大豆低植酸突变体籽粒的抗氧化性分析

植酸具有较强的抗氧化能力,对作物籽粒的耐储性和活力均具有重要作用,但其作用机制尚不明确。为揭示大豆低植酸突变体和野生型亲本中抗氧化代谢产物的差异,本研究以低植酸突变体Gm-lpa-ZC-2、Gm-lpa-TW-1、Gm-lpa-TW-1-M,以及野生型亲本浙春3号、台湾75为材料,分析大豆籽粒发育过程中植酸含量对抗氧化能力的影响。结果表明,大豆籽粒发育过程中的总抗氧化能力受过氧化物酶和过氧化氢酶活力的影响较大,而非酶类氧化剂谷胱甘肽对总抗氧化能力影响较小。随着籽粒的成熟,脂质氧化物、丙二醛与蛋白羰基化产物的含量逐渐增加。低植酸突变体Gm-lpa-ZC-2、Gm-lpa-TW-1-M和亲本浙春3号、台湾75的总抗氧化能力较强,且籽粒活力也较高;而低植酸突变体Gm-lpa-TW-1的总抗氧化能力最弱,且籽粒活力也最弱,说明大豆籽粒抗氧化水平与籽粒活力呈正相关,但与植酸含量无相关关系。由此推测植酸并非影响大豆籽粒抗氧化能力和活力的直接因素。本研究结果为进一步探索低植酸作物的籽粒活力下降机制,培育高籽粒活力低植酸大豆品种提供了参考。     

两个低植酸大豆突变体中肌醇-3-磷酸合成酶MIPS1基因表达特性的研究

肌醇-3-磷酸合成酶(MIPS)基因是植酸合成代谢途径中重要的功能基因.本研究以两个大豆低植酸突变体Gm-lpa-TW-1、Gm-lpa-ZC-2以及其野生型亲本台湾75和浙春3号为材料,分析了MIPS1基因在其根、茎、叶、花和发育种子中转录水平上的表达特性.结果表明:在大豆发育的种子中MIPS1基因的表达表现为由弱到强再逐渐减弱的表达特性,在开花后22d的种子内,基因的表达达到高峰,此后逐渐减弱.突变体Gm-lpa-TW-l和野生型亲本台湾75的根、茎、叶和花中MIPS1基因的表达均较弱,但突变体Gm-lpa-TW-1的表达量略高于野生型亲本.与野生型亲本相比较,在开花后的22d,突变体Gm-1pa-TW-l发育种子中MIPS1基因的表达峰极显著的降低,仅为野生型的25％左右,而且在整个种子发育期间MIPS1基因的表达均较弱.突变体Gm-lpa-ZC-2和浙春3号的根、茎、叶和花中MIPS1基因的表达较弱,突变型和野生型之间没有显著的差异,但在种子发育的各个时期突变体Gm-lpa-ZC-2的表达量显著的高于野生型亲本浙春3号.在两个低植酸突变体发育的种子中MIPS1基因的表达与野生型亲本相比均发生了显著的变化,表明基因突变对MIPS1基因的表达均造成了显著的影响,在Gm-lpa-TW-1中表现为MIPS1基因表达的下调,而Gm-lpa-ZC-2中则表现为上调.     

玉米低植酸突变体的营养品质分析

对比研究了8个玉米低植酸(Low phytic acid,lpa)突变体及其相应野生型(Wild Type,WT)的主要营养品质及其营养组分,结果显示:与野生型相比,各突变体总磷含量基本不变,无机磷含量均成倍增加,总淀粉含量显著下降,直链淀粉和粗脂肪含量变化不显著,粗蛋白含量在部分突变体中显著上升;多数氨基酸含量在突变体中有所提高,赖氨酸含量除Q319-lpa和X178-lpa下降外均不同程度上升;铁、锰、铜、锌、硒等微量元素含量变化不显著。研究表明lpa突变对玉米营养品质的改良和生物学效价的提高具有有益的作用。     

高无机磷低植酸含量玉米突变体筛选初报

利用200GY的60COΓ射线诱变处理干种子,从主栽玉米杂交种农大108的双亲黄C和X178中分别筛选了4个和2个高无机磷、低植酸含量突变体。以株系计突变频率分别为8.04×10-4和10.48×10-4。与野生型相比,6个突变体HL-PA1、HL-PA2、HL-PA3、HL-PA4、XL-PA1、XL-PA2的TP含量基本未变,PAP分别下降了79.09%,66.06%,47.58%,43.94%,70.00%,48.28%,IP分别增加了11.22,9.91,7.04,6.43,6.43,4.33倍。     

