大白菜叶柄黑点症抗性相关候选基因的挖掘

大白菜叶柄黑点症是严重影响大白菜商品性的一种生理性病害.本研究以抗大白菜叶柄黑点症品系(韩春娃C8-1)和感叶柄黑点症品系(韩春娃-4-2-3-4)为亲本,构建F2群体,通过高N水平水培处理,筛选出高抗叶柄黑点症和高感叶柄黑点症的植株各20株,构建两个极端性状混池DNA文库,通过BSA-Seq技术,对大白菜叶柄黑点症抗...     

基于QTL-seq的水稻粒质量QTL定位及候选基因分析

利用实验室收集的优良种质资源籼稻亲本B91及B233分析影响粒质量的关键表型性状,挖掘粒质量相关的遗传位点与候选基因,进一步了解多基因调控粒型性状的遗传基础,以期在种质资源改良中加以应用。以2个籼稻亲本B91和B233及杂交繁育的F₂群体为研究材料,对B91和B233籽粒颖壳和胚乳进行扫描电镜观察,测定两亲本灌浆速率;对B91和B233构建的F₂分离群体进行QTL-seq分析,通过注释基因表达位置以及预测功能进一步筛选出粒质量候选基因。结果表明,根据籽粒颖壳和胚乳扫描电镜观察,B233与B91粒长、粒宽、粒厚的差异是由细胞大小和细胞数量共同决定的,且与B91相比B233籽粒饱满度较差。通过灌浆参数的比较,B233起始生长势,活跃灌浆时间,最大灌浆速率等指标均大于B91。QTL-seq分析共得到了430 762个有效SNP位点,发现了位于6条染色体上共8个QTL。主要关注正阈值区内的5个QTL,对正阈值区QTL位点内△(SNP-index)>0.7的SNP位点进行了筛选,选出在基因中非同义突变及剪接位点上的SNP突变23个基因,同时挑选出...     

甘蓝型油菜桔黄花色基因的QTL-seq遗传分析及InDel分子标记开发

本研究以甘蓝型油菜黄色花株系16G097和桔黄色花株系J为亲本,回交获得BC1F1世代花色分离群体。对该分离群体的花色差异单株,通过混池分离分析法(BSA)与全基因组重测序(QTL-seq)技术,对桔黄色花性状调控基因进行初步的遗传分析。结果表明,一个主要的候选区域位于甘蓝型油菜的C09染色体区域(C09:4.64~8.28 Mb)。根据该区域的插入/缺失(InDel)变异位点,开发InDel分子标记,经过筛选获得与桔黄色花性状连锁的共显性分子标记2个(BnaC0919, BnaC0934),这个结果也验证了桔黄花色调控基因的候选区域。这些研究结果有利于进一步分离桔黄花色调控基因的候选区段,并为甘蓝型油菜遗传学研究和分子育种提供有价值的资源。     

利用SSR标记鉴定结球甘蓝杂交种真实性及纯度

本研究利用公开发表的50对甘蓝SSR引物对5份结球甘蓝杂交种构建指纹图谱,对新调入的4个批次结球甘蓝杂交种与对照品种是否属于同一品种(即真实性)进行鉴定,并依据指纹图谱筛选双条带引物,对其中某一批次的10份杂交种进行纯度鉴定。指纹图谱鉴定结果表明:新调入4个批次杂交种中有3个批次与对照属于同一品种,1个批次与对照属于不同品种,与田间形态鉴定结果完全吻合。利用筛选出的SSR标记对10份甘蓝杂交种进行纯度鉴定,其中8份鉴定结果与田间形态鉴定结果一致,两种鉴定方法显著相关。本研究为利用SSR标记进行甘蓝杂交种真实性及纯度鉴定的实践可行性提供理论依据和参考。     

结球甘蓝类钙调素蛋白基因BoCML39的克隆与表达分析

类钙调素蛋白作为钙调素蛋白的家族之一,调控植物生长发育、激素调控、病原菌防御及各种胁迫.本研究以结球甘蓝为试验材料,通过克隆获得BoCML39基因,其开放阅读框(ORF)为510 bp,编码169个氨基酸,不含内含子.预测BoCML39蛋白分子量为19.25 kD,等电点为4.35,为亲水蛋白,含有4个EF-hand结...     

