基因芯片技术及其在植物育种上的应用

介绍了基因芯片技术的种类、原理、特点、基本过程及在植物育种中的应用。     

通用型植物表达载体pCamE的构建及功能验证

为了探索通用型植物表达载体的快捷构建,本研究通过PCR克隆、酶切连接和PCR扩增获得CaMV 35S启动子序列及pUC19多克隆位点部分限制性内切酶位点和NOS终止子,构建成完整的表达组件,并将该组件插入pCAMBIA1300的多克隆位点,构建成通用型植物表达载体pCamE(GenBank登录号:JX841315)。pCamE表达组件的启动子上游、多克隆位点和终止子下游分别含有4、8和3个单拷贝限制性内切酶位点,利于外源基因的克隆和插入以及对载体启动子或终止子的修饰和更换。以绿色荧光蛋白基因(enhanced green fluorescent protein,eGFP)为报告基因,分别构建了表达载体pCam::GFP、pCam::SalGFP和pCam::DAHPS-GFP,转化洋葱(Allium cepa L.)表皮细胞和拟南芥(Arabidopsis thaliana L.),绿色荧光蛋白(GFP)和融合蛋白DAHPS-GFP在洋葱表皮细胞中均成功稳定表达;在pCam::GFP转基因拟南芥株系的根、根尖、根毛、茎表皮毛、幼叶基部、叶柄微管组织和未成熟花药等组织均能观察到强烈的绿色荧光。表明,植物表达载体pCamE是可将不同目的基因与植物染色体整合并稳定遗传的通用型植物表达载体,不受外源片段大小及插入位点的影响,具有经济实用、适用广泛、操作简便和外源基因在转基因植物中遗传稳定且正常表达等特点。该载体可用于不同基因和不同功能表达载体的快捷构建,为植物的遗传转化和基因功能研究提供了新的通用型基因表达载体工具。     

mzhy@mail.hebau.edu.cn

 以陆地棉冀无2031无菌苗下胚轴为外植体，在MS中附加激素0.1mg/L IAA+0.1mg/L 2,4-D+0.1mg/L KT的培养基上诱导出愈伤组织。选择疏松愈伤组织继代到附加0.1mg/L ZT的培养基中，经2~3个月的继代培养诱导出颗粒状疏松胚性愈伤组织。胚性愈伤组织在无激素、每升加2g谷氨酰胺和0.5g天门冬酰胺的胚性愈伤增殖萌发培养基上培养2个月左右，可陆续形成不同时期的体胚苗。对冀无2031不同时期的体细胞萌发后的体胚苗进行观察，发现了真叶畸形苗、子叶节生根胚、胚轴侧生根胚、腋芽丛生苗和以腋     

低温胁迫下西瓜幼苗生理特性与冷害的关系

以河北省目前推广的西瓜品种为材料,研究了在低温胁迫下西瓜幼苗的冷害指数及生理特性。结果表明：不同西瓜品种的冷害指数存在一定差异,在供试品种中,冷害指数最高的是重茬雄风为3,冷害指数最低的是京欣王为0.8。随着温度的降低,SOD、POD的活性和MDA的含量呈现上升的趋势。在8℃时SOD的活性与冷害指数呈极显著负相关,8℃、15℃和25℃时MDA的含量与冷害指数呈极显著正相关。     

大豆籽粒低聚糖及其组分含量鉴定与特异种质筛选

[目的]研究大豆低聚糖及其组分含量遗传变异及其相关关系,遴选低聚糖及其组分含量特异种质,为大豆低聚糖含量遗传改良奠定物质基础.[方法]采用高效液相色谱方法,鉴定336份大豆资源低聚糖及其组分含量,分析其遗传变异及相关性,并筛选高、低含量特异种质.[结果]供试大豆资源蔗糖、棉籽糖、水苏糖、低聚糖含量平均为4.01％、1....     

