5个品种柳枝稷愈伤组织的生长特点研究

[目的]通过对5个品种柳枝稷在现有的组培体系下不同的生长特点研究,探讨利用调整培养基配方等方法来实现不同品种的高效再生体系.[方法]采用柳枝稷5个品种Summer、Alamo、Kanlow、Blackwell和Cave-in-Rock的种子为外植体,进行愈伤组织组织培养,对5个品种在诱导、继代、分化、生根以及移栽过程中愈伤组织的生长情况进行比较分析.[结果]在该体系下,出愈率的范围是26.4％ ～ 71.2％,最高的是品种Summer,最低的是Alamo.只有Kanlow、Alamo、Summer可以分化出芽,长出植株.分化率最高的是Kan-low,达到60％.[结论]所有品种均能很好生根和移栽;品种Kanlow在该体系下生长最好.     

农杆菌介导棉花遗传转化影响因素的研究

为优化农杆菌介导棉花胚性愈伤的遗传转化体系,我们以2个栽培棉花品种新陆中36、新陆中45的胚性愈伤组织作为受体材料,利用农杆菌介导法转化Bt基因,研究愈伤组织状态、菌液处理浓度、侵染时间及共培养条件等因素对转化率的影响。结果表明:(1)预培养15~20天呈颗粒状、生长旺盛、分散性好的胚性愈伤组织适于转化,其中以继代18天的新陆中36愈伤组织转化率最高,为80%,不同基因型间存在差异。(2)菌液浓度0.4~0.5 OD600,农杆菌侵染10~15分钟是这两种胚性愈伤组织的最佳侵染时间。(3)50 mg/L是卡那霉素对抗性胚性愈伤起到有效筛选的最佳浓度。通过本研究实现了对受体材料、农杆菌侵染浓度、侵染时间和共培养条件的进一步摸索,棉花抗性胚性愈伤再生培养体系得到进一步的优化。     

农杆菌介导玉米遗传转化影响因子的研究

利用农杆菌介导玉米愈伤组织遗传转化,研究了不同影响因子对玉米遗传转化效率的影响。结果表明,相比自交系H99,玉米杂交组合H99×A188更适宜作为玉米遗传转化的受体材料;继代6d后的胚性愈伤组织最适宜农杆菌转化;农杆菌菌株EHA105的侵染效果好于EHA101;抗性愈伤组织筛选培养基中除草剂筛选的临界质量浓度为4.0mg/L;头孢霉素质量浓度在500mg/L时适合进行除菌处理,且对植株再生影响较小。     

农杆菌侵染条件对玉米单倍体遗传转化的影响

以玉米诱导系HHI69诱导玉米自交系获得的单倍体愈伤组织为受体材料,GUS基因为报告基因,采用农杆菌介导法进行遗传转化,对影响转化效率的侵染条件进行了研究。结果表明:继代8 d后的愈伤组织最适宜农杆菌转化;农杆菌菌株EHA105的侵染力好于LBA4404;侵染液浓度OD_(600)为0.7、侵染时间为30 min时,GUS瞬时表达率最高,达到了65.31%。     

农杆菌介导的紫穗槐茎段愈伤组织遗传转化研究

采用农杆菌介导法对紫穗槐茎段诱导的愈伤组织进行遗传转化研究。确定了卡那霉素临界耐受浓度为40mg/L。菌液浓度与侵染时间的正交试验结果表明:侵染菌液OD600为0.8、侵染时间为30min时转化效率最高,达17.95%。GUS染色检测分析表明:含pBI121-GUS质粒DNA农杆菌侵染转化的愈伤组织其抗性不定芽和再生植株根和叶均呈蓝色。转化植株叶PCR检测结果表明外源GUS基因已整合到紫穗槐基因组中。以上结果表明建立了以茎段诱导愈伤组织为转化受体、农杆菌介导的紫穗槐高效遗传转化体系。为了验证其可重复性,又进行了pBI121-GFP基因的转化,T0代再生植株PCR检测整合率达85%,在488nm蓝光源激发下转化株的顶芽产生绿色荧光,说明转入的基因在35S启动子下过量表达。此遗传转化体系可应用于转基因育种。     