大白菜-结球甘蓝易位系外源染色体区段基因标记的开发与应用

为了利用基因标记对大白菜-结球甘蓝易位系进行鉴定,针对大白菜和结球甘蓝共线性基因序列差异位点设计引物,以大白菜85-1和结球甘蓝11-1为试材,进行了多态性标记的筛选,并在大白菜-结球甘蓝易位系、易位系自交后代及大白菜和结球甘蓝不同商品种间进行了可利用性鉴定。结果表明,根据大白菜和结球甘蓝263个共线性基因共设计特异引物171对,66对引物在大白菜和结球甘蓝间表现出多态性扩增,所占比例为38.60%。66个基因标记中,基于大白菜基因序列获得的2个和基于结球甘蓝基因序列获得的48个,可作为结球甘蓝相对大白菜特异的基因标记,并成功用于大白菜-结球甘蓝易位系AT1-41和AT1-47及AT1-47自交后代的鉴定。进一步利用这66个基因标记在4个大白菜和4个结球甘蓝商品种中进行了PCR扩增,有52个标记能将供试的大白菜品种和结球甘蓝品种完全鉴定出来,有11个标记在部分品种中表现出多态性。结果为深入研究大白菜-结球甘蓝易位系外源基因的表达、调控、互作和标记辅助育种奠定了基础。     

结球甘蓝迟抽薹基因RAPD标记转SCAR标记

本研究以与结球甘蓝迟抽薹基因连锁的N1750为引物,应用RAPD技术进行PCR扩增,检测到迟抽薹基因,对特异片段进行回收、克隆和测序,依据测序结果设计SCAR引物。在166株BC1群体(A21与P02杂交得到F1再与P02回交)中通过与RAPD标记的比较,SCAR扩增结果同RAPD扩增结果完全一致,从而证实了SCAR标记的准确性。实验结果表明,与甘蓝迟抽薹基因连锁的RAPD标记被成功转化为SCAR标记,为甘蓝分子标记辅助选择育种提供了基础。     

结球甘蓝细胞质雄性不育(CMS)类型的分子鉴定

本研究以高代回交转育获得的6个不育率和不育度均达100%且遗传稳定的结球甘蓝胞质雄性不育系为材料,通过对orf138与orf222基因的特异扩增发现,所鉴定的24个株系64个单株结球甘蓝CMS植株中59个单株既含有orf138基因,也有orf222基因.两种基因共存的结果暗示,该类CMS可能是ogura和nap两种类型的杂合体.进一步的序列分析结果表明,6个结球甘蓝CMS中所扩增获得的orf138基因与来自萝卜CMS的orf138基因序列完全相同;而除Bo134-2 CMS的orf222基因与甘蓝型油菜CMS orf222基因相比对有2个核苷酸差异外,其余5个CMS的orf222基因与甘蓝型油菜nap CMS orf222基因的相似性均为100%.其中,Bo134-2 CMS的orf222基因第191 bp的变异导致第64位氨基酸由精氨酸(R)突变成了赖氨酸(K).     

结球甘蓝产量性状的配合力与杂种优势分析

结球甘蓝全株重和叶球重是其产量性状的重要构成因素.研究其配合力和杂种优势表现,对甘蓝杂交育种和创制高产结球甘蓝杂交种具有重要意义.本研究通过6×7不完全双列杂交设计,对结球甘蓝产量性状的配合力效应和F,代杂种优势表现进行了分析,并基于SSR标记对13个亲本进行了聚类分析和遗传距离计算.结果表明,亲本880014、739...     

