging aphid pest of wheat in the southern Great Plains of the USA. In this study, the single, dominant greenbug resistance gene, Gb3, was molecularly tagged and genetically mapped using amplified fragment length polymorphism (AFLP) and simple sequence repeat(SSR) markers. Three AFLP loci were associated with the Gb3 locus in linkage analysis with 75 F_2:3 families from the cross between two near‐isogenic lines (NILs) for Gb3,‘TXGBE273’ and ‘TXGBE281′. Two of these loci, XMgcc Pagg and Xmagg Patg cosegregate with Gb3 in the population analysed. Further analysis indicated that XMgcc Pagg and Xmagg Patg are specific for the Gb3 locus in diverse genetic backgrounds. Two SSR markers, Xgwm111 and Xgwm428 previously mapped in wheat chromosome 7D, were shown to be linked with Gb3, 22.5 cM and 33.1 cM from Gb3, respectively, in an F₂ population of ‘Largo’בTAM 107’, suggesting that Gb3 is located in the long arm of chromosome 7D. The two AFLP markers cosegregating with Gb3 are valuable tools in developing molecular markers for marker‐assisted selection of greenbug resistance in wheat breeding.     

计算机视觉技术在玉米上应用的研究进展

计算机视觉技术是近几年来发展很快的信息处理技术,是人工智能领域的一个重要分支,其应用已渗透了农业领域的诸多方面,文中概述了计算机视觉技术在玉米产前、产中、产后三个方面的应用状况,并对其在玉米上的应用所存问题及发展前景做了综述。     

新疆小麦Psy-A1、Ppo-A1、Ppo-D1、TaLox-B1等位变异对面粉色泽的影响

利用已开发的面粉色泽相关性状基因的分子标记,检测了182份新疆小麦品种(系)的Psy-A1、Ppo-A1、Ppo-D1、Ta Lox-B1等位变异,并结合表型鉴定结果,分析不同等位变异对面粉色泽的影响。结果表明,单基因等位变异对面粉色泽的影响不同,其中4个基因等位变异L*值的差异均不显著;对a*值的效应,Psy-A1a高于Psy-A1b(P0.01),Ppo-A1b高于Ppo-A1a(P0.05),Ta Lox-B1a高于Ta Lox-B1b(P0.05);Psy-A1a基因型的b*值高于Psy-A1b基因型(P0.01);Psy-A1a基因型的Wht值低于Psy-A1b基因型(P0.01)。说明Psy-A1是影响面粉色泽(红度、黄度和白度)的重要基因,而Ppo-A1和Ta Lox-B1基因的等位变异只对面粉红度有显著影响。4个检测基因共有12种等位变异组合,对a*、b*和Wht值有显著效应(P0.01),但对L*值影响不显著(P0.05);Psy-A1b/Ppo-A1a/Ppo-D1b/Ta Lox-B1b组合具有最高的Wht值和最低的a*、b*值,Psy-A1a/Ppo-A1a/Ppo-D1b/Ta Lox-B1a组合具有最低的Wht值和最高的a*、b*值。182份品种的Wht值平均为86.86,其中审定品种平均为86.87,冬小麦品种为86.42,春小麦品种为87.32。青春5号具有优良的基因型和较高的面粉白度,应加强利用。总体来看,改良新疆小麦面粉的白度,应重点加强对Psy-A1基因的选择,提高Psy-A1b比例。     

基于GIS的重庆市耕地质量评价模型的建立与检验

借助GIS空间数据获取、分析与管理能力,基于农用地分等方法的应用和改进,建立了重庆市耕地质量评价模型。评价模型通过分功能模块从机理上实现评价质量控制,就光温/气候潜力加和算法,采用以能值为基础确定标准产量折算系数 ,引入光温潜力协调系数 ;就自然质量分模型,指标区之间因素－分级－分值进行了统一,但保留了因素权重的区域差异性。采用2004-2005年重庆市分区县统计的平均粮食播面单产对自然质量等和利用等进行独立检验,线性相关系数分别达83％和87％,相关性显著。研究得出结论,评价模型有效实现了重庆市耕地质量评价区域间的可比性。     

基于PAID的荔枝农业专家系统的开发研究

将计算机网络信息、人工智能、多媒体等技术与农业技术结合起来,研究开发出基于PAID开发平台的荔枝农业专家系统,并根据本地的具体实际进行了软件资源的二次开发,降低了客户端的专业要求,实现了人机操作界面直观、明了。该系统的推广应用,有效地解决了目前中国荔枝生产中普遍存在专家型农业科技人员短缺的问题,为农业科技咨询服务提供了新途径,有利于先进农业技术的普及和推广应用。介绍了荔枝农业专家系统目标、系统结构、系统内容、系统实现及应用示范情况。     