1个组培特性优良的籼稻品种的发现及其农杆菌转化体系的建立

对生产上广泛应用的4个优质籼型杂交水稻保持系中9B、金23B、Ⅱ–32B和川香29B,2个恢复系9311和明恢63的组培特性进行系统研究,发现川香29B愈伤组织的诱导率、继代培养增殖率、耐继代能力及分化再生能力均高于其他籼稻品种,其愈伤诱导率和分化再生率分别为96%和82%,说明川香29B是1个具有优良组培特性的籼稻品种;进一步对川香29B的农杆菌遗传转化体系进行优化,并初步建立了川香29B稳定的农杆菌介导的转化体系,即农杆菌EHA105菌液浓度OD600 nm为0.1,浸染液AAM中乙酰丁香酮浓度为200μmol/L,浸染时间30 min,黑暗条件下共培养72 h,共培养温度为19℃,抗性植株转化率为19.6%。     

农杆菌介导的植酸酶基因转化棉花的研究

为建立一种转化效率高、稳定性好的棉花农杆菌遗传转化体系,以优良的陆地棉品种晋棉14、陕724为受体材料,利用农杆菌介导的方法,将含有根特异性表达启动子的植酸酶基因(PhyA)转入供试品种的胚性愈伤中;对获得的再生植株进行PCR检测,证明PhyA已经被插入到棉花基因组中,晋棉14和陕724的转化效率分别为33%和8.3%;此外,还对影响农杆菌侵染棉花胚性愈伤转化效率的因素,如卡那霉素浓度、胚性愈伤组织生长状态、受体材料的基因型等进行了较为系统的比较研究.     

农杆菌介导的燕麦遗传转化体系的建立

以裸燕麦白燕10号为材料,绿色荧光蛋白为报告基因,建立并优化农杆菌介导的燕麦遗传转化体系,并通过荧光显微镜及PCR方法分别检测燕麦愈伤组织及再生苗中的目的基因。研究结果表明,农杆菌菌体浓度OD600=0.5~0.8,侵染10 min时侵染效率最高,侵染7 d后燕麦愈伤组织可检测到绿色荧光蛋白。PCR检测结果表明,接近60%的再生苗在基因组水平可检测到GFP基因。     

小麦幼胚愈伤组织的遗传转化

将从水稻中提取的抗性调节转录因子OsDREB2.2基因,通过农杆菌介导进入小麦组织细胞内的方法,培育筛选稳定遗传的植株,使小麦中的一系列抗性基因得以表达,从而培育出抗逆性强的小麦新品种。采用河北农业大学自主培育的小麦新品种河农825、河农827、河农831等为试验材料,以各自幼胚为外植体,诱导的愈伤侵染农杆菌后,获得的抗性愈伤组织数平均为170.44、分化愈伤数平均为24.56、抗性芽与转化幼胚总数的比例平均为0.96%。表明本研究中采用的愈伤组织诱导、农杆菌侵染和植株再生条件是适宜的。     

农杆菌介导小麦成熟胚体系的优化

针对转基因小麦成熟胚转化体系转化效率低,从提高成熟胚愈伤组织质量入手,调节小麦的基因型、成熟胚的培养时间、菌液浓度、侵染时间以及愈伤组织大小几个因素,提高成熟胚转化体系的转化效率;通过农杆菌介导,将目的基因转入到受体小麦成熟胚诱导的愈伤中,利用gus检测的方法检验转化效率;继代360d、自然生长5mm大小的受体小麦品种扬麦10,在菌液浓度OD600为0.8,侵染40min下,gus基因表达率达50%左右,接近幼胚的gus基因表达率。通过对体系的几个因素的调节,提高了农杆菌介导成熟胚转化体系的效率。     

