辐射育种获得油菜(Brassica napus)高油酸材料

本研究用8-10万伦琴^60Co γ射线辐射双低油菜（B．napus）湘油15干种子，并对辐射后代进行高油酸连续选择，结果M2、M3、M4油酸含量有不同程度提高，至M3油酸含量迅速提高，多数植株油酸含量在70％以上，最高油酸含量达93．5％。对高油酸突变体M6 04—855（种子油酸含量为91．5％）的fad2基因与网上公布的fad2基因DNA序列进行比对，发现突变体fad2基因270位的碱基G转换为碱基A，导致密码子由TGG转换为TGA（终止密码子）。这一区域是fad2蛋白的beta折叠区和保守区。另外，在1044与1062的碱基突变也导致终止密码子的产生。这些结构上的变化导致fad，基因功能的丧失，使油酸不能转化成亚油酸，从而提高油酸含量。根据基因突变的分子机制，无论是碱基的转换或颠换，都需经过几次的复制，即经过几个世代才能完或，这也是在后期世代才出现高油酸变异的原因。     

辐射育种获得油菜（Brassica napus）高油酸材料

本研究用8~10万伦琴⁶⁰Coγ射线辐射双低油菜（B. napus）湘油15干种子，并对辐射后代进行高油酸连续选择，结果M₂、M₃、M₄油酸含量有不同程度提高，至M5油酸含量迅速提高，多数植株油酸含量在70%以上，最高油酸含量达93.5%。对高油酸突变体M604-855（种子油酸含量为91.     

利用CRISPR/Cas9技术创制大豆高油酸突变系

大豆是重要的油料作物,其种子脂肪酸中油酸含量是评价大豆油脂品质的重要指标之一。本研究设计了分别由AtU3d、AtU3b和AtU6-1启动子驱动、长20 bp的guide RNA (gRNA)靶点以靶向编辑GmFAD2-1A基因的外显子区,首先将这3个靶点一起组装到pYLCRISPR/Cas9-DB载体上,然后利用农杆菌介导的方法转化大豆材料华夏3号。通过PCR技术及测序分析对T1代转基因大豆植株靶点编辑情况进行检测,获得纯合GmFAD2-1A大豆突变体。GmFAD2-1A突变大豆植株在株高、主茎节数、单枝分枝数、叶形、花色、种皮色、种脐色、生育期等方面与对照大豆植株没有显著差异;而GmFAD2-1A突变体大豆种子油酸含量显著高于对照大豆品种华夏3号,说明GmFAD2-1A是油酸代谢过程中的关键基因。本研究利用CRISPR/Cas9技术成功对控制大豆油酸基因GmFAD2-1A进行编辑,获得稳定的纯合GmFAD2-1A大豆突变体材料,为高油酸育种提供了新的种质资源并创建了方法。     

利用回交法快速选育高油酸花生新品系

以普通花生品种花育22为母本、高油酸花生品种开农176为父本杂交得到F1杂种,筛选油酸含量高于60%且同时含有FAD2a和FAD2b位点的F1为杂交父本,以花育22为轮回亲本(母本)连续回交得到BC1F1~BC4F1代回交种。利用近红外光谱仪测定F1及BC1F1~BC4F1籽粒的油酸、亚油酸含量,选择油酸含量大于60%的种子,用刀片切取种子小部分子叶提取DNA,以F0.7/R3为引物进行PCR扩增及测序,根据测序峰图差异表现筛选出同时含有FAD2a和FAD2b位点的种子作为下一代回交的父本。切去部分子叶的种子切口用石蜡封闭,播种前浸泡于40℃温水中催芽,对12 h后未露白的种子用100 mg L–1乙烯利浸泡4 h后再转入40℃温水浸泡至24 h,发芽率可达到98%。2013年春季开始杂交,2016年春在青岛播种BC4F2代种子,取幼苗期幼叶鉴定基因型,筛选出基因型为aabb的单株,收获时选留农艺性状类似于花育22的优良单株,再利用近红外光谱仪测定所选单株油酸含量,获得油酸含量在70%以上、油酸亚油酸比值大于7.0的单株24个。这些单株与花育22相比,农艺性状基本相同,称为改良花育22高油酸花生新品系。     

