植物数量抗病基因克隆及其抗性机理的研究进展

培育广谱、持久抗病的作物品种,不仅需要深入研究质量抗病性,而且需要更深入地洞悉数量抗病性的可能作用机理。而目前,人们对数量抗病基因的可能特征和数量抗病性的机理的认识还相当模糊,这在很大程度上限制了数量抗病基因在育种实践中的应用。本文首先综述数量性状座位（quantitative trait loci,QTL）的克隆策略和精确获取数量抗病性状值的方法;其次根据数量抗性座位（quantitative resistance loci。QRL）的相关研究进展,对QRL的可能特征进行一定的综述,认为部分QRL的抗性机理直接对应于R基因、抗病基因类似物（resistance geneanalogs,RGA）、防卫基因、防卫反应途径中的相关基因等在植物抗病性上的作用机理;最后,作者推测存在4种抗性特征的QRL,即小种特异性或非特异性QRL和“病原菌”特异性或广谱性QRL,并认为数量抗性持久性的遗传基础与这些不同特征的QRL间有着密切的联系。该综述将对QRL的候选基因分析和克隆、数量抗病机理研究和QRL的育种应用提供有益的参考。     

小麦抗病基因同源序列(RGAs)的克隆与分析

RGA(抗性基因同源序列)法是克隆植物抗性基因的一种经济有效的方法,成为近年来的研究热点。本实验综合分析了拟南芥,西红柿,水稻,烟草等植物已克隆的抗性基因,并以这些抗性基因的NBS(核酸结合位点),LRR(富含亮氨酸重复),STK(丝氨酸/苏氨酸激酶)保守结构域设计并合成了几十对RGA引物,对小麦抗条锈病材料进行PCR扩增,获得以Xal-NBS为引物的R88RGA片段,经克隆和序列比对分析,发现该片段与逆境条件下植物抗病信号传导相关,与蛋白激酶同源性达到96%。此项研究对抗病机理的研究和基因的发掘有重要的指导意义。     

利用水稻MAGIC群体关联定位白叶枯病抗性QTL和创制抗病新种质

以8个不同亲本构建的遗传上相互关联的多亲本高代互交系(multi-parents advanced generation inter-cross, MAGIC)群体,包括2个4亲本群体(DC1和DC2)和1个8亲本群体(DC3)为材料,接种我国白叶枯病强致病力V型菌系(GD-V)和弱致病力II型菌系(C2),关联分析定位MAGIC群体对白叶枯病的抗性QTL,筛选抗病种质。结果表明,大多数亲本对C2菌系表现抗病,而对GD-V表现感病,3个MAGIC群体的病斑长度均出现超亲分离。共检测到7个白叶枯病抗性QTL,大多表现数量抗性,而且抗性QTL表达存在明显的遗传背景效应。QBbr11-1和QBbr11-2受遗传背景影响较小,具有一定的育种应用价值。从3个群体筛选出8份不同抗病QTL聚合的抗病材料,表明质量抗性基因和水平抗性数量性状位点的结合可以显著提高抗性水平。8份不同抗病QTL的聚合系可以用作抗病育种的中间抗源。研究结果表明,MAGIC群体可以将遗传研究和育种应用有机结合,是遗传研究和开展标记辅助育种的理想群体。     

