甘蓝型油菜桔红花色基因Bnpc2紧密连锁标记的开发及其应用

培育出带有标记性状的甘蓝型油菜桔红花色恢复系,在杂交种制种过程中可以起到指示作用来去除恢复系杂株,从而提高杂交种纯度和产量。开发与甘蓝型油菜桔红花色基因紧密连锁的分子标记,有利于快速培育出甘蓝型油菜桔红花色恢复系。前期研究表明,甘蓝型油菜桔红花色性状受Bnpc1和Bnpc2两对隐性核基因控制,并将Bnpc1定位到151 kb的区间范围内。本研究以BC3分离群体(即与轮回亲本回交三代且经过等位性检验仅在Bnpc2位点处发生分离的群体)为材料,利用AFLP和SSR标记技术对基因Bnpc2进行了基因定位,获得18个与Bnpc2紧密连锁的分子标记,其中两侧最近的标记分别为4个共分离的SSR标记(BnA09-19, BnA09-22, BnA09-24, BnA09-25)和P11/MC02,它们与目的基因的遗传距离分别为0.12和1.74 cM,标记间的遗传距离为1.86 c M,因而甘蓝型油菜桔红花色基因Bnpc2被锁定在1.86 cM的区间范围内。同时,筛选得到1个与基因Bnpc2紧密连锁的共显性标记BnA09-22。利用与基因Bnpc1和Bnpc2紧密连锁的共显性标记进行分子标记辅助育种,选育出1个甘蓝型油菜桔红花色恢复品系4750R,并进行了三系配套,审定了甘蓝型油菜杂交种‘青杂15号’。     

甘蓝型油菜白花基因InDel连锁标记开发

碱基插入/缺失(InDel)是基因组上广泛分布的遗传变异形式。但甘蓝型油菜白花基因InDel连锁标记还未见有关研究报道。本研究以甘蓝型油菜双单倍体(doubledhaploid,DH)纯系黄花Y05和甘蓝型油菜纯系白花W01杂交构建F2群体。在F2群体中选取30株极端纯白花和30株极端纯黄花构建叶片DNA子代池,对亲本和DNA子代池进行30×重测序。以法国甘蓝型油菜Darmor-bzh为参考序列, QTL-seq流程和PoPoolation2流程相互结合鉴定白花基因候选区间, 2种方法均将白花基因定位于法国甘蓝型油菜Darmor-bzh C03染色体52～54 Mb区间。利用IGV软件可视化白花基因候选区间插入缺失(InDel)变异位点,依据候选区间序列信息设计InDel引物,聚丙烯酰胺凝胶电泳筛选到8个与白花基因连锁共分离的InDel标记。上述研究为甘蓝型油菜白花基因精细定位和分子标记辅助选育以及白花基因功能标记开发奠定了研究基础和工作思路。     

GBS高密度遗传连锁图谱定位甘蓝型油菜粉色花性状

甘蓝型油菜花瓣颜色是重要的观赏性状,花瓣颜色的选育和改良已成为材料创制的主要研究方向。目前对甘蓝型油菜粉色花性状定位研究未见报道。本研究以甘蓝型油菜纯系黄花62和甘蓝型油菜纯系粉花77为亲本构建双单倍体(doubled haploid,DH)群体。利用简化基因组测序技术(genotyping-by-sequencing,GBS)筛选出3253个单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)标记,构建了全长1766.06 cM甘蓝型油菜连锁图谱,标记间平均遗传距离为0.54 cM;使用WinQTL Cartographer复合区间作图方法对粉色花性状进行数量性状座位(quantitative trait locus,QTL)定位,检测到位于A07和C03染色体上各1个QTL;将定位区间内基因与甘蓝和白菜同源基因进行线性比对,在这些区间中找到了一些存在于3个物种的同源基因;对粉色花定位区间内基因进行可变剪切分析发现,2个花色相关基因BnaA07g15980D和BnaA07g17500D在亲本粉色花瓣中发生内含子保留可变剪切。上述研究结果为甘蓝型油菜粉色花相关基因精细定位和分子连锁标记开发提供了更多线索。     

