普通小麦部分同源染色体配对抑制基因Ph1分子标记的验证和筛选

在 ph1b纯合基因型中,普通小麦部分同源染色体和外源染色体能够发生配对和重组。为通过分子标记辅助育种技术高效利用 ph1b突变体进行异源有益基因转移,以11个小麦材料为试材,比较了9个已报道的 Ph1的PCR分子标记。在9个分子标记中,标记OPR7和OPR17不具有特异性,标记PhSCAR、Mads、Ph920、PSR128、PSR574、PSR2120和WPG90为显性标记,仅标记PhSCAR为共显性标记。结果表明,标记Mads、PSR128、PSR574和PhSCAR扩增稳定,条带清晰,无非特异性PCR扩增产物,是用于 Ph1分子检测的理性标记。     

促进部分同源染色体配对的Ph''基因从拟斯卑尔脱小麦向普通小麦的导入

多倍体小麦中的二倍体化染色体配对由几个有着主要和次要作用的Ph（部分同源配对）基因控制。在这些基因缺失或被来自于其它物种的基因（Ph＇基因）所抑制时都会出现部分同源配对。把拟斯卑尔脱小麦（Triticumspeltoides即Angilopsspeltoides）的Ph＇基因导入了普通小麦（T．aesticum），并在此基础上进一步分析了被导入的成对Ph＇和独立Ph＇基因的表现。因Ph＇基因对小麦的Ph基因表现上位，在杂种F1代中小麦与外源染色体发生了部分同源配对。利用Ph＇基因无性系，证实了小麦和簇毛麦（Haynaldiavillosa）染色体间的部分同源配对。由于在杂种F1代中出现了部分同源配对，并且不需要细胞遗传学操作，因此Ph＇基因无性系可能是一个快速有效地向小麦导入外源基因的通用工具。     

人α-干扰素2b基因转化番茄、番木瓜的研究(Ⅰ)──—人α-干扰素2b基因植物表达载体构建方法的研究

以PBV889（α－IFN－2b）为基因供体，利用EcoRⅠ／PstⅠ双酶切分离出基因α－IFN－2b，再利用现有的植物表达质粒ROKⅡ（带PRV－CP基因，35Spromoter／NPTⅡ），用XbaⅠ／SacⅠ双酶切分离出大片段（E6）作为基因受体，采用定向连接法将α－IFN－2b拼接在E6上，完成植物表达载体构建。采用DNAdotblot、RNAdotblot对重组子进行筛选验证。     

小麦D2型细胞质雄性不育恢复基因近等基因系筛选和遗传背景的分子检测

通过连续回交和单株（系）跟踪选择,培育成小麦D^2型细胞质雄性不育系msD^2-CA8057恢复基因的近等基因系（BC6F1）材料。应用SSR分子标记技术,对9个恢复基因近等基因系单株及不育系msD^2—CA8057和恢复系遗4060的遗传背景进行了比较检测分析,结果表明,所检测到的遗传多样性集中于近等基因系与恢复系之间,而9个近等基因系单株之间及其与不育系之间的遗传背景具有很高的一致性;近等基因系C3只含一个主效恢复基因D^2Rf1,该单株的自交和回交群体可望用于对该基因的精细定位。     

小麦Glu-A1位点1和2*亚基近等基因系间品质差异的研究

为了解小麦G lu-A 1位点的1亚基和2*亚基间的遗传差异,2000~2002年对1和2*亚基的2对近等基因系(N IL s,分别来自龙麦19和克丰6号)进行了分析。结果表明,1亚基与其相应的2*亚基近等基因系间在蛋白质含量、湿面筋/干面筋比值、沉降值/干面筋比值的平均值分别为15.3%/15.3%、2.65/2.71、2.33/2.28;吸水率、形成时间、稳定时间、软化度、断裂时间、评价值的平均值分别为63.0%/63.0%、4.1 m in/4.3 m in、9.4 m in/9.1 m in、63.3 FU/59.2 FU、13.9 m in/12.7 m in、58.7/59.5;最大阻力、延伸性和拉伸面积的平均值分别为270 EU/256 EU、18.5 cm/18.9 cm、71.8 cm2/65.1 cm2。这些品质性状间的差异在统计学上均不显著。最后还讨论了两种亚基在小麦品质育种中的应用。     

