长日照条件下2个热带玉米自交系的转录组差异分析

【目的】深度挖掘不同光敏类型自交系间的差异表达基因,为揭示热带玉米种质光周期敏感性变异机理提供理论依据,同时为采用分子辅助方法改良热带玉米种质提供新途径。【方法】以热带光钝感自交系QR273和光敏感自交系T32为试验材料,通过人工控制长日照条件（16 h光/8 h暗）对试验材料进行处理,于四叶期采集幼嫩叶片提取总RNA,利用RNA-Seq技术对不同光敏类型自交系材料进行转录组测序,同时结合生物信息学分析,筛选出不同光敏类型自交系间的差异表达基因。【结果】在长日照条件下,从玉米自交系T32和QR273间共鉴定出6977个差异表达基因,其中T32较QR273的上调表达基因有3291个、下调表达基因有3686个。GO功能注释分析结果显示,有24个应答光刺激和应答辐射的基因在T32和QR273中表现出显著差异;此外,有17个同时与应答光刺激、应答辐射、胚后期发育、光周期、生殖结构发育、生殖系统发育、生殖发育过程、光周期/开花和分生组织营养生长向生殖生长转变相关的差异表达基因。KEGG信号通路富集分析发现有15个昼夜节律通路相关基因在T32和QR273中表现出显著差异,其中,Zm00001e030377和Zm00001e023792基因在T32中的表达量高于QR273,而Zm00001e016746和Zm00001e011193基因在T32中的表达量低于QR273。【结论】长日照条件下光敏型与光钝型热带玉米自交系间的转录组差异分析共鉴定出6977个显著差异表达基因,包括24个参与应答光刺激和应答辐射的差异表达基因有,17个同时与应答光刺激、应答辐射、胚后期发育、光周期及分生组织营养生长向生殖生长转变相关的差异表达基因,以及15个与昼夜节律通路相关的差异表达基因。这些基因通过差异性参与昼夜节律通路中的成花诱导,导致成花启动途径不完全相同,可能是热带种质光周期敏感性变异的关键遗传基因。     

光敏感核不育水稻农垦58S雄性不育性的遗传学研究

以套袋自交结实率为主要指标,观察分析了农垦58S与不同生态型的9个粳稻品种杂交的F_1,F_2,BCF_1代的抽穗期与育性。结果表明,农垦58S光敏雄性不育性由2对隐性主基因控制:这2对基因在不同类型的梗稻品种中其互作方式表现差异,即在早、中稻品种中表现积加作用,在晚稻品种中为独立分高,在农垦58品种本身的背景中表现隐性上位作用,这种相互作用方式差异与分离世代植株的出穗期限有一定关系;农垦58S光敏不育性在不同的遗传背景中都能表达,但受到光、温2组微效基因修饰。“重复基因位点平行突变假说”,可以较完满地解释农垦58S的遗传机制。本文还就光敏感雄性不育系的遗传分类和选育温光弱感型光敏雄性不育两用系进行了讨论。     

无花粉型水稻温敏核不育系籼S的生育特性研究

在广州市人控光温条件下的研究表明,籼S在广州(23°08'N)自然条件下,正常的播始历期最长104 d,最短为71 d,籼S播始历期的变化受温度的影响较大,籼S具有明显的感光性,光长对播始历期的影响有所不同,第一光周期的光长对播始历期的影响较第二光周期要大;以籼S为母本杂交F1的播始历期绝大多数比籼S短,且与父本更接近.     

几个籼型杂交水稻恢复系的抽穗期基因型诊断

以基因型明确的抽穗期主基因近等基因系EG0~EG7(检测E1、E2和E3位点)、ER~LR(检测Se-1位点)、T65系列(检测Ef-1位点)为测验系,在江西南昌(28°68′N)自然长日照(14~16 h/d)和人工遮光短日照(10h/d)诱导处理条件下,对籼型杂交水稻恢复系“早25”、“974”和“752”的抽穗期基因型进行了诊断分析。结果表明,“早25”的抽穗期基因型为e1e1E2E2E3E3Se-1nSe-1nef-1ef-1,“974”的抽穗期基因型为e1e1E2E2E3E3Se-1eSe-1eEf-1aEf-1a,同时存在感光基因表达的抑制因子i-Se-1,“752”的抽穗期基因型为E1E1E2E2E3E3Se-1eSe-1eEf-1bEf-1b。     