高油酸玉米突变体的诱导和遗传分析

油酸,亚油酸及饱和脂肪酸含量决定玉米油的品质,研究结果表明,利用ＥＭＳ花粉诱变技术,可获得高油酸等玉米突变体,高油酸含量的遗传受部分显性生效基因控制,基因的显性方向指向增效,但是,在同一基因位点上,可能受一些微恢复等位基因累加作用的影响,卡平方检验符合１对部分显性基因的遗传规律,与同类研究结果基本一致,优质油玉米育种,不仅要提高玉米的含油量,还应提高油分中的油酸含量,降低饱和脂肪酸含量,改善玉米的     

EMS诱变NC 55突变体库的创建及高钾突变材料的筛选

为了获得不同类型的烟草突变体库,用0.6%的EMS诱变处理NC 55,对诱变后的M 1代的大田性状进行调查分析,并从中筛选高钾突变材料。EMSNC 55 M 1代植物学性状和农艺性状变异类型丰富,突变率为11.88%,主要为多头突变、株型突变、叶片突变等;通过大田筛选和烟叶化验,筛选到钾含量高于对照NC 55的突变材料74份,其中钾含量超过1.50%的35份,以EMSNC 55-5501烟叶钾含量最高,为2.03%。EMSNC 55 M 1代单株留种606份,为进一步筛选各种类型突变体和选育新品种创建了很好的突变体库。     

突变大豆品系M23油酸含量的表型和分子分析

提高油酸含量的大豆（Glycine max L.）油有利于在食品和工业上利用，因为这两方面都需要较高的氧化稳定性。本研究的第一个目的是要确定在中油酸突变系M23中对伴随ol等位基因产生的Fad2-1缺失进行分子选择是否可以鉴定育种方案中的中油酸单株的问题；第二个目的是要确定在M23品系与Archer品种（含有正常的油酸水平）杂交所衍生的并且Fad2-1缺失为纯合的单株中修饰基因是否会影响油酸含量的表型表达的问题。     

基于主成分分析的高油酸花生品种品质评价

为开展高油酸花生品种的品质评价,推动不同品质类型种质资源的育种利用,对中国165份高油酸花生品种的主要品质性状进行主成分分析和品质分类。结果表明,中国高油酸花生培育单位广泛分布于10个省份,以山东、河南和河北居多,分别占总数的36.97%、32.12%和21.82%,脂肪、蛋白质和油酸平均含量分别为52.90%、24.75%、和79.28%。相关性分析显示,油酸与亚油酸呈极显著负相关(r=-0.729 9),油酸亚油酸比值与脂肪(r=0.169 7)和蛋白质(r=0.165 4)呈显著正相关。主成分分析提取的前3个主成分累计贡献率达91.69%,较全面反映了品质信息。以第一主成分和第二主成分作二维散点图,可将资源分为高脂肪-低蛋白-高油酸品种、高脂肪-低蛋白-超高油酸品种、低脂肪-高蛋白-高油酸品种、低脂肪-高蛋白-超高油酸品种4个品质类型,为不同品质类型品种的筛选与改良、育种亲本的利用提供科学依据。     

花生ahFAD2A等位基因表达变异与种子油酸积累关系

花生ahFAD2A是控制种子油酸、亚油酸含量和油亚比的关键基因。利用ahFAD2A基因特异引物检测远杂9102, 豫花9416等52个花生品种的ahFAD2A基因等位变异, 并比较其中13个品种的ahFAD2A基因序列。结果表明, 花生ahFAD2A基因存在G-A两种单核苷酸等位变异(野生型ahFAD2A-wt和突变体ahFAD2A-m), DNA序列比对结果证实, 豫花9416等10个品种(突变体)与远杂9102、延津花籽和开农白2号(野生型)相比, 在ahFAD2A基因的448 bp处存在核苷酸G-A突变。应用real-time PCR检测ahFAD2A等位基因在种子不同发育时期的表达动态显示突变体豫花9416等位基因(ahFAD2A-m)在种子发育中期表达量稍高, 种子发育后期表达量下降速度较野生型远杂9102(ahFAD2A-wt)更快。进一步测定豫花9416和远杂9102在种子不同发育时期的油酸、亚油酸积累和油亚比动态, 发现两品种间存在明显差异, 豫花9416在籽粒发育前期油酸相对含量已超过亚油酸, 油亚比大于１并逐渐增加, 而远杂9102到籽粒发育中后期油酸相对含量才高于亚油酸, 油亚比逐渐接近于１左右。     