基于GGE双标图的长江流域国审棉花品种分类特征评价

【目的】采用GGE双标图方法,分析30年来长江流域棉花区域试验中通过国审的棉花品种的分类特征,从棉花品种改良的历史视角探索棉花品种类型和特征的演化趋势,为制定当前棉花品种选育目标和品种审定方法提供理论依据。【方法】依据国家棉花品种审定标准中的品种评分方法,赋予产量性状、纤维品质性状、抗病性和早熟性等指标相应的权重,构建统一的棉花品种多性状综合评价指数。采用GGE双标图的“品种-性状”功能图分析53个国审棉花品种与籽棉产量、皮棉产量、铃重、结铃数、衣分、子指、纤维长度、比强度、马克隆值、枯萎病指、黄萎病指、霜前花率、株高、果枝数和评价指数等15个性状的互作模式,并据此进行品种类型划分和特征分析。数据来源于1981-2012年长江流域国家棉花区域试验。根据对照品种的不同,将历年区域试验分为5个时期,分析各时期内审定品种类型的比例和总体评价指数的变化动态。【结果】GGE双标图的“品种-性状”功能图分析表明,棉花育种目标性状间存在着复杂的相关关系,有必要采用评价指数方法对品种进行综合评价。依据国家棉花品种审定标准中的品种评分方法构建了通用的品种评价指数公式：EI＝0.400×皮棉产量+0.129×比强度+ 0.086×（纤维长度+马克隆值+黄萎病）+ 0.114×枯萎病 + 0.100×霜前花率。依据品种和性状在GGE双标图中的互作模式和品种间的空间关系,将53个国审品种划分为性状特征差异显著的4个品种类型。Ⅰ型为“高产-铃多-品质较优”类型,Ⅱ型为“高产-大铃-高马值”类型,Ⅲ型为“优质-中产-小铃”类型,而Ⅳ型为“弱势品种”类型。各品种类型依据评价指数的排序为Ⅰ型品种＞Ⅱ型品种＞Ⅲ型品种＞Ⅳ型品种。品种类型的变化动态研究表明,Ⅳ型品种只出现在泗棉3号时期之前;Ⅲ型品种出现在泗棉3号和湘杂棉2号时期;Ⅰ型品种比例从泗棉3号时期逐年上升,到鄂杂棉10号时期比例回落;Ⅱ型品种开始于湘杂棉2号时期,其后呈上升趋势。【结论】利用GGE双标图和品种评价指数将53个国审棉花品种合理地划分为4个品种类型,各品种类型特征差异显著,充分展示了30年来长江流域棉花品种改良的成效和发展趋势。长江流域的棉花育种和品种审定中应更注重对马克隆值的改良和评价,以促进棉花丰产性和纤维品质的协调发展。     

红肉苹果分裂素响应基因MdMYB308的克隆与表达分析

【目的】细胞分裂素是调控植物花青苷合成的重要激素,从新疆红肉苹果杂种一代优系‘紫红3号’中克隆得到分裂素响应基因Md MYB308,研究其在细胞分裂素调控苹果花青苷合成中的作用,为进一步完善红肉苹果育种的理论与技术体系提供参考。【方法】以红肉苹果‘紫红3号’(新疆红肉苹果与‘富士’杂交1代)的红色幼嫩叶片为外植体诱导的红色愈伤组织为试材,设计引物利用PCR克隆Md MYB308,对其进行生物信息学分析;并用不同浓度细胞分裂素处理,采用荧光定量PCR分析Md MYB308及花青苷合成相关基因的表达;通过酵母双杂交试验、荧光双分子互补试验验证Md MYB308与Mdb HLH3的互作关系。【结果】在‘紫红3号’中克隆获得Md MYB308全长,其包含768 bp完整的开放阅读框,编码255个氨基酸,预测其编码蛋白质分子量为28.37 kD,等电点为8.94;系统进化树分析表明,Md MYB308与At MYB4、Fa MYB1、At MYBL2在同一个进化枝上,氨基酸序列比对发现,Md MYB308蛋白存在EAR抑制序列;提高6-BA浓度有利于苹果愈伤组织花青苷的累积,与无细胞分裂素处理相比,1 mg·L~(-1) 6-BA处理愈伤花青苷合成结构基因Md CHS、Md DFR、Md UFGT与转录基因Md MYB10、Mdb HLH3的表达量升高,而Md MYB308表达被抑制;酵母双杂交与荧光双分子互补试验表明,Md MYB308与Mdb HLH3能相互作用。【结论】细胞分裂素(6-BA)可能通过抑制Md MYB308的表达影响Md MYB308与Mdb HLH3的结合从而促进花青苷的累积。     

