结球甘蓝染色体片段替换系构建

以结球甘蓝(Brassica oleracea L. var. capitata)育种骨干亲本R2-P2(圆球形,抽薹晚,硫苷含量低,高感黑腐病、枯萎病和霜霉病)为轮回亲本,以野生甘蓝自交系R4-P1(不结球,抽薹早,蜡质厚,硫苷含量高,对黑腐病、枯萎病和霜霉病等多种病害具有抗性)为供体亲本,通过连续回交、自交和分子标记辅助选择,构建出一套由163个具有R2-P2遗传背景且具有R4-P1供体染色体片段单株组成的染色体片段替换系(Chromosome segment substitution line)。该替换系群体具有102个染色体替换片段,均匀分布在1～9号染色体上,平均每个株系携带1.3个染色体片段,平均替换长度为5.62 Mb。替换片段总长度为573.74 Mb,覆盖亲本R4-P1全基因组的73.4%,其中单片段替换片段总长度为139.91 Mb,覆盖全基因组的26.5%,双片段替换片段总长231.41Mb,覆盖亲本R4-P1全基因组的43.82%,含有3个替换片段总长度为201.3 Mb,覆盖供体亲本基因组25.98%。     

大白菜回交导入系群体构建及其遗传分析

 利用大白菜栽培品种的DH系Z16和白菜型油菜自交系L144杂交的F1获得包括119个株系的DH群体。用相同亲本的F₁与Z16进行独立回交, 利用25个独立回交的BC₂分别得到这些株系的DH系,选择每个BC₂的4~6个DH系构建121个株系的BIL群体。进一步利用SSR和SRAP标记构建了DH群体遗传图谱, 由10个连锁群组成, 包括245个分子标记, 总长度714 cM, 平均遗传图距2.9 cM。再以此图谱为参照, 用锚定在染色体上的97个SSR标记研究供体亲本L144的染色体片段在B IL群体中覆盖基因组比率。在BIL群体中来源于L144的基因组片段占0.84% ~35.00% , 平均为11.31% , 接近理论遗传预期值12.50%。在25个BC₂的BIL株系中供体亲本L144等位位点占1.69% ～27.36% , 平均为11.03%。     

白菜型油菜和菜薹的InDel 标记开发及其RILs群体遗传连锁图谱的构建

 通过白菜型油菜‘R-O-18’和菜薹‘L58’的基因组重测序数据与白菜基因组的参考序列（‘Chiifu-401-42’的基因组序列）的比对,在全基因组范围内检测到了18 479 个短插入缺失变异位点（≤5 bp）。从中挑选了500 个插入/缺失片段为4 ~ 5 bp 的InDel 变异位点,将其设计成InDel 分子标记并进行试验验证,结果有452 个标记通过PCR 扩增出单一条带,但仅有106 个在‘R-O-18’和‘L58’间表现出多态性,346 个没有多态性,48 个在PCR 中没有扩增。亲本间具有多态性的106 个InDel 标记可用来检测以‘R-O-18’和‘L58’为亲本构建的RILs 基因型,并构建了一张包含99 个标记的遗传连锁图谱。     

RAPD分子标记在果蔬研究中的应用

随机扩增多态性DNA(Random AmplifiedPolymorphism DNA,RAPD),是Williams等于1990年发展起来的以PCR为基础的新型分子标记技术。基本原理是:利用一系列(通常数百个)不同碱基序列的随机引物(8～10bp)对基因组DNA进行PCR扩增,通过凝胶电泳分析扩增产物DNA片段的多态性。其中,每个扩增片段代表基因组上的一个位点,这些扩增片段多态性反映了基因组相应区域DNA多态性。RAPD所用一系列引物DNA序列各不相同,每一特定引物,在基因组DNA上都有其特定的结合位点;如果基因组在这些区域发生DNA片段插入、缺失或碱基突变,特定结合位点的…     