"范尼"甲基磺酸乙酯诱变体系的建立和M4代干旱敏感突变体筛选

利用甲基磺酸乙酯(EMS)处理亚麻"范尼"建立诱变体系,获得突变体库.对突变材料进行耐旱性筛选,为亚麻抗旱选育奠定基础.采用不同浓度EMS和处理时间诱变"范尼"种子,根据M1代半致死率确定最佳诱变体系,M2代种子单株收获至M4代.在15％和18％的PEG-6000浓度处理下,分别对7个"范尼"M4代突变体植株的萌发期和...     

甘蓝型油菜BnFAD2基因的克隆、表达及功能分析

高油酸油具备较高的营养价值,在甘蓝型油菜中,脂肪酸去饱和酶基因(FAD2)是控制油酸含量的关键基因。本研究克隆了甘蓝型油菜A5、C5、A1连锁群上3个BnFAD2基因的全长cDNA序列,分别命名为BnFAD2-A5、BnFAD2-C5和BnFAD2-A1,各自编码384、384、136个氨基酸。分别使用TMHMM、Clust X软件分析FAD2基因的跨膜结构域和酶活中心表明,BnFAD2-A1不具备脱氢酶活性。采用酵母功能互补实验对4个基因(含已发表的BnFAD2-C1)进行功能验证,发现BnFAD2-A5和BnFAD2-C5基因去饱和能力接近,均大于BnFAD2-C1基因。采用qRT-PCR分析4个基因在甘蓝型油菜不同组织中的表达规律及血凝素标签法分析BnFAD2-C1、BnFAD2-A5和BnFAD2-C5的蛋白稳定性,表明BnFAD2-A5和BnFAD2-C5是影响油菜种子油酸积累的主效基因。     

甘蓝型油菜BnFAD2-C5基因启动子及内含子在表达水平的功能分析

富含油酸的菜籽油具有重要的经济价值,使得高油酸育种和形成机理的研究成为热点。油酸脱氢酶基因(FAD2基因)是控制油酸含量的关键酶基因。本文针对BnFAD2-C5基因展开研究,根据油菜和甘蓝的同源性,克隆了1257 bp启动子序列,利用GUS和GFP作为报告基因分别构建含有不同片段长度的启动子和内含子的缺失载体并转化拟南芥,经GUS染色检测发现–319 ~ –1 bp为该研究中最小启动子;采用Western技术分析启动子和内含子不同区域的功能,发现BnFAD2-C5启动子区域–1257 ~ –1020 bp和–319 ~ –1 bp能够诱导报告基因在转基因拟南芥种子发育中期高效表达,BnFAD2-C5内含子具有增强启动子转录水平的功能,该功能主要由631~1033 bp区域调控。     

甘蓝型油菜BnFAD2-C1基因全长序列的克隆、表达及转录调控元件分析

脂肪酸去饱和酶基因(FAD2)是控制植物体中油酸含量的关键基因,在甘蓝型油菜中有4个FAD2基因的拷贝,分别定位在A1、C1、A5、C5染色体上。本文克隆了1个FAD2拷贝基因,依据油菜基因组数据库信息,将其定位到C1染色体上,命名为Bn FAD2-C1,其开放阅读框为1155 bp。采用RACE(rapid-amplification of c DNA ends)技术获得了175 bp的5?UTR序列和212 bp的3?UTR序列。采用荧光定量PCR技术研究发现,Bn FAD2-C1在根、花和角果皮中仅保持本底水平的表达,在种子发育中期呈现高效表达,具有种子特异性诱导表达的特征。根据甘蓝和油菜基因组数据库信息,同源克隆到Bn FAD2-C1基因的启动子(promoter)和内含子(intron)序列,并通过PLACE和Plant CARE网站分析,初步预测到调控该基因转录的潜在顺式作用元件。通过茉莉酸诱导处理,Bn FAD2-C1基因表达量发生变化,推断茉莉酸在Bn FAD2-C1基因的表达过程中可能发挥一定的调控作用。     