池蝶蚌与三角帆蚌及其杂种F1的同工酶鉴别

通过对外来种池蝶蚌(C)、三角帆蚌(S)及其正反杂种F1的肝脏同工酶进行垂直板聚丙烯酰胺凝胶电泳,分析了肝脏的SOD和EST同工酶谱带。结果表明,这两种蚌及其正反杂种F1同工酶的表达既呈现出一些相似的特征,又有明显差异。这四种蚌中分别有2~5个SOD位点,其中SOD-1为一强带且仅见于F1SC中,SOD-2在F1SC中为强带,但在F1CS中较弱,而其双亲中则无该带;SOD-3为一强带均保守的见于四种蚌中,SOD-4为一强带但仅在杂种F1SC中无表达,SOD-5为一强带但仅在池蝶蚌中未检到;在两亲本与其杂种F1中分别检测到4~6个EST同工酶位点,其中EST-4仅见于杂种F1SC中,EST-5在杂种F1CS中无表达,其余均有不同强弱的表达。     

不同籼稻光(温)敏不育系配组的优势比较

采用安农S-1,衡农S-1,W6154S 及5460S 等4种籼稻光(温)敏不育系分别与14个水稻品种(系)配置杂交组合,在同一条件下栽培,进行杂种优势分析.结果表明:4种籼稻光(温)敏不育系杂种产量都具有明显的平均杂种优势与超亲优势,并且都有一定比例的竞争优势组合;安农S-1可作杂交早稻不育系利用;衡农S-1与5460S 只能用作晚稻不育系;W6154S 则主要用作晚稻不育系;结实率及千粒重是影响4种籼稻光(温)敏不育系杂种产量提高的主要因素,在两系杂交稻测交组合鉴定及不育系与父本品种选育中,应注意结实率及千粒重的改良;并提出两系亚种间杂交稻选育应以选育广亲和光(温)敏不育系途径为主,此外两系杂交稻选育还应注意亲缘隔离.     

水稻品种生育期的遗传和基因定位

概述了水稻感光性品种、非感光品种、杂交水稻、籼粳亚种间F1杂种和诱变早熟突变体的生育期 /抽穗期遗传 ,以及水稻抽穗期主基因和QTL定位的研究现状 ,并讨论了水稻抽穗期主基因研究、QTL定位、显性早熟基因的育种利用等方面存在的问题与对策     

抗虫棉品种间杂交组合F_1和F_2的产量比较

为探讨杂交棉二代的生产利用价值,于2002~2003年在临清对6个抗虫棉杂交组合的F1 和F2代产量进行了比较研究。结果表明,参试6个组合的F1 代皮棉产量皆表现出显著的优势,其中H3和H4比对照鲁棉研15显著增产,说明利用现有常规抗虫棉品种(系)可以选配出产量超过鲁棉研15的组合。6个组合的F2 代也表现出一定的产量优势,其中H3和H4比对照鲁棉研21显著增产,说明有些抗虫杂交棉的F2 代仍有生产利用价值。     

柑桔果形遗传的研究

对２１个杂交组合，１０４９株一代植株果形调查测定表明，柑桔一代杂种果形呈连续性变异。杂种果形指数与亲中值及母本果形指数均呈极显著正相关，果形呈趋中或趋扁变异。圆形果和椭圆形杂交后，果形指数略低于亲中值；扁圆形果与椭圆形果或圆形果杂交，果形为趋中变异，果形传递可达１００％。     

水稻抽穗期的遗传学研究

该文阐述了水稻抽穗期的遗传研究进展。水稻抽穗期的多样性是由于感光性与基本营养生长特性的多样组合形成的 ,其复杂的遗传表现是由多个感光基因及其修饰基因、基本营养生长性基因及其修饰基因综合作用的结果 ,并概述了水稻抽穗期基因的定位及QTL定位的现状 ,讨论了水稻抽穗期遗传研究中存在的问题及未来研究的方向。     