硬粒小麦及其F2衍生后代1D和1B染色体代换系的籽粒产量与质量性状

本研究测定了硬粒小麦的两个代换系Ｌａｎｇｄｏｎ１Ｄ（１Ａ）和Ｌａｎｇｄｏｎ（Ｅｄｍｏｒｅ－１Ｂ）及其具有不同胚乳蛋白组分的Ｆ２衍生系的籽粒产量性状和质量性状。测量结果，其产量性状和面粉质量性状有显著的基因型间差异，但籽粒的Ｎ水平差异不显著，根据尺码－排除液相层析法、面团揉和时间和峰值电阻法测得结果表明，具有Ｅｅｍｏｒｅγ－４５带的所有基因型的质量参数，如ＳＤＳ－沉降值、麦谷蛋白的比例（Ｐ１％）均提     

几类异质小麦雄性不育系育性恢复的染色体行为研究

为了研究异质小麦雄性不育系减数分裂中期Ⅰ与后期Ⅰ的染色体行为及与育性恢复的相关性,以几类异质小麦雄性不育系为母本,用常规品种(系)作为父本与其杂交,调查了杂种F1减数分裂中期Ⅰ单价体频率与后期Ⅰ染色体变异率及自交结实率之间的相关性.结果表明:(1)花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ单价体频率与后期Ⅰ染色体变异率呈显著正相关,后期Ⅰ染色体变异率与自交结实率呈负相关,但不显著;(2)相同异质不育系与相同或不同品种杂交时减数分裂中期Ⅰ单价体频率与后期Ⅰ染色体变异率及结实率差异不显著;(3)不同异质不育系与相同或不同品种杂交时减数分裂中期Ⅰ单价体频率与后期Ⅰ染色体变异率差异性较为显著,但减数分裂中期Ⅰ单价体频率与结实率差异性不显著;(4)异质小麦中,异源胞质影响染色体变异,但核基因是调控的关键因素.     

小麦抗条锈病基因Yr2的SSR标记

为了利用SSR技术寻找与小麦抗务锈病基因Yr2紧密连锁的分子标记,以近等基因系Taichung29*6／HeinesⅦ与感病的背景亲本Taichung29构建F2分离群体,进行了F2单株苗期抗条锈病鉴定。抗性分析表明,近等基因系Taichung29*6／HeinesⅦ中的抗条锈病基因是由单基因控制的。进一步用7B染色体上的45对SSR引物对抗、感亲本及171株F2分离群体进行SSR分析,筛选出一个与小麦抗条锈病基因Yr2紧密连锁的SSR标记WMC364-207 bp／201 bp。通过最大似然法计算,该标记与Yr2基因之间的遗传距离为5.6 cM。     

粘类小麦雄性不育基因rfv1定向导入的研究

为了研究粘类非1BL／1RS小麦雄性不育基因rfv1定向导入的途径与方法,从而创制粘类非1BL／1RS小麦雄性不育系的新保持系,以非1BL／1RS普通小麦变种莫迦小麦为供体材料,综合农艺性状优良的1BL／1RS易位系（普通小麦品种）西农Fp1为受体材料,采用定向回交置换方法,同时结合根尖染色体镜检和SDS-PAGE检测,将莫迦小麦核基因组中的rfv1不育基因定向导入到西农Fp1的核基因组,完成育性染色体的专一替换,育成既携有来自莫迦小麦核基因组的rfv1不育基因,又具有西农Fp1核背景的粘类非1BL／1RS小麦雄性不育系的新保持系。该方法为杂种优势利用中更好地发挥粘类小麦雄性不育系的实际作用奠定了坚实的技术支撑。     