正常供磷及低磷胁迫下油菜种子植酸浓度与含量的全基因组关联分析

  【目的】  鉴定不同磷水平油菜种子植酸浓度 (PA_Conc)和含量 (PA_Cont) 显著关联的 SNP 位点,挖掘候选基因及其优异单倍型,为油菜低植酸品种的培育提供遗传基础和优异基因资源。  【方法】  采用田间试验,测定正常供磷(施磷,P₂O₅ 90 kg/hm2)及低磷(不施磷,P₂O₅ 0 kg/hm2)条件下403个甘蓝型油菜品种种子中的PA_Conc和PA_Cont,利用基于全基因组重测序技术获得的530多万个高质量SNP (single nucleotide polymorphism)标记,用 TASSEL 5.0 软件中的一般线性模型(general linear model,GLM)和混合线性模型(mixed linear model,MLM)进行全基因组关联分析(genome-wide association study, GWAS),鉴定种子植酸浓度和含量显著关联的SNP位点及其候选基因。采用Bcftools提取BnaA07.MRP13基因的SNP,利用Haploview 4.2软件进行单倍型分析。  【结果】  关联群体正常供磷处理PA_Conc变异范围为17.52～81.32 mg/g,PA_Cont变异范围为0.30～0.99 mg/5粒种子;低磷处理PA_Conc变异范围为17.47～49.05 mg/g,PA_Cont变异范围为0.33～0.85 mg/5粒种子。与正常供磷相比,关联群体低磷胁迫下的PA_Conc和PA_Cont均值分别降低13.5%和10.8%。GLM模型检测到56个与油菜种子植酸浓度和含量显著关联的SNP位点,分布在除A08和C03外的17条染色体上,它们对表型变异的解释率为7.33%～14.28%。其中A03染色体上含有最多的SNP (9个)。MLM模型共检测到23个与油菜种子植酸浓度和含量显著关联的SNP位点,分布在A03、A05、A06、A07、A09、C01、C02、C04、C05、C06和C07等11条染色体上,它们对表型变异的解释率为9.6%～14.28%。其中A03染色体上含有8个SNP。对显著SNP位点上下游300 kb范围内的基因进行分析,挖掘出可能与种子中植酸合成相关的14个候选基因,其中包括拟南芥植酸合成通路中的MRP、PLC、PIP5K和SULTR4等同源基因。对BnaA07.MRP13进行候选基因关联及单倍型分析,鉴定出高植酸单倍型“BnaA07.MRP13ContHap1”(TTTA)和低植酸单倍型“BnaA07.MRP13ContHap2”(CCCT)。自然群体中18%的品种(72/403)为低植酸单倍型,种子平均植酸含量为 0.56 mg/5粒种子,极显著低于高植酸单倍型 (平均植酸含量为0.62 mg/5粒种子)。  【结论】  正常供磷和低磷胁迫下,油菜种子植酸浓度和含量均具有广泛的遗传变异。GLM模型和MLM模型分别检测到56和23个与油菜种子植酸浓度和含量显著关联的SNP位点,预测的与油菜种子植酸含量相关的候选基因有14个,发现的BnaA07.MRP13的高和低植酸单倍型为后续油菜种子植酸含量的遗传改良奠定了基础。     

大豆植株性状相关性与产量回归分析

本文利用3个大豆品种、4种施肥模式条件下,植株产生的17个形态指标及产量差异,进行相关性分析与产量回归分析。结果表明,株高x1、分枝数x5、1粒荚数x9、2粒荚数x10、3粒荚数x11、4粒荚数x12、百粒重x15、经济系数x16等8个大豆植株性状因子对产量有显著性影响;由标准化回归系数得知,对产量作用的大小顺序为:x11>x12>x9>x10>x16>x15>x1>x5。说明提高大豆产量首先要考虑增加有效荚数,其次是提高经济系数,而增加百粒重和株高对于增产的效应较小。育种上需加强生物量大、3粒荚和4粒荚数多、结荚节位低的性状选择;栽培上需注重促进生物量生长、降低结荚节位的促控措施。     

大豆叶绿素缺失突变体HS 821的农艺性状和生化特性

经NaN3诱变获得的大豆叶绿素缺失突变体HS 821,其植株高度约为原品种的1/2,节位数、叶片大小、叶柄长度、单株荚数、粒数、粒重都较原品种低,但结荚密集,表现出一定的田间抗虫性;成熟期比原品种提早约10d。突变体表现为叶片黄化,叶片叶绿素平均含量是原品种的71%,但叶绿素a/b比值不变,为2∶1,表明该突变体是总叶绿素缺陷型。突变体的SOD活性和脯氨酸含量都比其原品种高,但MDA含量则较原品种含量低,表明突变体具有较强的抗氧化能力。     