过表达酵母PAC1增强转基因大豆对大豆花叶病毒的抗性

【目的】大豆花叶病毒（soybean mosaic virus,SMV)病是中国大豆产区最主要的病害之一,严重影响大豆产量和籽粒品质。核糖核酸酶PAC1能够识别和降解植物RNA病毒或类病毒复制过程中产生的dsRNAs,从而有效抑制病毒在寄主中的复制与积累。PAC1的这一特点为广谱抗RNA病毒及类病毒转基因作物的创制和培育提供了有效的靶标基因。本研究利用转基因技术,将来源于粟酒裂殖酵母菌(Schizosaccharomyces pombe)的PAC1导入栽培大豆,研究过表达PAC1对大豆SMV抗性的影响,为抗SMV转基因大豆新品种选育提供依据。【方法】采用酶切连接技术,将PAC1连接到双元表达载体pCAMBIA3300中,构建植物表达载体pCAMBIA3300-PAC1。目的基因启动子为组成型强启动子CaMV 35S,终止子为NOS,筛选标记为草铵膦抗性基因BAR。采用农杆菌介导转化法,将PAC1导入栽培大豆品种Williams82。在利用PAT/BAR试纸、PCR及除草剂（500 mg·L^-1 Basta）喷施检测基础上,通过Southern杂交技术进一步分析外源基因在转基因大豆中的整合情况和拷贝数。采用人工摩擦接种法,对T₂和T₃代转基因大豆株系进行田间抗SMV鉴定农艺性状调查,分析转基因大豆对SMV抗性及遗传稳定性。并利用qRT-PCR技术分析接种SMV 28 d后转基因大豆中SMV积累水平。【结果】共转化2 600多个外植体,获得耐草铵膦（5 mg·L^-1）大豆再生植株76株。PCR检测结果表明,其中65株能够扩增出目的条带,大豆遗传转化效率为2.48%。对T₁-T₃代转基因大豆株系喷施除草剂表明,在500 mg·L^-1 Basta处理7 d后,转基因植株表型没有明显变化,而对照（非转基因大豆）植株叶片则黄化枯死。Southern杂交结果表明,外源基因以低拷贝的方式(1-2个)整合至大豆基因组中。摩擦接种SMV SC-3鉴定表明,在接种35 d后,对照出现严重花叶、皱缩等典型SMV发病症状,而转基因大豆仅部分叶片表现出轻微的花叶症状,其病情指数降低至11.11-22.22,较对照（病情指数36.81-46.24）显著降低,且SMV抗性在转基因大豆不同代际间能够稳定遗传。qRT-PCR分析表明,在接种SMV SC-3株系28 d后,转基因大豆中SMV CP表达水平较对照极显著下降。农艺性状调查表明,在未接种SMV条件下,转基因大豆在叶形、花色、种皮色、种脐色、株高、节数、结荚高度、生育期及百粒重等方面与对照没有显著差异。【结论】PAC1过表达显著抑制了SMV的积累及症状发展,增强了转基因大豆对SMV的抗性水平。     

