中国科学院在植物基因组印迹研究中取得进展

<正>基因组印记(genetic imprinting)是一种非常重要的表观遗传学现象之一。在配子或合子发育过程中,来自亲本的等位基因或染色体发生了差异的表观修饰,导致了亲本等位基因的差异表达(即印迹基因)。在植物中基因组印迹主要发生在被子植物的三倍体胚乳组织中,且在胚乳以及种子的发育过程中扮演着重要的作用,但由于拟南芥胚乳随着种子发育     

百合新优品种

<正>在6月底举办的北京首届百合文化节暨第四届荷兰百合日(中国区)活动中,集中展示了15家荷兰花卉育种商、经销商提供的200多个百合新优品种。现将部分百合新优品种介绍如下。‘皇帝’由荷兰皇家范赞滕公司(Van Zanten Flowerbulbs)提供,OT杂交百合系列,颜色较黄,是近年来少有的黄色系列百合新品种。‘萨曼莎’由荷兰范登博恩公司(Vanden Bos Flowerbulbs)提供,重瓣品种,颜色鲜艳,花瓣开放层次明显。     

荷花新品种

山东青岛畅绿中华睡莲世界采用杂交、自交和多倍体育种等方法进行荷花育种,2005～2006年,从1200多株苗中精选出了57个最优单株确定为新品种,其中部分是三倍体品种。以下介绍的是从中遴选出的27个荷花新品种。     

得阳百合:有丰富的生产和贸易经验

<正>得阳百合(De Jong lelies)专注百合领域已有50多年的历史。公司最初成立时从美国引进百合品种并开始杂交选育,多年来创造了许多新品种,并在荷兰大量生产。目前,得阳百合集育种、种植和国际贸易于一体,是荷兰规模较大的百合生产商之一。他们拥有现代化温室设施,生产350多个百合品种,供应商数量达四五十家,产品出口至中国、日本、越南、韩国、哥伦比亚、智利、澳大利亚、新西兰等全球50多     

亚洲百合杂交亲和性研究

本实验用常规授粉的方法,对亚洲百合自交、系内杂交和系间杂交亲和性进行了研究,旨在为百合育种研究提供一定的依据。通过试验发现,自交试验中只有‘Mount Duckling’得到膨大的果实;系内杂交试验中共计19个杂交组合,其中13个组合得到膨大的果实,10个组合得到胚;系间杂交试验中以2个东方百合品种为父本,共计12个杂交组合,均未得到胚。通过研究还发现,正反交对结实率也有很大影响。     

VDH:具有领先地位的育种企业

<正>VDH(VletterDen Haan)公司在百合育种领域处于全球领先地位,大名鼎鼎的‘索邦’就是由他们培育而成的。VDH公司起源于3家不同的苗圃,这些苗圃于20世纪70年代初联合从美国购买种球,当时的百合品种还非常有限。70年代中期,他们开始进行百合杂交育种。80年代末,3家公司合并成一家公司,开始专注于百合育种。LA杂交品种的成功开发使VDH公司在业内     

生长素参与淡黄花百合珠芽发育调节

百合是一类重要的经济/观赏植物,包含百合属的多个物种或杂交品种。珠芽繁殖是多种百合的重要营养繁殖途径,但其发育的分子机制少有研究。本研究利用转录组测序技术对来自淡黄花百合(Lilium sulphureum) 5个部位的混合样本进行测序获得6.64 Gb数据,组装得到51 450个Unigene,32 784个Unigene在NR等功能数据库中得到注释(其中487个与生长素代谢及信号转导相关基因同源)。利用表达谱测序技术分别对5个组织样品进行测序共得到46 897个Unigene,其中337个与生长素代谢及信号转导相关基因同源的Unigene在珠芽源器官、发育早期或后期珠芽之间差异表达。结果表明淡黄花百合珠芽发育早期依赖于活跃运输、低失活及逐渐增强的自主合成提高内部生长素含量,后期伴随珠芽内生长点分化形成其自主合成和失活代谢变得更加活跃;生长素浓度的变化引起大量信号转导相关基因表达量发生变化从而调节珠芽的发育。本研究结果为进一步探究生长素在珠芽发育过程中的调节作用提供了依据。     

