水稻单片段代换系对两种不育细胞质恢复性的遗传分析

 由华南农业大学植物分子育种实验室选育的水稻单片段代换系S42对野败型（WA型）和夜公型（Y型）细胞质雄性不育系均具有较强的恢复性。以野败型不育系珍汕97A和Y型不育系Y华农A为母本,单片段代换系S42为父本进行杂交,采用分子标记辅助选择和连续回交的方法构建了两个BC3F2群体。利用与第1、10染色体上恢复基因Rf3和Rf4两侧紧密连锁的SSR标记,从这两个BC3F2群体中筛选携带有基因型Rf3Rf3/rf4rf4和rf3rf3/Rf4Rf4的单株,对这些单株进行花粉和小穗育性观察,并利用205个多态性SSR标记对这些单株进行遗传背景分析,结果表明： 1）在同一细胞核背景下（S42）,WA型不育细胞质的可恢复性好于Y型不育细胞质,单片段代换系S42中的恢复基因Rf4的恢复力大于Rf3; 2）单片段代换系S42中的恢复基因对于珍汕97A和Y华农A表现出质量 数量性状的遗传。在单片段代换系S42中,除了主效恢复基因Rf3和Rf4外,微效基因或者修饰基因也表现出对珍汕97A和Y华农A的育性恢复作用,而且效应较大; 3）在构建的两个BC3F2群体中,基因型Rf3Rf3/rf4rf4和rf3rf3/Rf4Rf4单株的遗传背景片段数平均为1.1,对应于恢复基因Rf3和Rf4座位的代换片段平均长度分别为14.5  cM 和17.4  cM。     

春化基因 Vrn-1对二系杂交小麦亲本抽穗期的作用研究

为研究春化基因 Vrn-1对二系杂交小麦亲本抽穗期的作用,利用春化基因 Vrn-1的 7 个KASP 功能标记,对130份二系杂交小麦亲本(34份不育系,96份恢复系)进行检测,分析 Vrn-1等位基因的组成和分布;并以播种至抽穗的日历日和生长度日为指标,研究春化基因 Vrn-1与二系杂交小麦亲本抽穗期的关系。结果表明,供试材料以冬性为主,包含39种春化基因型。其中,1号、3号、4号、5号、7号、9号、10号、13号、18号基因型在不育系和恢复系中都存在,分别占不育系和恢复系的76.48%和46.87%。本研究不育系和恢复系在年度间和基因型间播种至抽穗的生长度日比日历日更稳定。2018-2019和 2019-2020两个年度制种亲本组合“3号×4号”的生长度日差值在河南邓州分别为-118.9和-122.0 ℃·d;亲本间差异达到极显著水平。具有3号和4号基因型的不育系和恢复系可作为抽穗期稳定的制种亲本组合材料。     

粳稻BT型细胞质雄性不育恢复基因功能标记的开发与应用

 为提高粳稻BT型细胞质雄性不育恢复基因的选择效率,在前人克隆的基础上,根据其恢复系与不育系在Rf1a位点574 bp的碱基插入/缺失,设计出功能标记InDel Rf1a。利用该标记对不同地区来源的72份籼、粳稻材料进行检测,结果表明所有的常规籼稻品种、恢复系及保持系在Rf1a位点并不存在缺失,其基因型为Rf1aRf1a。这些材料对粳稻BT型细胞质雄性不育系具有恢复育性的作用;而绝大多数常规粳稻品种（爱知106和伊粳12号除外）在该位点存在缺失,其基因型为rf1arf1a,它们对BT型细胞质雄性不育系具有保持不育的能力。同时,为进一步验证该标记对不同基因型的检测效果,利用其对粳稻恢复系、不育系、杂交组合以及863A/宁恢 8号 F2分离群体的DNA进行扩增,根据其电泳带型可准确区分出Rf1a位点的3种基因型。     

