茄子作物中微卫星的鉴定和描述

分子标记被认为是作物育种、基因型鉴定和研究基因组机体构成和演变的有用方法；基因组制图是应用分子标记最重要的一种。DNA基础标记的问世在近10年间显著地简化了几种作物基因组的制图。分子标记和控制有价值农艺性状的基因间的连锁可以     

基于全基因组关联分析解析玉米籽粒大小的遗传结构

玉米籽粒大小是产量重要构成因子之一,也是受多基因调控的复杂数量性状,挖掘玉米籽粒大小相关性状的关键调控基因,将有助于提高玉米的产量。本研究以212份优良玉米自交系为材料,于2018年和2019年分别对粒长、粒宽和粒厚进行测定,并结合均匀分布于玉米基因组的73,006个单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)标记进行全基因组关联分析。基于FarmCPU算法,在玉米的10条染色体上检测到47个与籽粒大小相关性状关联的SNP。结合B73玉米自交系籽粒发育的动态时空转录数据,在显著SNP标记的连锁不平衡区域内,共检测到58个与籽粒大小相关的候选基因,其编码的蛋白与多种蛋白存在互作关系,参与并调控多个与籽粒发育密切相关的生物学过程。本研究为解析玉米籽粒发育的分子调控机制,改良籽粒大小和提高作物产量提供了新的参考。     

转录后基因沉默在植物改良方面的应用

基因沉默是生物自身的一种表达调控机制。目前,在植物生物学领域,该技术普遍应用于培育抗毒作物、研究植物基因组功能、研究植物雄性不育、作物遗传改良等方面。PTGS技术是基因沉默技术中的一种,以RNA介导的PTGS为主,被广泛应用于植物转基因技术、基因组功能、植物的病毒防御以及遗传改良。除此之外,PTGS技术也会与其他基因工程技术联合,应用于植物改良。PTGS技术与CRISPR/Cas9技术相联合被应用于转基因植物改良,快速获得纯和转基因植物。详细介绍了PTGS技术应用于植物改良,总结了其联合CRISPR/Cas9应用于植物改良,以及目前PTGS技术可能面临的问题,有利于帮助理解和推动PTGS技术在植物改良的广泛应用,并为从事相关研究的科研工作者提供思路与指导。     

转基因作物是我国未来农业发展的必然趋势

转基因作物是指运用科学手段从动植物或微生物中分离得到所需要的基因，并将其转入作物基因组中，使之稳定遗传并赋予作物新的遗传性状，如抗虫、抗病、抗逆、高产、优质等。其本质是通过获得优良基因进行作物遗传改造。利用转基因技术可以高效的改良作物性状和培育新品种。     

分子标记在果树上的应用前景

果树研究的一个主要目标就是培育优质抗病的优良品种，对于多年生果树来说，由于其高度杂合、自交不亲和、育种周期长等特点，传统的育种方法盲目性很大。获得控制主要经济性状的基因，进而能调控这些基因的表达，成为几代果树育种工作者的梦想。而分子标记的应用给果树育种注入了新的活力。在苹果基因组计划和李属植物基因组计划的有力推动下，     

作物杂种优势的生理生化研究进展

杂种优势是生物界的一种普遍现象，可以大幅度提高作物产量和改良作物品质，具有巨大的商用价值。基因必须通过DNA→mRNA→蛋白质才能对最终性状起作用。通过从DNA结构、基因表达、生理生化代谢、核质基因组互作等方面的综述，总结了国内外杂种优势遗传机理的研究成果。     

CRISPER/Cas9系统在植物基因组定点修饰及作物遗传育种中的应用研究进展

CRISPR/Cas9系统是一项简单、高效的基因定点编辑技术,在植物遗传改良及作物良种选育等方面具有重要的应用价值。本研究主要介绍了CRISPR/Cas9的原理及构建方法,论述了近年来CRISPR/Cas9技术在植物基因功能及基因表达调控、植物基因组的定向编辑以及作物分子育种中的应用及研究进展,分析了该基因编辑系统的主要影响因素及优化改进方式,探讨了该系统在应用中的问题及解决途径并对今后发展方向进行了展望,为该技术在植物基因组定点编辑及作物遗传育种等领域研究提供参考。     

植物中微型反向重复转座元件(MITEs)在作物遗传研究中的应用进展

MITEs(Miniature Inverted-repeat Transposable Elements),是最近发现的几乎在所有生物基因组中广泛分布的一类非自主型DNA转座元件,对基因组的结构和基因表达都有重要的影响。研究发现MTIEs的插入影响了许多重要农艺性状,在作物遗传研究中的应用价值也逐渐显现。为了更好地将这一转座元件利用于作物遗传研究和改良过程,文章概述了MITEs的发现及结构特点,对根据其特点进行预测的分析软件和数据库进行了总结;对MITEs在基因组中的分布特点进行了归纳,发现其在基因组中拷贝数众多,并多在近基因区分布;总结了MITEs同其来源的自主型转座子间的对应关系及转座活性的激活和在基因组中的扩增模式;MITEs对基因表达调控主要通过两种途径:即通过插入改变基因的结构从而影响基因表达和表观遗传水平的调控途径。同时对目前已有的MITEs在作物遗传分析,如开发分子标记,改良性状,构建突变体库等方面进行了总结归纳。     