不同土壤地力条件下农大豆2号适宜密度与施肥量研究

[目的]研究高产优质抗病大豆新品种农大豆2号在不同土壤地力条件下的适宜密度和施肥量。[方法]采用裂区设计,分别在3种不同土壤地力条件下分析农大豆2号产量及其相关性状。[结果]土壤地力条件不同,施肥量和密度以及二者之间的互作对农大豆2号产量及其相关性状影响不同。在低土壤地力条件下,单株粒数和单株粒重在不同施肥量及密度间的差异达到显著水平,高密高肥处理(密度25.5万株/hm~2,复合肥375 kg/hm~2)的产量较高;中等地力条件下,单株荚数、单株粒数在不同施肥量及密度间的差异达到显著和极显著水平,中密中肥处理(密度18.0万株/hm~2,复合肥225 kg/hm~2)的产量较高;较高地力条件下,不同施肥量及密度间的单株粒重差异达到显著和极显著水平,中密高肥处理(18.0万株/hm~2,复合肥375 kg/hm~2)的产量较高。[结论]该研究为农大豆2号在不同土壤地力条件下高产栽培和大面积示范推广提供了依据。     

大豆紫色酸性磷酸酶GmPAP17克隆与功能分析

土壤磷多以植物不能直接吸收利用的植酸盐形式存在,而紫色酸性磷酸酶具有分解利用植酸磷,提高磷素利用效率的功能。为进一步发掘该类基因,本研究利用磷高效大豆‘中黄15’与磷低效种质‘牛毛黄’,克隆并分析紫色酸性磷酸酶基因GmPAP17的生物学功能。结果发现:GmPAP17具有996bp开放阅读框,编码331个氨基酸残基,编码蛋白具有较高的酸性磷酸酶与植酸酶活性;植酸磷处理条件下,GmPAP17在磷高效大豆中的表达量显著高于低效种质,且以胁迫处理后30~42d差异最大,说明该基因与大豆开花结荚期磷素高效利用相关;进一步分析超表达转GmPAP17拟南芥发现,3个转基因株系在植酸磷胁迫下的植株生物重与磷浓度显著高于野生型对照,证实GmPAP17具有提高转基因拟南芥植酸磷利用效率的功能。     

河北大豆地方品种耐低磷种质筛选

对97份河北省大豆地方品种在2个磷梯度下的苗期耐低磷特性分析表明,植株总生物量、地下部生物量、地上部生物量、地下部磷含量、地上部磷含量、总磷含量和根冠比7个指标的相对值存在较大的基因型差异.经相关分析和逐步回归分析发现,相对总生物量和总磷含量与其它指标问存在显著相关关系,二者比值(植株磷效率)可作为磷胁迫下耐低磷大豆品种的筛选指标.以相对植株磷效率为指标进行聚类分析,将材料分为耐低磷、中间类型和不耐低磷3类,并筛选出"皮狐狸"和"本地黑"2个高耐低磷大豆品种.     

‘京欣一号’父本西瓜组织培养研究

为建立简单、快速的西瓜诱导不定芽分化的试验体系,以西瓜‘京欣一号’父本为材料诱导无菌苗,接种4~5 d苗龄的子叶和下胚轴进行组织培养,结果表明:采用子叶为外植体诱导的不定芽数量比下胚轴多;以MS培养基为基本培养基,添加BA 1.0 mg/L和IAA 0.5 mg/L时为最佳不定芽诱导培养基,添加0.1 mg/L KT为最适合的不定芽伸长培养基,添加NAA 0.2 mg/L的1/2MS培养基为最佳生根培养基。     

Phenotype Variations in Plant Regeneration of Upland Cotton (Gossypium hirsutum L.)

以陆地棉冀无2031无菌苗下胚轴为外植体，在MS中附加激素0.1mg/L IAA+0.1mg/L 2,4-D+0.1mg/L KT的培养基上诱导出愈伤组织。选择疏松愈伤组织继代到附加0.1mg/L ZT的培养基中，经2~3个月的继代培养诱导出颗粒状疏松胚性愈伤组织。胚性愈伤组织在无激素、每升加2g谷氨酰胺和0.5g天门冬酰胺的胚性愈伤增殖萌发培养基上培养2个月左右，可陆续形成不同时期的体胚苗。对冀无2031不同时期的体细胞萌发后的体胚苗进行观察，发现了真叶畸形苗、子叶节生根胚、胚轴侧生根胚、腋芽丛生苗和以腋