花生脂肪含量的遗传多样性及与荚果性状的关系

花生是我国重要的油料作物,种仁的脂肪含量和荚果性状是花生重要的品质性状。本研究采用红外线光谱无损伤测定技术测定了广东省农科院作物研究所保存的部分花生种质资源(1199份)的脂肪含量,探讨了花生脂肪含量的遗传多样性,分析了花生种质资源脂肪含量与荚果性状的相关关系。研究结果表明:花生种质资源的脂肪含量存在丰富的遗传多态性,脂肪含量变幅为28.07%~67.24%、平均为46.47%,且含量的高低与荚果性状无关。     

珍珠豆型花生品种遗传差异的SRAP标记分析

利用相关序列扩增多态性(SRAP)分子标记技术对18个珍珠豆型花生品种进行了遗传差异分析。结果表明,10对引物组合共扩增40个条带,其中17个为多态性带,多态性带百分率为42.50%;品种间的遗传距离系数在0.058～0.7059之间;品种Y49与Y05,TH13与Y05以及Z62、Z50、Y07与Z75之间的遗传距离系数大于0.5,其他大部分品种之间的遗传距离小于0.5;以0.68为阀值,18个珍珠豆型花生品种聚类分析可以聚为4类。     

Construction of Genetic Linkage Map Based on SSR Markers in Peanut(Arachis hypogaea L.)

Molecular genetic maps of crop species can be used in a variety of ways in breeding and genomic research such as identification and mapping of genes and quantitative trait loci (QTLs) for morphological, physiological and economic traits of crop species. However, a comprehensive genetic linkage map for cultivated peanut has not yet been developed due to the extremely low frequency of DNA polymorphism in cultivated peanut. In this study, 142 recombinant inbred lines (RILs) derived from a cross between Yueyou 13 and Zhenzhuhei were used as mapping population in peanut (Arachis hypogaea L.). A total 652 pairs of genomic-SSR primer and 392 pairs of EST-SSR primer were used to detect the polymorphisms between the two parents. 141 SSR primer pairs, 127 genomic-SSR and 14 EST-SSR ones, which can be used to detect polymorphisms between the two parents, were selected to analyze the RILs population. Thus, a linkage genetic map which consists of 131 SSR loci in 20 linkage groups, with a coverage of 679 cM and an average of 6.12 cM of inter-maker distance was constructed. The putative functions of 12 EST-SSR markers located on the map were analyzed. Eleven showed homology to gene sequences deposited in GenBank. This is the first report of construction of a comprehensive genetic map with SSR markers in peanut (Arachis hypogaea L.). The map presented here will provide a genetic framework for mapping the qualitative and quantitative trait in peanut.     

栽培种花生EST-SSR引物的开发及应用

从高油抗青枯病花生新品系"06-4104"构建的5个cDNA文库获得了63207条EST,经序列拼接,获得14547条Uni-EST。经MISA检索,在这些Uni-EST中共检测出2643个SSR位点,分布于2250条EST中,发生频率为15.5%,平均每3.1kbEST序列含有一个SSR位点。其中,三核苷酸重复类型出现频率最高,占SSR总数的49.1%,其次是二核苷酸重复类型,占SSR总数的45.8%。在发现的46类重复基序中,AG/TC重复基序的频率最高,AAG/TTC次之。利用Primer3从含有SSR的2250条EST中共设计引物100对,利用这些引物检测花生栽培品种的多态性。结果表明,在所设计的100对引物中有91对在供试的6个花生栽培品种中得到有效扩增,其中13对得到了多态性的扩增产物,每对引物检测出的等位基因数2～3个,平均2.2个。     