地被菊花Fall Color体细胞胚途径再生、遗传转化及转基因植株的抗寒性检测

【目的】培育耐寒性强的地被菊花[Dendranthema grandiflorum (Ramat.) Kitamura]新材料。【方法】 以Fall Color品种的幼嫩叶片为外植体，探讨胚状体诱导所需的植物生长调节剂浓度和诱导培养时间等条件。【结果】叶片外植体在添加0.75 mg·L-1 2,4-D的诱导培养基上诱导15 d，再进行分生培养，不仅能够诱导胚性愈伤组织形成，还能够诱导胚状体发生，并进一步诱导芽再生，最终93%的供试外植体通过胚状体途径获得芽的再生。通过根癌农杆菌介导法将35S启动子驱动的逆境诱导转录因子DREB1A基因导入该品种。转化株在低温下的种子发芽率、扦插苗生长以及植株露地越冬生长状况等方面都明显优于对照。【结论】本研究成功地建立了地被菊花Fall Color体细胞胚再生途径，并成功地获得了具有越冬耐性的地被菊花转化株系。     

一种高通量提取桃DNA方法的建立与应用

【目的】DNA制备是大规模基因型筛选和分子标记辅助选种的重要前提,本研究采用一种1.2 mL八联排管代替单个离心管,探索一种操作简便、节约时间、成本低的桃DNA快速提取方法,以满足高通量遗传研究的需求,提高工作效率。【方法】以普通生长型桃（standard type,ST）‘中油桃8号’为母本,温度敏感半矮生型桃（temperature-sensitive semi-dwarf in Prunus persica,PpTssd）‘09-1-112’为父本,杂交获得F₁代分离群体500株实生苗为载体,包括温度敏感半矮生型246株,普通生长型254株,建立一种高通量、低成本桃DNA提取方法。利用1.2 mL八联排管结合八通道移液器,简化提取步骤,提取桃幼嫩叶片中的基因组DNA;通过紫外分光光度计和琼脂糖凝胶电泳对所提取的DNA浓度、纯度和完整性进行检测。基于高分辨率熔解曲线（high resolution melting,HRM）,采用96孔板对温度敏感半矮生型桃和普通生长型桃共500个F₁分离后代单株进行PCR扩增和基因分型,区分TSSDtssd基因型与tssdtssd基因型。基于双亲表型与基因型一致,开发InDel位点,PCR扩增后,采用SDS-PAGE在F₁群体中进行验证,确定利用分离的DNA是否正确区分不同基因型。【结果】分离的DNA经紫外分光光度计检测,浓度范围约为25-200 ng·μL^-1,OD_260nm/OD_280nm约为1.81-1.98,DNA纯度较高;琼脂糖凝胶电泳条带清晰、单一,DNA完整度较高。参考桃基因组（Version 2.0）,根据双亲深度测序数据,开发获得SNP标记SNP_Pp03_3758620,应用于高分辨率熔解曲线基因分型,发现温度敏感半矮生型和普通生长型呈现明显不同的峰型,证明提取的DNA模板可应用于HRM基因分型。基于双亲基因型与表型一致,开发InDel标记InDel_Pp03_3829009,聚丙烯酰胺凝胶电泳的验证结果显示PCR扩增具有较高的强度,获得与目的片段大小一致的特异性条带,且在两种不同生长型单株中具有明显的多态性,表明PCR扩增稳定,提取的DNA可用于基于InDel标记的多态性分析。使用该提取方法,每人每天可以完成1 000个样品的DNA提取,成本较低,且不会对幼苗早期生长造成影响。【结论】建立了一种简便、有效、低成本的桃基因组DNA提取方法,可以满足基因分型、品种鉴定及遗传分析等分子生物学研究,实现了大批量不同样本基因组DNA的同时提取,具有较高应用价值。     

