大豆耐盐相关基因研究进展

大豆（Glycine max（L.）Merill）是植物蛋白质和油脂的重要来源。盐胁迫是造成大豆产量损失的主要非 生物胁迫因素。耐盐基因的挖掘对培育大豆耐盐品种至关重要。本文一方面总结了通过正向遗传学获得的大豆 耐盐相关数量性状位点或基因,如萌发期耐盐性主效基因GmCDF1（Glyma.08g102000）、2个出苗期QTL（分别位于6 号和14号染色体）;苗期耐盐性主效基因GmSALT3（Glyma03g32900）以及位于G连锁群的QTL。随着对大豆耐盐性 研究的不断深入,目前认为大豆萌发期、出苗期、苗期的耐盐性无直接相关性。另一方面总结了通过反向遗传学途 径获得的参与离子运输、转录调控等耐盐性基因,以及通过生物工程技术转入外源基因提高大豆耐盐性的研究进 展,期望为解析大豆耐盐分子机制和耐盐育种提供参考。     

大豆耐低磷研究进展

大豆是世界重要的粮油兼用作物,也是人类优质蛋白及畜牧业饲料蛋白的主要来源。大豆是喜磷作物,磷不仅是大豆遗传物质的重要组成成分,同时参与大豆体内酶促、新陈代谢、根瘤固氮等生理生化过程。全世界耕地中近1/2的耕地处于缺磷状态,我国耕地中大约有2/3的耕地属于缺磷状态,磷胁迫是限制大豆产量最主要的因素之一。文章分别从低磷胁迫下大豆形态学变化以及大豆生理生化反应、遗传图谱的构建及大豆耐低磷QTL定位研究进展进行了初步概述,并对大豆耐低磷QTL定位进行了展望,以期为我国大豆耐低磷遗传育种研究提供参考。     

大豆抗病基因定位的分子标记研究进展

综述现代分子标记技术在大豆疫霉根腐病、细菌性斑点病、花叶病毒病、灰斑病、孢囊线虫、瘁死综合症等病害抗病基因定位中的最新进展,并指出抗病基因的群聚分布现象。     

大豆QTL定位的研究进展

QTL定位就是以分子标记技术为工具、以遗传连锁图谱为基础、利用分子标记与QTL之间的连锁关系确定控制数量性状的基因在基因组中的位置.本文综述了大豆农艺性状、生理性状、抗虫性状等的QTL定位及分子标记辅助育种的研究进展.     

水稻耐盐基因定位与克隆及品种耐盐性分子标记辅助选择改良研究进展

土壤盐渍化严重制约水稻生产发展,提高耐盐性已成为水稻育种的重要目标之一。挖掘水稻耐盐新基因,解析其分子作用机制可以为水稻耐盐性遗传改良奠定基础。本文从定位群体、耐盐性鉴定时期和鉴定方法、耐盐性评价指标、鉴定到的耐盐QTL、耐盐QTL的精细定位和图位克隆等方面,总结了近年来水稻耐盐QTL定位研究中所取得的进展;介绍了水稻耐盐/盐敏感突变体筛选和基因克隆以及耐盐性关联分析的研究近况;并对水稻耐盐性分子标记辅助选择改良的现状作了概述。     

大豆分子标记研究新进展

随着功能基因组学和高通量测序技术的发展和应用,以分子标记辅助选择育种和转基因育种为主要手段的生物育种技术越来越引起大豆育种家的重视。特别是伴随着新技术手段(如e QTL分析、GWAS分析、RNA-seq等)的发展,分子标记和QTL研究越来越趋向于高通量新标记开发、QTL精细定位以及新分析方法的应用等方面,进而推动了优质、多抗大豆新品种的培育,加快了大豆育种进程。为此,就2013年国内外大豆分子标记技术及其应用研究进展进行综述。     

大豆孢囊线虫抗性基因的分子标记研究进展

大豆孢囊线虫(Heterodera Glycines Ichinohe,SCN)是世界大豆生产的一种毁灭性病害,主要分布于中国、美国、巴西、日本等国家,对大豆生产危害极大.大豆孢囊线虫每年给全世界造成的粮食损失为900万吨,在我国已成为东北、黄淮大豆产区最重要的大豆病害,发病区域占种植区域的90%以上,受害地块减产10%-90%不等.     

