甘蓝型油菜抗旱性鉴定研究进展

甘蓝型油菜抗旱育种的最终目的是培育干旱条件下节水、高产的新品种。笔者通过形态及生长发育指标、生理生化指标(光合作用、渗透调节、抗氧化酶活性、内源激素、水分利用率等)、产量和品质指标、综合评价指标等对油菜抗旱性鉴定研究进行了回顾式分析,认为水分胁迫对油菜不同时期形态及生长发育具有重要影响。通过回顾式研究,对甘蓝型油菜抗旱性鉴定研究的现存问题进行分析,并对相关指标与技术展开讨论,以期为油菜抗旱性研究和生产提供参考。同时甘蓝型油菜抗旱性分子机制的阐明必然将油菜抗旱育种研究带入一个崭新的阶段。     

水稻抗旱生理生化及其相关基因研究进展

干旱胁迫是影响水稻生长发育的重要环境因素之一。水稻在干旱胁迫条件下,产生相应的生理变化并诱导特定相关基因的表达,这些生理变化与相关基因的表达减少了水稻在干旱胁迫条件下带来的伤害。选育抗旱新品种不但可以节约水资源,而且有利于提高水稻产量。该文对水稻抗旱生理生化机制和抗旱基因的最新研究进行阐述,为提高水稻抗旱性和抗旱育种提供理论依据。     

水稻生长对干旱胁迫的响应及抗旱性研究进展

水稻是我国主要粮食作物,也是用水量最多的作物.研究水稻抗旱性,培育抗旱水稻品种,实现水资源不足背景下水稻的高产和稳产,有助于缓和粮食生产与水资源短缺之间的矛盾.国内外学者对水稻抗旱机理、抗旱鉴定指标以及抗旱相关基因的分析等做了大量研究并取得了突破性进展.本文从形态特征、生理生化特性以及分子水平等方面综述了干旱胁迫对水稻生长的影响,全面了解水稻在干旱胁迫下的形态变化及其生理生化抗旱机制,以期为鉴定筛选抗旱种质、选育抗旱品种提供参考.     

向日葵抗旱性鉴定评价方法及其相关QTL定位研究进展

向日葵是中国五大油料作物之一,具有一定的经济价值,随着全球气候的变暖,干旱缺水成为影响其生长及产量的一个主要的非生物逆境因素,严重阻碍了向日葵的生产和可持续发展。想要从根本上缓解干旱危机给向日葵带来的减产危机,提高向日葵的抗旱性、培育抗旱品种是最经济有效的解决办法。为了给向日葵抗旱育种提供参考,本研究阐述了向日葵抗旱机制、向日葵抗旱性鉴定指标研究、向日葵抗旱性鉴定与评价方法,以及向日葵抗旱相关性状的QTL定位的研究进展,并展望了向日葵抗旱性研究的发展方向,以期为今后深入探究向日葵抗旱分子机制、加快向日葵抗旱分子遗传育种提供帮助。     

作物抗旱性及抗旱育种研究进展

干旱胁迫严重影响着作物生长发育。主要从作物形态、渗透调节、光合作用、细胞膜及其结构的保护机制、干旱传感和信号转导、转录因子以及干旱诱导蛋白等方面对作物杭旱生理及其分子机制研究进展进行概述。以及对传统杭旱育种和现代分子杭旱育种作一简要概述。以期为我国杭旱农业研究与杭旱育种提供一些思路。     

小麦新品种临丰3号选育研究

水资源贫乏是制约小麦生产可持续发展的重要障碍因子,培育抗旱节水、高产优质小麦新品种则是突破这一瓶茎的有效途径。本文对优质抗旱高产小麦新品种临丰3号的选育技术进行了分析,从遗传基础、品种特性、高产稳产性能、抗逆性能四方面阐述了该品种的特性,探讨了今后旱地小麦育种目标及方向,期望为提高小麦抗逆育种水平和效率提供依据。     

甘蔗野生种蔗茅的形态多样性分析

蔗茅(Erianthusfulvus)是甘蔗育种中极为重要的野生种质资源,研究其形态性状的遗传多样性对选育抗旱、抗寒、耐贫瘠、高蔗糖分含量的甘蔗新品种极为重要。为深入研究利用蔗茅野生资源,以保育在云南农业大学甘蔗研究所甘蔗种质资源圃的48份蔗茅无性系为试验材料,进行包括株高、叶宽、节间长度、茎径、锤度的田间调查和统计分析。结果表明,48份蔗茅材料在所调查性状上具有显著差异,变异系数介于9.37%~33.52%之间;基于5个性状的聚类分析将所分析材料分为了3类以及很多小类群,表明所研究蔗茅资源具有丰富的遗传多样性。研究结果对蔗茅资源在甘蔗育种中的利用具有重要参考价值。     