与甘蓝型油菜隐性核不育rf基因连锁标记的开发

甘蓝型油菜不育系20118A为三隐性上位互作遗传模式,其不育性受两对重叠隐性不育基因(a和b)与一对隐性上位抑制基因(rf)互作控制。rf基因纯合时对a和b基因起抑制作用,使油菜育性恢复,可用于核不育三系法育种。为缩短临保系的育种周期,本文利用一个20118A与其临保系M-6029的BC1分离群体获得了7个与rf连锁的AFLP（扩增片段长度多态性）标记,构建了局部连锁图,图距在3cM～17cM。其中距rf最近（3cM）的标记为EA10MC03。用引物对F3和R3成功地将EA10MC03转化成SCAR(序列特异性扩增区)标记,能区分杂合型Rfrf单株和纯合型RfRf单株,为分子标记辅助选择隐性核不育临保系奠定了基础。     

不同类型水稻品种Wx基因多态性位点的鉴定及其与直链淀粉含量的关系

利用Wx基因第1内含子第1位的G/T和第6外显子第1 132位的A/C碱基多态性,分别开发分子标记Wx-I和等位基因特异性分子标记Wx-a-F(Wx-b-F)/Wx-a-R,对76份水稻品种Wx基因多态性进行检测,并分析不同基因型与直链淀粉含量的关系。结果表明,供试品种中在Wx基因的这2个多态性位点上检测到了3种基因型(In1G-Ex6A、In1G-Ex6C和In1TEx6A),分别表现为高、中、低直链淀粉含量;籼稻中这3种基因型均存在,而供试爪哇稻和粳稻中分别只检测到In1G-Ex6C和In1T-Ex6A基因型;供试籼型杂交水稻亲本中,恢复系Wx基因以In1T为主,三系保持系均为In1G,而两系不育系同时含有这2种类型,说明两系不育系的Wx基因变异比三系不育系丰富。     

甘蓝型油菜显性核不育橙黄花纯合两型系的选育

以甘蓝型油菜显性核不育杂合两型系的不育株沪油15A为母本,与恢复系HF03杂交,F1群体全部表现为可育。在该杂交组合的6个F3群体中有5个群体发生育性分离。其中区号为04-4307的F3群体发生育性和花瓣色泽的分离,表现为70株鲜黄花可育、22株鲜黄花不育、30株橙黄花可育、9株橙黄花不育。根据油菜显性核不育和橙黄花的遗传规律,04-4307出现3:1育性分离,说明该群体由基因型为MsMsRfrf的单株自交获得。从04-4307群体中选橙黄花可育株自交,并与橙黄花不育株作兄妹交,后代全部表现为橙黄花(y1y1y2y2)。其中区号为05-4356的兄妹交组合出现1:1育性分离;其父本的可育株自交出现3:1育性分离。由此推断,05-4356的兄妹交组合就是显性核不育橙黄花纯合两型系,其不育株基因型为MsMsrfrfy1y1y2y2,可育株基因型为MsMsRfrfy1y1y2y2。     

繁殖方法对滇I型粳稻不育系群体中可育株类型和频率的影响

连续4a调查了以袋繁和自繁方式生产的4个滇I型不育系的11个群体,发现"可育株"的出现频率为0.087 1%.其表型与相应保持系一致.采用测交和分子标记技术分析了这些"可育株"的基因型,发现袋繁不育系群体存在核恢复基因位点基因型为r矿的"保持株"和Rf/rf的"回复株"2种类型,而自繁不育系群体还新出现基因型为RfRf的"纯合株"类型.与袋繁群体比,自繁群体出现"可育株"的频率提高了74.7%.其中"保持株"频率提高了42.6%,"回复株"频率提高了149.3%.基于不育系繁殖方法不同,不育系中出现"可育株"混杂的几率不同,为获得高纯度的不育系种子,滇I型不育系繁殖应在袋繁基础上,扩大自繁群体,减少自繁次数.     

