耐除草剂转基因大豆对花粉生活力的影响

转基因作物的环境安全评价是其商业化推广前的必要环节,其基因漂移风险及其可能引起的生态环境效应是安全性评价的重要内容。为了明确转EPSPS、PAT基因抗草甘膦大豆S4003. 12和S4003. 14外源基因的逃逸风险,于大豆盛花期选取温室种植的转基因大豆、其受体品种及常规栽培大豆材料花粉,使用液体培养基培养,检测其萌发率,并于带标尺显微镜下观察其花粉粒直径。结果表明:大豆花粉刚离体后萌发活力最强,培养2 h后花粉萌发率基本达到最大值约88. 2%,随离体时间延长萌发活力随之下降,室温放置3 h后,花粉几近完全失活;与非转基因对照相比,转EPSPS、PAT基因耐除草剂大豆S4003. 12和S4003. 14的花粉离体后的生存能力无显著差异,对花粉粒直径大小无显著差异。研究表明耐除草剂转基因大豆花粉传播能力与非转基因大豆间无显著差异,通过设置隔离区可有效规避外源基因逃逸风险。     

转Cry1Ac+Cry2Ab基因棉花对天敌生长发育的影响

 以转Cry1Ac基因棉和常规棉品种为对照,系统研究了转Cry1Ac+Cry2Ab棉花对小花蝽、龟纹瓢虫和中华草蛉生长发育的影响。结果表明,和常规棉品种相比,饲喂取食转Cry1Ac+Cry2Ab基因棉和转Cry1Ac基因棉品种叶片的棉铃虫初孵幼虫使各天敌不同龄期的生长发育历期均有所延长,前者延长的历期短,后者延长的历期长,但差异均未达显著水平。     

玉米雄性不育突变体ms1153的遗传分析与基因定位

以玉米雄性不育突变体ms1153为材料,通过减数分裂期花粉母细胞染色体观察和不同发育时期花药石蜡切片分析突变体不育表型产生的原因,利用F₁和F₂群体确定突变体MS1153的遗传方式和基因ms1153物理位置。结果表明,与野生型相比,突变体植株在营养生长期无明显差异,在生殖生长阶段花药不能从颖壳外露,成熟花粉粒内无淀粉积累。细胞学分析发现,突变体减数分裂过程正常,但减数分裂后绒毡层降解推迟。遗传分析表明,突变体ms1153的不育性状受1对隐性核基因控制。利用图位克隆的策略将MS1153基因定位于玉米第4染色体分子标记8243与8275之间,物理区间为221.4~226.2 Mb,此区间内没有已克隆雄性育性基因,说明MS1153是一个新的玉米雄性育性基因。     

转小麦 TaPDI-A、 TaTRXh-A和 TaPP2Ac-D基因拟南芥植株的主要抗旱性研究

核氧还蛋白（nucleoredoxin,NRX）可通过还原目标蛋白的二硫键来调控其生物活性,在植物的生长发育和抗逆境胁迫中发挥着重要作用。蛋白质二硫键异构酶（protein disulfide isomerase,PDI）、h型硫氧还蛋白（h-type thioredoxin,TRXh）和蛋白磷酸酶2A催化亚基（protein phosphatase 2A catalytic subunit,PP2Ac）是小麦核氧还蛋白TaNRX1的互作蛋白。为了明确TaNRX1互作蛋白的抗旱性功能,本研究在拟南芥中过表达了小麦 TaPDI-A、 TaTRXh-A和 TaPP2Ac-D基因,对野生型和转基因拟南芥的表型和抗旱相关生理指标进行了鉴定。结果表明,干旱胁迫处理后,转 TaPDI-A、 TaTRXh-A和 TaPP2Ac-D基因拟南芥的根长、存活率、脯氨酸含量均大于野生型,离体叶片失水率、丙二醛（MAD）含量均小于野生型。二氨基联苯胺（diaminobenzidine,DAB）对H₂O₂组织定位染色结果表明,干旱胁迫处理后,转 TaPDI-A、 TaTRXh-A和 TaPP2Ac-D基因拟南芥的H₂O₂含量均低于野生型。上述结果说明,TaNRX1的互作蛋白基因 TaPDI-A、 TaTRXh-A和 TaPP2Ac-D增强了拟南芥对于干旱胁迫的抵抗能力。本研究可为小麦抗旱育种提供候选基因和理论基础。     

