耐冷功能基因及其在植物耐冷基因工程中的应用新进展

低温是影响植物生长发育及作物产量最主要的环境胁迫因子之一。从合成渗透调节物质基因、抗冻蛋白基因、脂肪酸去饱和代谢关键酶基因、抗氧化酶类基因等全面系统地概述了耐冷功能基因及其在植物耐冷基因工程中的应用新进展,以期为植物耐冷遗传改良及育种奠定基础。     

水稻耐冷基因研究进展

低温冷害是影响水稻高产、稳产的重要限制因素之一.鉴定优异的耐冷种质资源,采用合适的方法发掘其优异的基因源,通过分子育种等手段高效和精确地培育耐冷的水稻品种,是解决上述低温冷害的关键.加快耐冷性状的改良对促进水稻的高产、稳产具有重要意义.以水稻耐冷基因研究为核心,综合述评了水稻耐冷QTL定位、克隆和水稻耐冷转录因子调控,探讨了水稻耐冷相关基因研究存在的问题.由于以往耐冷QTL定位的精度有限,很难在分子育种中应用;且已克隆的耐冷相关基因由于其耐冷机制的复杂性,在育种中的应用也很少.联合连锁和关联分析可以提高QTL检测的效应和定位精度.因此,利用联合连锁和关联定位方法,挖掘耐冷基因,构建高效的水稻耐冷基因精细定位的策略,并应用于分子育种,值得深入研究.     

甘薯耐冷组学及分子生物学研究进展

甘薯为喜温短日照作物,起源于热带地区,对低温较敏感.低温冷害对甘薯的产量和品质都会产生显著影响,常造成巨大的经济损失.因此,开展甘薯的耐冷分子生物学研究具有重要的理论和实践价值.总结了低温对甘薯地上部分和地下部分的表观危害症状及对甘薯生理生化方面造成的影响;列举了近年来甘薯耐冷组学和耐冷microRNA方面取得的研究进展,研究结果为甘薯耐冷基因的挖掘及从分子层面揭示甘薯耐冷机理奠定了基础;介绍了目前基因工程在甘薯耐冷研究中的应用,有效加快了耐冷分子化育种进程.同时,文章提出以加强甘薯抗冷性的QTL分子标记定位研究、推进甘薯冷信号分子传导研究、深入开展利用基因工程技术3个方面为未来甘薯耐冷研究的重点方向,以期为甘薯耐冷研究及抗性育种提供理论参考和研究思路.     

水稻耐冷分子育种研究进展

冷害是水稻减产的主要原因之一,也是全世界普遍关注的问题.从水稻耐冷分子生理、耐冷相关基因的定位和克隆以及水稻耐冷分子育种等几个角度对水稻耐冷性研究作了阐述,并对今后水稻耐冷研究和育种工作提出了一些建议.     

玉米耐冷的生理与遗传机制研究进展

玉米是重要的粮饲、能源和工业原料作物,低温冷害是我国东北地区玉米生产中一种严重的自然灾害,对稳产造成了极大的威胁。为减少低温危害,选育和创造耐冷玉米种质是最经济有效的途径。从玉米耐冷的生理生化研究、遗传机制、基因定位以及耐冷相关候选基因的挖掘等方面简述了近年来有关研究进展,对玉米耐冷性今后的研究方向进行探讨。     

小白谷×大理早籼重组自交系耐冷性状遗传研究

以云南稻种昆明小白谷与大理早籼配制的杂种培育出的重组自交系(RILs)为材料进行耐冷性状遗传研究.结果表明(1)早籼与晚粳杂交培育出的RILs群体的耐冷性状的遗传多样性突出,并呈现广泛的遗传变异.(2)耐冷性状的差异既有主效基因也有微效基因,在长期的生态驯化过程中微效基因累积到一定程度可变为主效基因.(3)昆明小白谷耐冷性是受主效基因支配,冷驯化是水稻微效耐冷基因累积获得穗期耐冷性的途径之一.     

辣椒应答冷信号转导机制研究进展

辣椒原产中南美洲热带地区,为喜温性蔬菜作物。冷害是辣椒生产中的主要逆境因子,严重影响辣椒的生长发育。遭受冷害胁迫时,包括辣椒在内的众多植物通过多个信号转导途径调节耐冷相关基因的表达,提高植物的耐冷性。本文从冷信号感知、冷信号转导途径中关键转录因子、耐冷基因表达等方面,综述了辣椒应答冷信号的研究进展,从而为辣椒耐冷分子机制研究提供参考。     

