斑茅杂种后代分子检测

利用RAPD随机引物和斑茅5SrRNA间隔序列(ITS)引物对斑茅与甘蔗的杂种Fl、F2代进行了分子鉴定，获得了与含有斑茅血缘有关的RAPD分子标记3个及5SrRNA间隔序列标记1个；其中，5SrRNA间隔序列标记可用于斑茅杂种后代碱法DNA模板的快速检测。     

甘蔗斑茅的杂交利用及其杂种后代鉴定系列研究(二):甘蔗斑茅远缘真实杂种的分子鉴定

根据斑茅ITS区序列设计编号为EF1／ER1和编号为EF2／ER2的两对引物,经在甘蔗及其近缘属植物间ITSPCR扩增,证明这两对引物是斑茅特异引物,其中引物EF1／ER1在斑茅多态性研究中扩增出5种带型,而引物EF2／ER2扩增出3种带型;同时,利用这两对引物对甘蔗(拔地拉)与斑茅杂交的9个F1,甘蔗斑茅真实杂种(崖城96-66、96-46)与CP84-1198的36个BC1以及崖城95-41与内江57-416的12个BC1,15个曾被认为具有斑茅血缘的品系进行分子鉴定,结果表明,两对引物的鉴定结果基本一致,其中对斑茅F1的分子鉴定结果与前人(沈万宽)的同工酶鉴定结果相一致,对15个曾被认为具有斑茅血缘的品系进行鉴定结果显示大部分品系为假杂种。     

甘蔗斑茅的杂交利用及其杂种后代鉴定系列研究Ⅲ.甘蔗斑茅远缘杂交后代细胞遗传分析

以甘蔗与斑茅杂交和回交后代为供试材料，进行染色体计数与核型分析，结果表明，在5个供试材料中，海南斑茅92-105的体细胞染色体数2n＝60=60m，属原始的1A型染色体，其他材料的核型均属2B型。以拔地拉（2n=80=70m+10sm）为母本、海南斑茅92-105为父本的杂交后代崖城96-66的体细胞染色体数目为2n=70=68m+2sm；以崖城96-66为母     

斑茅割手密杂种后代真实性鉴定及遗传分析

以斑茅GXA87-36(♀)与割手密GXS79-9(♂)杂交获得的经形态鉴别为真杂种的后代材料GXAS07-6-1 (斑茅割手密杂合体)及其双亲为材料,利用体细胞染色体计数以及SSR、SRAP分子标记对杂种进行真实性鉴定,并利用SRAP分子标记对斑茅GXA87-36、割手密GXS79-9及其杂种后代遗传位点的传递进行分析。结果表明, GXA87-36体细胞染色体数为2n=60,GXS79-9体细胞染色体数为2n=64,其杂种GXAS07-6-1染色体2n=62,其杂交的染色体遗传方式为n+n;筛选出3对SSR引物和5对SRAP引物可分辨后代的真伪;利用71对SRAP引物扩增后代和双亲,检测到1 095个遗传位点,多态性位点数为800;母本有279个位点,其中有 79 %传递给其后代;父本有439个位点,其中有73%传递给后代;用NTSYS-pc2.10e软件计算Jaccard遗传相似系数,双亲间为0.474,后代与母本、父本间分别为0.696、0.752,表明后代GXAS07-6-1偏向父本遗传。     

甘蔗与斑茅杂交染色体组构成特征研究

斑茅是甘蔗重要的野生种质资源,渗入斑茅血缘来提高甘蔗抗性是目前甘蔗育种的重要途径之一。对甘蔗与斑茅杂交后代进行染色体分型有利于高效利用斑茅的各种优异性状。本研究利用斑茅特异引物鉴定斑茅与甘蔗杂交高世代材料的真实性,通过荧光原位杂交对甘蔗与斑茅染色体进行分型,以探究斑茅和甘蔗染色体在子代中的遗传与分离,并分析其染色体组结构特征。结果表明,杂交群体中有30份为斑茅的真实后代,包含斑茅染色体从1～10条不等,说明其后代群体基本服从n+n的遗传方式,占整个真实后代群体的60%。斑茅与甘蔗发生染色体水平的重组约16.67%,并且斑茅与不同血缘甘蔗重组的概率趋近一致。割手密种特异探针共定位结果表明,斑茅血缘的渗入降低了近现代栽培甘蔗种中热带种血缘与重组血缘的占比,并同时提高了割手密血缘的比例。本研究分析的甘蔗与斑茅杂交后代中不同血缘染色体组的遗传及结构特点,为提高斑茅种质资源在甘蔗育种中的开发利用提供了细胞遗传学基础。     