小麦耐水分胁迫突变体生理及RAPD特性分析

检验小麦耐水分胁迫突变体对渗透胁迫环境的耐受能力并对其生理生化及分子特性进行研究。测定突变体愈伤组织在甘露醇,NaCl和聚乙二醇(PEG-6000)模拟的渗透胁迫下的相对生长量及其在20%甘露醇胁迫下游离脯氨酸含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量等生理生化指标,并进一步检测了突变体再生苗的K /Na 含量及可溶性蛋白质组成和基因组DNA RAPD多态性等生化和分子特征。突变细胞系可以在对照不能生长的20%甘露醇、1.5%NaCl和20%PEG-6000胁迫条件下,分别表现出14.5%,12.8%,41.8%的相对生长量;在20%甘露醇胁迫条件下突变细胞系游离脯氨酸积累量为对照的80%,可溶性糖积累量为对照的1.2倍,可溶性蛋白含量为对照的1.3倍。在相同浓度的甘露醇模拟的渗透胁迫环境中突变体再生植株比对照植株相能维持较高的K /Na 比值。与对照相比,耐水分胁迫突变体再生植株可溶性蛋白SDS-PAGE发生显著变化:6条新可溶性蛋白谱带出现在突变体再生植株中,同时对照系中的1条可溶性蛋白谱带在突变株中缺失。突变体植株与对照株RAPD带型呈现一定的多态性。所研究的小麦耐水分胁迫突变体是一个具有较强渗透胁迫耐受能力,可用于进一步育种工作的良好中间材料。     

利用分子标记辅助选择改良春恢350稻瘟病抗性

水稻抗稻瘟病基因Pigm(t)抗谱广、抗性强。春恢350是超级早稻春光1号的恢复系,该恢复系配合力强,丰产性好,但不抗稻瘟病。本研究以携带抗稻瘟病基因Pigm的谷梅4号为抗源,以春恢350为轮回受体亲本,在回交选育过程中,通过表形筛选与分子标记辅助选择相结合,将Pigm(t)基因导入到春恢350中,获得3个带有目标基因的改良恢复系纯合株系。以江西近年来具有代表性的20个菌株对这3份材料进行抗性鉴定,其抗性频率为85%~100%,而原始对照春恢350的抗性频率仅为5%,表明抗性基因已成功导入春恢350中并表达;并用不育系江农早4号A与改良的春恢350测配,其杂种一代田间表现优势强,抗性强。     

VA菌根菌抗冷菌株的筛选及其对茄子抗冷性的影响

为了筛选对茄子抗冷性相关的VA菌根，从来源于不同地区、不同作物的37份根际土样中分离得到302个VA菌根菌单孢，将其接种茄子并进行8℃低温处理，根据茄子幼苗在低温下的冷害指数进行抗冷性初步筛选，得到6个侵染率较高的抗冷性菌株，分别定名为G.sp1，G.sp2，G.sp3，G.sp4，G.sp5，G.sp6。其中G.sp2菌株的抗冷性明显优于其它菌株，为强抗冷性菌株。对接种6个不同菌株的茄子品种CN18苗期的电解质的外渗率、丙二醛含量、超氧化物歧化酶(SOD）、过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）等保护酶的活性及可溶性糖含量的测定表明6个不同菌株均能保护细胞膜结构，改善其的生理代谢，提高其的抗冷性。用G.sp2菌株接种6个不同的茄子品种分别测定了侵染率和冷害指数及电解质外渗率、丙二醛含量、超氧化物歧化酶活性，结果表明G.sp2菌株对不同的茄子品种都有较高的侵染率，并能显著增强不同品种茄子的抗冷性，为强的抗冷性菌株。     

茄子抗冷细胞变异体的RAPD分析及自交一代株系的抗冷性鉴定

以茄子品系E－9903花药低温胁迫培养获得的抗冷细菌变异体为试材，用SDS方法从茄子幼嫩叶片提取DNA，选用40个长度为10个碱基的寡聚核苷酸（OPK01－OPK20，OPJ01－OPJ20）作为RAPD引物进行PCR扩增反应，并测定抗冷细胞变异体自交一代株系的冷害指数。结果表明：以OPK12为PCR反应引物时RAPD扩增谱带在抗冷性植株与同品系的对照株之间存在多态性差异，抗冷细胞变异体自交一代株系的冷害指数显著低于同品系的对照。     

Study on Autogenous Relative Humidity Change and Autogenous Shrinkage of High-Performance Concrete

Autogenous relative humidity (ARH) reduction and autogenous shrinkage (AS) due to self-desiccation are common phenomena in high performance or high-strength concrete, which are the main reasons resulting in cracking of concrete at early ages. In this paper, the effects of the ratio of water to cementitious material (w/cm), paste volume content and the combined addition of silica fume (SF) and ground blast furnace slag (GBFS) on ARH change and AS of concrete due to self-desiccation were studied, and their relationship was discussed. The results indicate that the w/cm is a main factor affecting ARH change and AS of concrete. With the reduction of w/cm, ARH change and AS of concrete increases. The combined addition of SF and GBFS also augments these properties at later ages. There is significant linear correlation between ARH change and AS of concrete with different w/cm, paste volume content and the combined addition of SF and GBFS.     

