基于45S rDNA和雷蒙德氏棉gDNA为探针的草棉FISH核型研究

 草棉基于荧光原位杂交（FISH）的核型公式为2n = 2x = 26 = 16m + 10sm (6 sat),短臂和长臂的相对长度分别为1.43～4.14和3.34～5.18,染色体长度比(最长与最短染色体的比值)是1.63。染色体组有6个随体,都定位在最后3条染色体的短臂上,其中位于第12和第13号染色体的随体在DAPI和罗丹明镜像中明显可见,但位于第11号染色体的随体在DAPI镜像中观察不到。检测到6个(3对)NOR信号,与随体同位,1对位于染色体端粒,2对紧接着丝粒。雷蒙德氏棉基因组DNA（gDNA）作探针时,在体细胞染色体上检测到GISH-NOR,其数量、位置和大小与45S探针的NOR相同,说明FISH核型比以前常规核型（非FISH核型）更精确。结合本试验室其它FISH资料,推断A基因组棉种在作为供体形成异源四倍体棉种以来,一些串连重复序列如rDNA可能发生了很大变化,包括扩增、易位或缺失等。对于D基因组特有的GISH-NOR的一个可能解释,就是D基因组棉种的rDNA拷贝数远远多于A基因组棉种。NOR或者GISH-NOR位点等方面的进一步研究,有助于探讨rDNA基因进化和功能,并作为一种标记应用于棉属构建染色体序号定位的物理图谱。     

不同园艺风信子品种核型比较分析

本研究采用常规根尖压片法对‘Pink pearl’‘,Gipsy Princess’‘,Blue pearl’3个二倍体风信子品种进行根尖染色体核型分析。结果显示,3个园艺风信子品种染色体组成较为一致,均由中部(m)、近中部(sm)及近端(st)着丝粒染色体组成,均含有1对随体,但不同类型染色体的数量分布存在一定差异。其核型公式分别为‘Pink pearl’2n=2x=16=6m+4sm+2sm (sat)+4st‘,Gipsy Princess’2n=2x=16=6m+4sm+2sm (sat)+4st,‘Blue pearl’2n=2x=16=6m+2m (sat)+6sm+2st。3个品种的核型不对称系数分别为59.85%、61.31%、59.76%‘,Pink pearl’核型类型为2C类型,其他两个品种为2B类型,核型类型显示‘Pink pearl’的进化程度最高。     

基于荧光原位杂交技术分析沙地云杉及近缘种核型

利用小麦45S r DNA为探针,对沙地云杉及其近缘种红皮云杉与白杄进行荧光原位杂交(fluorescence in situ hybridization,FISH)鉴定,分析三种云杉染色体上45S r DNA的分布,并进行核型分析。结果表明:白杄染色体上有5对信号位点,其核型公式为2n=24=22m(6sc)+2sm;红皮云杉有6对信号位点,核型公式为2n=24=20m(4sc)+4sm;沙地云杉信号位点为7对,核型公式为2n=24=22m(6sc)+2sm。三种云杉染色体类型大多为亚中部着丝粒染色体,核型均为1A型,且白杄与红皮云杉的核型更为原始;较强的信号位点主要位于次缢痕处,沙地云杉与白杄的FISH核型模式更为接近,说明白杄与沙地云杉其亲缘关系较红皮云杉更近。     

偏穗鹅观草(Roegneria komarovii)的分子核型

以偏穗鹅观草(Roegneria komarovii)为试验材料,利用荧光原位杂交技术,进行5 S rDNA、45 S rDNA以及重复序列pAs 1 DNA的定位,观察荧光原位杂交信号的分布特征以及信号的强弱,对偏穗鹅观草进行染色体配对以及核型分析。结果表明:1)偏穗鹅观草的染色体组总长度为104.785 μm,平均绝对长度为7.485 μm,最长染色体与最短染色体长度比为2.030,臂比大于2∶1的染色体有0组,核型不对称系数为56.01%,具有2对随体,分别位于第6号染色体和第14号染色体的短臂上,故偏穗鹅观草的核型公式是2 n=4 x=28=26 m(4 SAT)+2 sm,核型类型属于1 B型。2) 5 S rDNA位于第6对染色体的短臂上和第11对染色体的长臂上;45 S rDNA位于第6对染色体的短臂上和第14对染色体的短臂上;有8对染色体检测到明显的pAs 1 DNA的荧光信号,大多分布于染色体的端部,少数定位于着丝粒区域。     

岷江百合根尖染色体的C-分带和FISH分析

利用Giemsa C-分带和荧光原位杂交(FISH)的方法对岷江百合(L.regale)根尖染色体进行了研究.结果表明岷江百合的带型公式为:2n=24=4I 8CL 2I 6I 2I T 2I T ,每条染色体都显示出了可以明显区别的特征带,带纹强弱差异明显.以45S rDNA为探针对岷江百合根尖染色体进行了荧光原位杂交,杂交点数为5对,分别位于A、B、H和K 4对同源染色体的着丝点区域和一对G染色体的长臂上.通过Giemsa C-带和HSH的方法可以将岷江百合的每条染色体区分开来.     