朱砂叶螨β-COP和Sro基因鉴定及其沉默致死效果

【目的】明确朱砂叶螨(Tetranychus cinnabarinus)β-COP和Sro两条基因分子生物学信息,并基于优化的RNAi体系评价它们的致死效应,为筛选适用于RNAi防控的靶基因打下基础。【方法】首先克隆目的基因的全长,并通过序列的同源比对、保守区域及蛋白结构预测以及系统进化树的构建明确其分子生物学信息;其次通过减少ds RNA降解因素、并适时补充ds RNA等方法改进朱砂叶螨的RNAi体系,从而延长干扰时间。利用定量PCR技术检测特定时间点的沉默效率,评价优化RNAi体系后的沉默效果;最后在沉默目的基因β-COP和Sro后,检测朱砂叶螨在各特定时间点的死亡率,评价目的基因在RNAi下的致死效果,并观察相应的致死表型。【结果】β-COP开放阅读框长度为2 688 bp,编码895 aa,属于"WD40 superfamily"及"Coatomer_WDAD superfamily",包含了"WD 40"和"Coatomar_WDAD"的保守区域。Sro的开放阅读框长度为1 119 bp,编码372 aa,具有典型的短链脱氢酶所特有的两个特征,即与NADP+biding结合位点基序"TGxxx Gx"和"Yxxx K"及其上游的天冬氨酸(Asn)、丝氨酸(Ser)活性位点。优化后的RNAi体系可在96 h内能稳定保持50%左右的沉默效率,使用该方法干扰朱砂叶螨β-COP和Sro两条致死基因48 h后试验组与对照组的死亡率均有显著性差异,用β-COP的ds RNA片段干扰雌成螨108 h后,死亡率达57.4%;用Sro的ds RNA片段干扰若螨96 h后,死亡率达28.8%。死亡个体均具有明显的表型,β-COP试验组死亡表型为4对足蜷缩在体侧;Sro试验组则在静伏期死亡或在蜕皮过程中无法蜕皮而死亡。【结论】优化的朱砂叶螨RNAi技术有稳定持续的沉默效果。β-COP和Sro与RNAi技术相结合,验证了这两条目的基因的沉默可对朱砂叶螨产生一定的致死效应,表明此类基因与技术加成的模式极具开发和利用的潜力,为今后基因功能验证和筛选以及开发以RNAi技术为基础的朱砂叶螨防控方法提供了依据。     

