谷子矮秆突变体si-dw4的遗传分析及基因定位

目前,矮化育种是解决谷田倒伏的有效手段,但育种中可利用的矮秆资源仍存在早衰和遗传基础不明确的问题,导致很难在育种中利用,因此对控制谷子株高相关基因的遗传和分子机制的研究具有重要意义。对经过自然突变形成的一个谷子突变体si-dw4进行表型鉴定、遗传分析和基因定位的研究。通过对比野生型ZT002的茎秆部性状,发现si-dw4的株高为35.9 cm左右,仅为野生型的27.4%;si-dw4的节间数目不变,相对应节间长度均显著变短。遗传分析表明,si-dw4的矮秆性状是隐性性状,且由主效基因控制。利用BSA(分离群体分组分析)与QTLseq相结合的方法对突变基因进行定位,将该基因定位在第5染色体的In5-6.23与In5-8.12标记之间的1.89 Mb区间内。这个隐性矮秆突变体的发现,为谷子实现矮化育种提供了可以利用的矮源,进一步丰富和发展了谷子矮化的分子机理。     

EMS诱变产生谷子突变体技术规程

根据近年试验,总结了甲基磺酸乙酯(EMS)诱变产生谷子突变体技术规程。规程规定了范围、规范性引用文件、产地环境、EMS诱变谷子技术、田间管理、突变材料的选择、收获及脱粒、建档等要求。     

谷子突变体信息平台的构建

为了实现基于网络的谷子突变体库的科学数据共享服务,利用ASP技术,结合Access数据库服务,构建谷子突变体信息数据共享中英文服务平台。通过该信息平台,可以为谷子遗传育种提供丰富的中间材料,为谷子新种质创制提供参考。     

谷子条纹叶突变体A36-S的细胞学特性分析及基因定位

[目的]谷子是C4模式植物,其叶色突变体是研究C4光合途径的良好材料.通过研究谷子条纹叶突变体A36-S的细胞学特性并对突变基因进行定位,为克隆突变基因、解析谷子叶绿体合成及发育机理、进一步理解C4光合调控机制奠定基础.[方法]谷子条纹叶突变体A36-S是由育种创制的中间材料A36自然变异而来.对比A36-S及其正常表...     

谷子矮秆突变体对赤霉素的敏感性研究

矮秆突变体是培育高产作物新品种的重要材料。本试验采用赤霉素浸渍法对谷子矮秆突变体衡谷12号和正常植株冀谷19号的赤霉素反应敏感性进行了研究。结果表明,外源GA处理后,衡谷12号突变体植株的根长和节间间距均与正常植株无显著差异,并随着GA浓度的增加,二者均表现增长的趋势;外源GA处理后,衡谷12号突变体植株与正常植株的侧根数均表现出受抑制的趋势,且衡谷12受抑制程度明显高于正常植株。     

谷子类病斑突变体09-1115的发现及遗传分析

2007年从EMS诱导谷子（Setaria italica）豫谷1号后代中发现1株全株病斑突变体,经过多代连续自交稳定,2009年将其命名为09-1115类病斑突变体。该突变体从抽穗期开始出现病斑,病斑首先出现在叶片上,随着穗的成熟,病斑变大并遍布整个植株（包括叶、叶鞘、茎和穗轴）,最终全株枯黄,但是可以正常结实。与野生型相比,其株高、穗长和旗叶长无显著性差异,但穗重和穗粒重差异显著,表现为结实性差异。初步的遗传分析结果表明,该突变性状由1对隐性核基因控制。     

谷子EMS诱变的处理条件分析

EMS（甲基磺酸乙酯）诱变是获得变异体进行基因功能研究的重要途径,而了解EMS处理的时间和处理浓度等基本条件是进行诱变处理的前提。本研究采用化学诱变剂EMS处理谷子品种豫谷1号,设置清水浸种过夜处理、6个不同浓度（0.1%、0.2%、0.4%、0.8%、1.0%和2.0%）不浸种处理和3个处理时间（2 h、4 h和8 h）共42个组合,以致死量达到80%～90%为标准。结果表明：豫谷1号的适宜诱变条件为清水浸种过夜、1%EMS处理8 h。     