陆地棉与雷蒙德氏棉种间杂种后代的形态学及细胞学

本文研究了陆地棉(Gossypium hirsutum L.2n=4x=52,品种为岱字棉15号)×雷蒙德氏棉(G.raimondii Ulbr.,2n=2x=26)种间杂种三倍体 F_1(2n=3x=39)、六倍体 F_1(2n=6x=78)、四倍体F_2(2n=4x=52)和六倍体 F_2(2n=6x=78),一些形态和经济性状的遗传变异及花粉母细胞减数分裂的染色体行为。结果表明,杂种后代表现双亲性状,并进一步证     

45S rDNA基因在新麦草染色体上的分布

分析rDNA基因位点在染色体上的分布可以对新麦草染色体进行识别和分析其基因组特征。利用FISH和顺序C-分带-FISH技术将45S rDNA定位于新麦草细胞分裂中期染色体上,结果表明,45S rDNA在二倍体新麦草染色体上有6个主要分布位点,另外几条染色体在两臂中部或长臂末端还显示出较弱的杂交信号,信号强度显示蒙农4号新麦草基因组具有一定杂合性。分析确定新麦草的45S rDNA基因主位点分别位于N1染色体短臂末端、N3染色体短臂末端以及N5染色体短臂末端,推测这3对染色体是NOR染色体。     

二倍体栽培棉种草棉和亚洲棉的核型比较研究

以二倍体栽培棉种草棉(Gossypium herbaceumL.)3个品种和亚洲棉(G.arboreum L.)6个品种,以及1个亚洲棉与草棉种间杂种 F_1为材料,进行核型分析。结果表明,草棉和亚洲棉在核型上基本相似,其主要差异是草棉具有2对 st 染色体,而亚洲棉中没有;虽然2个棉种的核型类别都属于2A 型,但草棉的核型比亚洲棉更对称,属于较原始的类型。来     

野大麦的分子核型分析

以野大麦(Hordeum brevisubulatum L.)为材料,采用荧光原位杂交技术,以5 SrDNA、45 SrDNA及重复序列pAs 1和pSc 119.2为探针,与野大麦染色体标本进行原位杂交,通过观察探针在染色体上标记的位置、标记信号的强弱,对野大麦染色体组进行核型分析。结果表明,5 SrDNA位于第10号和第14号染色体的短臂上;45 SrDNA位于第6号、第10号、第11号、第12号、第13号、第14号染色体的短臂上;pAs 1 DNA的荧光信号大部分出现在染色体的端部,部分出现在着丝粒区域;pSc 119.2的荧光信号出现在第7号和第14号染色体短臂的顶端,第10号染色体一条短臂的顶端,另一条染色体可能顶端缺失导致没有出现pSc 119.2荧光信号。核型公式为2 n=4 x=28=28 m(12 SAT),核型类型属于1 A型,核型不对称系数为57.227%。     

巴西橡胶树PR107和海垦1号品种的核型分析

巴西橡胶(Hevea brasiliensis)是重要的热带经济作物。PR107与海垦1号是我国橡胶树种植、育种的两个重要品种。利用染色体直接敲片技术研究橡胶品种PR107、海垦1号的染色体数目和核型。结果表明：PR107染色体数目为2n=36,核型公式为2n=36=30m(2sat)＋6sm,海垦1号染色体数目为2n=36,核型公式为2n=36=22m(2sat)＋14sm(2sat),两者核型类型均为2B型。     

Development of Gossypium hirsutum lines with cytoplasmic bollworm tolerance from Gossypium arboreum and Gossypium tomentosum

American cotton [Gossypium hirsutum (L.)] grown in India belongs to the race Latifolium. It is prone to bollworms [Helicoverpa armigera (Hubner), Erias vitella (Fabricius), Pectinophora gossypiella (Saunders)] infestation which causes considerable crop loss. Two breeding lines ‘Bikaneri (BN)‐arboreum (ARB)‐16’ and ‘BN‐tomentosum (TOM)‐277’ are cytoplasmic diverse genetic stocks. They were developed by crossing experimental lines ‘Delta Branch Experiment Station (DES)‐ARB16’ and ‘DES‐TOM277’ (non‐recurrent parents) with G. hirsutum‘BN’ (recurrent parent). Compared with BN these stocks possessed higher amount of gossypol, flavonol and phenol contents in leaves, stem and square. Plants were tolerant to bollworms and inherited comparable agronomic properties (yield, boll weight, plant height, number of monopods and sympods and fibre quality). Cotton breeders can use these lines for breeding cotton resistant to bollworm.     