第九届全国植物基因组学大会(第一轮通知)

基因组研究已成为生命科学最活跃的领域之一。近十多年来,我国的植物基因组和分子生物学研究取得了举世瞩目的成果,克隆了一批重要基因并阐明了其功能,为作物分子设计与遗传改良奠定了良好的基础。为了及时了解国内外植物基因组和分子生     

作物驯化和品种改良所选择的关键基因及其特点

近15~20年作物基因组学迅速发展,特别是第2代测序技术的普及,显著降低了测序成本,使单核苷酸多态性(SNP)分析和单元型区段(也称单倍型区段)分析渗透到生命科学的各个领域,对系统生物学、遗传学、种质资源学和育种学影响最为深刻,使其进入基因组学的全新时代。一批驯化选择基因的克隆,特别是对一些控制复杂性状形成的遗传基础及其调控机制的解析,更清晰地揭示了作物驯化和品种改良的历史,提升了人们对育种的认知,推动育种方法的改进。驯化和育种既有相似之处,也存在明显的差异。驯化选择常常发生在少数关键基因或位点,对基因的选择几乎是一步到位;而现代作物育种虽然只有100年左右的历史,但其对基因组影响更为强烈,是一些重要代谢途径不断优化的过程。随着生态环境或栽培条件的变化,育种选择目标基因(等位变异)会发生相应的变化或调整,因此对基因(等位变异)的选择是逐步的。此外,强烈的定向选择重塑了多倍体物种的基因组,使其亚基因组与供体种基因组明显不同。在群体水平上,系统分析驯化和育种在作物基因组和基因中留下的踪迹,凝炼其中的规律,将为品种改良和育种提供科学理论和指导,本文也简要介绍了"十三五"国家重点研发计划专项"主要农作物优异种质资源形成与演化规律"的基本研究思路。     

microRNA响应植物非生物胁迫的研究进展

microRNA(简称miRNAs)是一类广泛存在于动植物及微生物等生物的基因组内,长度为20~24 nt左右的内源性非编码的小分子RNA。在不同逆境胁迫下,植物miRNAs通过与靶基因互补配对来对靶基因mRNA进行剪切或抑制其mRNA翻译,从而调控植物对各种逆境胁迫的应答。本综述简述了miRNAs的发现、合成及作用机制,重点阐述了植物miRNAs在响应干旱、温度、盐、营养以及重金属胁迫的作用机制,并讨论了植物miRNAs的研究前景及其在耐逆作物品种的分子育种和改良上的应用前景。本综述为植物miRNAs在作物育种和改良方面研究提供理论指导。     

多倍体植物复杂性状全基因组关联分析研究进展

多倍体普遍存在于植物界尤其是被子植物中,多倍化的发生有利于植物进化,其在物种遗传多样性和适应性等方面有着显著优势。研究表明植物几乎所有的重要经济性状均为复杂性状,这些复杂性状往往由多基因控制,且与非遗传(环境)因素共同决定。高通量测序技术的发展使得测序成本不断降低,高密度覆盖的标记使得基因型鉴定更加精确化,因此全基因组关联分析(genome-wide association study, GWAS)已成为研究多倍体植物复杂性状的新策略。本综述介绍了植物多倍体研究的意义、复杂性状的遗传学背景以及GWAS的一般流程,简要分析了多倍体GWAS的特点,并回顾了当前多倍体植物GWAS在复杂性状基因位点中所取得的研究进展,旨在为多倍体植物重要性状的遗传改良及分子辅助育种提供理论支持。     

植物全基因组选择育种技术原理与研究进展

优势杂交育种是选育高产优质新品种的有效育种途径,该方法需要在田间选配大量的杂交组合进行试验。而作物的主要经济性状如产量等大多是数量性状,该类性状由多基因控制,受环境影响大,常规的育种选择过程耗时很长且选择能力有限。随着基因组测序技术和计算机科学的快速发展,通过高密度的分子标记准确预测作物产量等复杂性状成为可能。植物全基因组选择育种技术通过训练群体收集表型数据和基因型数据,使用特定的模型估计分子标记效应值或个体育种值,再根据待测群体的基因型数据和模型拟合结果对待测群体的表型值进行预测。全基因组选择育种技术可以对目标性状进行预测和定向选择,减少育种工作量,显著缩短育种周期,提高育种效率,具有广阔的应用前景。本研究从植物优势杂交育种预测方法研究进展、全基因组选择育种原理与模型算法研究进展、模型预测能力验证方法研究进展、植物全基因组选择育种应用、全基因组选择育种的局限性和植物全基因组选择育种展望等6个方面阐述植物全基因组选择育种的发展现状。     