大豆绥农14突变体库构建及株高性状分析

应用甲基磺酸乙酯(EMS)对绥农14大豆种子进行诱变,并构建大豆突变体库.结果在M2分别获得120份茎、叶、花、种子等性状变异的材料,其中38份是株高突变体.用100个SSR分子标记分别对120株突变体进行遗传背景鉴定.结果表明:120份突变体中有5株与对照绥农14有超过9个标记的差异,10株与对照有少于3个标记的差异;另外利用前人定位的与株高相关的46个标记对其中38份株高突变体进行鉴定,发现只有高突变体E790在Sat_168位点有差异.本研究获得的突变体可以作为新的种质资源,同时构建的突变体库也有助于大豆功能基因组研究的发展.     

大豆空间诱变突变体的RAPD分析

本研究应用RAPD技术在分子水平进行大豆空间诱变突变体的差异性分析,为大豆空间诱变育种提供理论基础。首次应用RAPD标记对大豆空间诱变的12个品系及4个原始对照种进行多态性分析。随机选用的70个RAPD引物对原始对照种及12个空间诱变品系进行扩增,共获得247条DNA谱带,其中多态性谱带39条,总多态性位点比率为15.8%,品系间多态性位比率在1.43%~10%之间,扩增片段长度在250-2100bp之间。因此,通过空间诱变能够在DNA水平上导致大豆遗传物质变异,并且RAPD是一种研究植物空间诱变材料的较有效的分子生物学方法。     

NaCl胁迫对小麦种子发芽率的影响及耐盐性分析

为了研究NaCl胁迫对小麦发芽率的影响,探明小麦芽期的耐盐能力。以宁夏已审定的78个小麦品种和新品系为供试材料,以纯净水处理为对照,设置1、2、3、4、5、6、7 g/kg的NaCl溶液处理,测定其发芽率。结果表明,小麦种子发芽率随着盐浓度的增加而降低。当NaCl浓度≤2 g/kg时,发芽率均保持在80%以上;NaCl浓度为3 g/kg时,发芽率在70%左右;NaCl浓度为4 g/kg时,发芽率降至40%左右;NaCl浓度为5 g/kg时,发芽率降至20%以下;NaCl浓度为7 g/kg时,发芽率接近于零。说明NaCl浓度3 g/kg是小麦芽期耐盐临界值。结合聚类分析,初步筛选出芽期耐中度盐分的小麦品种6份,分别为春小麦品种HJ437、宁春8号、宁春48号、宁春49号,灌区冬小麦品种冬宁春4号、冬育10号。     

大豆硝酸还原酶活性及其与施氮关系的研究

以绥农14为材料,利用框栽、砂培和15 N标记的方法,研究了大豆硝酸还原酶（NR）活性及其与施氮水平的关系。结果表明：框栽试验中大豆叶片NR活性随生育进程的推进大体上呈单峰曲线变化,营养生长阶段叶片NR活性较低,进入生殖生长期后逐渐升高,并于盛花期前后达到峰值,随后呈逐渐下降趋势;施氮水平对NR活性有明显影响,营养生长...     

矮秆大豆突变体叶片和豆荚生理特性的初步分析

经NaN3诱变获得大豆矮秆突变体HK808,对其豆荚和叶片生理特性及其与原品种"东农42"的比较研究表明:HK808叶片的叶绿素含量比野生型低,但叶绿素a/b比值变化不大;豆荚的叶绿素含量较其对应叶片的含量低,且野生型的含量略高于突变体。开花结荚后突变体叶片蛋白质含量、SOD活性逐渐升高,脯氨酸含量下降,且蛋白质和脯氨酸含量都低于东农42;突变体的SOD活性高于东农42;野生型的MDA含量在鼓粒期以后增高,即结荚后期突变体叶片防御自由基伤害能力强。豆荚的蛋白质、脯氨酸含量都与叶片的变化规律基本相同,即前者不断增加,后者不断下降,且豆荚蛋白质和脯氨酸含量都低于叶片;HK808豆荚的蛋白质含量比其野生型高。豆荚的MDA含量比叶片低,且东农42豆荚的MDA含量略高于HK808,豆荚的SOD活性呈下降趋势,但比东农42叶片的活性高,表明豆荚的抗氧化能力比东农42的叶片强。     