亚洲棉、雷蒙德棉和陆地棉NRAMP基因家族的鉴定和进化分析

自然抗性相关巨噬细胞蛋白(NRAMP)家族是跨膜转运蛋白家族,参与多种金属离子的转运过程。为了更好了解棉花NRAMP基因的成员和特征,二倍体和四倍体棉花之间的进化关系,本研究利用二倍体亚洲棉、雷蒙德棉和陆地棉基因组的氨基酸序列对三个棉种中的NRAMP家族成员进行鉴定,分析了NRAMP家族的种类、理化性质、进化关系、基因结构、蛋白基序、染色体定位、共线性关系和选择压力。结果显示,在二倍体亚洲棉基因组(A)中确定12个成员,在二倍体雷蒙德棉基因组(D)中确定15个成员,在四倍体陆地棉基因组(At, Dt)中确定23个成员。按照进化关系的远近将这50个成员分为3个亚类,进化关系较近的成员之间具有更为相似的理化性质、基因结构和蛋白质基序;通过和其他植物的进化关系分析发现,NRAMP基因在单子叶和双子叶植物分离前已经产生;染色体定位发现NRAMP在染色体上的分布并不规律;共线性分析和选择压力分析表明,片段复制在棉花NRAMP基因的遗传进化过程中发挥主导作用,同源基因对在进化过程中处于纯化选择。     

A Genetic Map of Gossypium hirsutum by Gossypium mustelinum

To date,genetic maps have been developed from interspecific crosses between Gossypium hirsuturn × G.barbadense and G.hirsutum × G.tomentosum.In this research,an F2 population was developed from an interspecific cross between G.hirsutum × G.mustelinum.A genetic linkage map was constructed by using two kinds of molecular markers,namely Simple Sequence Repeats (SSRs) and Restriction Fragment Length Polymorphism (RFLP).The similarities and differences between this and other published interspecific maps will be presented.     

亚洲棉和雷蒙德氏棉PEBP家族基因的鉴定及该家族基因在陆地棉组织中表达分析

磷脂酰乙醇胺结合蛋白(phosphatidyl ethanolamine-binding proteins,PEBP)基因家族广泛存在于真核生物中,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。利用亚洲棉(Gossypium arboreum,A2)和雷蒙德氏棉(Gossypium raimondii,D5)的基因组数据库,分别搜索到8个棉花PEBP同源基因,都包含4个外显子和3个内含子,编码的蛋白都存在PEBP家族的保守基序和关键氨基酸位点,表明二倍体棉花中至少存在8个PEBP家族基因。进化分析表明,8个PEBP基因分属于3个亚家族,含FLOWERING LOCUS T(FT)-like亚家族1个、TERMINAL FLOWER 1(TFL1)-like亚家族5个(包括3个TFL1和2个BFT)、MOTHER OF FT AND TFL1(MFT)-like亚家族2个。实时荧光定量PCR分析陆地棉(Gossypium hirsutum)8个PEBP基因在根、茎、叶、幼苗顶端分生组织、花、胚珠和25 d的纤维组织中的表达,表明FT1在叶片中表达量最高,其次在纤维、胚珠和花中;MFT1在各组织中均表达,但在纤维中表达量最高,其次是花和叶片中,而MFT2以在叶片中表达为主;TFL1a、TFL1b和TFL1c均在根中表达量最高,但TFL1c在叶片、花和胚珠中也有相对较高的表达;BFT1和BFT2在叶片中表达量最高,但除幼苗顶端分生组织外,BFT1在其他各组织中的表达明显高于BFT2。这些结果表明,PEBP家族基因在棉花的生长发育中可能具有不同的功能。     

QTL Mapping of Chlorophyll Content in Gossypium hirsutum and Gossypium barbadense Backcross Inbred Lines

[Objective] The purpose of this study was to map quantitative trait loci (QTL) related to chlorophyll content based on Soil and Plant Analyzer Development (SPAD) readings in cotton. [Method] The 195 BILs (Backcross Inbred Lines) were produced by a cross between Gossypium barbadense Hai 7124 and G. hirsutum CRI 36, using CRI 36 as the recurrent parent for backcrossing with F1 to produce BC1F1, followed by seven generations of selfing. The genetic linkage map was constructed in a previous study. QTLs of chlorophyll SPAD value in the first flowering and boll development stages were identified with inclusive composite interval mapping (ICIM) method of the BIP and MET models in IciMapping 4.1 software, respectively. [Result] In total, nine chlorophyll SPAD reading QTLs were identified on 6 chromosomes. The q-SPAD-A11-1 detected at the first flowering stage overlapped with q-SPAD-A11-2 detected at the boll development stage, contributing 5.08% and 5.75% of the phenotypic variation, respectively. The q-SPAD-D08-2 physical position ranged from 48.71 to 53.65 Mb on chromosome D08, which overlapped with a chlorophyll content QTL detected in a previous study. [Conclusion] The novel stable QTLs, q-SPAD-A11-1 and q-SPAD-A11-2 detected in this study provide an important piece of information for fine mapping chlorophyll content in cotton.     