Glu-D1d与Wx-B1b基因聚合在强筋小麦育种中的利用

Glu-D1d与Wx-B1b基因遗传效应是面包面条兼用型强筋小麦的主要遗传基础,二者聚合可实现蛋白质(面筋)质量和淀粉特性的同步改良,并拓宽和提升强筋小麦的加工用途和商品价值。本文总结了Glu-D1d与Wx-B1b基因及其聚合对强筋小麦品质的影响,并对两个基因聚合育种策略和注意事项进行探讨,以期为面包面条兼用型强筋小麦育种提供理论依据和实践经验。     

蜘蛛毒素基因(ω-ACTX-Hv2a)的人工合成及定点突变

蜘蛛毒素（ω- ACTX- Hv2a）是最理想研制成为无公害杀虫剂的昆虫毒素肽之一,但由于其 cDNA 至今还未被克隆出来;为了进行后续研究工作,笔者选用人工合成的办法进行基因克隆等工作。化学合成 4 对（A1 - 、A1 + ,A2 - 、A2 + ,H3 - 、H3 + 和 H4 - 、H4 + ）单链寡核苷酸片段,然后,将片段 A1 - 、A1 + 、A2 - 、A2 + 和片段 H3 - 、H3 + 、H4 - 、H4 + 分别混合后退火连接,形成 A 和 H 片段,再将 A 和 H 片段在连接酶的作用下,合成全基因 Hv2a。经 测序可知,合成的 Hv2a 有 5 个碱基缺失;利用“循环延伸”的方法,经 2 次定点突变后,通过克隆测序证明Hv2a 全基因序列完全正确,说明这种定点突变的方法是可行的。     

粘类小麦雄性不育基因rfv1定向导入的研究

为了研究粘类非1BL/1RS小麦雄性不育基因rfv1定向导入的途径与方法,从而创制粘类非1BL/1RS小麦雄性不育系的新保持系,以非1BL/1RS普通小麦变种莫迦小麦为供体材料,综合农艺性状优良的1BL/1RS易位系(普通小麦品种)西农Fp1为受体材料,采用定向回交置换方法,同时结合根尖染色体镜检和SDS-PAGE检测,将莫迦小麦核基因组中的rfv1不育基因定向导入到西农Fp1的核基因组,完成育性染色体的专一替换,育成既携有来自莫迦小麦核基因组的rfv1不育基因,又具有西农Fp1核背景的粘类非1BL/1RS小麦雄性不育系的新保持系.该方法为杂种优势利用中更好地发挥粘类小麦雄性不育系的实际作用奠定了坚实的技术支撑.     

盐胁迫对小麦代换系光合性状的影响及染色体效应研究

为了选育小麦耐盐基因型,以中国春-Synthetic 6x小麦染色体代换系及其亲本为材料,设置对照(0mmol·L~(-1) NaCl)和盐胁迫(150mmol·L~(-1) NaCl)2个处理,通过测定不同处理条件下代换系幼苗比叶重、叶绿素和类胡萝卜素含量及光合速率的变化,探讨盐胁迫对小麦代换系幼苗光合性状的影响,并对其调控相关特性的基因进行染色体定位。结果表明,盐胁迫导致多数小麦代换系叶绿素和类胡萝卜素含量、比叶重、光合速率降低;盐胁迫条件下,Synthetic 6x的2D染色体上可能存在诱导比叶重升高的基因,1A、5A、7A、2B、3B、5B、6B和6D染色体上可能存在诱导叶绿素含量增加的基因,1A、4A、7A和5B染色体上可能存在诱导类胡萝卜素含量增加的基因,1A和7D染色体上可能存在诱导幼苗光合速率增强的基因,即Synthetic 6x的1A染色体上可能存在调控光合特性的关键基因。     