甘蓝型油菜白花性状的遗传及AFLP标记

甘蓝型油菜的白花性状是一种有用的指示性状,本研究以甘蓝型白花油菜及其分离群体为材料,对甘蓝型油菜的白花性状的遗传规律进行了研究。结果表明,甘蓝型油菜的白花性状受1对不完全显性基因控制。利用集团分离法(BSA)对白花基因进行AFLP分析,在256对AFLP引物中共获得6个与白花基因紧密连锁的分子标记。EA11MC04与EA12MC01为基因两侧最近的分子标记,其遗传距离分别为0.8,1.0 cM。     

利用InDel标记构建甘蓝型油菜的分子身份证

由于甘蓝型油菜品种数量的增多和品种间的遗传多样性水平较低,仅根据农艺性状对品种进行鉴别的难度逐渐增大。为准确快速地区分油菜品种,本研究从186个InDel标记中筛选出19个InDel标记,这19个In Del标记来自甘蓝型油菜的不同染色体上,并且每个InDel标记在品种(系)间均只有2种等位变异;通过对19个In Del标记在品种中的等位变异进行数字化赋值,构建了76份甘蓝型品种(系)和2份白菜型油菜品种的分子标记身份证。利用InDel标记构建甘蓝型油菜分子身份证的操作简便可行,并且品种(系)的标记信息数据更加简洁直观,有助于油菜品种资源的有效区分和利用,可以在油菜品种的纯合度鉴定、真实性鉴定和品种权益保护等方面提供帮助。     

基于SNP遗传图谱定位甘蓝型油菜分枝角度QTL

分枝角度是油菜株型的重要性状,与油菜的耐密植性密切相关。本研究利用油菜分枝角差异显著的育种亲本材料1098B (分枝角小)和R~2 (分枝角大)杂交获得F1,通过小孢子培养获得含163份株系的DH群体。以油菜60K SNP芯片进行DH群体基因分型,构建高密度遗传图谱,并利用QTL Cartographer 2.5对2个环境下油菜顶端分枝角和基部分枝角进行QTL分析。结果表明,构建的高密度遗传图谱覆盖甘蓝型油菜19条染色体,包含9521个多态性SNP标记, 1442个簇(bin),覆盖基因组长度为2544.07 cM,相邻簇(bin)之间平均距离为1.76 cM。在此图谱基础上采用复合区间作图法(CIM),在2个环境下检测到17个分枝角度QTL,分别位于A01、A02、A03、A06、A09、C02、C03、C04、C06和C08染色体上,单个QTL解释的表型变异为6.39%～21.78%。用比较基因组方法与拟南芥分枝角度同源基因区间比对,鉴定出其中6个QTL的12个候选基因。其中位于A03连锁群QTL在2年的试验中被重复检测到,根据物理位置和基因组信息推测VAMP714为分枝角度的候选基因。这些QTL和候选基因将为油菜分枝角度的遗传改良提供有用的信息。     

基于QTL和转录组测序鉴定甘蓝型油菜耐旱候选基因

干旱胁迫严重限制了甘蓝型油菜种植面积的扩大和产量的提升。耐旱性是由多基因控制的复杂数量性状,将QTL定位与转录组测序相结合,是鉴定甘蓝型油菜耐旱候选基因的有效手段。本研究对甘蓝型油菜干旱敏感品系三六矮和耐旱品系科里纳-2构建的F_2:6和F_2:8重组自交系群体幼苗进行正常灌溉和干旱胁迫处理,测定地上部鲜重、地上部干重、叶片相对含水量、丙二醛和可溶性糖含量,利用SSR和SNP多态性分子标记构建遗传连锁图谱,鉴定耐旱相关QTL和候选区间,结合耐旱材料No11和干旱敏感材料No28的转录组测序,筛选耐旱相关候选基因。研究结果表明:干旱胁迫使甘蓝型油菜幼苗地上部鲜重、地上部干重和叶片相对含水量下降,使叶片丙二醛和可溶性糖含量上升;耐旱相关QTL和候选区间分布于A01、A02、A06、A08、A09、A10、C02、C03、C04、C06和C09染色体;对耐旱材料和干旱敏感材料正常灌溉、干旱24 h、36 h和48 h进行转录组分析,主要差异表达基因显著富集到光合作用、脂肪酸代谢、氨基酸代谢、植物激素信号转导、核糖体、昼夜节律及角质、木栓素和蜡质的生物合...     