白菜型冬油菜抗寒性与生理生化特性关系

为了了解渗透物质与油菜抗寒能力的关系,本研究以2个白菜型冬油菜陇油6号和天油4号为试验材料,通过冷冻处理,对油菜根部相对电导率和叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、可溶性蛋白、丙二醛(MDA)等一系列生理生化指标进行了检测。结果表明,陇油6号(DQW-1)的抗寒能力强于天油4号,陇油6号和天油4号的SOD和CAT活性、可溶性蛋白含量、MDA含量随着温度的降低均呈现出先上升后下降的变化规律。低温下耐寒性强的陇油6号能保持较高的SOD酶活性、CAT酶活性、可溶性蛋白和较低的MDA含量。因此,SOD和CAT活性、可溶性蛋白和MDA含量在一定程度上能反映白菜型冬油菜的抗寒性。     

土壤水分与氮素对水稻地上器官脱落酸和细胞分裂素含量的影响

在盆栽和土培池条件下,研究了结实期轻度土壤水分胁迫与氮素营养对水稻地上部脱落酸和细胞分裂素含量及籽粒灌浆的影响。轻度土壤水分胁迫提高了籽粒的灌浆速率,缩短了灌浆期。在高氮（HN）水平下,轻度土壤水分胁迫处理使结实率、粒重和产量较正常灌溉条件下提高。土壤水分胁迫降低了稻株中的玉米素（Z）＋玉米素核苷（ZR）含量,显著增加了稻株中特别是籽粒中脱落酸（ABA）含量。籽粒灌浆速率与籽粒ABA含量极显著正相关,而与籽粒中Z+ZR含量的相关不显著。灌浆前期（花后9～13 d）对在HN和正常灌水下生长的稻株喷施ABA,显著提高了籽粒中蔗糖合成酶、淀粉合成酶、淀粉分枝酶、可溶性酸性转化酶和腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶的活性,增加了粒重。喷施氟草酮(ABA合成抑制剂)的结果与喷施ABA相反。表明轻度土壤水分胁迫促进籽粒灌浆,ABA起重要的调控作用。     

水稻籽粒中乙烯和ACC对土壤水分的反应及其与籽粒灌浆的关系

以武运粳8号(粳稻)和扬稻6号(籼稻)为材,自抽穗后9 d至成熟期进行保持浅水层(WW)、土壤轻度落干(MD)和土壤水分严重亏缺(SD)3种处理。观察在不同土壤水分条件下灌浆期籽粒中乙烯和1-氨基环丙烷1-羧酸（ACC）浓度的变化及其与籽粒灌浆的关系,并使用化学调控物质进行验证。结果表明,MD显著提高籽粒灌浆速率和粒重,SD明显降低籽粒灌浆速率和粒重。籽粒中乙烯释放速率和ACC浓度在MD中降低,在SD中增加。籽粒乙烯释放速率及根系伤流液中ACC浓度与籽粒中ACC浓度呈极显著的正相关。籽粒灌浆速率与乙烯释放速率呈极显著负相关。在花后9~13 d喷施乙烯合成的抑制物质氨基－乙氧基乙烯基甘氨酸(AVG),明显降低籽粒中ACC的浓度和乙烯的释放速率,显著提高了籽粒灌浆速率和粒重以及籽粒中的蔗糖合成酶（SuSase）、ADP葡萄糖焦磷酸化酶（AGPase）和可溶性淀粉合成酶（SSSase）活性;喷施乙烯释放的促进物质乙烯利,结果则相反。表明结实期土壤轻度落干或适度干旱处理可以抑制水稻体内乙烯的产生,促进籽粒灌浆。     