两个水稻D2基因等位突变体的表型分析及分子鉴定

通过EMS诱变粳稻品种日本晴,筛选到2个矮秆突变体s1-46和s1-96。突变体主要表现为株高降低,分别为野生型的44.7%和55.9%,且叶片直立,穗粒数减少,籽粒变短。暗处理时,野生型的中胚轴伸长,但突变体的不伸长,说明突变性状与油菜素内酯(BR)相关。外源活性BR处理后,突变体与野生型的叶夹角均变大,根长均变短,表明突变基因与BR的生物合成相关。遗传分析表明,该突变性状由1对隐性基因控制。通过与籼稻品种Dular杂交构建F₂群体,将该基因定位在第1染色体40.9 kb范围内。测序表明,该基因与参与BR生物合成的D2基因等位,其中s1-46第305位的氨基酸由脯氨酸突变成亮氨酸,而s1-96第370位的甘氨酸突变成谷氨酸。     

高粱Na~+转运蛋白基因SbSKC1的克隆及其在烟草中的抗盐功能鉴定

钠离子转运蛋白基因在植物抵御逆境胁迫中起重要作用,本研究克隆了高粱钠离子转运蛋白基因SbSKC1(XM_002457691.1),其完整开放阅读框包含1497个核苷酸,编码498个氨基酸残基。氨基酸序列比对及进化树分析表明,SbSKC1与玉米(Zea mays)LOC100382359(NP_001162576.1)具有高度相似性。构建pSH-SbSKC1植物表达载体,利用农杆菌介导法将SbSKC1转入烟草(Nicotiana tabacum cv.Xanthin)。转基因植株经PCR验证后进行300 mmol L~(–1)NaCl胁迫处理,转基因植株的存活率高于野生型,其根长显著高于野生型,而且转基因烟草保持了较高的钾钠离子比。盐胁迫后,转基因烟草的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性显著高于野生型,而过氧化氢(H_2O_2)含量比野生型烟草低37.7%。根据以上结果推断,过量表达SbSKC1基因能够提高烟草的抗盐性。     

烟草航天诱变突变体叶形遗传分析及基因定位

利用航天诱变方法获得烟草品种NC89的突变体NC89-M,与野生型相比,NC89-M叶形呈宽椭圆,叶面褶皱,叶缘呈锯齿状.为明确烟草航天诱变突变体NC89-M叶形突变机理,挖掘突变体叶形突变基因,利用NC89-M与烟草品系2014-168杂交获得F2群体,对F2群体遗传分析表明突变体叶形性状受1对显性主效基因控制.通过...     

罗坑野生红茶感官审评及其生化组分研究

为了深入了解广东地区野生茶树种质资源生理生化特性,更有效地利用野生茶树种质资源进行红茶的育种工作,采用高效液相色谱技术对14 个罗坑红茶样中的18 种氨基酸组分、8 种可溶性糖组分、6 种儿茶素组分进行分析,并结合感官审评对对罗坑茶树群体进行红茶种质筛选。结果表明：在14 个茶样中的儿茶素组分EGC含量最高,在15~60 mg/g;LX4-1、LX4-2、JG5-1 中检测到的6 种儿茶素组分含量较高,分别是118.8、88.2、106.2 mg/g;在可溶性糖组分中麦芽糖含量最高,在7~18 mg/g,NJW6-2、SK1-2、LX4-2 中检测到的8 种可溶性糖含量较高,分别是64.1、40.1、41.0 mg/g;在氨基酸组分中茶氨酸含量最高,在10.3~23.0 mg/g,LX4-1、DBT9-1、FSP7-2 中检测到的18 种氨基酸含量较高,分别是42.0、41.2、 42.5 mg/g;在上述化学组分具有特异性的种质中HJY3-1、LX4-1 具有浓郁的杏仁香,JG5-1 具有特殊的苦味和回甘,NJW6-2 甜香型明显。本研究结果表明不同的野生红茶生化成分含量相差较大,具有较高的多样性,并根据该结果筛选出HJY3-1、LX4-1、JG5-1、NJW6-2 等4 份重要的特异种质资源,在红茶育种中存在较高的潜在价值。     