高山离子芥耐冷基因的挖掘

冰缘植物高山离子芥具有极强的抗寒能力,具葶离子芥为其同属近缘种,但抗寒性远不及高山离子芥。本试验以高山离子芥和具葶离子芥植株为材料,对这2种离子芥进行低温处理,并采用c DNA扩增片段长度多态性(c DNA-AFLP)技术对其进行耐冷相关基因筛选,共获得与耐冷相关的28条差异表达片段,其中7条来自具葶离子芥,21条来自高山离子芥,并对这28条差异表达的片段进行生物信息学分析。选取高山离子芥特有的5条差异表达片段(TDFs),采用Realtime RT-PCR进行低温诱导表达验证,结果表明确实是低温诱导的特异表达片段。本试验结果为高山离子芥特有耐冷基因的功能研究及其应用提供了依据。     

高粱耐冷基因全基因组鉴定及进化分析

利用公布的高粱全基因组数据，以及BLAST、Pfam、MEGA6.0等生物信息学软件对高粱相关耐冷基因数量、系统进化树进行分析。结果表明，在高粱全基因组中共有AP2 家族基因203个、ICE1基因252个、EIN3基因15个、SNAC2基因133个、AMP1基因3个、COLD1基因3个、qLTG3-1基因53个、ctb1基因90个。通过进化树分析，高粱中XP002457016.1、XP021-317625.1；XP002463411.2、XP002467935.1、XP021317527.1；XP002447111.1、XP021-315473.1、XP002447110.1、XP021318475.1、XP021318476.1；XP002449576.1、XP0024 59022.1；XP002466328.1；XP021317902.1；XP002446618.1、XP002452340.1和XP02 1314112.1基因与模式作物中AP2基因家族、AtEIN3、Osctb1、OsqLTG3-1、AtAMP1、OsCOLD1、OsSNAC2亲缘关系最近，主要分布在高粱1、2、3、4、5、6号染色体。综合分析，在高粱全基因组中耐冷转录因子(AP2 、EIN3、 ICE1 、SNAC2)拷贝数较多，与模式作物耐冷基因亲缘关系最近的基因主要分布在高粱1、3、5号染色体，耐冷功能基因(COLD1、qLTG3-1、ctb1、AMP1)拷贝数较少，与模式作物耐冷基因亲缘关系最近的基因主要分布在1、4、6号染色体。     

耐冷玉米自交系的筛选

耐冷玉米自交系是耐冷玉米品种选育的关键,为提供耐冷玉米品种的选育材料,以不同遗传背景的100份玉米自交系为试验材料,通过发芽期耐冷性筛选、幼苗期耐冷性筛选、低温下相对电导率测定、低温下抗氧化保护酶活性分析等试验,筛选得到相对耐冷性强的玉米自交系4份。     

寒地水稻新品种抗冷性鉴定

为提高寒地水稻推广品种抵御低温冷害的能力,保证寒地水稻的安全生产,为新品系的提升或停试提供科学依据,开展了本项研究。研究采用减数分裂期恒温深冷水串灌方法和人工气候箱低温法,鉴定了黑龙江省水稻区域试验新品系孕穗期障碍型冷害抗性。2004—2005年共鉴定区域试验新品系45份次,审定推广4个水稻新品种,这些新品种生产表现良好。同时,阐明了寒地水稻抗冷性鉴定的必要性及应该予以考虑的问题,并对寒地水稻抗冷性育种提出了广泛引入抗冷性基因源,开展国际合作;早世代选择,跟踪鉴定;多种方法相结合,选育抗冷新品种等建议。     

寒地水稻耐冷性研究进展

水稻是我国最重要的粮食作物之一,寒地水稻因具有良好的口感而受到广大消费者的喜爱,冷害是对寒地水稻生产最重要的危害之一.我国北方稻区芽期、苗期和孕穗期遭遇低温环境常导致发芽率低、幼苗生根少、叶片枯黄和结实率降低.培育寒地水稻是使寒地水稻抵御寒冷地区低温环境的一种有效的解决方法.从水稻芽期、苗期和孕穗期的耐冷性鉴定、耐冷性基因定位2个方面综述耐冷研究的相关进展,为寒地水稻育种奠定理论基础.     

甘蔗杂交组合耐寒评价分析

为了解甘蔗不同耐寒亲本杂交组合耐寒差异与遗传特点,选用8个耐寒性不同的甘蔗亲本配制9个杂交组合,用F1代无性系在广西霜冻常发区资源县进行耐寒试验.试验结果表明,甘蔗不同杂交组合耐寒表现存在明显差异,耐寒表现受到母本和父本的共同影响,且母本的作用强于父本.按亲本耐寒性,强×中组合后代耐寒性较好的机率为70％～90％;强×弱组合后代耐寒性较好的机率为60％～70％;中×中或中×弱组合后代耐寒性较好机率的为30％～40％;弱×强或弱×中组合后代耐寒性较好的机率为15％～30％.进一步进行耐寒表现主效因子估计发现,在研究群体中存在主效因子,且估计的结果随组合与性状不同而异.     

