用RAPD和SSR分子标记鉴定小金海棠F1代 杂种实生苗的研究

小金海棠(Malusxiaojinensis)具有多种抗逆特性,是苹果属植物中一种珍贵的野生种质资源。由于小金海棠具有无融合生殖特性,早期准确、快速、有效地鉴定其F1代杂种实生苗对于研究利用其众多抗逆基因具有重要意义。RAPD技术是现有鉴定果树杂种实生苗最为简单、快速和有效的分子标记技术,但RAPD技术本身存在一定的不稳定性。笔者对小金海棠和山荆子(M.baccata)F1代杂交实生苗79个单株进行了RAPD分析,并用SSR标记对RAPD标记的初步鉴定结果进行了进一步的验证。结果显示,RAPD标记鉴定出的杂种实生苗有72.2%得到SSR标记的证实。研究的结果还表明,“叠加”和“新带”两种RAPD带型,结合RAPD标记特异位点数可以为小金海棠F1代杂种实生苗提供可靠的鉴定依据。研究为利用RAPD技术早期快速鉴定果树杂种实生苗提供了新的信息和依据。     

小金海棠超氧化物歧化酶基因MxSod2克隆与序列分析

以苹果属植物小金海棠(Malus xiaojinensis Cheng et Jiang)为试材,利用差异筛选消减cDNA文库和RACE相结合的方法,分离到了小金海棠超氧化物歧化酶基因MxSod2(Genbank登录号为DQ431473),该基因全长805个碱基,开放阅读框为471 bp,编码157个氨基酸,推测分子量15 kDa.该基因具有CuZn.SOD基因的典型结构域特征.通过系统进化树分析,小金海棠MxSod2与龙眼、荔枝等非禾本科植物保持了较近的亲缘关系,与花生、水稻、玉米等禾本科植物亲缘关系较远.     

小金海棠抑制性消减cDNA文库的构建及文库质量分析

构建小金海棠抑制性消减文库,为进一步大量筛选、克隆苹果铁高效基因、果树转基因工程奠定基础.试验是在提取水培条件下小金海棠缺铁(ETA-Fe2 ,4μmol/L)和正常供铁(EDTA-Fe2 ,40μmol/L)的根的总RNA,经过LD-pCR扩增双链cDNA后,利用抑制性消减杂交(SSH)方法,通过两轮杂交和两次抑制性PCR,构建了小金海棠缺铁条件下包含1200个独立克隆的消减cDNA文库.用菌落PCR检测,结果显示插入片段大小范围在300～800bp之间,提取质粒进行PCR和质粒RsaⅠ酶切同样也得到一致性的结果.     

‘小金海棠’MxCS4基因克隆、表达分析及功能初探

从苹果属‘小金海棠’（Malus xiaojinensis Cheng et Jiang）中克隆得到一个长度为1 218 bp的柠檬酸合成酶基因,命名为MxCS4,预测该基因可翻译为含405个氨基酸蛋白。MxCS4在叶、根和韧皮部表达量较高,在木质部表达量较低。低铁浓度（4μmol·L-1）处理时,MxCS4在根和新叶表达量呈先升后降趋势,在成熟叶表达量呈逐渐下降趋势。高铁胁迫（160μmol·L-1）处理时,MxCS4在成熟叶表达量呈先升后降趋势,在根和新叶表达量逐渐下降。ABA和IAA处理时,新叶、成熟叶和根MxCS4表达量均呈先升后降趋势。亚细胞定位研究证实MxCS4蛋白定位在细胞膜上。转基因试验结果显示,超表达MxCS4基因提高转基因拟南芥对铁等金属元素吸收运输能力,进而提高其对低铁和高铁的耐受力。     