控制白菜3–丁烯基硫代葡萄糖苷积累的QTL定位及分析

 利用黄籽沙逊油菜L143和大白菜Z16杂交,再用Z16回交2代,然后进行小孢子培养构建了包含120个BC2DH株系的分离群体。应用135个InDel标记构建了包含10连锁群覆盖全基因组总长度为559.08 cM的遗传图谱。利用HPLC法对不同年份中亲本及BC2DH群体株系叶片中不同结构硫苷的测定,发现亲本间3–丁烯基硫苷积累差异极显著,结合MapQTL4软件与MQM作图法分析,共发现了两个控制3–丁烯基硫苷积累的主效QTL位点NAP-QTL-A03和NAP-QTL-A09,其中NAP-QTL-A03能解释51.0%（2007年秋）和64.2%（2009年春）的变异,两个QTL累计贡献率分别为67.90%（2007年秋）和73.10%（2009年春）。结合白菜基因组进一步分析认为NAP-QTL-A03为控制烯烃基硫苷生物合成的关键位点AOP,且可能的候选基因为BrAOP2,而NAP-QTL-A09位点附近存在另一个调控硫苷生物合成候选转录因子MYB28。     

红掌组培变异株的特异DNA片段分析

利用ISSR引物对红掌亲本及其组织培养后代的形态变异株进行2次PCR扩增分析,回收特异DNA片段,测定其扩增产物的基因序列,并用BLAST方法进行同源性分析。结果表明:变异株的基因组特异DNA片段为680 bp,在核酸和蛋白质水平均没有发现同源性较高的基因或蛋白质,说明红掌在组织培养过程中可能产生新的遗传重组,出现新的基因型。     

大白菜杂交种和亲本之间基因表达差异分析

利用cDNA-AFLP技术研究大白菜白引2号杂交种及其亲本在幼苗期、莲座期、结球期的基因差异表达。结果表明：在3个发育期,发现有29条差异片段,其中5个差异片段出现在幼苗期,14个差异片段出现在莲座期,10个差异片段出现在结球期|19个差异片段在杂种中表达,3个差异片段在双亲中同时表达,2个差异片段仅在母本中表达,5个差异片段仅在父本中表达。将29个差异片段的序列在白菜基因组序列数据库网站（http://brassicadb.org/brad/）进行BLAST分析,均找到了对应的染色体位置。其中17个差异片段分别有明确的基因及编码蛋白与其相对应。其中有两个基因片段分别含有AP2/EREBP结构域和PPR结构域,这两个结构域在控制植物生长发育方面具有重要作用。     

梨主栽品种叶绿体高变区accD-psaI的遗传多样性研究

梨叶绿体DNA结构高度保守,利用其非编码区的高变区域accD-psaI,从母系遗传的角度评价梨主要栽培品种的遗传多样性和亲缘关系,为梨育种计划亲本的选择提供参考。结果显示,42个梨品种的叶绿体高变区域accD-psaI的扩增片段长度为653~932bp,其中简约信息性突变位点3个,占片段总长的0.32%,插入/缺失片段(INDEL)为6个,总长280bp,占片段总长的30.04%。42份材料共检测到6个单倍型,单倍型多样性Hd为0.78,不同梨系统Hd的变化范围在0.29~0.80之间,秋子梨和西洋梨栽培品种的Hd最低,为0.29,种间杂交新品种的的Hd最高,为0.80。白梨、秋子梨、沙梨、新疆梨、西洋梨和种间杂交品种的单倍型个数分别为3、2、2、3、2和3。中介网络图显示,单倍型H1和H3,H5和H6的亲缘关系近。研究结果为育种计划亲本的选配提供参考依据。     

基于CAPS标记的甜瓜种子相关性状QTL分析

以种子相关性状差异显著的甜瓜品系MR-1和M1-15为试材,构建BC1P1回交群体,利用2个亲本材料全基因组重测序数据发掘SNP位点并将其转化为CAPS标记,构建遗传连锁图谱并对种子相关性状进行QTL分析。结果表明:获得了一张包含197个CAPS标记、12个连锁群的甜瓜遗传连锁图谱。检测到与种子相关性状紧密连锁的QTL位点6个,分布在1、2、5、8号染色体上,可解释9.86%~13.52%的表型变异率,贡献率10%的QTL位点5个。     