利用SSR标记分析山东省花生区试品种的遗传多样性特点

利用SSR标记对山东省花生区试品种进行遗传多样性分析,以参加国家北方区试的17份省外花生品种为对照。结果表明,10对SSR引物在45份花生品种共扩增出57条带,其中45条呈现多态,多态性比率为78.95%。引物的多态性信息含量(PIC)变幅为0.369～0.857,平均值为0.683。多样性指数比较表明,山东省的基因多样性指数H(0.2476)和Shannon指数I(0.3723)均低于河南省(0.2928、0.4241)和省外(0.2929,0.4268)。山东省内品种间的遗传相似系数介于0.440～1.000之间,平均为0.730,省外品种间的遗传相似系数变化范围为0.311～0.962,平均为0.638,显著性测验表明山东省区试品种内的相似性极显著高于省外品种内的相似性。聚类分析表明山东省花生区试品种遗传基础较近,绝大部分品种聚在第II类群;河南省和河北省的部分品种与其他品种亲缘关系较远。与省外区试品种相比,山东省花生区试品种遗传基础较近,应不断引入省外亲缘关系较远的品种以拓宽其遗传基础。     

基于顺序GISH-FISH花生栽培种的染色体分析

【目的】针对花生染色体较小,染色体细胞学标记少,细胞遗传研究相对滞后,染色体分类识别困难的问题,建立能够准确区分栽培花生（Arachis hypogaea L.,2n=4x=40,AABB）A、B染色体组的新核型,提高染色体识别准确率,以揭示栽培花生和野生供体亲本的染色体对应关系,鉴定栽培种花生染色体结构变异体。【方法】以花生栽培种（Arachis hypogaea L.,2n=4x=40,AABB）的2个可能供体亲本即花生野生种Arachis duranensis（2n=2x=20,BB）和Arachis ipaënsis（2n=2x=20,AA）全基因组DNA及5S rDNA和45S rDNA为探针,利用顺序基因组荧光原位杂交（GISH）和多色荧光原位杂交（McFISH）技术（简称顺序GISH-FISH）结合DAPI染色,在准确区分花生栽培种A、B染色体组的基础上,对花生栽培品种Z5163及其供体亲本染色体进行分析,建立花生栽培种新核型,并利用该核型对其他栽培品种的染色体进行分析,以探讨该核型的应用潜力和栽培花生染色体组成特点。【结果】以A. ipaënsis和A.duranensis全基因组DNA为探针的GISH分析表明,以A. ipaënsis为探针在花生栽培种20条B组染色体上能够产生清晰稳定的杂交信号,在A组染色体上没有信号,而以A.duranensis为探针,只在18条A组染色体能产生信号,但1对A组的小染色体“A染色体”不易被区分,因此,以A. ipaënsis为探针可以准确区分花生栽培种A、B染色体组;综合5S rDNA和45S rDNA Mc-FISH和DAPI染色分析,发现花生栽培种A、B染色体组DAPI带纹、5S rDNA和45S rDNA的分布分别与A.duranensis和A. ipaënsis一致,此结果支持A.duranensis和A.ipaënsis是花生栽培种的供体亲本。DAPI染色结果显示,A. ipaënsis及花生栽培种的B组染色体均有14条染色体显示着丝粒带纹,明显多于前人报道,表明仅利用DAPI染色来区分花生栽培种A、B组染色体的方法具有局限性。综合DAPI染色、rDNA、A.duranensis和A. ipaënsis基因组探针进行顺序GISH-FISH分析,建立了可以准确识别花生栽培种A、B染色体组新核型。然后利用该核型对3个栽培种品种的染色体组成进行了分析,首次发现一个自发的花生染色体代换系MS B1（A1）,揭示了栽培花生染色体B1与A1之间存在部分同源关系。【结论】野生花生A. duranensis和A. ipaënsis分别与栽培花生A和B基因组染色体间具有很好的对应关系;研究建立的基于GISH-FISH和DAPI染色的栽培花生新核型,不但可以准确区分大部分A、B组染色体,而且还能识别栽培花生在多倍体化和人工进化过程中可能存在的自发的染色体变异,揭示A、B组染色体间的部分同源性。     