不同培养基组分对黄檗花粉离体萌发的影响

以期筛选出黄檗花粉离体萌发最适宜的培养基,以新鲜的黄檗花粉为研究对象,采用花粉离体培养的方法,通过L_9(3~4)正交试验设计,探究蔗糖、硼酸和硝酸钙对黄檗花粉离体萌发的影响。结果表明:蔗糖对黄檗花粉萌发率的影响最大,而对花粉管长度无显著影响;硼酸对花粉管长度的影响最大,而对萌发率无显著影响;硝酸钙对二者均有影响。黄檗花粉离体萌发最适宜的培养基为:10%蔗糖+0.008%硼酸+0.02%硝酸钙。     

金刚砂辅助农杆菌进行玉米基因转化研究

对超声波处理方式进行改进,在超声波处理时,加入金刚砂以辅助EPSPS基因转导到玉米幼胚中。结果表明,800粒处理种子播种出苗93株,玉米苗经大田glyphosate筛选有27株具有抗性,进行PCR电泳检测,显示23株阳性,初步证明EPSPS基因已经转化到玉米植株中,转化率为29%。金刚砂辅助处理玉米基因转化具有可行性,利于生产实际操作。     

农杆菌介导法将抗草甘膦基因EPSPS转入玉米自交系的研究

通过农杆菌介导法将抗草甘膦基因EPSPS转入玉米自交系H99中,同时研究了农杆菌浓度、侵染时间及共生培养条件等因素对转化频率的影响。结果表明:菌液浓度OD600为0.6、侵染时间20 min、共生培养时间3 d为最佳转化条件。获得的转基因植株经PCR分析鉴定,其中7株表现阳性,证明外源基因已经整合到玉米基因组中。     

郑58/opaque2近等基因系中opaque2基因突变位点分析与高效分子标记开发

opaque2突变体材料是最常用的高赖氨酸玉米供体。对已获得的郑58/o2近等基因系研究表明,胚乳发育不同时期22-kDα-醇溶蛋白的积累均明显低于郑58。荧光定量PCR结果表明,α-醇溶蛋白家族基因Z1A、Z1B、Z1C和Z1D的表达均显著低于郑58。郑58/o2胚乳发育不同时期Opaque2基因均正常表达。测序分析发现,郑58/o2中o2基因ATG后713 bp处缺失10个碱基,ORF预测Opaque2蛋白翻译提前终止。针对突变缺失位点开发基因内分子标记o2-indel-1,利用该标记进行回交转育,结果表明,o2-indel-1与o2突变表型完全连锁,错选率为0。opaque2基因突变位点的解析有助于高效分子标记的开发,有效降低错选率,提高优质蛋白鲜食玉米多基因聚合育种的选择效率。     

转BcBCP1基因耐盐碱玉米对田间节肢动物群落的影响分析

利用陷阱调查法跟踪调查全生育期转BcBCP1基因耐盐碱玉米田间地上主要节肢动物群落的种类和数量。结果表明,转BcBCP1基因玉米及其受体玉米自交系黄早四主要害虫、捕食性天敌、地上跳虫的种类和数量上差异不显著,推断耐盐碱转基因玉米的种植对田间节肢动物群落短期内无显著影响。     

农杆菌介导的体外萌发花粉玉米转基因方法研究

目前,玉米转基因方法主要采用农杆菌介导法和基因枪法,但是这两种方法都需要经过组织培养,实验条件要求较高、耗时长,且受转基因受体的基因型限制。选取杂交种苏玉19为材料,在优化玉米花粉离体萌发培养基的基础上,探索通过农杆菌侵染萌发花粉将外源基因导入玉米花粉,再将农杆菌侵染后的花粉给雌穗授粉从而获得转基因玉米。通过对培养基配方、培养温度、萌发时间、农杆菌浸染时间等技术因子的优化,建立农杆菌介导的外源基因导入离体萌发花粉的玉米转基因新方法,转化率最高可达7.27%。Southern杂交试验结果表明,外源基因整合到了玉米基因组中,该方法为外源基因导入,具有操作简单、成本低、快速培育高产新品种等优点,为玉米转基因提供技术支撑。     

先玉335、郑单958和京科968抗虫能力的比较研究

以先玉335、郑单958、京科968为材料,以玉米螟(Ostrinia furnacalis)、黏虫(Mythimna separata)和禾谷缢管蚜(Rhopalosiphum padi)为供试昆虫,探究玉米品系大喇叭口期对玉米螟和黏虫及抽雄期对禾谷缢管蚜抗性差异,测定其主要抗虫化合物丁布类物质的含量。结果发现,京科968对玉米螟及禾谷缢管蚜抗性均高于另外两个品系;对黏虫的抗性,郑单958和京科968高于先玉335。大喇叭口期京科968中丁布类物质含量最高,抽雄期郑单958和京科968中主要丁布成分含量均高于先玉335,上述组织中丁布合成相关基因在郑单958及京科968中的表达量也均高于先玉335。本研究揭示杂交玉米抗虫性与抗性相关化合物含量及其相关基因表达间存在正向相关关系,为抗虫玉米分子育种提供理论参考。     