1B/1R与非1B/1R小麦K型雄性不育系比较研究

利用非1B/1R类型小麦雄性不育系及保持系与1B/1R类型小麦雄性不育系及保持系进行农艺性状、抗病性、光合速率及SOD活性的分析比较。结果表明,T.spelta1BS染色体导入使非1B/1R类型小麦比1B/1R类型不易产生单倍体,农艺性状中除株高具明显优势外,其他性状均不存在显著差异,两类不育系及保持系的抗病性也无明显差异;非1B/1R的K型不育系光合速率高于1B/1R类K型不育系;1B/1R和非1B/1R类型不育系的SOD活性的变化差异较小,均呈下降趋势,保持系差异较大。非1B/1R类型和1B/1R类型小麦雄性不育系花粉败育的关键时期均为二核期到三核期。     

离体早熟梨芽休眠进程的影响因素研究

以早熟梨离体结果枝为试验材料,通过控制温度、光照条件以及喷施不同种类和浓度的生长调节剂生长调节物质来研究影响早熟梨芽休眠进程的因素。试验结果发现在25℃条件下在0.04%、0.08%的乙烯利和0.1mg/L和0.3ABA mg/L都能在一定时间内抑制萌芽,0.3mg/L IAA处理能促进萌芽,而0.6mg/L IAA和 GA3处理效果不明显;而在15℃条件,所有处理的萌芽率都为0;试验结果还表明在1500lx光照强度下光照时间对早熟梨芽休眠的影响效果不显著。     

普通小麦近缘物种黑麦1R、簇毛麦1V及鹅观草1Rk#1染色体特异分子标记的筛选

为筛选普通小麦近缘物种黑麦1R、簇毛麦1V及鹅观草1Rk^#1染色体特异分子标记，根据已定位于普通小麦第一部分同源群的EST序列设计104对STS引物，对中国春、鹅观草、黑麦及簇毛麦进行多态性分析。在104对STS引物中，有53对在对照普通小麦中国春与鹅观草、黑麦及簇毛麦之间存在多态性。利用普通小麦-黑麦1R~7R二体异附加系筛选出5对黑麦1R染色体特异标记，分别是CINAU 19-₅₀₀、CINAU20-₉₅₀、CINAU21-₁₅₀₀、CINAU22-₃₁₀和CINAU23-₂₀₀₀；利用普通小麦-簇毛麦1V~7V二体异附加系筛选出5对簇毛麦1V染色体特异标记，分别是CINAU23-₁₇₀₀、CINAU24-₁₀₅₀、CINAU25-₁₆₅₀、CINAU26-₅₀₀和CINAU27-₆₂₀；利用鹅观草二体异附加系DA1Rk^#1、异代换系DS1Rk^#1(1A)、端体系DA1Rk^#1L、易位系T1Rk^#1S·W、长臂缺失系Del1Rk#1L筛选出5对鹅观草1Rk^#1特异标记，分别是CINAU27-₉₆₀、CINAU28-₁₃₆₀、CINAU29-₄₈₀、CINAU30-₅₆₀和CINAU31-₅₂₀。研究表明，可以利用普通小麦的EST序列设计PCR引物，转化成STS标记，筛选普通小麦近缘物种黑麦、簇毛麦及鹅观草等染色体特异的分子标记，快速检测和追踪导入普通小麦背景中的黑麦1R、簇毛麦1V及鹅观草1Rk^#1染色体或染色体片段，为深入研究普通小麦远缘杂种材料提供新的工具。     

Transfer of the Glu-D1 Gene from Chromosome 1D to Chromosome 1A in Hexaploid Triticale

To complement previously developed recombinant chromosomes 1R.1D, two series of translocations involving the Glu-D1 gene from chromosome ID to chromosome 1A were produced in hexaploid triticale. These series involve seven independent transfers of allele d encoding for high molecular weight glutenin subunits 5+10 and ten independent transfers involving allele a encoding for HMW glutenin subunits 2 + 12. The frequency of homoeologous recombination between chromosomes 1A and 1D was within the range observed for pairs of homologues in wheat, supporting earlier observations that homoeologous recombination in triticale is frequent. Recombined chromosomes 1A.1D can be used to introduce the Glu-D1 gene to durum wheats, and to manipulate the dosage of Glu-D1 in hexaploid triticale and bread wheat.     

转录因子与植物抗逆性研究进展

近年来,转录因子在植物防卫反应和逆境胁迫应答过程中的应用越来越广泛。本文综述了与植物逆境抗性相关的5个转录因子家族: MYB类、bZIP类、WRKY类、AP2/EREBP类和NAC类的调控机制以及它们在植物抗逆基因工程的研究进展。     