甘蓝型油菜花叶性状的遗传及基因定位

为明确甘蓝型油菜花叶性状的遗传特点,开发与花叶性状连锁的分子标记。以甘蓝型油菜品系2205(圆叶)、1423(花叶)为亲本,构建了3个世代群体:F1、BC1和F2,探讨花叶性状的遗传规律;利用分子标记技术对花叶基因进行定位。结果表明,F1植株叶形表现为花叶,BC1(F1×2205)和F2中花叶与圆叶的植株分离比分别符合1∶1和3∶1,说明甘蓝型油菜的花叶性状受1对不完全显性基因控制。利用集团分离法(BSA)筛选637对SSR引物,共筛选到了3个与花叶基因紧密连锁的SSR标记:CB10079、BNGMS114和BNGMS385。连锁分析发现,这3个连锁标记均位于花叶基因的一侧,其中BNGMS114与花叶基因的遗传距离最近,其遗传距离为2.5 c M。将这3个连锁标记的序列与白菜基因组的序列进行比对,结果发现它们与白菜A10染色体的序列共线性较好,花叶基因位于A10染色体的15.70 Mb下游区段。上述标记的获得为油菜花叶性状的分子标记辅助选择育种以及花叶基因的克隆奠定理论基础。     

分子标记辅助选择改良甘蓝型油菜种子油酸和亚麻酸含量

本研究以甘蓝型油菜SW HickoryxJA177产生的SJ DH群体为材料,利用混合分离群体法(Bulked Segregant Analysis,BSA)的原理快速筛选到2个SSR分子标记(BRMS007和BRGMS630)与油酸含量相关,4个SSR分子标记(sN2025,BoGMS798,Na12 D09和OI1...     

基于BSA-seq技术对豌豆花色基因的精细定位

BSA-seq技术在挖掘农艺性状相关的新基因中已被广泛应用,随着豌豆首个参考基因组问世,将BSA-seq技术结合豌豆基因组的基因定位策略势在必行。本研究利用紫花亲本G0004562、白花亲本G0002930以及F₂群体,通过BSA-seq技术对豌豆花色基因进行初步定位,获得31.42Mb定位区间,再通过设计InDel分子标记分析进一步缩小定位区间,最终将目标基因定位在包含19个基因的0.99 Mb区间内,通过基因注释信息推测出Psat6g060480.1为豌豆花色候选基因。本研究结果验证了BSA-seq技术快速高效定位豌豆花色基因的可行性,为利用该技术挖掘豌豆其他重要农艺性状相关基因奠定了基础。     

脐橙新品种‘龙回红’果实发育后期外观品质及内在营养成分的动态变化

‘龙回红’脐橙由‘纽荷尔’脐橙芽变而来,2012年经江西省农作物品种审定委员会认定的脐橙新品种,其变异株系适应性强,多数生物学性状均优于其母本‘纽荷尔’脐橙。为更全面了解该脐橙品种在果实发育成熟阶段的外观品质及内在营养成分的动态变化情况,本研究以‘龙回红’脐橙及其母本‘纽荷尔’脐橙为试材,对以上两个脐橙品种果实发育后期的相关生理生化指标进行测定,结果表明:随着果实的发育成熟,‘龙回红’和‘纽荷尔’的外观品质(单果重及横,纵径,果皮色差指数)呈逐渐上升的变化趋势;可溶性固形物(total soluble solid, TSS)、总糖、维生素C (vitamin C, Vc)含量呈先上升后下降的趋势,可滴定酸(titratable acid,TA)含量呈逐渐下降的变化趋势。‘龙回红’脐橙果实的红绿色差a*、色差指数(citrus colour index, CCI)、TSS、总糖含量、单果重及横、纵径均高于‘纽荷尔’脐橙,TA和Vc含量低于‘纽荷尔’,其外观品质和果实风味优于‘纽荷尔’脐橙。     

卵形家族蛋白对植物生长发育的调控作用

卵形家族蛋白(ovate family proteins, OFPs)是仅存在于植物且具有保守OVATE结构域的一类转录抑制因子。Ovate最早在番茄中克隆并定位于2号染色体上。GTA496-TTA493的单核苷酸突变使得终止密码子提早出现而导致果实由圆形变为梨形。后来在拟南芥、水稻、辣椒、香蕉等植物中陆续开展了其功能研究。发现它是通过直接调控靶基因的表达或者与其它转录因子的相互作用来调控植物生长发育过程的。本文综述了其对果实形状、果实成熟及品质形成、胚珠发育、维管束发育、次生细胞壁的形成等方面的研究进展及可能的调控作用机制,以期为采用生物技术手段利用该蛋白调控植物生长发育提供理论依据。     