杂交水稻抽穗期遗传研究 Ⅱ、抽穗期基因互作的遗传

以2个早籼不育系 V_(20)A、珍鼎28A 及其保持系,早籼恢复系 IR_(30),美国早籼品种兰贝利为亲本,配制6个组合的 F_1及其 F_2、BC 和 TPC(Three Parent Cross,三亲本杂交).研究发现;4个组合 F_1抽穗期表现为非感光早抽穗的无互作类型;另2个组合 V_(20)A/IR_(30)F_1和 V_(20)A/兰贝利Fl为感光迟抽穗的互作类型,其后代分离均为 F_2 37早(无互作):27迟(互作),B_1C 3早:1迟,B_2 C1早:1迟.分析表明控制这些亲本抽穗期的主基因差异可能有3对:Aa、Bb 和 Cc.当 A、B 和 C 同时存在(A—B—C—)时,它们之间相互作用的结果使植株表现感光迟抽穗.当这3种显性基因不同时存在或都不存在时,植株表现非感光早抽穗。6个亲本的4种核基因型暂定为:V_(20)A(B):aabb CC.珍鼎28A(B):AAbbcc,IR_(30):AABBcc,兰贝利:AABBcc。     

黑芝麻杂种优势研究

研究了黑芝麻两系杂种F1产量的超亲(父本)优势,其范围为-7.59%~61.22%,平均优势达31.05%,杂种F1产量及其构成性状的平均优势大小依次为单株产量>单株有效蒴数>千粒重>每蒴粒数。杂种F1产量与果轴长度及产量构成性状呈极显著正相关,与株高和生育期呈显著相关。亲子(杂种F1与父本)间的关系密切程度则表现为单株有效蒴数>单株产量>千粒重>每蒴粒数。     

水稻品种光、温反应特性在杂种F_1的表现

本研究于1977年在雅安市本校农场,就五个光、温反应特性不同品种:DissiD52/37、矮脚南特、矮子占、71—56、IR_8作亲本,采用非限定半双列杂交获得10个杂种F_1,对其高温短日生育期、短日促进率(短日敏感性),高温促进率(感温性)进行了测定。结果(1)短的高温短日生育期在杂种F_1表现呈完全显性或超亲显性;(2)在适温条件下,短日促进率(短日敏感性)高的,在杂种F_1表现为完全显性或超亲显性。并观察到在适温以下低温条件,明显抑制了短日敏感性的表现;(3)在自然日照下,高温促进率低的特性,杂种F_1表现为完全显性,而在短日处理下结果恰相反,即高温促进率高的为完全显性或超亲显性。另外,讨论了水稻品种光、温特性之间的相互制约关系。     

Allelic Variation in Loci for Adaptive Response and Its Effect on Agronomical Traits in Chinese Wheat (Triticum aestivum L.)

Heading date was an important trait that decided the adaptation of wheat to environments. It was modified by genes involved in vernalization response, photoperiod response and development rate. In this study, four loci Xgwm261, Xgwm219, Xbarc23 and Ppd-D1 which were previously reported related to heading time were analyzed based on three groups of wheat including landraces (L), varieties bred before 1983 (B82) and after 1983 (A83) collected from Chinese wheat growing areas. Generally, heading date of landrace was longer than that of varieties. Significant differences in the heading time existed within the groups, which implied that diversification selection was much helpful for adaptation in each wheat zone. Photoperiod insensitive allele Ppd-D1a was the first choice for both landrace and modern varieties, which promoted the heading date about four days earlier than that of sensitive allele Ppd-D1b. The three SSR loci had different characters in the three groups. Predominant allele combination for each zone was predicted for wheat group L and A83, which made great contribution to advantageous traits. Xgwm219 was found to be significantly associated with heading date in Yellow and Huai River Winter Wheat Zone (Zone II) and spike length in Middle and lower Yangtze Valley Winter Wheat Zone (Zone III), which implied functional diversification for adaption. Variation for earliness genes provided here will be helpful for whet breeding in future climatic change.     