用基因组原位杂交方法分析甘蔗-斑茅杂种及回交后代的染色体组成

斑茅(Erianthus arundinaceus Retz)是甘蔗的近缘属植物,具有多种优良特性,是甘蔗育种的重要种质资源之一。本实验使用基因组原位杂交(GISH)技术分析了甘蔗-斑茅杂种及回交后代F1、BC1和BC2的染色体构成与传递行为。结果表明:在F1代,来自斑茅HN92-77的染色体数目介于28～30条,来自热带种Badila的染色体数目介于38～40条,体细胞染色体数为2n=68～70,基本符合n+n的染色体传递方式;在BC1和BC2代,来自斑茅的染色体数分别为22～28条和13～15条,来自甘蔗的染色体数分别是87～94条和98～101条,其体细胞染色体数2n分别为110～121条和112～115条,基本上分别符合2n+n和n+n的染色体传递方式。在所观察的渐渗系中,均存在有染色体丢失的现象,但未观察到染色体发生交换与重组。     

甘蔗与斑茅杂交后代的SSR标记鉴定方法

为简化甘蔗与斑茅杂交后代鉴定程序、缩短鉴定时间,提高检测准确性,本研究在前期简化基因组调研测序开发的SSR引物基础上,选取部分引物对其在甘蔗DNA混液、斑茅DNA混液、主要栽培种及甘蔗与斑茅杂交后代DNA的扩增情况进行分析。结果表明,选取的381对引物在斑茅DNA混液和10个甘蔗栽培种DNA混液中有363对引物在斑茅混液中检测到扩增产物,其中86对只在斑茅混液检测到扩增产物。将上述86对引物在192个甘蔗栽培种中进行扩增分析,筛选得到4对仅在斑茅及甘蔗与斑茅的后代有特异扩增条带的特异性引物。本研究可实现简单、快速、准确鉴定甘蔗和斑茅杂交后代的斑茅血缘,有利于高效地获得真实的杂种后代,加快甘蔗和斑茅杂交后代育种进程。     

含斑茅血缘的甘蔗回交后代遗传多样性SSR分析

利用SSR分子标记对44个含斑茅血缘的甘蔗回交后代和38个常规甘蔗栽培种进行遗传多样性分析。结果显示,在80对SSR引物中筛选出17对扩增带型清晰、多态性较好的引物,共扩增出40条多态性条带,每对引物的扩增条带数介于1～5条之间,平均2.4条。引物检测到的有效等位基因数(Ne)介于1～3.1,平均值为1.809 8;多态性信息量(PIC)介于0～0.611,平均值为0.307 9;Shanoon指数(I)介于0～1.238 2,平均值为0.591 2;Ne's基因多样性指数(H)介于0～0.677 8,平均值为0.357 4。82份试验材料之间的遗传相似系数介于0.425～0.975之间,平均值为0.679,含斑茅血缘甘蔗回交后代品系间的平均遗传相似系数为0.700,常规甘蔗栽培种间的平均遗传相似系数为0.673,而含斑茅血缘甘蔗回交后代与常规甘蔗栽培种间的平均遗传相似系数为0.666。采用非加权组平均法(UPGMA)聚类分析表明,在遗传相似系数为0.59处,所有材料被划分为2个类群,‘台糖95-8899’独成一类,其他81个材料划分为另外一个类群,定为A类群;在遗传相似系数0.612处,A类群被划分为2个亚类群,‘崖城03-191’独成一类,其余80个材料划分为另外一个亚类群。本研究基于SSR分子标记技术,揭示了含斑茅血缘的甘蔗回交后代的遗传多样性,为含斑茅血缘的甘蔗回交后代的杂交利用提供了一定的参考依据。     

具有斑茅种质的耐旱甘蔗品系的选育

经过固定光照(12h, 25min)和随后的递减光照(递减率15s或30 s/d)等处理, 诱导甘蔗属热带种的Badila、 IJ76-315等品系和甘蔗属中国种的广东竹蔗、江西竹蔗等品系开花, 用作母本; 采取调整种植期、剪叶等措施, 延迟甘蔗属的割手密和蔗茅属的斑茅开花, 用作父本. 实施热带种与割手密, 热带种与斑茅, 中国种与割手密, 中国种与斑     