水稻胚胎和胚乳双缺陷突变体eed1的表型与遗传分析

从由化学诱变剂甲基磺酸乙酯(ethylmethane sulfonate,EMS)处理的粳稻品种中花11突变体库中,筛选到一个可稳定遗传的胚胎和胚乳发育缺陷的突变体,命名为embryo and endosperm defective 1 (eed1)。eed1籽粒千粒重、颖果的粒长、粒宽、粒厚、萌发率、总淀粉、直链淀粉和贮藏蛋白系列指标较野生型均显著降低。eed1颖果严重皱缩,且胚乳呈粉质。利用扫描电镜观察发现,与中花11相比, eed1胚乳中淀粉粒排列疏松,多以单一、分散的淀粉粒存在,且呈近似球形。eed1胚胎结构异常,部分颖果未见有胚胎分化的痕迹。qRT-PCR发现, eed1胚乳中参与淀粉和贮藏蛋白合成的大部分基因表达下调。利用eed1与籼稻南京6号杂交得到的F2分离群体进行基因定位分析,将EED1定位于9号染色体长臂672kb的范围内,包含114个开放读码框。本研究为进一步解析EED1基因调控水稻胚胎和胚乳发育的机制奠定了基础。     

采用切割花柱和幼胚离体培养方法培育百合种间远缘杂交种

根据国际上以往的研究,许多百合种间远缘杂交时不能受精,即使受精后其种胚也不能正常发育。胚不能正常发育的主要原因是胚与胚乳不亲和或胚乳败育(1、7、9),而各种百合杂交不亲和的机制主要由花柱控制(1、10)。因此,试验中我们采用了切割花柱和幼胚离体培养法,来进行百合种间远缘杂交。     

基于单粒观察值的胚乳性状QTL图的构建方法

谷物胚乳性状是决定谷物品质的一类重要性状。由于胚乳是由雌性的两个极核和雄性的一个精核受精发育而形成的三倍体组织,因此胚乳性状的遗传基础要比通常的二倍体农艺性状复杂得多。本文根据三倍体胚乳性状的数量遗传模型,提出利用分布于染色体上的所有分子标记对胚乳性状数量基因座位（QTL）进行区间作图的极大似然估计方     

基于trnH-psbA条形码技术的百合(Lilium)系统关系分析

本研究采用基于trn H-psb A序列的DNA条形码技术分析了部分百合属植物的系统关系。结果发现:百合属不同植物的trn H-psb A序列长度有一定的差异性,比对后的trn H-psb A序列总长度为460 bp,保守位点数为415个,变异位点为45个。其中的63份种质被划分为五大类。川百合(亚洲百合的野生亲本之一)、亚洲百合、亚洲百合与野生亲本的杂交后代聚到同一个亚类(Ⅰa亚类)。美艳百合(东方百合的野生亲本之一)、东方百合、以东方百合为母本的组系内杂交后代聚到同一个亚类(Ⅰb亚类)。大部分野生百合聚集到第二类(Ⅱ类)、第四类(Ⅳ类)和第五类(Ⅴ类)中,表现出种内聚集和地理聚集的特点,部分野生百合反映出trn H-psb A条形码的系统关系与传统形态分类不相符合。另有4个亚洲百合、1个亚洲百合与其野生亲本的杂交后代聚为一类(Ⅲ类),它们未能与Ⅰa亚类聚在一起,推测Ⅰa亚类、Ⅲ类中的亚洲百合各自起源于广义卷瓣组的不同野生百合。     

三倍体OT百合与二倍体东方百合组间杂交育种

本研究旨在探讨三倍体OT百合与二倍体东方百合系间杂交育种规律,培育系间杂种。采用常规压片法,分析母本染色体核型。采用切花柱及柱头直接授粉技术,进行OT×O系间杂交;在授粉后不同时间,采用胚珠直接接种法进行胚抢救。本研究中作母本的6个OT百合品种均为三倍体。柱头直接授粉技术明显优于切花柱授粉技术,前者的结果率及结籽率明显高于后者。24个OT(♀)×O(♂)杂交组合中,有16个组合能结果,占66.67%;能结果的杂交组合,大部分能收获饱满种子,结籽率在2.49%~16.78%之间。4个O(♀)×OT(♂)反交组合、6个OT(♀)×OT(♂)自交组合均未能结果。胚抢救60 d后,授粉60 d后进行胚抢救最有效,胚珠萌发最快,各组合出苗率在5.26%~18.56%之间。上述研究初步揭示了百合三倍体OT(♀)×二倍体O(♂)杂交育种规律,为创造非整体倍体变异、培育系间杂交新品种奠定了基础。     