北海市春季花生品种的适应性研究

[目的]为了选出适合北海本地推广种植的花生(Arachis hypogaea L.)新品种。[方法]对引进的14个花生品种进行比较试验,分别为桂花236号、桂花106号、桂花99、贺油1049、贺油1127、花育43号、柳花紫3号、金桂花8号、油泰228号、红珍珠、Z62/Q198、华油89、闽惠2号、对照种桂花21。[结果]参试品种中闽惠2号、桂花99的产量分别比对照桂花21号增加6.64%、4.24%,且出仁率、百果重表现突出,在抗病性方面表现较强,各方面综合性状好,为北海本地花生品种示范种植的首选品种,可再进行一次生产试验,综合比较再作推广。而贺油1049、华油89、金桂花8号、花育43号、柳花紫3号产量较低,各方面综合性状较弱,建议直接淘汰。[结论]闽惠2号、桂花99两个品种的产量高,综合性状好,抗病强,适合本地进行示范推广种植。     

Identification and Expression Analysis of the Phosphoenolpyruvate Carboxylase Gene Family in Peanut （Arachis hypogaea L.）

Phosphoenolpyruvate carboxylase （PEPC） is widely distributed in plants and bacteria, and catalyzes the carboxylation of phosphoenolpyruvate to form oxaloacetate and inorganic phosphate. To investigate the molecular mechanisms of the regulation and control of peanut oil, with the degenerated primers and RACE-PCR approach, five PEPC genes were cloned from peanut, and designated as AhPEPC1, AhPEPC2, AhPEPC3, AhPEPC4, and AhPEPC5, respectively. The structure and phylogenetic analysis of PEPC protein indicated that AhPEPC1-4 genes encoded a typical plant-type PEPC-enzyme, and AhPEPC5 a bacterial-type. By real-time quantitative RT-PCR approach the expression pattern of each gene was detected in various tissues of normal and high oil-content peanut varieties. It was found that there was a lower expression level of AhPEPCs genes except for the AhPEPC2 in high-oil peanut than normal-oil peanut line. The results provide some fundamental information for the further investigation of plant PEPC proteins and their role in regulation of oil-content in peanut seeds.     

栽培种花生株型相关性状的QTL定位

【目的】栽培种花生是世界范围内重要的油料作物和经济作物,其株型相关性状是典型的数量性状,亦是重要的农艺性状,与产量和机械化收获密切相关。对花生株型相关性状进行遗传分析和QTL定位,筛选与之紧密连锁的分子标记,有助于花生的品种保护和品种鉴别,为花生株型分子育种提供重要的理论依据。【方法】以直立型花生品种冀花5号和匍匐型M130为亲本构建的包含321个家系的RIL群体为研究材料,于2016—2018年分别在海南市、邯郸市、保定市和唐山市等7个环境下种植,各个环境均在收获时调查统计花生侧枝夹角、主茎高、侧枝长、株型指数和扩展半径等5个株型相关性状的表型值。同时,利用SSR、AhTE、SRAP和TRAP等分子标记扫描亲本及群体的基因型用于构建分子遗传连锁图谱。最后结合多年多点的表型数据,采用QTL Icimapping V4.2中的完备区间作图法(inclusive composite interval mapping,ICIM)对7个环境下的株型相关性状进行加性QTL和上位性QTL分析。【结果】构建了一张包含363个多态性位点的分子遗传连锁图谱,所有标记被分配到20条染色体和1个未知连锁群;...     