水稻不育系混杂原因的遗传分析

本文研究水稻不育系本身的育性,结果表明,不育系中杂株类型的出现,与不育系本身的自交结实有关;不育系自交结实与环境条件有关。研究还发现,自交结实的B型株在形态和商性上与保持系相同,其育性基因型为F(r_1r_1r_2r_2)。     

甘蓝型油菜隐性核不育系20118A的遗传与利用探讨

测交试验分析表明，甘蓝型油菜（Brassica napus L.)核不育系20118A的不育性由2对隐性重叠基因和1对隐性上们基因控制，具有广泛的恢复系。当2对基因为隐性纯合体（aabb)，另1对互作基因为显性（RfRf或Rfrf)时，植株表现不育（aabbRfRf或aabbRfrf），其相应临保系的基因型为3对隐性纯合体（aabbrfrf）。两型系中不育株与可育株连续兄妹交和可育株连续自交，后代可育株和不育株育性分离比分别为1：1和3：1，利用纯合两型系 AabbRfRf或aaBbRfRf中不育株和可育株成对兄妹交可生产纯合两型系和不育系20118A，不育系和临保系杂交生产全不育系（aabbRfrf），全不育系与恢复系（AA-或-BB）杂交生产杂交种，从而使隐性核不育系20118A应用于生产。     

小麦光温敏雄性不育系穗发芽抗性鉴定及相关分子标记验证

为鉴定小麦光温敏雄性不育系穗发芽抗性,筛选有效鉴定穗发芽的分子标记,进一步挖掘抗穗发芽种质资源,测定了88份小麦不育系的整穗发芽率(SGR),利用 Vp1B3、 Xwmc468、 TaSdr-B1、 TaPHS1-646、 TaPHS1-666和 TaMFT-721J共计6个标记对供试材料进行了基因型检测。结果表明,88份小麦雄性不育系的SGR存在不同程度差异,SGR值变化范围为3.75%～93.23%,平均为45.49%,其中有10个品系的SGR值小于10%。基因型与SGR的相关性分析表明, Vp1B3和 Xwmc468的D片段类型与SGR显著相关（P<0.05）; TaSdr-B1和 TaMFT-721J与SGR相关性不显著; TaPHS1-646与SGR显著相关（P<0.05）; TaPHS1-666的NW97S186单倍型与SGR显著相关（P<0.01）。说明 Vp1B3、 Xwmc468和 TaPHS1-646可作为小麦光温敏雄性不育系穗发芽抗性鉴定的分子标记; TaPHS1-666可作为小麦光温敏雄性不育系穗发芽抗性分子鉴定的参考标记。综合SGR和分子标记检测结果,筛选出6份具有较低SGR值的不育系种质资源,分别为BS212、BS143、BS206、BS129、BS117和BS237。     

番茄突变体jai1-1高效筛选—再生体系的建立

利用番茄野生型JAI1和通过不同浓度茉莉酸甲酯（MeJA）处理筛选得到的突变体jai1-1的子叶和下胚轴为材料进行离体组织培养,以探究不同激素组合对愈伤组织的诱导、不定芽分化及生根的影响,最后利用PCR反应验证筛选得到的材料的准确性。结果表明,1/2 MS＋50μM/L MeJA是突变体jai1-1筛选的有效培养基。野生型JAI1和突变体jai1-1在MS＋6-BA 2.0 mg/L＋IAA 0.2 mg/L诱导愈伤组织的效果最好;JAI1在MS＋ZT 1.0mg/L＋IAA 0.1mg/L诱导分化不定芽的效率最高,而jai1-1则以MS＋ZT 2.0 mg/L＋IAA 0.2 mg/L为佳;1/2 MS＋NAA 0.1 mg/L是两者诱导生根的理想培养基。     