谷子功能基因发掘现状及展望

谷子是起源于我国的古老粮食作物,在约1万年前由青狗尾草驯化而来,是人类最早驯化栽培的禾谷类作物。作为北方旱作生态农业建设的主体作物和应对未来极端气候条件的战略储备作物,谷子抗旱、耐贫瘠、适应性广等特性使其在当前的种植业结构调整中起着重要作用。谷子也因其具有自花授粉、单穗结实多、染色体倍性简单(二倍体)、基因组小、属于C₄作物等特征,已被认为是最适合的C₄光合作用及耐逆分子遗传学研究的禾谷类模式作物。此外,我国拥有最丰富的谷子种质资源及领先的谷子遗传育种研究,因此对这些种质及基因资源的充分发掘及合理利用,对我国谷子产业的发展具有深远意义及重要影响。本文综述了近年来谷子农艺及产量性状、品质性状、氮磷吸收转运及抗逆等方面的研究进展,并对存在的问题及未来的发展趋势进行了讨论和展望,以期推动我国谷子的科研创新水平及产业发展。     

速效氮对叶色突变体谷子苗期光合生理的影响

叶色突变体具有易于辨识的表型,在理论研究和实际应用方面都具有重要价值。对EMS诱变的晋谷21号突变体库中筛选获得叶色突变体进行叶面喷施速效氮肥试验。结果表明,速效氮使叶色突变体谷子的净光合速率(Pn)增加了78.58%、水分利用率(WUE)增加了57.34%,但气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、胞间CO2浓度(Ci)均没有显著变化;叶色突变体谷子叶片光系统II最大的(潜在)光化学量子效率(Fv/Fm)、叶片光系统II有效光化学量子效率(Fv′/Fm′)、光系统II实际光化学量子效率(ΦPSII)和电子传递速率(ETR)分别比对照增加了33.06%,28.89%,15.88%,15.88%,光化学淬灭系数(q P)和非光化学淬灭系数(q N)无显著变化;速效氮能增加叶色突变体谷子叶绿素a、叶绿素b以及叶绿素a+b的含量,但类胡萝卜素施肥处理与对照间差异不明显。总之,速效氮能够提高叶色突变体谷子的光合作用,改善叶色突变带来的不利影响,从而促进生长。     

谷子杂种优势利用的途径及前景

本文从遗传与环境互作的难点出发,通过高度不育系、显性核不育、光(温)敏不育性与环境中光周期、温度、光强、湿度的关系总结出雄性不育的利用途径与方法,为应用提供思路。     

抗除草剂简化栽培型谷子新品种沧7号的选育研究

沧谷7号是沧州市农林科学院以济谷13号为母本,以抗拿捕净育种材料冀谷25为父本杂交,通过海南异地加代动态选育而成的抗拿捕净除草剂的谷子新品种,2015 年12月通过国家谷子品种鉴定委员会的鉴定(国品鉴谷 2015001)。该品种具有高产稳产、食味优质、综合抗性强、抗除草剂的特点,采用配套的栽培技术和除草剂实现了谷子的轻简化栽培。该品种适宜在河南、山东、河北夏谷区及北京、河北东部、辽宁南部春谷区种植。     

小米油脂成分含量与小米粥感官品质的相关性

为探究谷子油脂成分含量对小米粥感官品质的影响,以米色有显著差异的11个谷子品种为试验材料,测定油脂成分含量,并熬制成小米粥进行感官指标评价鉴定.对其中3个品种籽粒灌浆S2和S4时期油脂成分合成的上游基因转录组表达量数据及小米粥感官品质、米色和油脂成分含量进行相关性分析.结果 表明:1)有5个基因通过控制油脂成分的合成可...     

谷子遗传资源多样性研究进展

谷子形态水平、染色体水平、生化水平及DNA水平上遗传多样性的研究进展表明,谷子在不同生态环境下栽培,适应性结果导致了形态学性状和农艺性状的较大变异;染色体核型和带型的分析显示不同谷子品种在核型组成、核型分类方面存在分化;生化水平上,谷子的品质含量表现了丰富的多样性,蛋白质标记的指纹图谱也存在一定的差异;分子水平上,谷子种内存在一定的遗传多样性,分子标记是研究谷子遗传差异最有效方法。本文也对谷子育种如何有效利用遗传多样性研究的信息进行了探讨。     