铁筷子嫩叶转录组信息及SSR标记初步分析

铁筷子是毛茛科植物,既是重要中药材,也是新兴的高档宿根花卉。本研究以中国原产铁筷子幼嫩叶片为试材,采用二代测序技术对材料进行转录组测序,通过对原始数据进行质量控制,并用Trinity软件等对处理后数据进行拼接,获得了高质量转录本和Unigenes。对Unigenes进行序列比对、功能注释和分类、基因编码区预测及单核苷酸多肽标记(SSR)分析,结果显示,本次测序共获得转录本94 067条,代表的Unigene共有70 119条;Unigenes在非冗余蛋白数据库(Nr)比对,E值得分最高的物种中,睡莲占比最高;Unigenes在GO分类中注释到46个次级功能条目,在KOG功能分类中"翻译后修饰,蛋白开关和分子伴侣"功能注释到的基因最多;通过Nr数据库和软件分析,共有58 403个基因编码区被预测到;同时软件分析共获得SSR分子标记9 057条。本研究较早地为铁筷子的分子研究提供了转录组数据,相关研究结果对促进今后铁筷子基因发掘、分子标记育种等工作将产生积极意义。     

杜仲Dirigent1基因的原核表达及蛋白纯化

植物Dirigent蛋白认为指导木脂素和木质素的生物合成,同时在生物防御应答,次生代谢调控和病原体抗性的过程中起到了重要的作用。本研究以实验室前期克隆得到杜仲Dirigent1基因(EuDIR1)为基础,利用基因重组技术构建pET-30a-EuDIR1原核表达载体。重组载体转化大肠杆菌BL21 (DE3)中,在15℃下0.1 mmol/L异丙基硫代β-D-半乳糖苷诱导6 h后,蛋白的沉积量达到最高值,表达模式主要为包涵体。对包涵体进行溶解,使用镍-亚氨基二乙酸亲和层析柱进行纯化。收集纯度较高的洗脱组分进行透析复性,并用15%十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳和Western Blot鉴定重组蛋白。结果表明,成功构建了pET-30a-EuDIR1原核表达载体,表达菌株诱导后在相对分子质量约18 kD处有1条特异性蛋白条带,包涵体纯化、复性后,经Western Blot鉴定,获得可溶性且纯度较高的重组蛋白。实验中得到的EuDIR1蛋白为体外生化实验提供了科学依据。     

水稻杂种优势遗传基础研究进展

杂种优势是一种普遍而广泛存在的生物学现象,作物杂种优势的遗传基础研究虽经历了百余年,但对其遗传机理的认识仍不甚深入。然而,在作物杂种优势的应用技术研究和杂交种的培育方面,成效斐然。本研究从杂种优势的经典遗传假说、水稻QTL单位点与杂种优势、QTL互作与杂种优势及基因差异表达与杂种优势等方面,综述了水稻杂种优势的遗传研究进展,提出在不同的杂交水稻组合中,显性作用、超显性作用和上位性互作效应均有体现,有利显性位点的积累可能是水稻亚种内杂种高产的基础,而少数超显性位点及基因间的互作可能在亚种间杂种优势中发挥着更重要的作用。随着籼粳亚种间杂种不育的遗传机制的破解,采用在籼稻或粳稻遗传背景下,通过籼渗粳或粳渗籼利用籼粳亚种间杂种优势的技术策略,已实现了杂交水稻高产育种的新跨跃。     

一株毛红椿种腐病原菌JZF 02的分离鉴定及生物学特性研究

从江西九连山霉烂毛红椿种子上分离种腐病原菌,采用形态学和分子生物学方法对其进行鉴定,并采用菌落直径法研究其在不同培养基、温度、pH以及多种碳氮源条件下的生物学特性。结果表明:从霉烂毛红椿种子上分离到一株对毛红椿种子具有强致病性(编号为JZF02)的真菌,经鉴定为厚垣镰刀菌(Fusarium chlamydosporum);该菌菌丝在不同培养基上的生长速率表现为PSA>PDA/MA>CA>CD;该菌能利用多种碳氮源,但铵盐不适合该菌生长;在0~40℃均能生长,最适生长温度为25~30℃;在pH5~12条件下均能生长,其中最适pH为8。本研究为掌握厚垣镰刀菌引起的毛红椿种子病害发生规律及采取防控措施提供了理论依据。     