普通小麦中国春–簇毛麦易位系T1DL•1VS和T1DS•1VL的农艺和品质特性

为明确普通小麦中国春–簇毛麦整臂互补易位系T1DS?1VL和T1DL?1VS对农艺特性和加工品质的效应, 于2008-2010年在陕西杨凌连续2个生长季对这2个易位系和CS的主要农艺性状和加工品质性状进行了研究, 并采用SDS-PAGE法对簇毛麦高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)基因进行了进一步的染色体臂定位。结果表明, 这2个易位系的抽穗期和成熟期相同, 但比CS晚1~2 d, T1DS?1VL其他农艺性状与中国春相似, T1DL?1VS的春季单株分蘖、千粒重和单株粒重显著高于中国春;2个易位系的籽粒蛋白质含量与中国春无显著差异, T1DS?1VL的Zeleny沉淀值、面团形成时间、稳定时间和粉质仪质量指数显著降低;相反, T1DL?1VS的这些性状值显著提高。说明T1DS?1VL易位系对小麦的面团强度有显著的负向效应, 而T1DL?1VS易位系显著增强面筋强度。SDS-PAGE分析结果表明, 簇毛麦的1VS和1VL上均含有簇毛麦的HMW-GS基因Glu-V1, 但该基因在T1DL?1VS中的表达可能强于在T1DS?1VL中。     

PCR-based markers for detection of different sources of 1AL.1RS and 1BL.1RS wheat–rye translocations in wheat background

The rye ( Secale cereale L.) chromosome arm 1RS is one of the most successfully used alien resources in wheat ( Triticum aestivum L.) improvement, and it is still being widely utilized by many breeding programmes. With increasing application of marker-assisted selection in wheat breeding, development of an efficient molecular marker system to monitor and track 1AL.1RS and 1BL.1RS wheat–rye translocations is of practical value. In this study, we systematically evaluated the utility of eight rye-specific molecular markers in detecting 1RS chromatins with different origins in diverse wheat genetic backgrounds. Two such markers, PAWS5/S6 and SCM9 were identified that were able to differentiate multiple sources of wheat–rye translocations involving 1RS. A duplex polymerase chain reaction (PCR) procedure was developed with two rye-specific markers PAWS5/S6 and RIS and tested in a set of representative wheat lines. The two rye-specific markers and the duplex PCR procedure established in this study provided a useful tool in marker-assisted selection of materials containing desirable 1RS chromatin in wheat breeding.     

高分子量谷蛋白5+10亚基和1B/1R易位分子标记辅助选择在小麦品质育种中的应用

谷蛋白亚基组成对小麦加工品质具有重要作用。以豫麦34、藁城8901和中优9507为优质亲本,以轮选987、石4185和周麦16为农艺回交亲本,采用5+10亚基和1B/1R易位分子标记结合田间农艺性状选择,育成4个BC₂F₄群体共125个高代品系。2008—2009年度,将这些高代品系分别种植于北京和河南安阳,分析了5+10亚基和1B/1R易位对蛋白质含量、和面时间和峰值曲线面积等品质参数的影响。4个群体中蛋白质含量与和面时间、峰值曲线面积等参数变幅较大,后代品系间品质差异明显,5+10亚基可显著增加和面时间和峰值曲线面积,1B/1R易位对和面时间和峰值曲线面积的作用则受遗传背景的影响。和面时间和峰值曲线面积等主要品质参数还受亚基表达量的影响,和面时间和峰值曲线面积与低分子量谷蛋白亚基含量显著正相关(r = 0.38~0.74,P < 0.05),导入5+10亚基可显著增加高分子量和低分子量谷蛋白亚基含量;Glu-B3位点等位基因的变化对高分子量谷蛋白亚基含量的影响不显著,对低分子量谷蛋白亚基含量的影响则因组合而异。通过有限回交,育种早代在室内采用5+10优质亚基和1B/1R易位分子标记辅助选择,结合田间农艺性状选择,可以加速培育优质新品种。     

Transfer of the Glu-D1 Gene from Chromosome 1D of Breadwheat to Chromosome 1R in Hexaploid Triticale

The use of hexaploid triticale as a crop for human consumption has been limited by its inferior bread-making quality. To ameliorate this problem, a segment of chromosome ID of breadwheat with the Glu-D1d allele encoding for high molecular weight glutenin subunits 5 7plus; 10 was translocated to chromosome 1R of the hexaploid triticale ‘Rhino’ through a combination of a centric break-fusion translocation followed by 5D(5B)-induced homoeologous pairing. The resulting recombinant chromosome 1R has a small interstitial segment of ID with the Glu-D1d allele. The maximum physical length of the translocated segment is estimated at about 16.5 % of 1DL. Frequency of translocations involving the long arms of homoeologous group-1 chromosomes in the analyzed progeny suggested that homoeologous recombination in triticale was substantially higher than that previously reported in hexaploid wheat.     

四棱豆的引种及其适应性研究

研究了3个四棱豆品种在湖南怀化地区境内不同区域的生育期特性、主要农艺学性状及其适应性。结果表明：四棱豆在怀化地区最适于每年的4月底至5月中下旬播种;并且这3个四棱豆品种均表现出较强的适应性,其中适应性最强的品种是桂丰一号,其产量高,抗病力强,具有极大的推广价值。