基于杂交群体解析玉米籽粒大小相关性状及其配合力的分子遗传机制

配合力是育种过程中评价自交系潜力、筛选优良杂交组合的重要指标。籽粒大小相关性状是产量的重要构成因子,解析籽粒大小相关性状及其配合力的遗传基础有助于高产玉米品种的培育。本研究以NCII遗传交配设计获得的246份玉米杂交组合为材料展开籽粒大小相关性状及其配合力的全基因组关联分析。研究表明,粒长、粒宽、粒厚3个性状的广义遗传力分别为76.20%、86.52%和81.14%,各性状与其配合力均呈显著正相关(0.58～0.82)。基于EMMAX(efficientmixed-modelassociationexpedited)算法检测到31、21、5个显著的SNP(singlenucleotidepolymorphism),它们分别与性状、GCA (general combining ability)和SCA (special combining ability)关联,其中10个SNP为性状与配合力共定位的。对共定位的SNP进行效应分析,发现3个为加性效应、4个为部分显性效应、1个为超显性效应。结合公共数据库中基因注释及籽粒发育相关转录组数据,在共定位、主效SNP位点附近共筛选到17个候选基因,...     

玉米籽粒突变体smk7的表型分析和基因定位

利用甲基磺酸乙酯(EMS)对玉米自交系B73进行诱变,获得一个可以稳定遗传的小籽粒突变体smk7(small kernel 7)。smk7成熟籽粒表现为体积变小,胚和胚乳发育缺陷,百粒重显著降低。突变籽粒发芽率仅为10%,且幼苗黄化不能生长成正常植株。成熟smk7胚乳中淀粉、蛋白、油分含量与野生型籽粒相比无显著差异,但突变体胚乳淀粉粒体积明显变小且形状不规则。smk7突变籽粒在授粉后12 d即可观察到明显的小籽粒和空瘪表型,石蜡切片显微观察显示突变籽粒的胚和胚乳发育迟缓,胚乳基部转移层细胞(BETL)相对于野生型细胞壁向内生长减少,发育受阻。用杂合植株(+/smk7)与多个自交系分别杂交,构建不同背景的F2分离群体,遗传分析结果表明该性状受单隐性核基因控制。利用靶向测序基因型分型(genotyping by target sequencing,GBTS)技术将基因初定位于2号染色体短臂,进一步精细定位发现该基因位于RM1433917和RM1535316两个标记之间约120 kb的物理范围内,共有8个蛋白编码基因。本研究为进一步克隆和解析SMK7基因调控玉米籽粒发育的分子机制奠定了基础。     

植物种子大小调控信号通路研究进展

种子发育及其调控机制是发育生物学中重要的问题。在被子植物中,种子发育从双受精事件开始,继而形成二倍体胚和三倍体胚乳,种皮包裹着胚和胚乳,胚、胚乳和种皮协调生长和调控,从而确定种子的最终大小。种子生长主要由合子组织和母体的内部遗传信息控制。种子大小可通过调节胚乳生长来控制,即种子大小取决于合子组织的基因型。母体为胚胎和胚乳的生长提供空间,种皮发育决定种子大小的上限,说明母体组织的基因型也调控着种子的大小。目前已知控制种子大小的信号途径主要有:IKU(HAIKU)通路、泛素-蛋白酶体通路、G(Guanosine triphosphate)蛋白信号通路和丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)信号通路,植物激素和转录调节因子。本研究综述了拟南芥和水稻两种模式植物种子大小调控的研究进展,主要围绕调控因子的遗传和分子机制展开。     

甘薯高光效育种技术探讨

通过对本课题组近年来所选育的高光效类型系列品种(品系)的特征特性进行综合分析,探讨了甘薯高光效育种技术。结果显示:甘薯高光效育种的开展非常必要且切实可行,其育种目标为在杂交后代早期选拔减小种植密度,使其杂交后代无性系充分发育,减少株间和行间竞争,并且应主要鉴定质量性状;另外甘薯高光效品种应具备的优良性状为短蔓多分枝,株型半直立,经济系数高,同时具备优质、抗病、早熟等优良性状。高光效品种具有更高的增产潜力和实现机械化收获的特性,容易被企业和种植户所接受,在今后育种中我们应当加大该类型品种的选育和开发。     