Determination Analysis of Content of Aggregate Micro Fines of Middle and Low Compressive Strength Manufactured Fine Aggregate Concrete

There are some controversies on influences of stone powder on performances of concrete, and its content determination is one of the hot issues of manufactured fine aggregate (MFA) concrete. Slump and compressive strength of limestone MFA concrete were analyzed on contents of stone powder for middle-low strength and different flowability concrete. The experiment results show that there are different optimums percent of stone powder of MFA, such as 5, 10, and 20 for different types of concrete, but the water-powder ratio for them is 0.4. It is concluded that optimum percent of stone powder may be predicted by water-powder 0.4 for middle and low strength MFA concrete.     

利用DH群体动态检测水稻抗褐飞虱数量性状基因位点

利用籼粳交珍汕97／武育粳2号F1花培获得的190个双单倍体群体(doubled—haploid population,DH系)及其构建的179个SSR分子标记遗传图谱,通过对DH系群体苗期重复接虫试验和2个不同时期对褐飞虱危害程度进行动态调查,并应用Mapmaker／exp Version3．0和Windows QTL Cartographer V2．0对水稻抗褐飞虱数量性状基因位点(quantative trait locus,QTL)进行动态检测和遗传效应分析。结果表明,在苗期对褐飞虱抗性的检测中,共检测到6个抗性QTL,分别位于第2、3、4、8和10染色体上,各QTL的LOD值分别为2．22-4．64,贡献率为5．04％～13．73％,第3染色体和第4染色体上各有1个OTL的加性效应为正值,表明来自于亲本武育粳2号的这2个位点的等位基因可以提高水稻对褐飞虱的抗性,其余4个QTL的加性效应均为负值,表明来自于亲本珍汕97的这些位点的等位基因可以提高水稻对褐飞虱的抗性。     

CryIA(a)-pta双价抗虫基因转化粳稻及二化螟抗性评估

向作物中转多价抗虫基因是增强作物抗虫性、拓宽抗虫谱、延长抗虫时限的有效措施。从粳稻品种吉粳81、吉粳88和通887的成熟胚诱导出愈伤组织,以愈伤组织作为转化的受体,利用农杆菌介导法,转化苏云金杆菌毒蛋白基因CryIA(a)和半夏凝集素(Pinelliaternataagglutinin,PTA)基因。表达双价抗虫基因的载体p3300-bt-pta的bt和pta分别由Ubiquitin启动子和CaMV35S启动子驱动,宿主菌株为EHA105。用除草剂草丁膦(PPT)筛选得到转基因植株25株。以bt基因和pta基因两端序列为引物在一个反应体系同时做2个基因的PCR检测,检测到bt、pta基因的2条带,Bar基因的PCR检测也显阳性。转化株对PPT除草剂抗性鉴定呈抗性,证明外源基因已整合到水稻基因组中。水稻二化螟接虫鉴定结果表明,23株转基因植株抗虫性比对照明显提高,2株表现感虫。     

S_(3307)及其与SA复配对万寿菊穴盘苗生长和抗性生理的影响

以万寿菊(Tagetes erecta L.)穴盘苗为试验材料,研究不同浓度烯效唑(S3307)及其与水杨酸(SA)复配对万寿菊穴盘苗生长和抗性生理的影响。结果表明:与ck相比,S3307及其与SA复配可降低万寿菊穴盘苗株高、冠幅,提高茎粗、根体积、根冠比(R/T)、根活力、全株干重,降低其叶片中丙二醛(MDA)含量、相对电导率,提高其叶片中叶绿素、可溶性糖、脯氨酸(Pro)的含量及过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)的活性。说明S3307及其与SA复配改善了万寿菊穴盘苗的生长状况和生理代谢水平。最佳处理为10 mg/L S3307+100 mg/L SA。     