中国花生发展及主产区的演变特征分析

20世纪80年代以来,我国花生主产区发生了较大的演变,并表现出一些明显的特点。分析花生主产区演变特征,对于指导生产及政策制定具有重要意义。通过对解放以来中国花生生产情况的分析认为:我国花生种植面积扩大空间变小,提高单产和品质是主产区花生产业发展的根本出路。随着产业的发展, 优质专用花生品种种植规模将进一步扩大,主产区花生加工业将深入发展,进而促进花生产业效益的不断提高。     

缩节安(DPC)对花生荚果产量及籽仁品质的影响

在大田栽培条件下,研究了花生不同生育时期叶面喷施 DPC 对产量和品质的影响。结果表明:在结荚后期施用 DPC 可显著增加荚果产量,表现为饱果率提高,果重增加。DPC 可提高花生籽仁中氨基酸含量,对蛋氨酸含景的提高效果尤为明显,提高31.3%～43.8%,同时对籽仁中粗蛋白、粗脂肪及糖分的含量电有增加的趋势。     

镉处理对不同基因型花生产量及品质的影响

采用盆栽实验,研究镉浓度12 mg/kg处理对15种基因型花生籽仁产量、镉含量和品质的影响及种间的差异。结果表明,花生基因型间产量和品质存在显著差异性。镉处理下,花生籽仁中镉含量与对照组(CK)存在极显著差异,基因型间镉积累量也存在显著差异。镉处理后不同基因型花生蛋白质含量发生变化,但对花生产量和主要脂肪酸含量影响不显著,所有镉处理后花生籽仁镉含量均已超标,不能直接被食用。通过本次研究得出,基因型XD011是镉低富集品种,且具有相对较强的耐镉性。     

花生荚果干物质积累与蔗糖代谢的相关性研究

【目的】探讨花生荚果产量和籽仁营养成分含量与种子蔗糖代谢的关系。【方法】选用种子发育正常的大花生品系(05D610)及其种子皱缩变异品系(05D677)为材料,测定了果针入土后6—72d的荚果干重、果针入土后30—72d籽仁可溶性总糖、蔗糖、果糖、葡萄糖、淀粉、蛋白质、脂肪含量等,以及果针入土后30—66d籽仁中与蔗糖代谢相关酶活力的动态变化。【结果】果针入土后24—54d是荚果干重的快速积累时期,是决定荚果干重的关键时期,期间05D610干物质积累速率是05D677的2.4倍。收获期05D610和05D677的荚果干重分别是2.06g和1.28g,差异极显著。果针入土后30—72d时期内,05D610籽仁中己糖/蔗糖比值、脂肪含量显著高于05D677,蛋白质含量显著低于05D677,两品系淀粉含量差异不显著。果针入土后30—66d时期内,蔗糖合成酶(SS)合成方向的酶活力显著高于蔗糖磷酸合成酶(SPS),是合成蔗糖的主要酶;蔗糖合成酶裂解方向的酶活力显著高于酸性转化酶(AI)和中性转化酶(NI),是裂解蔗糖的主要酶。蔗糖合成酶在花生种子有机物贮藏阶段的蔗糖代谢中占主导作用。两品系间蔗糖合成酶合成方向的酶活力差异不显著,05D610蔗糖磷酸合成酶活力显著高于05D677,05D610蔗糖合成酶裂解方向的酶活力明显低于05D677。【结论】在花生果针入土后24—54d是干物质积累的关键时期。蔗糖合成酶(裂解方向)是影响有机物积累的关键酶。籽仁中己糖/蔗糖比值、蔗糖磷酸合成酶活力、蔗糖合成酶裂解方向酶活力的差异可能是造成正常品系(05D610)和种子皱缩变异品系(05D677)间荚果干物质积累速率、荚果干重、营养成分出现差异的原因。     