大豆分子育种研究进展

分子育种技术的研究和应用是近十余年来世界大豆生产发展的重要科技动力。2011年,国内外在大豆分子育种相关领域取得了新的进展。在分子标记开发与辅助育种方面,发掘出与产量、发育、品质、抗病和抗逆等性状相关的新的分子标记或QTL;在新基因挖掘方面,克隆了与光周期反应、共生固氮、品质及抗逆性相关的基因,并分析了其功能。在大豆转基因育种方面,遗传转化体系的优化取得了新的进展,转化效率有所提高,同时对一些功能基因(包括来自其它物种的一些基因)进行了功能评价和育种利用价值评估。转基因大豆继续保持良好的发展势头,并且出现一些新的发展方向。该文对这些研究进展进行了综述,并对今后的发展趋势进行了展望。     

耐大豆疫霉根腐病QTL定位的研究

利用1200个RAPD随机引物和341对SSR引物对Conrad×OX760的重组自交系(RIL)F2:6群体的耐大豆疫霉根腐病基因进行QTL定位。试验设两个地点、两个年限,在MLG D1b+W和MLG M连锁群上检测到3个QTL,即QP-1(OPL18-800bp)、QP-2(OPN03-600bp)和QP-3(Satt536和Satt463)。每个QTL对病害损失率的贡献率从13.34%到22.31%不等。QP-1和QP-2经多重QTL分析(Mapmaker/QTL1.1)对两年(2000年和2001年)两点(Wood-slee和Werver)平均病害损失率的贡献率合计达44.5%,QP-3对2001年Woodslee试验点的病害损失率的贡献率为15.2%,QP-1对2000年Woodslee试验点的病害损失率的贡献率为21.55%,对2000年Wever试验点的病害损失率的贡献率16.71%,及对两年两点平均病害损失率的贡献率为22.31%。在大多数生态环境下能稳定的、再次被检测出的QTL,可以作为育种工作中的重点选择指标,用以指导耐大豆疫霉根腐病品种的分子辅助选育。     

过表达桃PpCuZnSOD基因提高大豆耐盐性研究

为研究桃(Prunus persica L.)自由基清除剂CuZnSOD编码基因对于大豆耐盐性的促进作用,将桃PpCuZnSOD全长基因克隆到连有35S启动子的表达载体上,并通过农杆菌导入大豆基因组中,通过PCR和Southern杂交方法检测阳性转基因植株,并对T2代转基因植株进行基因表达量分析和耐盐性评估。结果表明:转基因植株有较高的耐盐性,表现为种子萌发率和存活率高,叶绿素含量高。转基因植株在盐胁迫下存活时间更长,与非转基因植株相比,转基因植株的SOD、POD、CAT酶活性较高,而丙二醛含量显著降低。研究结果表明PpCuZnSOD基因过表达可以显著提高大豆植株的SOD活性水平,缓解盐胁迫对大豆的氧化损伤。     

大豆GmFDL06基因抗干旱及耐盐性研究

bZIP转录因子在植物防卫反应和逆境胁迫应答过程中起着十分重要的作用,大豆GmFDL06是bZIP转录因子家族A组成员,其表达水平受PEG和高盐胁迫影响。本研究分析了GmFDL06转基因大豆苗期的抗干旱和耐盐性。PEG和盐处理后GmFDL06转基因植株的相对植株高度(RPH)和相对植株干重(RSDW)显著高于非转基因大豆东农50。在盐胁迫下,GmFDL06转基因植株比东农50伤害程度低,并且GmFDL06过表达减少了Na~+离子积累,降低了盐胁迫带来的伤害,且过表达GmFDL06促进了下游逆境胁迫基因的表达。这些研究结果表明GmFDL06参与大豆非生物胁迫反应,并有潜力改善大豆的干旱和盐胁迫耐受性,为大豆抗逆基因的研究及抗逆大豆材料的筛选提供了依据。     