小金海棠实生树阶段转变过程中miR156表达及氧化还原平衡态的相关性分析

为证明苹果实生树童性变化与氧化还原平衡态的相关性,采取小金海棠实生树不同节位的叶片,测定miR156相对表达量,H2O2含量以及CAT、APX和GR酶活性。结果小金海棠实生树个体生长发育过程中miR156相对表达量从1.4m高度显著降低。叶片H2O2含量,CAT、APX和GR酶活性均随节位逐渐升高。表明植物体内活性氧清除机制的CAT途径和抗坏血酸-谷胱甘肽循环均随个体发育逐渐增强。     

柑桔体细胞杂种有性后代倍性鉴定分析

倍性育种是当今柑桔育种热点之一。如同源四倍体、异源四倍体新种质不断创造 ,三倍体无籽类型植株再生的研究也取得长足进展[1,2 ] 。这些新创造的种质都需要进行染色体计数 ,以确定倍性。此外 ,基因组原位杂交 (ＧｅｎｏｍｅｉｎｓｉｔｕＨｙｂｒｉｄｉｚａｔｉｏｎ)技术、核型分析等研究也都离不开染色体计数技术。传统的染色体计数技术主要以植株根尖为材料 ,这主要是由于以根尖为观察材料进行染色体计数 ,操作技术相对简单、省力。但对于柑桔植物来说 ,如果仅限于以根尖作为观察材料 ,会给倍性鉴定工作增加难度。这体现在下列几个方面 :…     

小金海棠中抗缺铁相关基因的杂交分析

 以高效抗缺铁胁迫基因型苹果种小金海棠 (MalusxiaojinensisChengetJiang)为试材 ,以异源的玉米Fe(II) 转运蛋白基因 (irt)和小麦Nramp基因为探针进行了杂交分析。Southern杂交结果表明 ,小金海棠基因组中该两家族基因均存在。Northern杂交结果表明 ,在根中 ,irt的转录受缺铁胁迫诱导 ,并随缺铁胁迫处理天数的增加而加强 ;在根和叶中 ,Nramp基因均能得以转录且叶中的转录受缺铁胁迫诱导而加强     

小金海棠类黄色条纹蛋白基因MxYSL7的克隆与表达分析

为了解铁高效基因型小金海棠抗缺铁的分子机制,对与铁运输相关的YSL基因进行了克隆与分析.分析苹果的EST库得到一个686 bp的YSL基因片段.经3′-RACE及后期拼接得到1 500 bp的该基因的3′端序列.其预测蛋白含10个跨膜区,与拟南芥AtYSL7基因同源性达71%,命名为MxYSL7.RT-PCR及Northern分析表明,小金海棠的该基因只在地上部分表达:在茎与成熟叶中,随着低铁处理时间的延长,该基因表达量减少;随着高铁处理时间的延长,该基因表达量增多.新叶中的表达趋势与茎和成熟叶中的趋势正好相反.讨论了MxYSL7在小金海棠体内铁营养代谢中的作用.认为MxYSL7可能参与了体内铁在木质部和韧皮部的运输过程,并参与铁在体内的解毒过程.     

99B×海岛棉杂种2代的mtDNA RAPD分析

[目的]为mtDNA-RAPD技术检测杂种后代的纯度的可行性提供参考,为引物组合法广泛应用于植物纯度检测、遗传多样性分析提供依据。[方法]应用6对随机单引物和引物组合对99B和海岛棉及其F2代的mt DNA进行RAPD扩增并进行多态性分析。[结果]应用单引物对F2代mtDNA进行RAPD检测多态性分析,从6个单引物RAPD-PCR扩增得到了3个差异株,结果表明该群体的纯度为95%,应用引物组合扩增多态性分析表明,从15对引物RAPD-PCR扩增检测到4个差异株,该群体的纯度为93%。表明引物组合扩增多态性分析具有准确性高、精确性好的优点,也表明在植物种质纯度检测中引物组合法的优势及利用价值。[结论]mtDNA的多态性检测具有很好应用价值和应用前景。     