大豆GmHAT5的克隆及其转基因百脉根的抗盐分析

【目的】从大豆盐胁迫基因表达谱中筛选并克隆得到同源异型域亮氨酸拉链蛋白(HD-Zip)家族基因GmHAT5,将其转化豆科模式植物百脉根并进一步探究其抗盐调控机制。【方法】使用多种生物信息学软件对GmHAT5的开放读码框(ORF)、编码蛋白的分子量、等电点、序列结构和蛋白定位等进行预测,同时将大豆GmHAT5蛋白与其他10个物种的同源蛋白进行比对分析,并对GmHAT5在大豆不同器官及盐胁迫下的表达特性进行分析。此外,构建GmHAT5的植物超表达载体,通过对发根农杆菌LBA1334的转化,得到"复合体"百脉根植株,并在盐胁迫条件下对其进行抗盐表型分析;通过对根癌农杆菌EHA105的转化,获得百脉根的稳定转化株系,并对其进行抗盐表型分析及相关生理指标检测。【结果】多种生物信息学软件分析表明,该片段包含1个1 038 bp的ORF,编码345个氨基酸。GmHAT5的理论分子量和等电点分别为39.17 k D和4.63。GmHAT5蛋白定位于细胞核,与其他HD-Zip家族蛋白一样,属于典型的核蛋白。序列分析表明,GmHAT5包含一个同源异型结构域和一个亮氨酸拉链结构域,属于第I类同源异型域亮氨酸拉链蛋白。同源蛋白比对表明其与野生大豆GsHAT5同源性最高。基因表达特性分析表明,GmHAT5在大豆植株的各个不同器官中均有表达,是一个受盐诱导上调表达的HD-Zip类转录因子。发状根转化的结果表明,使用200 mmol·L~(-1) NaCl处理植株7 d后,"复合体"植株生长状态良好,对照组植株叶片明显萎蔫、失绿;不同NaCl浓度处理离体转基因发状根14 d后,对照组较试验组发状根明显干枯、生长受到抑制。稳定转化结果显示,不同盐浓度处理14 d后,转GmHAT5百脉根与两组对照植株相比生长状态更好。相关生理指标检测结果显示,与两组对照相比,转基因百脉根植株中丙二醛含量和相对质膜透性明显降低(P0.05),而叶绿素含量和根系活力则显著升高(P0.05)。测定不同植株阳离子含量的结果表明,转基因百脉根株系与两组对照相比,Na~+在叶片和根中含量显著下降,K~+和Ca~(2+)在叶片和根中含量显著升高。【结论】从大豆中克隆得到一个编码HD-ZipⅠ类同源异型域亮氨酸拉链蛋白基因GmHAT5,该基因在大豆中受盐胁迫诱导表达量显著升高。超量表达GmHAT5显著增强百脉根的耐盐能力,发状根转化法可以作为一种快速有效筛选抗盐候选基因的手段。推测GmHAT5在大豆盐胁迫应激调控中扮演重要角色。     

木尔坦棉花曲叶病毒及其伴随的β卫星分子复合侵染引起广东棉花曲叶病

【目的】明确引起广东棉花曲叶病的病原,为该病害的防控提供理论依据。【方法】应用PCR、滚环扩增(rolling circle amplification,RCA)、基因克隆及测序等技术获得病毒分离物GD01基因组及卫星分子的序列,并对序列进行分析;通过构建GD01及其β卫星分子的侵染性克隆p GreenⅡ049-1.6A、p GreenⅡ049-2.0β和利用农杆菌介导的注射接种方法,测定GD01及其β卫星分子对棉花的致病性;进一步通过Southern blot检测对接种植株进行分析与验证。【结果】侵染广东棉花的病毒分离物GD01基因组仅含A组分(DNA-A),其全长为2 737nt,且与在中国发现的木尔坦棉花曲叶病毒(Cotton leaf curl Multan virus,CLCu Mu V)第一个分离物朱槿分离物G6序列相似性为100%。该病毒分离物也伴随有β卫星分子,其全长为1 345 nt,与G6伴随的β卫星分子(Cotton leaf curl Multan betasatellite isolate G6,CLCu Mu B-[G6])序列相似性为99.9%。构建了GD01 DNA-A及其β卫星分子侵染性克隆p GreenⅡ049-1.6A、p GreenⅡ049-2.0β,农杆菌注射接种本氏烟,接种后15 d,二者混合接种的本氏烟植株新出的叶片表现明显的皱缩、卷曲等症状;随着时间的推移,本氏烟的症状越来越明显。农杆菌注射接种棉花,接种后30 d,二者混合接种的棉花植株新出叶片开始出现叶脉变深绿色,叶片卷曲等症状;接种后90 d,二者混合接种的植株大部分叶片表现为叶片向上卷曲、叶脉深绿色、叶脉肿大等典型棉花曲叶症状,且与田间自然病株症状相同,而二者各自单独接种的棉花植株没有产生明显的症状。Southern blot检测结果显示,表现典型曲叶症状的接种棉花植株均含有GD01 DNA-A及其β卫星分子,进一步支持这些症状是由GD01 DNA-A及其β卫星分子的共同侵染引起。【结论】病毒分离物GD01 DNA-A及其伴随的β卫星分子与入侵中国的CLCu Mu V第一个分离物朱槿分离物G6相同,CLCu Mu V-[GD01]及其伴随的CLCu Mu B-[GD01]复合侵染引起广东棉花曲叶病,利用农杆菌介导的侵染性克隆接种法,完成了CLCu Mu V及其CLCu Mu B复合侵染引起棉花曲叶病的柯赫氏法则(Koch's Postulates)。     