黄淮北片主栽小麦品种冬春性与主要春化基因组成的关系

为探明我国黄淮北片麦区冬小麦的冬春性与春化基因分布的关系,以该麦区的48个主导小麦品种为材料,依据不同小麦品种的低温春化需求来分析品种的冬春特性,同时分析了主要的春化基因分子标记在上述品种中的组成。结果表明,黄淮北片麦区以半冬性品种为主,占75.0%,春性品种和冬性品种各占10.4%,弱春性品种占4.2%。春化基因检测结果显示,黄淮北片麦区的主栽小麦品种的主要基因型为vrnA1/vrn-B1/vrn-D1/vrn-B3,占77.1%,其余品种含有Vrn-D1基因(22.9%,11个),未发现携带显性基因VrnA1、Vrn-B1及Vrn-B3的品种。黄淮北片主栽品种调查结果显示,根据vrn-A1/vrn-B1/vrn-B3/vrn-D1全隐性基因型推测的品种的冬性和表现型的一致性高达97.3%,根据显性基因Vrn-D1推测的春性与表现型的一致性为54.5%。总的来说通过春化基因组成推测的冬春性与根据低温需求鉴定的冬春性的一致性为87.5%,表明可以通过检测春化基因分子标记来对品种的冬春性进行快速推测,实际工作中若能利用春化基因分子检测与田间观察相结合,可以更准确地反映品种的冬春性。     

Characterization of two 1D-encoded ω-gliadin subunits closely related to dough strength and pan bread-making quality in common wheat (Triticum aestivum L.)

Gliadin proteins of 113 common or bread wheat (Triticum aestivum L.) cultivars and advanced lines from China and other countries, were analyzed by high performance capillary electrophoresis (HPCE) and reversed-phase high performance liquid chromatography (RP-HPLC). A major protein peak migrating at 3 min by HPCE and eluting at about 20 min by RP-HPLC was identified in the ω-gliadin region. It was present in cultivars with good pan bread-making quality, whereas most cultivars with poor bread-making quality lacked this protein peak. Quality testing and statistical analysis showed that this ω-gliadin peak was significantly related to dough strength, loaf volume and loaf score. It was separated into two apparent protein components by one-dimensional SDS-PAGE and two-dimensional electrophoresis (2-DE). According to their relative mobilities on the gels, the proteins were designated ω-15 and ω-16, and their accurate molecular masses (42590.5 Da for ω-15 and 41684.1 Da for ω-16) were determined by MALDI-TOF-MS. The ω-15 and ω-16 gliadins possessed the N-terminal amino acid sequences of ARELNPSNKELQQQQ and KELQSPQQQF, and therefore they belonged to 1D-encoded ω-2 type and ω-1 type gliadins, respectively. Both gliadin subunits were always present together among the 86 cultivars analyzed, suggesting that they were encoded by two closely linked genes at Gli-D1 locus. The accumulative characteristics of gliadins during grain development indicated possible additive quantitative effects of ω-15+16 on dough strength. The ω-15 and ω-16 gliadins could be used as valuable genetic markers for wheat quality improvement.     

酸性红壤低磷胁迫对玉米苗期生长的影响

采用3个基因型玉米进行盆栽试验,研究酸性红壤低磷胁迫对玉米苗期生长的影响.结果表明低磷胁迫显著降低了玉米株高、单株叶面积和地上部干物量,不同基因型玉米受影响的程度不同.3个基因型玉米,以桂单26较耐低磷,而阳单82对低磷较敏感.     