作物抗旱生理与分子作用机制研究进展

干旱胁迫是影响植物生长发育的主要逆境因子之一,从形态指标、渗透调节、活性氧清除、内源激素、胁迫诱导蛋白等方面对作物耐旱生理及其分子机制研究进展概述,以期为我国抗旱农业研究与生产提供一些思路。     

植物旱害及抵御植物旱害途径的研究进展

综述了植物旱害类型;植物抵御干旱反应的途径;干旱伤害植物的机理以及植物抗旱的机制;农业上如何使用合理的栽培措施和化学物质避免干旱的危害.简述了常规育种技术和现代分子育种技术相结合选育优良抗旱高产品种的进展.为农业抵御和降低干旱危害,培育抗旱农作物品种提供参考.     

花生分子育种研究概况与前景展望

从花生种质资源遗传多样性分析、指纹图谱构建、重要性状分子标记和QTLs定位、分子标记辅助选择以及转基因研究5个方面,对国内外花生分子育种的现状进行了概述,并指出了当前花生分子育种存在的主要问题和发展前景,以期为加快花生新品种选育提供参考依据.     

小麦材料CH7034中成株期抗白粉病QTL定位

小麦生长过程中常因白粉病侵扰而造成产量和品质损失,发掘新抗源、鉴定新位点是小麦品种抗性改良的基础。CH7034是本实验室选育的一份抗白粉病材料。本研究利用芯片技术对CH7034与感病品种SY95-71的重组自交系(recombinant inbred lines, RIL)群体进行扫描,结合3年成株抗白粉病鉴定数据,鉴定出5个QTL-Pm,之后开发SSR标记对主效位点QPm.sac-2B.1 (表型变异解释率为30.6%~33.6%)进行图谱加密,进一步将其定位在小麦2B染色体长臂683 034 934~703 889 622基因组区段内,侧翼标记为X2BL-NRM12和X2BL-NRM17。本研究结果为小麦抗病育种提供了新抗源和可用于PCR检测的常规分子标记。     

pBAR载体构建及其转化罗汉果的分析

为了创制可免除人工授粉的转基因罗汉果雌性品系,利用植物双元表达载体pBI121-Gus,构建幼果实特异启动子2A11与单性结实相关基因rolB的嵌合基因表达载体pBAR (pBI121-2A11-rolB)。以罗汉果雌株叶盘为材料,以EHA105农杆菌介导遗传转化,经PCR扩增,鉴定出阳性植株,对阳性雌株进行扩繁、生根,最后移栽大田,并观察转基因植株的单性结实性状表现。结果显示,成功构建了单性结实相关基因的pBAR嵌合双元表达载体;转化感受态根癌农杆菌EHA105后,进一步转化雌株叶片,经过对叶片分化苗的检测,得到7株阳性植株,转化率为14.29%。为提高成活率,扩繁7株阳性植株,获得37株转基因单性结实植株株系,其中有8株正常开花,占总数的21.62%,正常开花的植株,未经人工授粉,发育成幼果,表现出单性结实性状。本实验在克隆单性结实相关基因和果实特异启动子的基础上,构建嵌合基因载体,通过根癌农杆菌介导的叶盘转化法,获得了转基因罗汉果单性结实雌株系,为后续研究罗汉果单性结实性的遗传、生理、品种综合改良和深入利用提供了基础。     

花生DNA的五种改良CTAB提取方法的比较分析及其应用

花生是世界上重要的油料作物和经济作物之一,也是最重要的植物食用油来源之一,但花生分子标记和功能基因组学等分子生物学研究较落后。因此,本研究旨在建立适合自身的花生基因组DNA的提取方法,为开展花生分子标记研究和分子生物学研究提供帮助。本研究使用了5种改良CTAB法提取花生基因组DNA,所得DNA的纯度和浓度分别通过琼脂糖凝胶电泳和紫外分光光度计检测,再利用8种分子标记技术的48条单引物和4对转座子保守区扩增引物对提取获得的花生基因组DNA的质量进行扩增验证和应用。结果表明:(1)综合花生基因组DNA的质量检测数据以及花生分子标记技术和转座子保守区的扩增验证结果来看,五种改良CTAB法的DNA提取效果表现依次为:方法一>方法五>方法四>方法三>方法二,其中方法一为最佳首选,方法五和方法四的提取效果也好,但是由于其有利用到强腐蚀性的平衡酚,不安全且不环保,所以不推荐;(2)在花生上建立了8种分子标记技术和4类转座子保守区的扩增体系;(3)克隆获得了花生4类转座子保守区序列。本研究为今后开展花生分子标记研究及转座子的克隆鉴定利用提供了帮助。     