EMS诱导小麦TcLr19感叶锈病突变体的筛选

为了利用小麦感叶锈病突变体进行抗病基因功能和机制研究,用EMS处理小麦抗叶锈病近等基因系Tc Lr19的种子,对获得的M2、M3植株进行农艺性状观察和田间抗叶锈性鉴定。结果显示,不同浓度的EMS溶液处理种子共获得367个M1单株,处理浓度为1.0%时,接近半致死剂量,且M2表型突变频率最高,适宜突变筛选。在2 359个M2突变群体中,共筛选到表型突变体38个,表型突变频率1.61%;筛选出感叶锈病突变体53个,感病突变频率2.25%。在459个M3感病突变群体中,共鉴定出146个感病突变体,其中M36-2、M333-8、M333-9、M333-11、M344-4、M396-8这6个M3感病突变材料,遗传稳定率较高,达70%以上。为保证结果的可靠性,试验中还利用Lr19的分子标记对突变体进行分子辅助筛选。结果表明,EMS诱变是获得小麦感叶锈病突变体的有效手段,不仅为小麦抗叶锈基因的克隆和功能研究提供了重要的基础材料,还为小麦育种提供了新的种质。     

黄萎病不同抗性陆地棉品种抗病基因同源序列生物信息学分析

 根据已知抗病基因NBS(Nucleotide-binding sites)保守区的P-loop和GLPL区设计一对简并引物F1/R1, 以已鉴定黄萎病抗性的9个陆地棉品种基因组DNA为模板进行PCR扩增。在9个品种中均扩增出500 bp左右的条带。对目的条带进行回收,连接、转化克隆得到350个阳性克隆,进行测序。在8个棉花品种中克隆到74条具有完整开放读码框的棉花RGAs序列。这74条序列共有64种不同的基因型,有10条与其它品种中的RGAs序列相同。用MEGA软件对8个棉花品种的74条RGA序列以及12个已知的抗病基因的NBS区域进行聚类分析,结果分为TIR和nonTIR两大类,而nonTIR类又细分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 3类。4类RGAs之间的氨基酸序列相似性较低,而各大类之内来自不同品种的RGAs的相似度却非常高。推测各大类中相似性非常高的这部分序列分别属于同一个基因家族,从位点上说可能处于同一个基因簇。     

翠竹及菲白竹LEA3同源基因的克隆及序列分析

竹类植物在中国有着非常悠久的栽培历史,并被广泛应用于园林、造林、庭院以及食品等行业。本研究以翠竹和菲白竹为材料提取其叶片总DNA,采用PCR方法获得翠竹SpLEA3基因与菲白竹SfLEA3-1、SfLEA3-2基因;其中SpLEA3全长804 bp,编码195个氨基酸,GC含量为68.4%;SfLEA3-1全长803 bp,编码195个氨基酸,GC含量为68.2%;SfLEA3-2全长557 bp,编码144个氨基酸,GC含量为67.8%。通过ProtParamy等生物软件分析,SpLEA3、SfLEA3-1和SfLEA3-2与贵州悬竹LEA3基因同源性高达61%以上,且3个基因编码蛋白均属于亲水性蛋白。源自2个竹种LEA3基因均包含一个完整的开放阅读框,其编码的氨基酸含有4~6个由11个氨基酸组成的保守基元序列。本研究不仅为深入了解竹类植物抗旱的分子机理研究提供了基础数据,也为竹类植物的抗旱育种后续研究提供了科学依据。