中国北方玉蜀黍黑粉菌交配型a位点鉴别及遗传多样性分析

利用特异性引物对2017年采自7个省(自治区)的84份玉米瘤黑粉病菌进行交配型a位点鉴别,采用相关序列扩增多态性(ISSR)分子标记技术对供试菌株进行遗传多样性分析,分析我国北方玉米主要产区玉蜀黍黑粉菌交配型a位点基因型种类及其遗传多样性水平。结果表明,玉蜀黍黑粉菌交配型a位点基因型主要有mfa1、mfa2和mfa1+mfa2三个种类,84株菌株中,mfa1基因型和mfa1+mfa2基因型均有31株,占鉴定株数的36.9%;22株为mfa2位点,占鉴定株数的26.2%。通过筛选出的8条ISSR引物共扩增出61条清晰条带,特异性条带55条,多态性位点所占比例为90.2%。UPGMA聚类分析结果表明,供试菌株遗传相似系数介于0.59～0.92,在遗传相似系数为0.65时供试菌株被分为6个类群,表现出丰富的遗传多样性。ISSR揭示的玉蜀黍黑粉菌遗传多样性、交配型a位点基因型以及地理来源之间的关系分析结果表明,菌株的遗传类群和交配型a位点基因型之间无密切关系,并且两者与菌株地理来源也无明显相关性。     

耐低钾基因型水稻成熟期籽粒淀粉与蛋白质含量变化

以2个耐低钾基因型水稻N18,N19和1个低钾敏感型水稻N27为材料,在缺钾条件下,分析耐低钾基因型水稻籽粒在成熟期淀粉含量、蛋白质含量的变化。结果表明：在不施钾肥即缺钾条件下,耐低钾基因型水稻籽粒中总淀粉含量较低钾敏感型的略有增加,且直链淀粉含量占总淀粉含量的比例低于钾敏感型;耐低钾基因型水稻籽粒中可溶性蛋白质含量也较低钾敏感型的高,但是钾元素的含量差异并不明显。     

Anti-Diabetic Potential of Chlorella Pyrenoidosa-Based Mixture and its Regulation of Gut Microbiota

The aim of the present study was to investigate the anti-diabetic effect of CGSGCG and its beneficial effects on gut microbiota in type 2 diabetes (T2D) mice induced by streptozotocin and high sucrose and high fat diet. The results showed that treatment with CGSGCG reduced fasting blood glucose, improved oral glucose tolerance test, protected the liver from injury, and reduced inflammation in T2D mice. The contents of acetic acid, propionic acid, butyric acid, isobutyric acid, valeric acid and isovaleric acid in CGSGCG group were 2.49-, 1.74-, 3.31-, 1.93-, 1.36- and 1.30-fold than that of the model group. Moreover, administration of CGSGCG up-regulated the expression of INSR/IRS-1/PI3K/AKT/GLUT4 and mTOR but down-regulated the P38MAPK expression. Furthermore, the abundance of beneficial bacteria such as Verrucomicrobia, Proteobacteria, Osillibacter, Dubosiella and Lactococcus in intestinal tract increased, indicating that CGSCGG regulated and improved the bacterial community structure of T2D mice, which were closely related to glycometabolism.

Graphical abstract

     

黄早四及衍生自交系株型性状研究

对黄早四及其31个衍生自交系的株高、穗位高、茎粗、雄穗长度、雄穗分枝数、叶向值6个株型相关性状进行因子分析和性状比较,研究黄早四及其衍生自交系的性状对植株株型和长势贡献率的大小及差异。结果表明:主成分1中,株高、茎粗、雄穗长度对植株生长势贡献较大,相对于黄早四,衍生系株高和雄穗长度普遍增加,而茎粗则有所下降;主成分2中,叶向值、雄穗分枝数和穗位高对株型贡献较大,相对于黄早四,各衍生系的叶向值、雄穗分枝数、穗位高普遍较低;株高、雄穗长度、雄穗分枝数和穗位高的最大值均出现在黄早四的基因型占50%的衍生自交系中。     

Incidence of the A2 mating type ofPhytophthora infestans on potato crops in Northern Ireland

Summary Of 250 isolates ofPhytophthora infestans obtained from Northern Ireland potato crops between 1981 and 1993, only six proved to be of the A2 mating type, the remainder being A1. The first A2 isolate was obtained from a tuber in 1987. The frequency of A2 isolates from 1987 onwards was 3%, a lower incidence than has been reported for England and Wales and the Republic of Ireland. There was no association between phenylamide resistance and mating type.