脐橙基因组DNA文库的构建

研究构建了一个脐橙基因组DNA文库。以‘大山岛’脐橙幼叶为试材 ,CTAB法制备基因组DNA ,经CsCl密度梯度离心纯化 ,获得了大片段 ( >10 0kb)高纯度基因组DNA。以Sau3AI部分酶切 ,酶切片段 3’凹端不完全补平后与LambdaGEM 12XhoIHalf SiteArms连接 ,连接产物用Packagene Extract包装 ,所得噬菌体在KW2 51寄主上铺平板。文库经过扩增并保存。对该文库特性研究表明 ,该文库包含了 2 .15× 10 6个单个克隆 ,背景低于10 0pfu/ μgDNA ,插入片段平均大小约为 17kb ,证明是一个较为完整的脐橙基因组DNA文库。     

4x菜薹与4x芥蓝种间杂交获得异源四倍体及其鉴定

 以四倍体菜薹（2n=4x=40）为母本与四倍体芥蓝（2n=4x=36）进行种间杂交，通过子房培养，获得了菜薹与芥蓝的异源四倍体种间杂种。研究表明，适宜菜薹与芥蓝种间杂交子房培养的培养基为Nitsch培养基，附加蔗糖70 g/L，琼脂7 g/L，维生素B₁ 0.5 mg/L，维生素B₆ 0.5mg/L，生物素0.01 mg/L，6-BA 0.5 mg/L，IAA 0.1 mg/L，pH 5.8；适宜培养的取材时间为授粉后7 d；细胞学鉴定和流式细胞仪分析表明，该杂种的染色体数为2n=4x=38，DNA相对含量约为其二倍体亲本的2倍；该杂种的开花期，叶形、叶色、花冠大小和花色等特征介于两个亲本之间。     

黄瓜抗霜霉病异源易位系CT201的筛选与鉴定

 将栽培黄瓜‘北京截头’ (Cucumis sativus L. , 2n = 14) 与Cucum is属双二倍体新种C. hytivus (2n = 38) 回交, 随后自交。通过霜霉病田间接种试验筛选, 从中发现抗霜霉病单株HH12825。将HH12825与C. hytivus的原始亲本‘北京截头’和野生种C. hystrix进行农艺性状对比观察, 发现此单株在叶面积、节长、果长×果径等方面介于栽培黄瓜和野生种之间, 在侧枝数、果刺颜色等方面偏向野生种。观察其花粉母细胞减数分裂过程, 发现其PMC中期Ⅰ多价体频率(56% ±8% ) 和后期Ⅰ二价体分离滞后率(72% ±5% ) 都较高, 具有染色体易位的细胞学特征。进一步利用RAPD分子标记分析, 结果在40个随机引物中找到了两个引物( E219: ACGGCGTATG和A I220: CCTGTTCCCT) 能够在HH12825中重复地扩增出原始亲本野生种C. hystrix特异DNA片断, 从分子水平上证明了其为黄瓜异源易位系, 并把此易位系命名为CT201。     

日光温室气象要素及番茄单叶光合速率日变化模拟的研究

 对冬春季节晴天不放风、晴天放风、阴天不放风3 种情况下日光温室内光合有效辐射(PAR) 、温度、CO₂浓度和番茄单叶光合速率日变化进行模拟, 并将其模拟结果与实测结果进行对比。结果表明: ①晴天不放风情况下, PAR、温度和CO₂浓度日变化模拟较好, 上午番茄单叶光合速率的模拟效果好于下午; ②晴天放风情况下, 温度、CO₂浓度日变化模拟较好, 但PAR 的日变化模拟效果一般, 可能与大气的透明系数或温室薄膜透光率的日变化有关, 但光合作用的模拟值与实测值比较一致; ③阴天不放风情况下, 温度和CO₂浓度模拟值与实测值趋势一致, 而PAR 的模拟值与实测值存在较大偏差, 光合速率、PAR 的模拟值趋势同步, 进一步证明了阴天光强对光合速率的影响非常重要。     

美丽异木棉光合特性的研究

 对美丽异木棉光合特性进行了研究。结果表明: 美丽异木棉的光饱和点和补偿点分别约为1 600和35μmol·m^{- 2} ·s^{- 1} , 表观量子效率为0.0263; CO₂ 饱和点和补偿点分别约为1 000和59μmol·mol^{- 1} , 羧化效率为0.0622; 光合适温为24～28℃; 晴天的净光合速率日变化为双峰曲线, 次峰明显低于首峰; Pn季节变化也为双峰曲线; Pn与气孔导度呈显著正相关, 与蒸腾速率、光照强度呈正相关, 与胞间CO₂ 浓度呈显著负相关, 但与温度的相关性不明显。     