木质素磺酸铁肥研制及其对花生的施用效果

铁是植物生长必需的微量营养元素,缺铁影响作物产量和品质,降低植物性膳食中铁含量。施用铁肥是解决作物缺铁的有效措施之一。以作物秸秆亚铵法造纸废弃物木质素磺酸盐(LS)为原料,通过四因素三水平L9(34)正交设计,研究木质素磺酸铁的生产合成工艺,研发木质素磺酸铁肥产品。以花生为试验作物,通过土培试验,研究木质素磺酸铁的施用效果。秸秆亚铵法制浆造纸废弃物木质素磺酸盐对铁具有一定的螯合性,木质素磺酸铁实验室合成生产过程中,各因素对产品中铁含量的影响顺序为:反应初始p H反应温度Fe2+用量反应时间,从而确定了木质素磺酸铁肥生产合成的最佳反应条件,制备了固体木质素磺酸铁肥产品,Fe含量为12.65%,p H为6.98。土培试验中,花生植株未出现缺铁失绿时,土施和喷施木质素磺酸铁、硫酸亚铁和EDTA铁对植株地上部生物量、花生产量及新叶中活性铁含量均无明显影响。但连续种植两茬后,不施铁肥处理的花生远杂9102出现新叶缺铁失绿症状,土施和喷施木质素磺酸铁可显著提高远杂9102花生新叶叶绿素含量(SPAD值),喷施提高了叶片中活性铁含量。木质素磺酸铁对花生缺铁失绿有纠正效果,与硫酸亚铁和EDTA铁相比,没有明显区别。以作物秸秆亚铵法制浆造纸废弃的木质素磺酸盐为原料,可用来生产木质素磺酸铁肥产品,土施和叶面喷施产品对纠正花生缺铁失绿效果明显。     

农杆菌介导花生的遗传转化研究Ⅱ.花生基因组DNA提取方法的改良与鉴定

针对花生基因组DNA常规提取方法的不足,对提取程序进行改良.改良后的方法具有简便、快速、安全、得率高等特点,对所鉴定植株生长影响相对较小,所提取DNA可直接用于PCR、限制性酶切等分子生物学试验.     

花生每荚种子数相关性状QTL的定位

【目的】花生是重要的油料作物和经济作物,高产一直是花生育种的主要目标,决定产量的因素是单位面积的种子数和仁重。单位面积种子数是种植密度、每株荚数和每荚种子数的乘积。因此,对花生每荚果种子数相关性状进行QTL分析,有助于发掘该性状相关基因/位点,为花生产量相关性状分子育种提供重要的理论依据。【方法】以四粒红×冀农黑3号构建的RIL群体为研究材料,于2018年（E1）和2020年（E2）在河北省保定市河北农业大学清苑试验站（115°30′E,38°40′N）种植鉴定,收获时调查统计单仁果数、双仁果数以及多仁果数表型值,利用河北农业大学花生创新团队实验室构建的高密度遗传图谱,采用QTL Icimapping V4.2中的完备区间作图法对2个环境下的每荚种子数相关性状进行QTL定位与分析。【结果】单仁果率与双仁果率均呈正态分布,多仁果率呈偏正态分布。3个性状的QTL定位分析结果表明,共检测到11个QTL,可解释4.66%—22.34%的表型变异,加性效应为-9.35—9.42。其中,定位到5个多仁果率QTL,可解释3.19%—22.34%的表型变异,有1个QTL的加性效应为负值（-4.77）,来自冀农黑3号,其余4个QTL的加性效应为正值（3.59—9.42）,均来自母本四粒红;定位到2个单仁果率QTL,可解释4.97%—6.43%的表型变异,加性效应均为负值（-4.45和-4.54）,均来自冀农黑3号;定位到4个双仁果率QTL,可解释3.46%—20.87%的表型变异,加性效应均为负值（-9.35—-3.84）,均来自冀农黑3号。这些QTL中,6个为主效QTL,其中,qRMSPA05被重复检测到,且可遗传表型变异为16.58%—17.34%,加性效应为7.69—8.12。【结论】定位6个主效QTL和1个主效稳定的多仁果率QTL,有助于改良花生产量性状,可以作为遗传改良的重要候选区段,用于分子标记辅助选择与精细定位研究。     

Development of EST-SSR markers in peanut (Arachis hypogaea L.)