低表观直链淀粉含量早籼稻的胚乳外观快速识别及其品质改良应用分析

以浙江省新近选育的早籼新品种(系)为材料, 经高温烘干处理, 发现低表观直链淀粉含量 (AAC)的品种(系)随处理时间增加, 胚乳外观由透明状变为云雾状; 室内阴干和太阳晒干 处理, 胚乳云雾性状不表达或表达不明显, 难以有效识别低AAC品种(系)。 45℃烘干和40 ℃保湿预处理能明显促进胚乳云雾性状的显现。 综合考虑处理时     

浙江主栽盆栽百合种质资源表型性状遗传多样性分析

对浙江省主栽的18份盆栽百合种质资源的21个表型性状进行了变异水平评价、相关性分析和遗传多样性分析。结果表明:盆栽百合品种间具有丰富的表型多样性,在品种间均表现出极显著差异。各个性状的表型分化系数VST在96.50%～99.17%之间,平均值为97.95%,群体间平均表型变异约占总变异的97%,表明品种间的变异是盆栽百合品种表型性状变异的主要来源,品种内的变异对百合品种表型性状变异影响不大。各表型性状的平均变异系数(CV)为9.14%,性状离散程度低;不同品种之间性状多样性指数均有不同程度的变异,数量性状中指数最高为花序长(3.689),质量性状中指数最高为花瓣主色(1.765)。Pearson相关性分析发现,盆栽百合的整株花型与营养生长存在显著相关性;相关性状正相关明显大于负相关。表型聚类结果表明,表型性状聚类分析结果与相关性分析一致,18份种质资源被划分为5个居群,基本按花朵表现型而聚类划分。本研究确定表型数据是百合较为合理的评判指标,为盆栽百合育种资源研究提供参考和依据。     

我国花卉种业现状与发展战略(二)

根据我国的科研积累和种质资源优势,可以优先发展花卉种球和花卉种子。 花卉种球 百合 近百年来,以荷兰、美国、意大利、日本为首的国家致力于百合育种,已经培育出多种百合品种。主要类型有东方百合(Oriental hybrids)、亚洲百合(Asiatic hybrids)、麝香百合(Longiflorum)、星叶百合(Martagon     

基于基因分型技术的燕麦SNP标记研究

为加快燕麦分子辅助育种进程,以1981-1983年进行抗旱性鉴定的42份燕麦种质(18份低抗、13份中抗、11份高抗)和12个未鉴定的燕麦育成品种为试验材料,采用PstⅠ/MspⅠ双酶切的dd-GBS基因分型技术构建燕麦简化基因组参考序列,通过Stacks、主成分分析、Fisher Test和Blast分析研究燕麦SNP分子标记。测序结果表明,燕麦个体的高质量reads数在4 111 218～19 019 296,利用Stacks软件成功组装753 325条燕麦简化基因组参考序列,共注释74 657个群体SNP位点。主成分分析表明,燕麦SNP基因型大致聚为2簇,其中一簇主要由14份低抗种质组成,另一簇则包含全部11份高抗种质。进一步的Fisher Test差异显著性统计分析表明,相对于燕麦低抗种质材料,共有2 937个SNP标记在燕麦高抗种质材料中差异显著((错误发现率False Discovery Rate,FDR)0. 05),其中,55个SNP标记差异极显著(FDR 0. 001)。将上述55个SNP标记所在源序列与小麦基因组序列在Phytozome数据库中进行比对(Blast)发现,14个SNP位点可能参与燕麦抗旱生物学信号通路基因的表达,其中包括参与植物激素信号转导来调控燕麦的抗逆性。通过GBS技术成功组装的燕麦简化基因组参考序列,丰富了当前燕麦的基因组数据库。通过统计学分析得到的55个SNP标记与小麦基因组数据库进行比对,结果发现,14个SNP标记将对燕麦分子辅助育种和加速育种进程具有重要的指导意义,更可为今后的燕麦种质资源大规模快速筛选奠定技术基础。