日光温室草莓光合特性及对CO2浓度升高的响应

 运用美国LI-COR 公司制造的LI-6400 便携式光合作用测定系统, 研究了日光温室草莓盛果期的光合特性及对CO₂ 浓度升高的响应。结果表明, 叶片净光合速率(Pn) 日变化呈双峰型, 有明显的“光合午休”现象, 第1 个峰值出现在10 时左右, Pn 达到CO2 13. 1μmol·m^-2·s^-1; 第2个峰值出现在16 时,Pn 为CO₂ 9. 5μmol·m^-2·s^-1。造成光合午休的主要原因为气孔因素, 中午光照强度最大, 叶片与空气之间的水蒸气压差、气孔限制值达到最大值, 空气相对湿度、气孔导度、胞间CO₂浓度达到最小值, 出现光合午休。在CO₂浓度低于600μmol·mol^-1, 光照强度为1 000μmol·m^-2·s^-1时, 草莓CO₂饱和点为943. 3μmol·mol^-1, CO₂补偿点为91. 7μmol·mol^-1, Pn 高于光强更高者。     

设施栽培条件下葡萄盛花期的光合特性

 对设施栽培条件下‘红双味’葡萄花期净光合速率(Pn) 日变化规律, 设施内各生态因子,尤其是光照强度和CO₂ 浓度对葡萄光合作用的影响进行了研究。晴天栽培设施内葡萄叶片的Pn 日变化呈明显的双峰曲线, 阴天时葡萄叶片Pn 的日变化趋势主要决定于光照强度的日变化。晴天的Pn 明显高于阴天。研究葡萄叶片Pn 对光照强度和CO₂ 浓度的响应曲线得出, 葡萄叶片的光饱和点为1000μmol·m^-2·s ^-1 , 光补偿点为21.3μmol·m^-2·s ^-1 , CO₂ 饱和点为700μL·L ^-1 , CO2 补偿点为54.6μL·L ^-1 。     

琯溪蜜柚光合特性的研究

 利用Li-6400 光合作用仪对田间条件下7 年生琯溪蜜柚的光合特性进行了系统研究。结果表明: (1) 琯溪蜜柚外围叶片晴天的净光合速率(P_n) 日变化为双峰曲线, 首峰出现在8～10 时, 次峰值小于首峰值, 出现在14 时以后; 阴天呈单峰曲线; 内膛叶片P_n 日变化有双峰、单峰和锯齿形3 种类型。(2)观测期内P_n季节变化近似双峰曲线。(3) 不同月份和不同枝条叶片Pn 对光和CO₂ 响应有较大差别, 光补偿点和饱和点分别为16～46 和1 026～1 656μmol·m^-2·s^-1 , 表观量子效率0.01725～0.05431 ; CO₂ 补偿点和饱和点分别为51～80 和822～926μmol·mol ^-1 , 羧化效率0.01769～0.05191 ;P_n对CO₂ 的响应进程近似双曲线。(4) P_n与气孔导度、蒸腾速率、光照强度正相关, 与胞间CO₂ 浓度负相关, 与温度、湿度和叶面水气压亏缺的相关性比较复杂。(5) P_n 与叶片的叶绿素含量和比叶重之间没有明显相关性。(6) 光合适温为24～34 ℃。     