双PBL模式在“食品工艺学实验”课程中的应用

针对传统"食品工艺学实验"教学过程中存在的不足,将基于问题的学习(Problem Based Learning)和基于项目的学习(Project Based Learning)模式同时引入"食品工艺学实验"教学,构建双PBL教学模式,并将此教学模式在江西农业大学食品学院进行实施。此教学模式能有效引导学生将"食品工艺学"理论知识与实验实践相结合,激发学生的学习兴趣和热情,实施效果显著。     

植物群落的概念与优化设计

本研究明确了园林植物群落的概念,强调了园林植物群落在园林设计中的重要性。剖析了植物群落在园林设计中存在的问题,并提出了相应性的解决方案。本研究以哈尔滨某高校植物群落为例,对其进行了优化设计探讨,以期为园林植物群落设计水平的提升,提供出有益的参考。     

杜仲愈伤组织及其叶和皮的抗氧化活性及降血糖能力比较

本研究用60%甲醇和60%乙醇提取杜仲愈伤组织与杜仲叶和杜仲皮的活性成分,测定其总黄酮和总酚含量,比较分析其抗氧化活性及降血糖能力。结果表明,杜仲叶中总黄酮含量和总酚含量最高,杜仲愈伤组织次之,杜仲皮最低。杜仲叶中60%甲醇和60%乙醇提取物中总黄酮含量分别达到283.738 mg QuE/g DM和285.065 mg Qu E/g DM,总酚含量分别达到59.100 mg GAE/g DM和66.720 mg GAE/g DM。抗氧化活性分析表明,60%甲醇提取物DPPH·和ABTS+·清除能力均为叶>愈伤组织>皮,对Fe2+络合能力为愈伤组织>叶>皮。60%乙醇提取物对DPPH·和ABTS+·清除能力均为叶>皮>愈伤组织,对Fe2+络合能力为叶>愈伤组织>皮。60%甲醇和60%乙醇提取物对α-葡萄糖苷酶活性抑制能力均为叶>皮>愈伤组织。相关性分析表明,杜仲总黄酮、总酚与DPPH·清除能力的相关系数分别为-0.975、-0.972,与ABTS+·清除能力的相关系数分别为-0.988、-0.986,表明总黄酮和总酚与DPPH·清除能力、ABTS+·清除能力具有显著相关性。总黄酮、总酚与Fe2+络合能力的相关系数分别为-0.541、-0.514,说明总黄酮、多酚与Fe2+络合能力之间有一定的相关性。总黄酮、总酚与α-葡萄糖苷酶活性抑制能力的相关系数分别为-0.871、-0.883,说明总黄酮、多酚与α-葡萄糖苷酶活性抑制能力具有显著相关性。本研究为传统药用部位杜仲皮的替代品开发和利用提供科学依据。     

杨树PeNHLd基因的克隆与表达模式分析

含有NHL结构域的基因在人类、动物和微生物的生长发育过程中扮演着重要角色,但是在植物中关于该类基因的研究还未曾有过报道。为了探究该类基因在植物中的表达模式,本研究以"南林895"杨为材料,采用RACE技术克隆得到了PeNHLd基因,并通过RT-PCR对预测的ORF框进行了验证。杨树PeNHLd基因包含7个外显子和6个内含子,其c DNA全长为1 971 bp,包括1个1 449 bp的开放阅读框,可编码482个氨基酸,预测其蛋白质分子质量为53.9 kD,理论等电点7.24;该蛋白含有3个跨膜螺旋和2个保守的NHL结构域。实时定量PCR结果显示,Pe NHLd基因在干旱、高盐、激素、病原菌侵染等胁迫下有着明显的动态表达模式,对这些胁迫做出了迅速而强烈的响应;同时该基因在杨树根、茎、叶等不同组织器官中存在显著的表达差异,有着明显的组织特异性。本研究为探究PeNHLd基因在植物中的表达模式提供理论依据。