壳聚糖对黄瓜种子萌发及幼苗抗冷性的效应

以黄瓜（津春4号）为试材，研究了不同浓度的壳聚糖溶液在不同温度下浸种，时黄瓜种子萌发及幼苗抗冷性相关生理生化指标的影响。结果表明：3种浓度的壳聚糖溶液浸种均能不同程度的提高黄瓜种子的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数，提高黄瓜幼苗过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）的活性；降低细胞膜透性、丙二醛（MDA）；对幼苗脯氨酸含量的影响不明显。其中以0．3％壳聚糖溶液浸种效果最好。     

中国甜菜主要种质资源抗病性鉴定与评价

旨在鉴定与评价不同生态区甜菜主要种质资源的抗病性,为种质资源在抗病育种上科学有效利用提供依据。以甜菜3个生态区的313份主要种质资源为试材,在自然发病条件下,按照甜菜的规范标准,调查种质的发病级数,计算病情指数,划分抗性级别。鉴定出高抗甜菜褐斑病种质资源85份、抗病89份,抗甜菜根腐病种质资源11份,抗甜菜丛根病种质资源3份,抗甜菜白粉病种质资源28份。同时鉴定出兼抗2种病害的种质资源,高抗褐斑病兼抗根腐病种质资源5份、抗褐斑病兼抗根腐病种质资源5份、抗褐斑病兼抗丛根病种质资源2份,高抗褐斑病兼抗白粉病种质资源20份。结果表明,中国甜菜种质资源比较匮乏,除抗褐斑病种质资源外,抗根腐病、丛根病和白粉病的资源不但数量少,而且抗性级别低。     

大白菜软腐病苗期抗性及其与成株期抗性的关系

对６６个大白菜品种苗期抗性的测定结果表明，不同品种对细菌根系侵入和潜伏侵染的抗性存在显著差别；同一品种幼苗对侵入侵染的抗性与对潜伏侵染的抗性间没有相关性。幼苗期的组织含菌量与成株的田间软腐病发病程度有一定的相关性。并初步建立了大白菜对软腐病苗期抗性的鉴定方法。     

回交高代选择导入系的纹枯病抗性与抗旱性的遗传重叠研究

利用来自抗旱性较好的供体亲本（BG300和BG304）、具有两种遗传背景（IR64和特青）的水稻高代回交（BC2）抗旱选择导入系，通过人工接种的方法鉴定纹枯病抗性，考察纹枯病抗性与抗旱性之间可能存在的遗传重叠。通过与受体亲本的纹枯病抗性表现比较发现，具有特青背景的抗旱选择导入系倾向于纹枯病抗性的降低，而IR64背景的抗旱选择导入系则倾向于纹枯病抗性的增强。基于基因型与表型的方差分析共鉴定到6个与纹枯病抗性相关的位点，其中QSbr6在不同供体和背景的两个群体中分别检测到，而QSbr10则在同一供体的两个遗传背景下均检测到；有3个位点（QSbr6、QSbr8和QSbr10）与同一群体中检测到的抗旱性位点位置相近，很可能是两种抗性重叠的遗传基础。尽管方差分析的方法在选择导入系的非选择目标性状相关位点的鉴定中存在相当程度的偏低估计，本研究所检测到的纹枯病抗性位点，特别是那些与抗旱性重叠位点的分子标记以及相关的抗性株系仍将为进一步的水稻纹枯病抗性和抗旱性的多抗性育种和深入的遗传重叠研究提供有用的信息和材料。     

水、旱稻根基粗和抗旱系数QTL的标记辅助选择及验证

利用水、旱稻杂交、回交所产生的4个分离群体对RIL群体定位到的抗旱相关的根基粗、抗旱系数2个QTL进行了选择验证。结果表明，根基粗、抗旱系数QTL的两侧标记在不同群体、不同的遗传背景中遗传稳定。在旱田种植条件下，YIBC1、JIBC1、JIF2 3个分离群体携带有根基粗QTL brt4.1两侧标记有利等位基因的个体与没有携带brt4.1两侧