水稻耐冷性研究进展与前景

就我国水稻冷害的类型、生理机理、耐冷性的遗传和数量性状基因定位(Qm)等方面的研究进展进行了阐述,并对今后水稻的耐冷性研究提出了建议和展望.     

东乡野生稻耐冷性的遗传改良初步研究

以强耐冷异种质资源－－东乡野生稻为骨干亲本,采用“双重”低温加压筛选法对粳稻耐冷性进行遗入良,取得了良好效果,育成的4913－1粳稻品种（品系）其耐冷水平,在苗期（二叶一心）冰箱0℃处理48h,完好无损,在南昌自然条件下越冬再生3年,通过生产示范,产量,品质和抗性都得到了较理想的效果。并且育成了粳型三系不育系和两用系不育系,可以在南昌越冬,可望实现杂种优势固定大面积应用于生产。     

不同紫斑牡丹品种抗寒性差异分析

以10个紫斑牡丹(Paeonia rockii)品种为供试材料,对其相对电导率、结合Logistic方程计算的半致死温度(LT50)、MDA含量、可溶性糖含量的变化进行了研究,探讨了供试材料的抗寒性.结果表明:紫斑牡丹的相对电导率随温度的降低而升高;越冬期间所有品种的MDA含量、可溶性糖含量随温度的变化先升后降.供试品种的抗寒性排序为:紫冠玉珠＞大漠风云＞紫楼镶金＞红冠玉珠＞蓝玉三彩＞众姐妹＞和平红＞红裙玉带＞玉瓣绣球＞蓝天梦.     

强耐冷性籼粳亚种间杂种后代孕穗期的耐冷性研究

以云南稻种资源昆明小白谷与大理早籼配制的杂种F2 、F3、F4 、F5和F6等为材料 ,分别在高原粳稻区、籼粳交错区和冬季籼稻区进行强耐冷性籼粳亚种间杂种后代孕穗期的耐冷性研究。结果表明 :(1)昆明小白谷×大理早籼F3、F4 分离群体在不同稻作区每穗实粒数、总粒数与结实率均呈极显著的正相关 ,尤其是昆明点高达 0 .5 86 ～ 0 .776 。 (2 )遗传研究表明 ,可能有 1～ 2对基因影响着籼粳杂种结实率 ,其中有 1对主效基因控制着耐冷基因的表达。利用该群体已选育出了稳定的耐冷性籼粳重组近交系。 (3)不同稻作区不同世代育性分布规律的总趋势是一致的 ,即随着世代的增加耐冷主效基因有累加趋势 ;不同之处在于不同世代的耐冷主效基因和微效基因表达上有差异。 (4 )同世代昆明小白谷×大理早籼杂种后代结实率分布规律为籼粳交错区与冬季籼稻区相似但与与高原粳稻区差异较大。     

韩国水稻耐冷性研究

在韩国水稻生产中，冷害是导致水稻减产的最大自然灾害之一。据统计，韩国北部平均３～４年就发生一次冷害，因此耐冷性是韩国水稻品种的很重要育种目标。一、水稻耐冷性鉴定方法目前在韩国普遍利用于水稻耐冷性鉴定的设施是春川冷水鉴定圃。该鉴定圃设施条件较好，材料容纳量较大，是在国际上公认的较先进的水稻耐冷鉴定圃。针对不同的试验材料则采取不同温度的冷水处理。田间耐冷性鉴定一般采用长期冷水灌溉法，即从插秧后２５ｄ开始，用冷水处理至成熟期，水深保持５～１０ｃｍ。以分蘖期叶色程度（１～９）、抽穗延迟天数（ｄ）、秆长缩…     

普通卷甲虫的抗寒性研究

[目的]研究普通卷甲虫的抗寒性,为进一步预测下一年虫口发生提供参考资料。[方法]对2000只普通卷甲虫的体长、体宽、鲜重等生物学特征进行了测定,并对每一个体进行了不同低温强度及持续时间的冷冻培养。[结果]在低温条件下,卷甲虫的死亡率与培养温度和培养时间,以及在相同条件下雌、雄虫死亡率之间都具有明显的相关性,呈直线回归关系;一定的低温条件下,培养时间愈长,死亡率越高;在一定的培养时间下随着低温强度加大,死亡率明显升高。但在不同的培养条件下,卷甲虫的死亡率与它们的体长、体重都无明显相关性。[结论]普通卷甲虫的抗寒性与该地区年最低气温的变化相关联。     

3种外来树种抗寒性生理指标的比较

以日本厚朴、山樱和美国七叶树的引种实生苗为试材,系统地分析了低温胁迫下其植株的生理生化变化,研究了日本厚朴、山樱和美国七叶树的越冬抗寒机理.试验结果表明,-30 ℃是日本厚朴安全越冬的低温临界值;低温诱导过程中组织中游离脯氨酸含量与外渗电导率变化明显,可以作为鉴定日本厚朴、山樱和美国七叶树抗寒性的生理指标.