菜用大豆耐盐品种的筛选

以NaCl致死浓度为评价指标,对40个菜用大豆栽培品种苗期的耐盐性进行鉴定。从中筛选出致死浓度240mmol/L的耐盐品种3个(浙5602、毛豆75-5、毛豆3号);致死浓度190mmol/L的盐敏感品种3个(毛豆301、辽00139-1、辽00128-1);其余为中等耐盐品种。     

大豆GmPRP转基因拟南芥抗盐性鉴定

为研究大豆脯氨酸富集蛋白基因Gm PRP在植物应对盐胁迫中的作用,利用前期克隆的Gm PRP基因,以p PZP为植物表达载体,构建了由组成型启动子Ca MV35S驱动Gm PRP基因的植物表达载体。通过Floral dip法对拟南芥进行遗传转化,获得7株阳性转基因株系。盐处理后,转基因拟南芥的种子萌发率高于野生型且叶片中丙二醛含量极显著低于野生型,表明Gm PRP提高了转基因拟南芥的抗盐性。     

转GmGT-2B基因大豆的耐盐性分析

采用盆栽试验方法,苗期在盐胁迫条件下,比较GmGT-2B转基因大豆与非转基因大豆的损伤程度、超氧化物歧化酶(SOD)活性,丙二醛(MDA)、脯氨酸和K~+、Na~+含量以及基因表达量变化差异。结果表明:盐胁迫对转基因大豆叶片的伤害程度明显低于对照;SOD活性、脯氨酸含量、丙二醛(MDA)含量在盐胁迫5 d后均与对照有显著或极显著差异;植株的Na~+含量随盐胁迫时间的增加而升高,在胁迫第8天转基因大豆的Na~+含量达到对照约2倍;转基因大豆的基因的表达量呈上调趋势,在第8天达到表达高峰。基因表达量的变化趋势与生理指标SOD活性、脯氨酸含量和Na~+含量表现的一致。结果表明GmGT-2B基因与盐应答反应有关,其中转GmGT-2B大豆株系N11和N24盐害程度较低,该基因和转GmGT-2B基因大豆具有较大的应用价值。     

过表达GmNHX1基因提高大豆根系的耐盐性

Na+/H+反向转运蛋白可调控细胞质pH值、钠离子浓度和细胞体积,从而减轻盐胁迫对植物的伤害.利用发根农杆菌(Agrobacterium rhizogenes)介导法,向大豆根系导入由CaMV35S启动子调控的Na+/H+反向转运蛋白编码基因GmNHX1的cDNA序列,通过该基因的过量表达,提高大豆的耐盐性.通过潮霉素...     

不同大豆品种种子萌发期耐盐碱性鉴定

以发芽率的盐/碱害指数为鉴定指标,在萌发期以110 mmol·L-1NaCI(盐)和37.5 mmol·L-1Na2CO3(碱)溶液处理100份大豆品种进行耐盐碱性鉴定,筛选出萌发初期耐盐碱的材料,为进一步研究和生产应用提供依据.结果表明:品种间耐盐碱性表现出明显的差异.同一品种耐盐和耐碱性趋势基本一致.高度耐盐碱的品种较少.筛选出高而盐品种5个,耐盐品种21个,中度耐盐品种41个,敏感品种22个,高度敏感品种11个;高耐碱品种7个,耐碱品种16个,中度耐碱品种24个,敏感品种37个,高度敏感品种16个.     