烯效唑干拌种对小麦种子萌发过程中DNA合成的影响

以小麦品种绵阳 2 6为材料 ,利用3 H TdR掺入法 ,研究了烯效唑干拌种对小麦种子萌发过程中DNA合成的影响。结果表明 :烯效唑处理后 ,小麦种子萌发早期DNA合成加快 ,当浓度为 2 0mg kg时 ,DNA合成速率最快 ;同时 ,在小麦种子萌发早期烯效唑处理促进3 H 胸苷掺入可能反映了烯效唑有助于萌发中DNA修复和DNA复制 ,为种子萌发奠定了较好的基础。     

NaCl处理对高、低芥酸油菜种子萌发和离体茎尖生长的影响

以2份高芥酸油菜绵油13号、高芥4号和2份低芥酸油菜绵恢PS-1-2、绵恢8号为试验供体材料,观察了组织培养条件下,NaCl胁迫对高、低芥酸油菜种子萌发和离体茎尖生长的影响。结果表明:经4g/L NaCl浸种和培养基中添加10g/L NaCl均对种子萌发率产生抑制作用,且高芥酸油菜种子的萌发率明显高于低芥酸油菜。比较2种方式浸种11d的萌发率,为4g/L NaCl浸种的低芥酸油菜材料高于无菌水浸种的材料,高芥酸油菜的表现则相反。培养基中添加6g/L NaCl对离体培养茎尖的存活率产生明显的抑制作用,高芥酸油菜茎尖生长的受抑制程度明显低于低芥酸油菜。可以得出结论,供试的高芥酸油菜在萌发和离体培养阶段的耐NaCl性明显优于低芥酸油菜。     

水稻低植酸突变基因和外源铁蛋白基因的聚合

对所获得的2份低植酸突变系和2份铁蛋白(Fer)转基因富铁系稻米进行了无机磷、种子GUS、叶片PCR、稻米矿质元素含量检测和简单的遗传分析,表明这些材料作为低植酸突变种质和Fer富铁种质具有良好的实用价值。对所配杂种F1进行了花药培养,并对愈伤组织诱导、分化、生根和花培苗倍数性、成活率、结实性等性状进行考察,认为低植酸基因和铁蛋白外源基因对花培过程影响不明显。在大量的花培后代中筛选到31份低植酸基因和外源铁蛋白基因双重表达的花培纯系,经检测,该批材料富铁效果极为显著,是难得的低植酸富铁转基因优良新种质。     

花生种子吸胀期间耐低温性及其与品质性状的相关研究

利用55份花生种子进行低温吸胀萌发试验,统计露白率及芽长/种长,筛选耐低温种质,并通过近红外光谱技术测定油酸、亚油酸、棕榈酸、脂肪、蛋白质及蔗糖含量,分析花生种子吸胀期间耐低温性与各项品质性状之间的相关性.结果表明:参试花生种质在2℃96h低温胁迫条件下,露白率≥80%的种质有3份、80%＞露白率≥70%的种质有3份、...     

辐照对华山松种子萌芽以及幼苗生长的影响

华山松催芽后的种子用60Coγ射线辐照,种植结果表明:辐照延缓了种子萌芽期和萌芽高峰期,降低了萌芽率和幼苗的生活力,同时也降低了黄色苗在幼苗中的比例和幼苗的生长高度,对黄色苗的抑制作用更为明显。     

水稻籽粒硒含量的基因型差异及其与产量性状的相关性分析

利用常规籼粳类型品种,在龙游和衢江2个试验点进行籽粒硒含量的基因型差异及其与产量性状的相关性分析。结果表明,籽粒硒含量在2个试验点呈显著差异,土壤硒含量高的龙游试验点的水稻籽粒硒含量较高,其水稻颖壳和糙米硒含量平均值分别是衢江点的1.22倍和1.16倍。籼稻和粳稻之间的颖壳硒含量具显著差异,但糙米硒含量在籼稻和粳稻品种...     

模拟酸雨对杂交苏丹草种子萌芽及幼苗生长的影响

采用不同pH值的模拟酸雨对杂交苏丹草皖草2号进行处理,测定对其种子萌发和幼苗生长的影响。试验结果表明,酸雨会导致土壤酸化,pH值大于4.0的酸雨对杂交苏丹草种子的发芽和幼苗生长无不良影响,pH值低于4.0的酸雨对杂交苏丹草种子的发芽和幼苗生长具有抑制作用,且pH值越低,所产生的不利影响越大。