B9601-Y2溶磷解钾固氮能力及促玉米生长效果研究

为了明确淀粉芽孢杆菌B9601-Y2(Y2)的促生长机制,通过摇瓶培养,检测其溶磷解钾固氮活性;通过盆栽试验,探索Y2对玉米生长量和溶磷解钾量的影响。结果表明,在第7天时,Y2固氮量为2.9 mg/L,解钾量为13.5μg/mL;在第4天时,溶磷量达732μg/mL。与空白对照相比,Y2发酵液能增加玉米株高28.29%,根长27.21%,叶宽18.56%,鲜重80.93%,干重66.67%;提高土壤中速效氮、速效磷和速效钾含量分别为20.42%、111.01%和17.24%,提高植株氮、磷、钾含量45.46%、120.17%、68.45%。研究结果表明,Y2活化土壤中难溶性磷、钾和具有固氮能力,并能促进植株对氮、磷、钾营养的吸收利用。     

玉米灌浆期3种鳞翅目害虫的空间分布

采用网格式取样200株玉米,整株剖秆调查亚洲玉米螟、桃蛀螟和棉铃虫在玉米上的数量,用地统计学的方法分析和模拟它们在田间的水平分布;采用生态位理论分析3种害虫在玉米植株上的生态位和种间竞争。结果表明,亚洲玉米螟、桃蛀螟和3种鳞翅目害虫整体在玉米田中的水平分布分别适合球形、高斯、球形模型拟合,均属于聚集分布。Kriging插值模拟图显示,亚洲玉米螟和桃蛀螟为核心分布型;在垂直分布上,雌穗上3种害虫数量最多,占总虫量的69.82%。亚洲玉米螟的基础生态位宽度最大,在整株玉米上都可危害;桃蛀螟则主要在玉米中、上部;棉铃虫基础生态位最窄,只在雌穗附近危害。3种害虫在玉米茎秆上种间竞争激烈,异种害虫无法共存;雌穗上种间竞争程度小于茎秆,异种害虫可以共存。     

玉米黑粉菌菌瘤内内生细菌对黑粉菌的冬孢子萌发的影响

利用高通量测序分析明确玉米黑粉菌菌瘤内菌粉培养液中内生细菌种类，结合16SrDNA分析，分离并鉴定在培养液中占比最高的菌株。以溶菌酶及Amp处理玉米黑粉菌冬孢子为对照，显微镜下观察菌瘤内内生细菌对玉米黑粉菌冬孢子萌发的影响。结果表明，在4份样品的菌粉培养液中，肠杆菌属细菌的占比在90%以上。当肠杆菌大量增殖时对黑粉菌的冬孢子萌发产生影响，可引起黑粉菌的冬孢子发生质壁分离，释放原生质体，部分原生质体再生成菌体；也可以使冬孢子壁直接被降解，原生质体萎缩。研究发现，玉米黑粉菌菌瘤内的内生细菌以肠杆菌为主，该内生细菌对黑粉菌的冬孢子萌发产生影响。     

酸碱度对StRALF基因表达量的影响及初步分析

快速碱化因子(RALF)是一种能够参与植物发育调控的植物肽激素,在真菌中也广泛存在并且影响真菌对寄主的侵染状况。通过外源添加酸碱来明确pH值对玉米大斑菌生长的影响,使用实时荧光定量PCR技术分析玉米大斑病菌中StRALF基因在外源添加酸、碱时表达量的变化。运用预测网站对克隆得到的StRALF基因编码区蛋白序列的基本性质进行分析。结果表明,玉米大斑瓋菌在碱性环境下生长状态较好。碱性条件下,StRALF基因比酸性条件下基因表达量高。在侵染寄主过程中,96 h及以后表达量达到最大。经预测分析,初步确定其为分泌蛋白或膜蛋白。在弱碱性条件下,StRALF基因表达量较高并参与侵染过程及侵染后的生长阶段。     