光强阶跃下番茄叶片光合系统的响应动态

 在蓝光LED照射光强阶跃与反阶跃下,采用CIRAS-2光合测试系统和QE65000光纤光谱仪,同步测试分析了番茄叶片光合系统的CO₂吸收速率Pn、胞间CO₂浓度C_i、气孔导度G_s、叶绿素荧光F₆₈₀参数的动态响应。光强发生阶跃升高时,各阶跃阶点或起点下番茄叶片P_n动态进程均呈现从原稳态到终稳态趋饱和增加趋势,C_i均与P_n呈镜像对称的变化趋势,Gs均呈现轻微的先下降后回升的变化趋势,F₆₈₀均呈现轻微起伏式骤然升高趋势;而光强发生反阶跃下降时,各反阶跃落点或起点下番茄叶片P_n的动态进程均与光强阶跃升高时相反。在200 μmol &;#8226; m-2 &;#8226; s-1的相同阶跃量下,随着阶跃起点的增加,P_n从原稳态至终稳态的增幅逐渐减小。综合分析表明,在光强阶跃升高后,通过对叶绿素荧光F₆₈₀动态变化计算的非饱和激发光下的实际光化学效率Y(II)′ 随着光强阶跃量的增加呈现趋饱和增加趋势,这表明与光能电子传递速率有关的光强水平阶跃升高会给光合碳吸收提供更多的能量驱动力,从而表现出P_n从原稳态到终稳态的趋饱和增加;而在光强阶跃升高后G_s均维持在较高水平,虽在很短时间内有小幅下降波动,但是对CO₂进入胞间以及Pn的动态进程无显著影响;可是在光强阶跃升高后C_i下降幅度较大,与光合暗反应对胞间CO₂的快速吸收消耗有关,会对P_n的动态进程有一定程度影响。     

瓜叶菊耐热无性系离体筛选初步研究

以编号为B₁ 、N₁ 、Z₁的瓜叶菊增殖期的愈伤组织和丛生芽为材料,用高温胁迫和羟脯氨酸 (HYP)分别作为直接和间接选择压,进行了瓜叶菊耐热无性系的离体筛选研究。结果表明：⑴ 离体直接筛选的适宜选择压为40℃16-20 h,HYP)间接筛选的适宜浓度为30m mmol·L-¹;⑵ 经过直接选择、HYP与高温胁迫结合多次筛选获得了Z_1-1-1和 N_1-2-1 两个耐热无性系;⑶ Z_1-1-1 与对照母株Z1在叶片厚度、气孔指数、栅栏组织厚度/海绵组织厚度(TPT/TST)方面存在显著差异,成年植株Z1-1-1 和Z1在花的育性上也差异明显,Z₁结实率85%以上,而Z_1-1-1在人工授粉的情况下结实率也仅1.0%;N_1-2-1和其对照母株N1在形态和花的育性上没有明显差别;⑷ 在40℃24 h胁迫后,Z_1-1-1和 N_1-2-1的热害指数、细胞丙二醛含量、电解质伤害性外漏率都低于其对照母株,而POD、SOD活性明显高于其对照母株。     

辣椒幼苗叶片解剖特征及光合特性对弱光的响应

 以弱光适应性不同的4个辣椒(Capsicum annuum L. )基因型（甜味型和辣味型）为试材,在人工气候室内研究了弱光（75~100 μmol·m^-2·s^-1）条件下辣椒幼苗叶片显微结构、叶绿体超微结构、气孔特征特性,以及光合特性的适应性变化。结果表明,弱光下辣椒幼苗叶片变薄,栅栏组织/海绵组织比值增加,'伏地尖'（辣味型）和'上海园椒'（甜味型）具有较高的栅栏组织/海绵组织比值;叶绿体数目减少,但叶绿体变大,基粒数、基粒厚度和基粒片层增加,淀粉粒增大、增多,2个辣味型材料比2个甜味型材料具有较高的叶绿体数和基粒数。辣椒（甜味型）展叶过程中下表皮气孔密度下降,而展叶14 d以后的气孔指数和单片叶气孔数变化不大。弱光下叶片气孔密度、气孔指数和单片叶气孔数减小,但气孔变大,其中'上海园椒'气孔纵轴、横轴较正常光照下增加,'20078'则横轴显著增加;弱光环境中叶片表皮细胞变大并发生扭曲皱褶,气孔与表皮平齐或略显外突,保卫细胞角质层上可观察到明显的环状褶皱。弱光下辣椒幼苗的光饱和CO₂同化速率(Asat)、暗呼吸速率(Rd)、夜间呼吸速率(R_n)、光呼吸速率(R_p)、光补偿点(LCP)、光饱和点(LSP)、CO₂补偿点(Г)、CO₂饱和点(CSP)、羧化效率(CE)以及RuBP最大再生速率下降,表观量子效率(Фi)上升;辣味型较甜味型材料Asat下降幅度较小,并且具有较低的LCP 、LSP 及其Rd 、Rn和Rp。弱光下各基因型辣椒的光合启动时间均有所延长,弱光敏感性材料表现更为明显。