More molecular markers for potential use in peanut genetic research were developed. A total of 92403 EST sequences of peanut (Arachis) in the NCBI database were downloaded and analyzed. 2594 SSRs distributed in 2267 non-redundant EST sequences were detected, with tri-nucleotide motif (65.54%) as the most abundant motif type followed by di-nucleotide motif (28.10%). Among the 92 repeat types, the top eight motif types were AG/TC (20.1%), AAG/TTC (11.8%), AAT/TTA (10.1%), AGG/TCC (6.6%), AGA/TCT (6.3%), AT/TA (5.9%), ACT/TGA (3.8%), and ATG/TAC (3.7%) with higher frequency. A total of 237 primer pairs were successfully designed based on the 2267 SSR-ESTs using DNA star software.     

花生原生质体分离与培养

以花生(Arachis hypogaea L.)品种花育20为材料,探讨不同的酶液浓度、酶解时间及渗透压对花生原生质体分离的影响.结果表明:原生质体分离的适宜酶液配比是2%纤维素酶(Cellulase Onozuka Rs)、0.2%果胶酶(Pectolyase Y-23),甘露醇渗透压调节剂的浓度为0.7mol/L,暗处理10h,叶片原生质体产量为4.86x105个/ml,存活率75.6%,愈伤组织原生质体产量为4.97x105个/ml,存活率75.4%.将分离的原生质体培养在添加1mg/LNAA和4mg/LBAP的改良MS液体培养基中.培养约2～3天后,细胞开始分裂.然后部分细胞继续分裂,并形成细胞团.培养5～6周后,将培养物转移到添加2 mg/L2,4-D和3 mg/L BAP的MS液体培养基(pH5.8)中进行培养.7～8周后,将形成的直径为1～2 mm的小愈伤组织转移到添加1 mg/LNAA和5 mg/LBAP的MS固体培养基上培养,小愈伤组织迅速生长.转移3-4周后,愈伤组织长至7～9mm.     

桃(Prunus persica (L.) Batsch.)品种核心种质的构建与评价

为构建桃品种核心种质,通过对56份桃(Prunus persica(L.) Batsch.)初级核心种质的形态农艺性状数据(MOR)和SSR等位基因数据的分析,研究了不同聚类取样方法和完全随机取样方法下9种取样比例的遗传多样性指数、保留比例及各频率段等位基因的丢失比例。结果表明:聚类取样的方法优于完全随机取样,并以在80%的取样比例下MOR结合SSR数据聚类取样的效果最好,利用此方案构建的桃品种核心种质共包括45份材料,该核心种质的基因遗传多样性指数最高,保留了初级核心种质100%的形态农艺性状和96.6%的SSR等位基因,在出现频率低于0.05的等位基因中共丢失了2个等位变异,保留了出现频率在0.05~0.10的所有等位基因;利用6个数量性状对所构建的核心种质的代表性检测表明所构建的核心种质很好地代表558份桃原始种质的遗传变异。     

花生AhbZIP4基因克隆及其在侧枝发育中的表达分析

花生侧枝发育决定株型的建成,但有关花生侧枝发育的基因尚知之甚少。为探究AhbZIP4基因序列特征及在2种株型花生品种的组织器官中的表达模式,本研究从侧枝直立型花生‘冀花5号’（JH5）中克隆获得AhbZIP4基因（Arahy.CS824N.1）序列,并对其进行序列特征分析、亚细胞定位和不同株型品种组织器官表达分析。序列分析表明,该基因编码序列全长1 182 bp,编码393个氨基酸,预测蛋白质分子质量为42.10 kD,蛋白质二、三级结构具典型的bZIP拉链,无跨膜域和信号肽;系统进化分析发现,AhbZIP4与大豆GBF2和GBF2A同源性最高;亚细胞定位显示,AhbZIP4位于细胞核和细胞膜中;表达量分析说明,JH5和匍匐型花生M130除在结荚期时的花中表达差异不显著,在其他生育期的不同组织中均呈现显著或极显著表达差异。其中,2个品种在侧枝发育的15～25 d之间,AhbZIP4表达差异极显著,推测该基因可能间接影响花生株型的分化。研究结果将为进一步揭示花生侧枝发育及株型建成的分子机制提供理论基础。