过量表达OSRIP18提高水稻耐旱耐盐性

极端干旱和盐渍化会影响农作物产量，因此人们希望利用生物技术来解决作物抗性问题。发掘抗性资源对于改良作物十分关键。新加坡国立大学SheYuJiang等人在水稻基因组中过量表达水稻核糖体失活蛋白基因18（OSRIP18），并研究其生物功能。     

CRISPR/Cas9系统及其在粮油作物遗传改良中的研究进展

CRISPR是细菌或古生菌对入侵到体内的病毒,通过核酸特异性识别、Cas9蛋白酶切割产生的一种天然免疫系统。基于CRISPR/Cas9系统的基因组编辑技术,通过sgRNA介导和Cas9蛋白切割实现对靶基因的定点编辑。因其操作简便、编辑效率高、适用范围广的特点,迅速成为研究植物、动物、微生物基因功能的重要手段。同时,随着大量基因组信息和相应数据库的广泛建立,CRISPR/Cas9技术利用反向遗传学,配合生物信息技术,成为遗传改良、创新特异种质的一种极有效的新手段。本文主要对CRISPR/Cas系统的基本原理、CRISPR/Cas9基因编辑技术的作用机制,以及CRISPR/Cas9技术在粮油作物遗传改良、品种选育研究中取得的进展进行了综述,为遗传育种工作者利用该技术进行遗传改良和品种优化升级育提供有效的参考。     

TILLING技术在作物品质改良中的应用

TILLING(定向诱导基因组局部突变)技术是近年来发展起来的一种全新的反向遗传学技术,它能高通量、低成本地在EMS诱变群体中鉴定出发生在特定基因上的点突变,已广泛应用于植物功能基因组学的研究。TILLING作为一种诱导并鉴定新的遗传变异的非转基因的反向遗传学研究方法,可在影响作物关键性状的基因中诱导并鉴定新的遗传突变,已经开始应用于作物的品质改良。     

全基因组关联分析在作物中的研究进展

全基因组关联分析(genome-wide association study, GWAS)是2005年左右出现的一种用于开展连锁标记开发和基因挖掘等研究的有效方法,并在多种作物中得到了广泛应用。本研究阐述了GWAS的原理、优点和主要研究方法以及在粮食作物、经济作物、糖料作物等作物中的研究进展,同时对作物GWAS研究的未来进行了展望,以期为进一步利用GWAS进行作物各种性状遗传基础的研究提供参考。     

玉米转基因育种

育种工作者都希望培育出性状优良的品种,从20世纪80年代开始,科学家试图利用基因工程技术,将外源或经体外修饰后的内源基因导入植物,改良植物的性状,并获得成功。近年来,由于生物工程技术的兴起和发展,特别是基因工程技术在改良作物抗性中的广泛应用,为培育抗性品种提供了新的手段,从而开辟了玉米抗性育种的新时代。转基因技术将玉米基因库中不具有的抗性基因导入玉米,实现了传统育种方法无法实现的基因重组,大大提高了育种水平。     

覆盖野生稻基因组的染色体片段替换系的构建及其米质相关数量性状基因座位的鉴定

染色体片段替换系（CSSL）是基因组水平快速初步定位数量性状基因位点（QTL）的良好材料，而水稻的品质性状是多基因控制的数量性状，因此可用替换系鉴定控制水稻品质性状的QTL。郝伟等利用分子标记辅助选择技术（MAS）构建了由133个株系组成的以“特青”（籼稻品种）为轮回亲本，以海南的一种普通野生稻（外观品质较好）为供体亲本，覆盖绝大部分野生稻基因组的染色体片段替换系。利用这套替换系，初步定位了控制稻米外观和理化品质性状的15个QTL，为今后水稻品质性状QTL的克隆以及稻米品质相关性状的改良提供了依据。     

植物细胞质雄性不育基因的鉴定及育性调控机理

细胞质雄性不育（cytoplasmic male sterility,CMS）是作物杂交种生产的主要授粉控制系统,研究细胞质雄性不育分子基础及调控机理对利用杂种优势提高作物产量具有重要的指导意义。本文从植物的线粒体基因与细胞质雄性不育的关系着手,列举了植物CMS基因的鉴定情况,重点介绍了研究较多的矮牵牛、玉米、水稻和油菜细胞质雄性不育基因的鉴定进展及其对不育性状的调控。同时根据恢复基因与不育基因的相互作用情况阐述了育性恢复的可能机理,并对植物CMS分子机理的研究前景进行了展望。