现代月季和玫瑰杂交后代的鉴定与评价

以现代月季品种(2n =4x =28)为母本,玫瑰品种(2n =2x =14)为父本设4 个组合进行杂交,获得杂交后代13 个。综合利用形态学观察、流式细胞仪倍性检测、核型分析以及SSR 分子标记对其中的7 个杂交后代进行了杂种 鉴定。结果表明:杂交后代多具备父母本的中间形态学特征;流式细胞仪检测结果和核型分析均表明7 个杂交后 代为三倍体(2n =3x =21),核型特征多介于父母本之间,以1A 型为主;11 对SSR 引物扩增结果发现7 个杂交后代 均含有父母本的特异性条带。从形态学、细胞学和分子标记数据证明杂交后代整合了现代月季和玫瑰的遗传物质 和表型特征,确定为真杂种,为利用玫瑰改良现代月季品种提供了新的种质材料。本研究结果也证明,流式细胞术 可以作为不同倍性蔷薇属植物杂交后代的快速鉴定方法。      

珠眉海棠(Malus zumi Mats)盐应答MzSTO基因的克隆与表达分析

通过微列阵芯片(Microarray)分析,从珠眉海棠盐胁迫cDNA文库中分离得到MzSTO (Salt tolerance protein)全长基因.结果表明:MzSTO基因cDNA全长1 066 bp,开放阅读框共729 bp,5'-UTR和3'-UTR的长度分别是49 bp和288 bp; MzSTO编码242个氨基酸,N端有2个保守的B-box锌指结构域(CX2CX8CX7CX2CX4HX8H);半定量RT-PCR表明MzSTO基因受到盐和干旱胁迫抑制,受冷处理诱导,并响应ABA(abscisic acid).以上结果表明MzSTO基因可能通过依赖ABA的途径参与非生物逆境胁迫.     

珠眉海棠(Malus zumi Mats)盐应答MzDREBb基因的克隆与功能研究

通过microarray(微列阵芯片)分析,从珠眉海棠盐胁迫cDNA文库中分离得到盐诱导的MzDREBb基因全长cDNA序列,研究苹果属植物DREB转录因子在胁迫中的作用。结果表明:MzDREBb全长1 185 bp,开放阅读框共714 bp,5''-UTR和3''-UTR的长度分别是121和350 bp;MzDREBb编码237个氨基酸,有一个AP2/ERF结构域;系统分类将MzDREBb归入DREB家族的A-5亚组;MzDREBb定位在细胞核中,具有转录激活活性;半定量RT-PCR表明MzDREBb基因受到盐诱导。超表达MzDREBb基因的拟南芥耐盐能力增强。以上结果表明MzDREBb基因在盐胁迫应答中起重要作用。     

Malus asiatica×M.domestica种间杂种苹果斑点落叶病感病性的QTL定位

为进一步研究苹果斑点落叶病感病性遗传规律,采用1株苹果斑点落叶病菌株对‘紫塞明珠’ב富士’(Malus asiatica×M.domestica)的1 071株杂交实生树的离体叶片进行斑点落叶病的接种鉴定,将表型数据结合本实验室之前构建的遗传连锁图谱及基因型数据,进行QTL区间作图分析。采用Regression和Mixture model 2种算法共得到与苹果斑点落叶病感病性相关的QTL位点18个,分布在LG07、LG08、LG09、LG12和LG17等5个连锁群上。Mixture model算法与Regression算法所得微效QTL位点重叠或完全重合。Regression算法未能定位到主效QTL位点,而Mixture model算法在发病率和严重度2个感病指标均检测到2个主效QTL位点。发病率与病情指数性状的遗传控制基本相同,严重度则表现为相对独立性状。     