紫花苜蓿不同发育时期次生壁合成调控的转录组分析

【目的】探讨紫花苜蓿次生壁合成的基因网络调控变化和表达模式,确定一些关键候选基因和转录因子,为紫花苜蓿次生壁加厚调控网络的分子机制研究奠定基础。【方法】对‘中苜1号’紫花苜蓿分枝期（S1）、现蕾期（S2）、初花期（S3）和盛花期（S4）的茎进行近红外光谱法测定次生壁主要物质含量和Illumina HiSeq^TM 2500高通量转录组测序。以紫花苜蓿的近缘物种蒺藜苜蓿（Medicago truncatula）基因组作为参考基因组进行序列比对并组装构建转录本。利用FPKM法计算基因表达量,以Fold change（差异表达倍数）≥2或≤0.5（表达上调或下调）、FDR（false discover rate）≤0.05为筛选条件,在3个相邻时期转录组比较组合中（S2vs S1,S3 vs S2,S4 vs S3）筛选差异表达基因。通过Gene Ontology数据库和KEGG Pathway数据库对紫花苜蓿不同发育时期差异表达基因的功能和参与的代谢途径进行注释。【结果】共获得41 734个基因在紫花苜蓿不同发育时期的转录表达情况,27个功能注释与紫花苜蓿纤维素、木质素合成密切相关的基因差异表达,其变化趋势与纤维素和木质素含量测定结果基本一致,即随着生长发育时期的变化,表达水平逐渐提高。研究表明,初花期是紫花苜蓿次生壁合成调控的转折期,纤维素和木质素含量与其合成基因表达量在初花期均显著提高。MTR_2g016630（Ces）和MTR_7g103590（Ces A1）等纤维素合成酶基因表达水平在初花期显著上升,木质素合成途径中,MTR_1g064090（PAL1）、MTR_1g111240（C4H）和MTR_2g104960（CCR）基因表达量在初花期或盛花期相比分枝期上调表达倍数达到10倍以上。本研究中27个与植物生长发育相关的转录因子在紫花苜蓿不同发育时期差异性表达,其中NAC家族和MYB家族转录因子有18个,也有少量WRKY、BHLH、ERF、C3H等转录因子。【结论】获得‘中苜1号’紫花苜蓿在4个生长发育时期茎的基因表达谱数据,共获得54个差异表达基因,其中稳定上调基因24个,稳定下调基因30个。这些基因很有可能参与紫花苜蓿次生壁的合成调控。     

羊踯躅嫩叶离体培养和植株高效再生技术研究

【目的】建立羊踯躅嫩叶离体培养及植株高效再生体系。【方法】以羊踯躅新生嫩叶为外植体,筛选嫩叶愈伤组织诱导、再分化及生根培养基,并以再生植株茎节为试材,建立高效植株再生体系。【结果】最适合羊踯躅嫩叶愈伤组织诱导的培养基为1/2 DR+2.40 mg/L 2ip+0.80 mg/L NAA,诱导率为99.5%;愈伤组织再分化的最佳培养基为1/2 DR+2.90 mg/L 2ip+0.01 mg/L NAA+1.75 mg/L KT,分化率为99.7%;适宜生根的培养基为1/4 DR+0.06 mg/L ZT+0.02 mg/L NAA,生根率达99.0%。利用再生植株茎节的快繁结果表明,在28 d的培养周期内,每节段平均增殖达5倍以上。【结论】成功建立了羊踯躅嫩叶愈伤组织诱导、再分化芽苗和植株高效再生体系,可以满足羊踯躅工厂化育苗的需要。