利用斑茅cDNA芯片研究甘蔗受黑穗病菌侵染后基因差异表达

为了解甘蔗抗黑穗病的分子机制,利用斑茅干旱胁迫cDNA芯片检测了甘蔗受黑穗病菌胁迫后的基因差异表达。经杂交,在cDNA芯片的3 860个模板中,有效差异表达(Ratio值≥2.0或≤0.5)的基因为101个,其中上调55个,下调46个。部分基因的定量PCR验证表明,芯片杂交结果可靠。上调表达基因经测序、冗余序列剔除,一共获得36个unique ESTs。已知功能的22个上调表达基因,涉及多条生理代谢途径,如光合作用、离子转运和核酸代谢途径;以及多种分子水平的进程,如基因转录、蛋白质合成与修饰以及细胞信号转导等。另外,还检测到14个未知功能基因。结果表明,甘蔗对黑穗病的抗性具有复杂的机制。本研究为解释甘蔗受黑穗病菌胁迫后的基因差异表达及其网络构建奠定了基础,还可以为今后系统研究甘蔗对生物与非生物胁迫的响应机制提供技术支持。     

甘蔗斑茅属间远缘杂种崖城01—87回交入选品系的评价

斑茅杂种第二代品系崖城01-87与新台糖20号(ROC20)回交入选的19个品系的农艺性状分析表明,品系之间同一性状表型差异较大;与产量相关的性状变异较显著;斑茅杂种BC1普遍具有的"低糖"性状在回交后提高较快,蔗茎锤度平均增长23.8%;部分品系农艺性状的综合表现已优于或达到国内当家良种的生产水平.     

26份玉米材料灰斑病抗性鉴定及分子标记检测

为了解不同来源玉米自交系灰斑病抗性位点分布,探索利用分子标记筛选玉米灰斑病抗性种质,本研究以26份玉米骨干自交系为材料,按照国家标准(NY/T 1248.11-2016)进行人工接种鉴定,选用6个与抗灰斑病主效QTL(或基因)紧密连锁的分子标记进行分子检测.结果表明,经接种鉴定,抗性级别表现为中抗及以上的有15份,其中...     

干旱胁迫下斑茅消减文库的构建及分析

以干旱胁迫下斑茅(Saccharum arundinaceum Retz.)叶片组织的cDNA为Tester，正常生长条件下斑茅叶片组织cDNA为Driver，利用抑制性消减杂交技术（Suppression Subtractive Hybridization, SSH）构建斑茅干旱胁迫消减文库。文库克隆总量约为30 000个，克隆重组率为99.2%；随机从文库中挑取3500个克隆分析表明，插入片断长度主要集中在200~1 000 bp之间，500 bp以上的有463个克隆，500 bp以下的有3 037个克隆，平均长度约450 bp; 通过随机对16个文库阳性克隆的测序及分析，3个克隆与ATP-NAD kinase、Aldo/keto reductase和锌指蛋白高度同源，3个克隆没有同源性，10个与逆境相关，是功能未知的EST。选择编号为EL0149和EL0145两个克隆进行Northern杂交验证，结果表明EL0149克隆为干旱胁迫上调表达的EST序列，而EL0145在正常供水和干旱条件下均无明显的的杂交信号。说明本研究克隆的SSH文库质量较高，可以进一步利用SSH文库结合芯片表达谱分析解析作物水分胁迫下的相关抗旱基因网络。     

北京地区侵染菊花的番茄斑萎病毒分子检测与基因组部分序列分析

为了确定北京菊花产区是否发生了番茄斑萎病毒病,了解该病毒北京分离物的序列变异情况,对该地区发生的TSWV进行了分子检测,并对该病毒编码的依赖RNA的RNA聚合酶(RDRP)、多糖蛋白(Gn-Gc)、运动蛋白(NSm)、外壳蛋白(N)、非结构蛋白(NSs)等5个基因进行了序列分析。结果表明,TSWV北京地区菊花分离物(Beijing-jh)的5个编码基因与国内各分离物的进化关系较远,与来自韩国和西班牙的分离物亲缘关系较近。相似性分析表明,N基因是最为保守的基因,核酸平均相似性为97.2%,蛋白为98.6%,RDRP的变异性最大,核酸平均相似性为95.4%,蛋白为96.8%,且Beijing-jh分离物的5个基因编码的氨基酸与来自西班牙分离物的相似性最大,初步表明,该分离物可能是由于贸易活动由国外传入我国。     