18份大豆品种耐盐碱性筛选与综合鉴定

采用水培方法,用60 mmol·L^-1混合盐(NaHCO_3∶Na_2CO_3的摩尔比为9∶1)溶液,对18份大豆品种的幼苗进行盐碱胁迫。处理7 d后,测定株高、茎粗、叶面积、主根长、地上干重、净光合速率(Pn)、胞间CO_2浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)等指标,通过主成分分析法和模糊数学隶属函数法对18份大豆品种进行耐盐碱性综合评价,并进行聚类分析,筛选出相对耐盐碱的大豆品种,从而为盐碱地大豆品种的应用提供理论依据。结果表明:经主成分分析,株高、主根长和净光合速率(Pn)的负荷量最大,可作为衡量大豆耐盐碱性与品种筛选的主要指标。不同品种大豆材料经过模糊数学隶属函数法进行耐盐碱性排序,品种间耐盐碱性表现出明显差异,最后通过聚类分析,18份大豆品种可以被分为三大类,其中杂交豆5号等4个品种为耐盐碱品种,吉育611和吉育299等11个品种为中等耐盐碱品种,吉育256和东农63为盐碱敏感品种。     

大豆芽期和苗期耐盐性评价指标筛选

大豆耐盐性是决定盐碱地大豆产量的关键因素之一。为探究不同盐浓度对大豆芽期、苗期生长发育的影响,评价不同大豆品种对不同盐浓度的耐受能力,以合豆3号、徐豆14、中黄55和临豆10号大豆品种为材料,在芽期,设置50,75和100 mmol·L~(-1)的盐溶液处理,苗期设置100,200和250 mmol·L~(-1)盐浓度处理。记录大豆芽期生长指标和苗期形态生理指标,并以各指标耐盐指数隶属函数值、总隶属函数值为依据,对4个大豆品种芽期和苗期耐盐性进行比较及聚类分析。结果表明:芽期主根长、下胚轴长、根干重、含水量、鲜重、根鲜重、活力指数耐盐指数的隶属函数值与总耐盐指数隶属函数值的相关性均达到极显著水平,苗期根干重、根鲜重、MDA含量、株高的耐盐指数与总耐盐指数隶属函数值的相关性均达到显著水平。在不同时期和不同品种的盐耐受分析中,不同生育时期的大豆耐受性表现不同;芽期4个大豆品种耐盐程度大致相同。苗期徐豆14、临豆10号耐盐性较强,中黄55耐盐性中等,合豆3号耐盐性较弱。在耐盐指标筛选分析中,下胚轴长、根干重、含水量、鲜生物量、根鲜重和主根长的耐盐指数可作为大豆芽期耐盐鉴定指标,而MDA含量和株高的耐盐指数则可以作为大豆苗期耐盐鉴定指标。     

Allergenicity Assessment of Genetically-modified Tobacco Expressing Salt Tolerance cbl Gene

It is mandatory to assess the allergenic potential of genetically modified (GM) crops before their commercialization. Recently, a transgene [Calcineurin B-like (CBL) protein] has been introduced into tobacco plant to make the crop salt resistance. Therefore, it was felt necessary to assess the allergenic potential of the cbl gene product, which was introduced and expressed in Nicotiana tabacum (tobacco) plant and compared the allergenic effects with the wild-type (WT) counterpart. Bioinformatic analysis revealed that there was no significant sequence homology with known allergens. Also, no difference between the protein digestibility profiles of GM and WT tobacco was found. Rapid digestion of CBL protein (Mol Wt 35 kDa) by simulated gastric fluid (SGF) indicated reduced chances of this protein to induce allergenicity. In addition, BALB/c mice sensitized by intraperitoneal administration of WT and GM tobacco protein showed comparable levels of clinical score, specific IgE, IgG1, histamine level, similar effect on different organs as well as IgE binding proteins. These findings indicate that insertion of cbl gene in tobacco did not cause any additional allergic risk to consumer and the GM and native tobacco proteins behave similarly in both in vitro and in vivo situations even after genetic modification.