亚洲棉和雷蒙德氏棉MATE基因家族生物信息学及其同源基因在陆地棉中的表达分析

多药和有毒化合物排出(MATE)蛋白家族是1个次级转运蛋白家族。为了更好地了解亚洲棉和雷蒙德氏棉中MATE蛋白的种类和数量,利用2种二倍体棉花基因组的氨基酸和c DNA数据库对MATE基因家族进行筛选,并分析亚洲棉和雷蒙德氏棉全基因组中MATE基因的种类和进化关系。结果显示,在亚洲棉基因组中初步鉴定了34个MATE基因,而在雷蒙德氏棉中筛选出42个MATE基因。基因结构和系统进化的比较分析表明,进化关系近的MATE基因在结构上基本是一致的。同时对陆地棉中克隆的Gh TT12及与其同一族的部分MATE基因进行荧光定量分析,推测其所在同一族的MATE基因功能可能与转运原花青素有关。这些结果为进一步深入分析棉花MATE基因的功能以及在原花青素转运中的作用提供了理论基础。     

天然绿色棉与海岛棉远缘杂交研究初报

用天然绿色棉GC1011（Gossypium hirsutum L.）和白色海岛棉324（Gossypium barbadense L.）配置杂交组合,F1各单株之间性状稳定一致,F2疯狂分离,经5年连续选择,获得了四个较稳定的杂种新品系,即G324-1、G324-6、324-15和324-24,其纤维品质优良,纤维天然绿色。纤维长度、衣分、及籽棉产量都比GC1011有所提高,其纤维长度分别为28.3mm、27.8mm、28.5mm、28.1mm,衣分分别为25.5%、25.2%、25.8%和28.4%,平均籽棉每公顷产量分别为4962kg、4936.5 kg、4929kg、和4956 kg,均超过了绿色棉亲本GC1011,并具有较强的抗枯萎病和抗蚜虫能力,可以在生产上推广应用。     

雷蒙德氏棉和亚洲棉TCP基因家族的生物信息学分析

TCP基因家族是植物中特有的一类转录因子家族,涉及了植物的多种生长途径以及各种生理生化反应的信号传导。为了更好地了解TCP基因家族在雷蒙德氏棉和亚洲棉基因组中的数量和分布情况等,通过生物信息学方法,在雷蒙德氏棉(D5)和亚洲棉(A2)全基因组中分别鉴定出37个TCP基因家族成员,并对TCP家族成员进行基因结构、染色体定位、保守域、进化关系等分析。结果表明,雷蒙德氏棉和亚洲棉全基因组分别编码37个TCP转录因子成员。雷蒙德氏棉30个成员基因分布在10条染色体上,亚洲棉37个成员基因分布在13条染色体上;内含子/外显子结构分析表明,TCP基因结构较为简单,大部分不含内含子;功能结构域分析,发现所有TCP转录因子具有高度保守的TCP结构域;根据结构域差异和系统发育分析的结果,将TCP基因家族分成2个亚族,进一步划分为PCF、CIN、CYC/TB1三个亚类。以上结果为进一步研究棉花TCP基因家族各成员的功能奠定一定的理论基础。     

棉花海陆杂交纤维品质性状遗传参数分析

为了研究棉花海陆杂交纤维品质性状的遗传规律,本试验采用5个陆地棉品种（系）作母本与5个海岛棉品种（系）杂交,配制25个杂交组合,随机区组试验设计,重复2次。主要检测杂交种F1代纤维品质性状,以小区平均数进行相应的方差分析及遗传参数估计。结果表明：陆地棉亲本间变异除马克隆值外,其他纤维品质性状均差异显著或极显著,而海岛棉亲本间除伸长率外,其他性状均存在显著或极显著差异;各纤维品质性状双亲互作效应均不显著。另外,遗传参数结果表明：绒长、比强度和马克隆值的遗传变异系数与表型变异系数变化趋势基本吻合,且均大于环境变异系数。整齐度和伸长率的遗传变异系数均小于环境变异系数,说明整齐度和伸长率的变异中环境因素的作用不容忽视。绒长、比强度和马克隆值的广义遗传率较高,在采用海陆杂交改良棉花纤维品质性状时,适宜在早代选择优异株系。