利用花药培养技术创制加工型辣椒抗疫病新种质

为培育抗疫病加工型辣椒品种,本研究利用花药培养与分子标记辅助选择(molecular assisted selection,MAS)相结合的方法将抗疫病材料PPTC54和PI201234的抗性基因导入优良自交系939、812、83-3、968和花培双单倍体(doubled haploid, DH) H12-11,进行抗疫病新种质创制的研究。结果表明,在5个加工型辣椒基因型中以(PPTC54×83-3) F1诱导出的胚状体成苗率最高,可达87.1%;流式细胞仪测定36个花培再生株的DNA含量分布,其中单倍体株数占80.6%;经PCR检测,筛选出14个抗疫病DH系,且聚合抗疫病基因的各株系间农艺性状存在差异。本研究说明结合花药培养与MAS可快速创制特异育种新种质,加速育种进程。     

赤霉素及其抑制剂处理对卷丹和珠芽生长的影响

籽种产业是百合产业的基础和始发端,关系到产业能否持续、健康发展。有些百合种/品种在叶腋处能产生珠芽,珠芽是接近于脱毒的小籽球,利用珠芽可大大提高种球繁育效率。因此,百合珠芽生长发育的相关研究可以建立调控珠芽分生的方法,提供百合种球生产新的方式和思路,同时也为百合珠芽发生的分子机制研究奠定基础。本试验以卷丹百合(Lilium lancifolium)为材料,探索了赤霉素(GA3)赤霉素抑制剂(PAC)对卷丹及珠芽生长发育的影响,使用浓度为100 mg/L的外源GA3和PAC溶液、蒸馏水为对照定期对卷丹叶腋处进行喷施,测定卷丹和珠芽的各项形态指标,进行相关分析。试验结果为:GA3处理的卷丹株高、节间长、花苞长和宽较对照分别增长了69.73%、58.81%、29.15%、37.16%;而PAC相应减少了77.06%、69.86%、30.91%和8.93%,PAC使植株茎粗增加。喷施GA3使花期提前半个月而PAC推迟了18 d,另外,GA3对珠芽形成有一定抑制作用,使单株数量减少但是增加了单个珠芽重量,母株上的珠芽可以不经休眠直接萌发;PAC处理显著增加了珠芽厚度并且珠芽分化效率最高,为56.27%。本研究可为珠芽调控方法的建立和分子机制研究提供指导和借鉴。     

基于SSR标记的冬瓜种质资源遗传多样性分析

为了加强冬瓜种质资源的保护和评价,明确资源间的亲缘关系,本研究利用SSR标记在分子水平上对111份冬瓜种质资源进行遗传多样性分析。结果表明,19对SSR引物共扩增出182条条带,其中多态性条带169条,多态率92.86%;通过POPGENE 1.31软件计算每对引物的平均有效等位基因数(Ne)为1.393 2,平均Nei's遗传多样性指数(He)为0.260 1,平均Shannon's信息指数(I)为0.418 7。采用Jaccard相似系数进行种质间的聚类分析,在遗传距离为0.70的位置可将全部种质分为6个类群。通过聚类结果可知,种质材料未按照地理来源划分,但相同果型、籽型的种质资源间亲缘关系较近。本研究基于SSR标记分析冬瓜种质资源遗传多样性并进行亲缘关系的聚类,将为冬瓜种质的保存和利用提供理论依据。     

梨ERF超家族全基因组鉴定及表达分析

中国南方地区普遍存在的由于干旱等原因提早落叶导致的梨二次花现象给生产带来了很大的损失,且该过程可以通过人工摘叶处理进行模拟诱导。乙烯响应因子ERF成员被认为参与了植物的激素应答、生物和非生物胁迫以及生长发育调控过程。本研究基于公开的白梨基因组序列,利用生物信息学方法对其中的ERF因子进行鉴定,并对其分组及各组结构域进行了详细分析。结合课题组采用摘叶诱导二次花形成过程中的梨转录组数据,分析了响应该过程的ERF成员。结果表明,共获得了 211个白梨ERF家族编码基因,并可根据系统进化关系和结构域保守性分为11个组,其中种特有组一个。砂梨摘叶诱导二次花过程的转录组数据分析表明,有37个ERF因子差异表达,摘叶初期(摘叶后7 d)无响应,中期(摘叶后17 d)以下调表达为主,后期上调。对其中的4个差异表达基因进行了实时荧光定量PCR分析验证,结果与转录组分析结果吻合。此研究进一步丰富了梨响应胁迫反应的ERF基因资源,为进一步探讨ERF在成花过程中的作用提供了理论依据。     