斑茅cDNA中抗病基因同源序列的分离和表达特性分析

植物抗病基因具有一些特定的保守结构域。本研究根据已知植物同源抗病基因(RGAs)保守序列设计简并引物, 从甘蔗近缘植物斑茅的cDNA中扩增出6条抗病基因同源序列, 它们在NCBI上登录号分别为EU685835、EU685836、EU685837、EU685838、EU685839 和 EU685840。序列分析表明, 这些RGAs均含有典型的NBS-LRR类抗病基因保守结构域P-loop、Kinase-2a、Kinase-3a和疏水结构域(Hydrophobic domain, HD)。氨基酸序列的同源性比对表明,6条RGAs序列同11条参试的抗病基因之间的同源性为8.3%~93%,而6条RGAs之间的氨基酸序列同源为30.5%~45.6%。另外,本实验所克隆的6条斑茅抗病基因同源序列中, kinase-2 (LLVLDDVW/D)最后一个氨基酸皆为色氨酸,推测所克隆的NBS-LRR类抗病基因都属于non-TIR-NBS-LRR类。定量PCR分析表明, 6条斑茅抗病基因同源序列在根、茎和叶片中组成型表达,同时这些抗病基因同源序列的表达会受外源信号分子水杨酸和过氧化氢的上调作用,可能在斑茅的抗病性中具有一定的作用。     

蔗茅EfNAC基因的克隆和生物信息学分析

为了更好地利用甘蔗野生种蔗茅(Erianthus fulvus Ness.)的抗逆相关基因,并为转基因甘蔗抗逆育种提供可靠的候选基因。本研究利用电子克隆和RT-PCR的方法在蔗茅野生种‘蔗茅99-2’中克隆到一个干旱诱导表达基因,并命名为FfNAC (GenBank登录号:MT499790)。生物信息学分析表明,FfNAC基因ORF长度为765 bp,共编码254个氨基酸,具有一个保守的NAM结构域。编码的蛋白以无规则卷曲和α-螺旋为主,没有信号肽,具有多个磷酸化位点,没有跨膜结构。本研究为深入研究蔗茅干旱胁迫的分子调控机制和转基因甘蔗抗旱育种提供理论依据和技术支撑。     

蔗茅EfNAC44基因克隆与表达分析

为了克隆蔗茅EfNAC44基因,并对其进行生物信息学和基因表达模式分析.本研究通过转录组测序和RT-PCR方法相结合首次从蔗茅野生种无性系'蔗茅99-3'中克隆到一个受低温胁迫响应的NAC家族基因,命名为EfNAC44 (GenBank登录号:MH709118.1),该基因包含一个591个碱基的开放阅读框,编码196个...     

甘蔗(Saccharum species hybrid)种质资源褐锈病和黄锈病抗性位点分子检测

开展种质资源抗锈病分子检测,对甘蔗筛选抗性资源和抗锈病育种具有重要意义。本研究利用已报道的褐锈病抗性位点Bru1和黄锈病抗性位点G1对中国甘蔗育种中的亲本资源和创新材料进行分析。在164份材料中共检测到‘粤糖07-913’、‘桂糖02-281’、‘赣南05-352’等23份带有Bru1抗性标记的材料,占参试材料的14%。在180份材料中共检测到‘粤糖96-86’、‘桂糖03-8’、‘赣南81-1035’等10份带有黄锈病抗性位点G1的材料,占参试材料的5.56%。‘粤糖96-86’、‘ROC16’、‘ROC22’等6份材料同时带有Bru1和G1位点,可能兼具褐锈病和黄锈病两种抗性。本研究结果可为选择优异抗锈病基因资源,开展杂交育种提供科学依据。     

福州地区甘蔗黄叶病病原分子鉴定及电镜检测

电镜观察表明，感病甘蔗叶片的韧皮部伴胞内存在着大量类似甘蔗黄叶病毒（SCYLV）的病毒粒子；利用RT-PCR扩增出556 bp的目的片段，氨基酸和核苷酸序列分析表明，该片段是SCYLV外壳蛋白基因的一部分，与其他国家SCYLV分离物同源性达95%以上；应用组织印迹杂交免疫检测技术，在YLS病症的叶片中脉韧皮部出现紫红色斑块，呈阳性反应。综合分析认为福州地区甘蔗黄叶病的病原体为SCYLV。     

甘蔗遗传多样性的分子检测

本文论述了甘蔗遗传多样性的几种主要检测方法，着重讨论了甘蔗分子标记、遗传图谱和比较基因组研究的最新进展，重点介绍了几种常用分子标记技术的基本原理、特点及其在甘蔗遗传多样性研究中的广泛应用。