镉在土壤-金丝垂柳系统中的迁移特征

以金丝垂柳为试验对象,采用盆栽试验方式,设置无植物和金丝垂柳两组试验,分别对两组试验的土壤做梯度浓度Cd处理:0(无镉处理)、2(低浓度处理)、20(中浓度处理)、80(高浓度处理) mg/kg 土壤干重,无植物组各处理分别定义为CK(无镉处理)、L(低浓度处理)、M(中浓度处理)、H(高浓度处理),金丝垂柳组各处理分别定义为CKP(无镉处理)、LP(低浓度处理)、MP(中浓度处理)、HP(高浓度处理)。通过对土壤中各形态Cd含量及金丝垂柳叶、韧皮部、木质部、根部的Cd含量测定,分析了金丝垂柳及不同浓度Cd处理对土壤中中性交换态、螯合态和残渣态Cd含量的影响,并评价了富集指数(BCF)、转移系数(TF)和生物有效性(BF),明确了Cd在土壤-金丝垂柳系统中的转移特征及金丝垂柳对土壤中Cd的清除效果。结果表明:(1)金丝垂柳对土壤中中性交换态、有效态Cd含量及总Cd量的降低具有极显著影响,HP组与无植物H组相比,中性交换态及有效态Cd含量分别降低了52.73%、25.34%,MP、HP组与对应的无植物处理组的总Cd量相比分别降低了11.33%、13.89%;(2)金丝垂柳各处理组的Cd积累量随Cd处理浓度的增加和处理时间的延长而增加,处理90 d后,HP处理中木质部和根部的Cd含量可达170.64 mg/kg、212.49 mg/kg;(3)各浓度Cd处理下,金丝垂柳各部位生物富集系数呈根>木质部>韧皮部、叶,且随着Cd处理浓度的增加而显著降低,随处理时间的延长而升高;与40 d相比,90 d时LP组叶的生物富集系数增加了6.90倍,增幅最大。(4)各部分转移系数均随处理时间的延长而降低,90 d时LP、MP的转移系数分别比40 d时的结果低47.94%、41.34%。(5)金丝垂柳LP、HP组土壤Cd的生物有效性显著低于相应的无植物处理L、H组,分别低70.73%、88.46%,MP组与M组无显著差异。研究结果表明,金丝垂柳能有效地吸收土壤中的有效态Cd,降低土壤中Cd的生物有效性及总Cd量,提高土壤的安全性,并能将吸收的Cd有效地转移至地上部分,尤其是木质部储存。随着植株不断生长,生物量的增加,金丝垂柳可有效地清除土壤中的Cd,适用于对Cd污染地区进行长期植物修复。     

草莓转录因子基因FaGAMYB的克隆与表达分析

为研究FaGAMYB基因在草莓成花诱导和花发育中的作用,以‘卡姆罗莎’草莓(Fragaria×ananassa Duch.‘Camarosa’)为试材,采用同源克隆和RT-PCR技术分离了一个赤霉素信号途径中的MYB转录因子基因FaGAMYB。该基因开放阅读框为1 689bp,编码562个氨基酸。序列分析发现FaGAMYB蛋白含有高度保守的R2R3DNA结合域,以及GAMYB基因家族所特有的Box1,Box2和Box3保守区域。亚细胞定位研究发现FaGAMYB蛋白定位于洋葱表皮细胞的细胞核。FaGAMYB基因具有组成型表达特性,但在雄蕊、花芽、茎尖生长点和果实等生殖生长组织与器官的表达丰度较高。在草莓成花诱导期,茎尖中FaGAMYB基因表达上调,当进入雄蕊原基分化期后,该基因表达量迅速升高。上述结果表明FaGAMYB可能在草莓成花诱导和雄蕊发育中发挥重要作用。     