结球甘蓝花粉类钙调素蛋白基因BoCML49的克隆及表达分析

以结球甘蓝E1为材料,提取花粉萌发前和萌发后的混合花粉总蛋白,总蛋白双向电泳后通过MALDI-TOF-MS鉴定分析差异点,根据差异点分析结果,利用同源克隆得到甘蓝BoCML49基因707 bp的cDNA片段。通过对BoCML49基因的qPCR分析表明其表达量在花粉萌发前约为萌发后的2.73倍,表明BoCML49基因在花粉萌发后表达下调。通过5¢-Race和3¢-Race分别得到550 bp和721 bp大小cDNA片段,最终得到结球甘蓝BoCML49全长cDNA序列,开放阅读框位于125~
1 078 bp处,加尾信号(AATAAA)位于第1 222 bp处。通过cDNA推导得到的氨基酸序列分析表明,BoCML49编码317个氨基酸残基,预测分子量为33.51 kD,pI为6.93,经Smart-embl预测其含2个重要的EF-hand结构,分别位于序列第150~178和第216~244位氨基酸残基处,预测结果显示其含有7个α-螺旋和10个β-折叠结构。系统发育树表明结球甘蓝BoCML49与拟南芥AtCML49和AtCML50的亲缘关系较近。BoCML49基因的原核表达得到37.55 kD的融合蛋白。     

构建结球甘蓝KIN基因在叶绿体基因组定点表达的载体

获得叶绿体基因组定点整合表达载体是开展结球甘蓝叶绿体基因组的遗传转化研究的第一步。本研究克隆了CMS结球甘蓝的抗冻蛋白KIN基因,发现该基因定位于结球甘蓝的2号染色体上。通过构建中间载体p KA和p AI,将KIN基因的编码区构建到了CMS结球甘蓝叶绿体基因组定点整合表达载体p IKAA中。该载体以Trn A和Trn I基因片段作为同源整合片段,能整合到CMS结球甘蓝叶绿体基因组中。此外,该载体是双顺反子形式的,即在转录的单条m RNA上,同时包含了KIN和aad A基因编码区。将p IKAA转化到大肠杆菌中,结果显示转化有该载体的大肠杆菌能够在含有氨苄青霉素(AMP)和壮观霉素(SPEC)的固体LB平板中生长。研究结果可为后期CMS结球甘蓝叶绿体基因组的遗传转化体系的建立奠定基础。     

大白菜-结球甘蓝2号单体、双体异附加系的获得与鉴定

以大白菜-结球甘蓝异源三倍体(AAC,2n=3x=29)与二倍体大白菜(AA,2n=2x=20)回交一代BC1F1及其自交后代BC1F2为试验材料,经过细胞学观察和核型分析,于BC1F1中鉴定出了附加甘蓝2号染色体的大白菜-结球甘蓝单体异附加系,于BC1F2中鉴定出了附加甘蓝2号染色体的大白菜-结球甘蓝双体异附加系,并对其进行了减数分裂与植株形态学观察.该异附加系的获得为分析大白菜和甘蓝的亲缘关系,进一步获得大白菜和结球甘蓝易位系、代换系提供了基础材料.     

利用BSA-seq发掘棉花适宜机采的果枝长度相关QTL

【目的】将群体分离分析法与下一代测序技术相结合,定位与棉花果枝长度关联的数量性状位点。【方法】以Ⅰ式果枝品系苏机棉125和Ⅱ式果枝品种泗抗1号为亲本,构建棉花F2分离群体。根据F2群体单株中部果枝节间平均长度,选择极端性状单株分为2组,构建DNA混池。再对2个混池进行重测序,分析2个混池之间的单核苷酸多态性和插入缺失突变,并利用欧式距离法关联与果枝节间长度相关的数量性状位点。【结果】利用测序获得的单核苷酸多态性位点数据,在A3染色体上定位到1个与果枝节间长度关联的区域,区间范围为0.8Mbp;利用测序获得的缺失突变位点数据,也在A3染色体上定位到1个关联区域,区间范围为1.09Mbp;2个关联区域互相重合,重合区间为0.77Mbp。【结论】本研究中Ⅰ式果枝相关基因被定位在A3染色体上,说明棉花Ⅰ式果枝和〇式果枝的差异是因为遗传位点和模式的不同,而不是同一基因的剂量效应。     