几种生物制剂对小麦根腐病菌的毒力

为探索生物制剂对小麦根腐病的防控效果,采用菌丝生长法测定了6种生物制剂对禾谷镰刀菌、刺腐霉菌和小麦离蠕孢菌的毒力。结果表明,申嗪霉素、乙蒜素和春雷霉素具有良好的抑菌效果,其中申嗪霉素的毒力最强,对禾谷镰刀菌、刺腐霉菌和小麦离蠕孢菌的EC₅₀值分别为0.350 2 mg·L^-1、0.864 5 mg·L^-1和0.134 1 mg·L^-1,乙蒜素对刺腐霉菌和小麦离蠕孢菌的EC₅₀值分别为2.957 3 mg·L^-1和2.342 7 mg·L^-1,春雷霉素对刺腐霉菌和禾谷镰刀菌的EC₅₀值分别为0.864 5 mg·L^-1和5.090 9 mg·L^-1。室内盆栽试验表明,申嗪霉素和乙蒜素对禾谷镰刀菌的防治效果显著优于春雷霉素,防治效果分别为75.73%和74.68%;乙蒜素对刺腐霉菌的防治效果最好,防效为86.28%;申嗪霉素和乙蒜素对离蠕孢菌的防效分别为87.68%和83.25%。综上所述,申嗪霉素和乙蒜素能有效抑制禾谷镰刀菌、刺腐霉菌和小麦离蠕孢菌三种病原菌的生长,对小麦根腐病防治具有很大应用潜力。     

玉米Opaque-2基因在毕赤酵母中的表达

从玉米自交系辽2345授粉后18 d的胚乳中提取总RNA,经反转录后得到第一链cDNA,利用Opaque-2基因的特异引物克隆出该基因的全编码区,将该编码区的全序列以正确的阅读框架利用Infusion同源重组的方法亚克隆到毕赤酵母表达载体pPIC9的α因子下游,并置于AOXⅠ启动子控制下,利用pPIC9表达载体上的特异引物进行PCR鉴定,鉴定后的重组质粒用Bgl Ⅱ酶切线性化后,电转化导入甲醇型毕赤酵母菌株GS₁15中,利用MM、MD和菌落PCR的方法筛选出Mut⁺表型,得到的重组子以甲醇诱导表达蛋白。经SDS-PAGE结果显示,Opaque-2蛋白得到表达,其相对分子质量（Mr）约为47 KD。     

河南省3种麦田阔叶杂草对苯磺隆的抗性

为明确河南省冬麦田3种阔叶杂草猪殃殃、播娘蒿、牛繁缕对苯磺隆的抗性水平和分布现状,在温室中采用整株剂量-反应测定法测定了3种杂草的40个种群对苯磺隆的敏感性。结果表明,河南省3种阔叶杂草已普遍对苯磺隆产生抗性,所测样本中,抗性种群27个,占总采样数的67.50%,其中牛繁缕抗性水平最高,猪殃殃居中,播娘蒿最低。豫中和豫南地区3种杂草的整体抗性水平较高,豫西和豫西南抗性水平相对较低。     

小麦株高QTL的定位及对重要农艺性状的多效性分析

株高作为小麦育种的重要指标,对产量具有较大的影响。为进一步挖掘小麦株高的数量性状位点（quantitative trait loci,QTL）,本研究以扬麦12和偃展1号杂交得到的包含205个家系的重组自交系（recombinant inbred lines,RIL）群体为材料,利用小麦55K SNP芯片构建高密度遗传图谱,结合 3年共6个环境的表型数据对株高性状进行QTL定位分析。结果表明,在染色体2B（1）、4B（1）、4D（1）、5A（1）、5B（1）和7D（2）上共检测到7个与株高相关的QTL。QPh.yaas-4B、QPh.yaas-5A和QPh.yaas-7D.1的矮秆效应来源于扬麦12,其余4个QTL的矮秆效应来源于偃展1号。在6个环境下都能检测到的位点是QPh.yaas-4B和QPh.yaas-4D,对株高的贡献率分别14.50%~24.09%和19.01%~29.80%,经过比对发现,这2个QTL分别是Rht1和Rht2。QPh.yaas-5A在5个环境下被检测到,对株高的贡献率为3.29%~5.36%;QPh.yaas-2D和QPh.yaas-7D.2在4个环境中均被检测到,对株高的贡献率分别为3.45%~6.14%和3.16%~4.10%;QPh.yaas-5B和QPh.yaas-7D.1分别在2个和3个环境中被检测到,对株高的贡献率分别是2.27%~5.09%和2.72%~4.82%。QTL比较分析后发现,QPh.yaas-7D.1和QPh.yaas-7D.2可能是新的株高位点。研究Rht-B1和Rht-D1对千粒重、穗长和穗粒数的效应,发现Rht-B1位点对这些农艺性状无显著效应,Rht-D1位点仅对千粒重有显著效应,其株高增效等位变异可显著增加千粒重。在自然群体中验证Rht-B1和Rht-D1的效应结果与RIL群体结果一致。