干旱荒漠区银白杨树干液流动态

应用热扩散式树干茎流计(TDP)于2012年7月1日至7月25日,在克拉玛依地区农业开发区对银白杨(Populus alba L.×P.talassica)人工林树干液流速率进行了连续测定,并对气象、土壤水分等指标进行了同步测定。结果表明:7月份的晴天银白杨树干液流速率日变化呈单峰型,阴天呈多峰型,在测量时期液流速率日平均值为0.6059 L/h;银白杨树干单位边材面积的液流速率与太阳总辐射、大气温度、水汽压差呈极显著正相关关系,与相对湿度呈负相关关系。其相关系数绝对值顺序为太阳总辐射>大气温度>水汽压差>相对湿度>风速;银白杨边材面积与胸径之间存在着显著的线性相关关系,相关系数为0.834,单位边材面积的液流速率随树干胸径的增大而减小。     

八棱海棠耐盐碱性评价

为探明八棱海棠的耐盐碱性种质资源价值,以实生苗为试材,采用水培的方法评价了八棱海棠耐盐性和耐碱性.结果表明:1)0.4％ NaCI处理30 d时,八棱海棠的盐害指数为51.1,根据耐盐性评价标准判定为中等耐盐型树种;其实生个体间存在广泛的抗性分离现象,极强、强、中、弱和极弱耐盐型植株分别占群体总数的20.6％、23.9％、37.0％、12.0％和6.5％.2)pH9.5碱处理(Na2CO3)30 d时,八棱海棠的碱害指数为16.3,根据耐碱性评价标准判定为极强耐碱型树种;其实生个体间存在广泛的抗性分离现象,极强、强、中、弱和极弱耐碱型植株分别占群体总数的79.1％、15.3％、4.2％、1.4％和0％.八棱海棠中存在极强耐盐型和极强耐碱型植株,是优异的耐盐/碱型种质资源树种.     

小金蝠蛾酚氧化酶原基因的克隆及表达分析

通过逆转录PCR技术克隆获得小金蝠蛾(Thitarodes xiaojinensis)幼虫酚氧化酶原(TxPPO)基因cDNA的部分序列,对其进行生物信息学分析及组织表达谱分析。克隆该基因cDNA所得的部分序列长度为2654 bp,其CDS全长为2 070 bp,编码的蛋白质由689个氨基酸残基组成,预测分子质量为79.31 ku、等电点为5.91,无信号肽。进一步对TxPPO氨基酸序列分析及系统发育树构建,发现该基因与其他鳞翅目昆虫酚氧化酶原-2(PPO2)聚为一支,同源性较高,相似度为62.45%～63.61%。此外,TxPPO含有与其他鳞翅目昆虫PPO相似的丝氨酸蛋白酶酶切位点、thiolester-like位点、3个保守的血蓝蛋白结构域、2个高度保守的铜离子结合位点及位于铜离子结合位点内的6个保守的组氨酸残基。通过实时荧光定量PCR及Western blot方法对PPO基因在小金蝠蛾幼虫各组织中的表达情况进行检测,RT-qPCR结果显示,该基因在小金蝠蛾幼虫的血细胞中转录水平最高,其次为头部、脂肪体、表皮、中肠组织;Western blot检测结果表明,该蛋白分布于小金蝠蛾幼虫的血浆、头部、表皮组织及中肠组织中,而未在脂肪体检测到其分布。     

珠眉海棠水通道蛋白MzPIP1;1基因的克隆与表达分析

通过对珠眉海棠盐胁迫微列阵分析,从盐胁迫cDNA文库中分离得到盐诱导的水通道蛋白基因MzPIP1;1 cDNA序列全长1 135bp,开放阅读框共870bp,5′-UTR和3′-UTR的长度分别是91和174bp。MzPIP1;1编码289个氨基酸,有6个跨膜结构和2个NPA(Asp-Pro-Ala)保守区。聚类分析表明:MzPIP1;1和其他4个物种PIP1类同源性在80%以上,属于质膜水通道蛋白PIP1类。拟南芥原生质体瞬时转化结果表明MzPIP1;1定位在质膜上。半定量RT-PCR表明MzPIP1;1基因受到盐和低温诱导。推断MzPIP1;1基因在盐胁迫下的表达调控与珠眉海棠耐盐能力密切相关。