白木香倍半萜合酶基因AsVS的克隆与表达分析

法尼基焦磷酸(farnesyl diphosphate, FPP)是植物萜类化合物合成途径的重要前体之一,经不同的酶催化可形成各类萜类化合物,Vetispiradiene合酶可催化FPP形成Solavetivone和Lubimin的前体Vetispiradiene。本研究利用白木香转录组数据,首次克隆了编码白木香Vetispiradiene合酶的基因(命名为As VS, Genbank登录号为MH378283),AsVS基因序列全长为1 632 bp,编码543个氨基酸,该氨基酸序列与马来沉香倍半萜合酶聚类于同一分支,具有较近的亲缘关系,该蛋白植物倍半萜的保守性结构域DDXXD,NST/DTE和R(R)X8W,相对分子量为62.73 kD,理论等电点为5.51,包含40个磷酸化位点;二级结构以α螺旋和无规则卷曲为主;不含跨膜结构域。RT-qPCR分析结果表明AsVS基因在结香剂处理过程中于白木香茎干样品中持续上调表达,其第6天及第9天的表达量分别为对照处理的2.36和5.02倍。此结果为进一步研究As VS基因在白木香萜类化合物的合成及沉香致香成分富集中的功能提供了理论基础。     

转基因HaBADH马铃薯无性一代耐盐性及农艺性状分析

采用分子生物学、形态学及生理检测等方法对转化HaBADH马铃薯无性一代2个株系目的基因整合情况,耐盐性鉴定及农艺性状进行了检测与分析。经PCR、RT-PCR及Southern blot分析,验证HaBADH基因稳定存在于转基因无性一代株系基因组中。当120 mmol/L NaCl持续胁迫20 d后,转基因无性一代株系表现出较强的抗盐能力,B10及B22株高平均增幅均达到15 cm,冠径平均增幅均达到12 cm,对照株高和冠径平均增幅分别达到5 cm和7 cm,平均单株结薯重量分别较对照重9 g和2 g,平均单株结薯数量较对照高0.53个和12.28个,Pro含量显著上升,MDA含量显著下降,进一步表明了转入HaBADH基因可稳定提高马铃薯的耐盐性。     

陆地棉衣分性状的主基因-多基因遗传分析

【目的】衣分是决定棉花产量的重要因素之一,有关其遗传研究相对较少,解析衣分性状遗传的特点,明确不同环境下衣分对产量形成的贡献机制。【方法】以国审优质棉中棉所70为基础构建的250个RIL(Recombinant inbred lines)群体,在黄河流域、长江流域和西北内陆棉区9个环境下对该RIL群体及其亲本进行了表型鉴定,并利用主基因+多基因混合遗传模型综合研究衣分性状遗传变化特点。【结果】母本s GK中156衣分性状在9个环境下均大于父本901-001,RIL群体衣分分布范围为33.91%～40.18%,平均为38.01%,表现为双向超亲,偏度和峰度绝对值都小于1.0,呈正态分布,变异系数为5.36%～8.17%;不同环境下衣分表现为西北内陆棉区>黄河流域棉区>长江流域棉区的趋势;遗传模型是以2～4对主基因或2对主基因+多基因遗传控制,主基因遗传率在1.26%～83.13%,多基因遗传率在27.35%～90.83%,主基因+多基因遗传率在92.00%～99.35%,一般情况下衣分是以2对主基因+多基因遗传为主,在2015年河南安阳、2016年河南安阳和2016年山东临清环境下以2～4对主基因遗传,遗传效应较高,在2015年河南安阳环境下最多检测到4对主基因的存在。【结论】衣分性状主基因+多基因遗传率大于90%,结果有助于进一步阐明优质棉中棉所70产量性状衣分的遗传特征,为不同生态区条件下相互引种和推广提供科学依据,为提高棉花产量、农民增收、QTL定位和高衣分品种选育提供理论基础。