转ZmPEPC与ZmPPDK基因拟南芥对干旱胁迫的反应

为探究干旱胁迫对转玉米高光效基因ZmPEPC与ZmPPDK拟南芥的影响,本研究选用2个转PEPC基因株系(PC90,PC73),2个转PPDK基因株系(PK17,PK26),1个转PEPC+PPDK基因株系(PCK110)和对照株系(GLC)为试验材料。在幼苗期分别用150mmol/L和250mmol/L甘露醇(Mannitol)模拟干旱胁迫处理,测定幼苗根长,结果显示,在胁迫处理下,转PEPC、PPDK和PEPC+PPDK基因拟南芥幼苗的平均相对根长分别较对照增加了43.8%,48.4%和50.6%。在成株期进行干旱胁迫处理,测定莲座叶片的叶绿素荧光参数,叶绿素、可溶性糖、可溶性蛋白、丙二醛含量和成株死亡率,结果显示,在胁迫处理下,供试材料F0增加,Fv/Fm减小,对照F0增幅最大,为20.4%,Fv/Fm最小,为0.78;转PEPC、PPDK和PEPC+PPDK基因拟南芥株系平均相对叶绿素含量分别较对照增加12.6%,15.4%和23.1%;可溶性糖含量分别较对照增加3.0%,16.3%和24.4%;可溶性蛋白含量分别较对照增加0.6%,10.8%和15.4%;丙二醛含量较对照降低,分别为对照的93.5%,90.3%和84.10%;死亡率分别为12.3%,13.3%和6.7%,极显著低于对照(87.7%)(P<0.01)。上述结果表明,玉米高光效基因ZmPEPC和ZmPPDK可增强拟南芥抵抗干旱胁迫的能力,且这两个基因的共表达可能存在协同作用。     

高产小麦品种郑麦7698花后光合特性研究

选取河南省的区试对照品种周麦18与郑麦7698进行光合性能比较研究,分析郑麦7698高产原因,旨在为小麦高产育种提供理论指导。结果表明,郑麦7698在开花后0～36 d旗叶的总光合速率均显著高于周麦18(平均提高40. 0%),在开花后6～18 d穗的总光合速率均显著高于周麦18(整个测定时期平均提高17. 2%)。郑麦7698穗层光合有效辐射截获率显著高于周麦18(提高29. 6%)。与周麦18相比,郑麦7698能够保持更高的叶绿素含量、最大光合速率、表观量子效率、最大羧化效率和RuBP最大再生速率,保证了郑麦7698在灌浆后期较慢的衰老速率。上述因素致使郑麦7698比周麦18有更高的籽粒灌浆能力,最终导致郑麦7698具有较高的千粒质量和穗粒数,分别较周麦18显著提高3. 5%和8. 0%,进而使得籽粒产量较周麦18显著提高9. 1%。     

WRKY转录因子在植物耐盐基因工程中的应用进展

土壤盐渍化是抑制植物生长发育、降低作物产量的主要环境胁迫之一。利用基因工程技术培育耐盐植物以提高植物耐盐性是促进植物生长、提高作物产量的有效途径。植物特异转录因子WRKY可以调控植物生长发育、响应多种胁迫(如盐、干旱、病原菌等),在抵御盐胁迫过程中具有重要作用。本文阐述了WRKY转录因子的基本结构,综述了来自各种植物(粮食、经济、园艺作物及其他植物)的WRKY转录因子在模式植物(拟南芥、烟草)、粮食作物(水稻、玉米)、经济作物(大豆、棉花)、园艺作物(番茄、茄子、菊花、苹果)及其他植物(柳树、杨树)耐盐基因工程中的应用进展,分析了该领域目前存在的问题(转单个WRKY基因对植物耐盐性的提高程度有限,大部分转WRKY基因植株仅仅提高了营养生长期耐盐性鉴定,组成型超表达WRKY基因会引起转基因植株生长缓慢、花期推迟甚至产量降低等不良后果等),并提出建议,以期为WRKY转录因子在植物耐盐遗传改良及育种中的应用提供参考依据。     