结球甘蓝自交系抽薹与开花性状配合力及遗传力分析

对6个甘蓝自交系的抽薹期与开花期性状配合力进行分析,并估算其遗传参数,为筛选时耐期抽薹品种提供理论依据.采用Griffing完全双列杂交方法Ⅳ对6个结球甘蓝优良自交系的抽薹期和开花期性状进行配合力和遗传力分析.结果表明:自交系05521-2和04M9-2的一般配合力均较好,具有作为耐抽薹亲本材料的潜力;抽薹期性状的广义遗传力和狭义遗传力分别为92.6%和50.04%;开花期性状的广义遗传力和狭义遗传力分别为92.09%和67.28%,抽薹期和开花期性状主要受加性效应基因控制,在早世代着手对结球甘蓝的抽薹期和开花期性状的选择是有效的.     

结球甘蓝小孢子培养技术体系的优化研究

以20份类型丰富的F1及亲本甘蓝为试材,探讨了不同甘蓝类型、F1及其亲本材料、供体植株的生长温度、供体植株的花期、高温热激时间、NLN培养基pH值等因素对甘蓝小孢子胚胎产量及质量的影响,为建立高效、完善的结球甘蓝小孢子培养技术体系提供依据。结果表明:不同叶球类型与小孢子的产胚率无明显相关性,但不同栽培季节及熟性的甘蓝品种间却存在显著差异,其中春秋类型的早、中熟甘蓝要明显好于晚熟的越冬甘蓝;用产胚能力强与产胚能力弱的材料分别做亲本杂交,所得杂交种的出胚率介于两亲本之间,表明小孢子产胚能力是一种受基因调控的遗传性状;供体植株的生长温度对于结球甘蓝胚状体的产生并无显著影响;从胚胎发生频率及胚胎质量来说,初花后10 d内(开花初期至盛花中期)是取样的最佳花期阶段;对于大多数基因型而言,32.5℃热激预培养48 h较24 h更有利于胚胎发生,热激32.5℃48 h并结合NLN-pH6.2为最佳处理组合,比目前在甘蓝类蔬菜中常用的32.5℃24 h+NLN-pH5.8的培养体系在基因型反应范围及胚胎发生频率方面都有显著提高。     

结球甘蓝的离体快繁技术研究

以结球甘蓝无菌苗的胚轴和子叶为材料，几乎不生长愈伤组织，分化出不定芽。不定芽在添加6-BA的MS培养基上增殖很快，适宜的生根培养基为1/2MS+IBA0.5mg/L+ NAA0.1mg/L。通过增加培养基中糖和琼脂粉的用量，提高培养时的光照强度等有效控制了玻璃苗的产生。     

大豆叶柄角的QTL定位分析

叶柄角是大豆株型的重要构成因素,影响大豆冠层结构、光合作用效率以及最终产量。解析大豆叶柄角的遗传基础对提升大豆产量具有重要意义。本研究以2个叶柄角具有显著差异的亲本BLA和SLA以及它们衍生的RIL群体为材料,构建高密度的遗传图谱,对大豆不同部位的叶柄角进行QTL分析,并利用近等基因系验证部分QTL。遗传分析结果显示,叶柄角呈连续正态分布,符合数量性状遗传特征。利用GBS技术构建了包含859个Bin标记的大豆高密度遗传图谱,总遗传长度为2326.9cM,标记间平均距离为2.763cM;共检测到14个调控叶柄角的QTL,LOD值在2.58~4.80之间,可解释遗传变异范围在6.9%~12.4%之间,其中5个QTL定位在第12染色体上且成簇存在;构建的qLA12和qLA18的近等基因系表型结果显示,叶柄角在同一对近等基因家系间差异显著,表明qLA12和qLA18是2个可信的QTL。本研究为进一步克隆调控叶柄角功能基因奠定了基础,为大豆理想株型育种提供了遗传材料。     

大豆叶柄外植体脱落过程中离区的显微观察

用石蜡切片法观察大豆叶柄外植体脱落过程中离区的形态变化,发现离区在脱落前就已经形成,宽约2mm,由20~25层细胞构成,细胞小而致密,与周围细胞明显不同,离区外观形态在脱落过程中在光学显微镜下观察无明显变化。