高效液相色谱测定小米中叶酸含量方法优化

针对目前小米中叶酸提取及测定方法研究较少,尤其是对适用于规模化提取、测定叶酸含量的研究不够深入的问题,采用高效液相色谱法对小米中叶酸含量进行测定。对影响叶酸提取及测定效果的三酶法和高效液相色谱法进行单因素试验和响应面优化。结果表明:小米中叶酸提取的最佳条件为,提取液添加量1 mL,淀粉酶20 μL,蛋白酶150 μL,大鼠血清25 μL;最佳测定条件为,流速1 mL/min,流动相pH=7,检测波长280 nm、色谱柱柱温30 ℃。使用优化后的三酶法和高效液相色谱法对小米中叶酸进行提取并测定,测定过程中重复性的相对标准偏差(RSD)为0.50%。综上,三酶法和高效液相色谱法是一种可用于大规模高效提取并精确定量小米中叶酸含量的方法。     

不同基因型谷子叶片衰老及活性氧代谢研究

【目的】探讨谷子叶片衰老的生理机制,为谷子生产与栽培技术研究提供理论依据。【方法】以3个抗旱性不同的谷子品种为材料,研究了谷子开花至成熟期叶片叶绿素含量、可溶性蛋白含量、酶促防御系统保护酶(SOD、CAT、POD)活性及MDA和O-2积累量的动态变化。【结果】谷子开花后功能叶片叶绿素含量以及SOD、POD、CAT活性均在开花7d达到最大值,其后逐渐下降,各叶位表现为旗叶倒二叶倒三叶,不同品种表现为大同32太选1号白谷9号;功能叶片可溶性蛋白含量随生育进程的推进逐渐下降,各叶位表现为旗叶倒二叶倒三叶,不同品种表现为大同32太选1号白谷9号;功能叶片O-2和MDA含量随叶片衰老而增高,各叶位表现为倒三叶倒二叶旗叶,不同品种表现为白谷9号太选1号大同32;3个谷子品种产量表现为大同32太选1号白谷9号。【结论】生产实践中,选择绿叶功能期长、抗逆丰产的品种是旱区谷子丰产的重要因素。     

谷子、水稻与其野生种基因组转座子比较

为探究转座子(Transposable elements, TEs)在谷子、水稻驯化过程中的变异,选取谷子(Setaria italica)、狗尾草(Setaria viridis)、栽培稻(Oryza sativa japonica,Oryza sativa indica)、野生稻(Oryza rufipogon,Oryza nivara)的基因组进行转座子注释,统计分析各类转座子在基因组中的插入数及位置,对调控落粒、分蘖、抽穗期和株高等驯化相关基因进行相似性比对。结果表明：在‘晋谷21’突变体(xiaomi)基因组中插入的转座子数目比狗尾草中多4 865个,‘豫谷1号’基因组中插入的转座子数目比狗尾草中少6 286个,而水稻栽培种基因组中转座子数目及所占比例仅为野生种的1/2。在落粒、米色等驯化相关基因中转座子插入在数目及位置上都存在差异,在谷子落粒基因中,谷子基因存在转座子插入,而狗尾草基因中不存在;在谷子米色相关基因中,狗尾草基因中存在转座子插入,谷子基因中不存在。转座子介导驯化相关基因功能变异,历经较长时间的农业生产将适合栽培的农艺性状稳定了下来。     

SO2对谷子幼苗根系镉胁迫的缓解作用

以谷子幼苗为材料,采用SO_2衍生物(SO_3~(2-)∶HSO_3~-,3∶1,mmol·L~(-1)/mmol·L~(-1))预处理方式,研究外源SO_2对镉(Cd)致根系毒性的影响。研究发现:250、500μmol·L~(-1)Cd胁迫下,谷子幼苗根生长受到明显抑制,根组织中活性氧(ROS)大量产生,膜脂过氧化增加;与Cd单独处理组相比,用500μmol·L~(-1)SO_2衍生物预处理后,Cd对根系生长的抑制作用减弱,根组织中ROS水平降低,膜脂氧化损伤减轻,谷胱甘肽(GSH)含量提高,过氧化物酶(POD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)和谷胱甘肽硫转移酶(GST)等酶活性明显增加。结果表明:一定浓度的SO_2衍生物能够通过上调抗氧化酶系统POD和GPX的活性来有效缓解Cd胁迫造成的谷子根系氧化损伤,并很可能通过维持较高的GSH水平和提高GST活性来增强谷子根系的Cd解毒能力。