小麦抽穗期基因研究进展

抽穗期是小麦品种的重要农艺性状之一,它对于小麦适应不同生态地区和不同环境条件具有至关重要的作用。春化反应、光周期反应和早熟性基因是影响小麦抽穗期的3种重要因素。综述了小麦抽穗期相关基因的定位和克隆,分析了控制小麦抽穗的3类基因性状以便为研究小麦的抽穗期基因提供参考。     

光照周期对尼罗罗非鱼幼鱼昼夜节律调节的作用

为了研究尼罗罗非鱼幼鱼游泳行为在不喂食时是否存在昼夜节律和光照周期的调节作用,设计了光周期为光照(L)∶黑暗(D)=12 h∶12 h,持续的黑暗(DD),持续的光照(LL),光周期为L∶D=6 h∶6 h和光周期为L∶D=2 h∶2 h。结果表明:(1)光周期为L∶D=12 h∶12 h时,尼罗罗非鱼具有明显的昼夜节律,昼夜节律周期为(24. 3±0. 2) h;(2)尼罗罗非鱼的昼夜节律在持续的黑暗和光照下仍然存在,分别为(25. 1±1. 1) h和(25. 6±1. 0) h;(3)光周期为L∶D=6 h∶6 h时,尼罗罗非鱼仍具有明显的昼夜节律(12. 6±0. 5) h;(4)在光周期为L∶D=2 h∶2 h时,尼罗罗非鱼的昼夜游泳行为仍具有明显的昼夜节律,节律周期为(4. 0±2. 0) h。这些结果表明,尼罗罗非鱼具有以24 h为周期的内源性生物钟,但相比与外源性光照调控,内源性的生物钟对罗非鱼的调控较弱,外源性的光照周期才是调节尼罗罗非鱼幼鱼昼夜行为节律的主要因素。     

水稻亚种间F_1杂种优势在不同播期下的表现

以６份籼型不育系和７份粳型或偏粳型广亲和系配制成不完全双列杂交，将杂种Ｆ_１及其亲本在３个播期（早播５／２０，中播６／１０，迟播６／３０）下试验．结果表明，籼粳交Ｆ_１在多数性状上其群体平均优势和群体超亲优势均随播期推迟而呈下降的趋势；Ｆ_１性状的平均基因型预测值显示了早播常出现植株偏高、剑叶披和生育期延长，而迟播导致主穗总粒数减少；Ｆ_１杂种在株高、抽穗天数、剑叶长、主穗长、主穗总粒数和着粒密度性状间均表现显著显性正相关．     

池蝶蚌与三角帆蚌及其杂种F1的同工酶鉴别

通过对外来种池蝶蚌(C)、三角帆蚌(S)及其正反杂种F1的肝脏同工酶进行垂直板聚丙烯酰胺凝胶电泳,分析了肝脏的SOD和EST同工酶谱带。结果表明,这两种蚌及其正反杂种F1同工酶的表达既呈现出一些相似的特征,又有明显差异。这四种蚌中分别有2~5个SOD位点,其中SOD-1为一强带且仅见于F1SC中,SOD-2在F1SC中为强带,但在F1CS中较弱,而其双亲中则无该带;SOD-3为一强带均保守的见于四种蚌中,SOD-4为一强带但仅在杂种F1SC中无表达,SOD-5为一强带但仅在池蝶蚌中未检到;在两亲本与其杂种F1中分别检测到4~6个EST同工酶位点,其中EST-4仅见于杂种F1SC中,EST-5在杂种F1CS中无表达,其余均有不同强弱的表达。     

早熟型小麦种质系山农0057的细胞学鉴定

中间偃麦草含有丰富的优良基因,在小麦的遗传改良中具有重要利用价值。对从中间偃麦草与小麦品种烟农15杂种后代(BC3F6)中选育的小麦种质系山农0057进行主要农艺性状调查和细胞学鉴定,结果表明:山农0057平均株高61cm,平均穗长6.7cm,挑旗期、抽穗期分别比亲本烟农15早4d,是一个具有早熟特点的种质系;其根尖细胞染色体数目为2n=42,花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ(PMCMⅠ)染色体构型为2n=21Ⅱ;与普通小麦的杂种F1PMCMⅠ染色体构型为2n=20Ⅱ+2Ⅰ。山农0057可能是一个具有早熟特点的小麦-中间偃麦草的二体异代换系。