春化基因 Vrn-1对二系杂交小麦亲本抽穗期的作用研究

为研究春化基因 Vrn-1对二系杂交小麦亲本抽穗期的作用,利用春化基因 Vrn-1的 7 个KASP 功能标记,对130份二系杂交小麦亲本(34份不育系,96份恢复系)进行检测,分析 Vrn-1等位基因的组成和分布;并以播种至抽穗的日历日和生长度日为指标,研究春化基因 Vrn-1与二系杂交小麦亲本抽穗期的关系。结果表明,供试材料以冬性为主,包含39种春化基因型。其中,1号、3号、4号、5号、7号、9号、10号、13号、18号基因型在不育系和恢复系中都存在,分别占不育系和恢复系的76.48%和46.87%。本研究不育系和恢复系在年度间和基因型间播种至抽穗的生长度日比日历日更稳定。2018-2019和 2019-2020两个年度制种亲本组合“3号×4号”的生长度日差值在河南邓州分别为-118.9和-122.0 ℃·d;亲本间差异达到极显著水平。具有3号和4号基因型的不育系和恢复系可作为抽穗期稳定的制种亲本组合材料。     

小麦抗条锈基因Yr1和Yr2分子检测体系研究

为建立小麦抗条锈病基因分子检测体系,分别以Yr1和Yr2紧密连锁的标记为检测标记,以Sull-1、CYR29、CYR32、CYR33和V26/CM42为小麦条锈菌鉴别菌株,构建Yr1和Yr2分子检测体系,并对181份小麦高代系材料进行了抗病鉴定和Yr1和Yr2基因分析。结果表明,gwm372和gwm382可作为Yr1的检测标记;wmc364可作为Yr2的检测标记;5个鉴别菌株对Yr1和Yr2具有较好的区分能力。Yr1和Yr2基因在181份小麦高代系材料中比例较低,表明这两个基因在我国小麦抗病育种过程中丢失严重。     

玉米opaque2近等基因系中相关基因的表达量分析

Opaque2(O2)基因编码产生OPAQUE2蛋白,该蛋白为碱性亮氨酸拉链家族的一种转录因子,可作用于基因的启动区,调控基因的转录。辽2345/o2为本实验室构建的辽2345的opaque2(o2)基因回交导入系,蛋白组学分析表明,辽2345与辽2345/o2在授粉后18 d的胚乳细胞中表达蛋白的种类和数量存在很大差异,从中筛选出差异较明显的9种蛋白质。为了进一步验证O2与9种蛋白间的作用关系,应用相对荧光定量PCR的方法对9种蛋白进行了RNA水平表达量的检测。结果表明,在胚乳发育过程中Chfi很可能受到O2的抑制作用,O2很可能对Ubc、Lgl、Sdh、LOC541920、Shmt、Ppdk等基因存在某种促进或激活作用。     

水稻茉莉素受体基因OsCOI1a的克隆与功能研究

将拟南芥茉莉素受体基因COI1在水稻中的同源基因OsCOI1a构建到植物双元表达载体pMYC2,导入拟南芥茉莉素受体突变体coi1-1中,采用Western blot检测OsCOI1a基因的蛋白表达水平,通过观察突变体花粉的活性和果荚的育性,检测OsCOI1a对coi1-1突变体的互补情况,研究OsCOI1a基因的功能。结果表明,OsCOI1a基因能够在拟南芥coi1-1突变体中正确表达,并能部分互补雄性不育的表型,表明OsCOI1a基因在水稻茉莉素信号通路中可能起茉莉素受体作用。     

黄化小麦近等基因系遗传背景、光合和农艺性状分析

为了解新创制的黄化小麦近等基因系(黄化系1-20YY、黄绿系1-20YG和绿色系1-20GG)的遗传背景、光合及农艺性状特点,利用分布于小麦基因组上的168个SSR分子标记和种子醇溶蛋白A-PAGE技术对其进行遗传鉴定,同时对旗叶光合性能及主要农艺性状进行分析。结果表明,返青后3个近等基因系间叶色差异显著,但其遗传背景高度一致;选用的168个SSR引物中仅在一个位于2BS上的cfd238位点检测到多态性,其余引物检测结果均为单态;3个近等基因系间在种子醇溶蛋白组成上完全相同。近等基因系间旗叶光合色素含量差异显著,其中黄化系1-20YY为叶绿素严重缺乏突变体,光合性能最差,不能完成整个生育期而提早死亡;黄绿系1-20YG也属叶绿素缺乏突变体,虽然其光合性能受影响较小,生长发育正常,但单株生产能力较绿色系1-20GG显著下降。