基于14个性状的118份小麦遗传多样性分析及综合评价

为深入了解和利用河南省新育成小麦品种,以新审定通过的118份小麦品种为材料,基于14个农艺及品质性状进行Shannon-Wiener多样性指数(H′)计算、相关分析、聚类分析和主成分分析,对118份小麦进行聚类分析和综合评价。结果表明,稳定时间、拉伸阻力、拉伸面积等性状在118份小麦品种间存在较大差异,变异系数分别为96.81%、59.79%、58.65%。14个性状的H′介于0.40～1.65,平均为0.98。其中产量的H′最大,湿面筋含量的H′最小。14个性状间存在不同程度的相关性,其中产量与穗数、千粒质量呈极显著正相关,蛋白质含量与湿面筋含量、稳定时间、拉伸面积、拉伸阻力呈极显著正相关。在平方欧氏距离15.0处,118份小麦被聚成六大类。不同类群小麦品种数量差异较大,类群Ⅰ中有90个品种,占比76.3%,表明遗传距离较小,未来育种应注意突破。在主成分评价综合得分方面,表现出以下规律：强筋>中强筋>中筋。基于14个性状的小麦聚类结果与主成分评价结果具有一致性与互补性,能客观、全面地评价品种。基于聚类分析、主成分评价,类群Ⅳ综合得分较高,囊括了全部3个强筋品种以及除郑麦8...     

转GmDREB1基因小麦新品系G19-349的抗旱特性

为明确转GmDREB1基因小麦G19-349的抗旱特性,以分子检测为阳性的转基因植株和受体对照济麦19为材料,利用小区试验测定和分析了浇二水和浇四水条件下小麦叶片叶绿素含量、气体交换、叶绿素荧光等光合参数,SOD、POD和CAT活性,以及MDA含量和籽粒产量,同时通过大区试验分析了在浇三水条件下小麦水分消耗特征参数和籽粒产量。对供试材料分子检测结果表明,目的基因已整合到小麦基因组中,并已正确转录。小区试验结果表明,在浇二水条件下,G19-349的旗叶叶绿素相对含量,气体交换参数P_n、G_s、T_r和C_i,叶绿素荧光参数F_v/F_m和Φ_(PSⅡ),以及三种抗氧化酶活性和产量均显著高于对照,而MDA含量显著低于对照;浇四水条件下,G19-349的各项指标与对照均无显著差异。大区试验结果表明,在浇三水条件下,G19-349较对照济麦19耗水量显著降低,而水分利用效率和产量均显著增加。说明转GmDREB1基因小麦G19-349在缺水条件下具有较高的抗氧化和光合能力,这是其在有限灌水条件下较受体济麦19具有较好水分利用特性的生理基础。     

小麦耐高温特性的生理机制与基因挖掘研究进展

高温是小麦生产上经常发生的一种非生物逆境,严重影响小麦产量和品质形成。研究小麦耐高温的生理机制,挖掘小麦耐高温基因一直是国内外研究的重点和热点。文章总结了高温对小麦光合作用、细胞膜稳定性、渗透调节物质含量、活性氧清除系统活性、叶绿素合成等生理性状的影响;归纳了已定位的耐高温相关性状QTL,包括穗数、穗粒数、千粒重等产量相关性状,可溶性糖含量、冠层温度、叶绿素含量、叶绿素荧光参数等生理相关性状;概括了已发现可提高小麦耐高温特性的基因,主要为小麦耐高温相关转录因子。针对目前小麦耐高温功能基因研究相对滞后的现状,提出今后应加强耐高温小麦新材料创制和耐高温表型精准鉴定技术体系构建研究,为耐高温基因挖掘与新品种培育提供坚实的材料与技术支撑;以六倍体小麦参考基因组序列释放为契机,加快小麦耐高温基因克隆进程,为耐高温小麦新品种培育提供基因资源;加强基因编辑与转基因技术在小麦耐高温育种中应用,实现对小麦耐高温特性的精准定向改良。     

郑麦0943配套栽培技术与发展前景

河南省农业科学院小麦分子育种团队以抗多种病害、优质中强筋、高产稳产为育种目标,综合应用分子标记选择、品质分析、生理育种和常规育种技术选育出小麦品种郑麦0943,先后通过河南省和国家黄淮南片麦区审定。系统介绍了郑麦0943的选育过程和主要特性,从整地、播期、播量、冬前管理、春季管理、后期管理、适时收获等方面集成了该品种的配套栽培技术,以期为该品种的推广应用提供技术支撑。结合从种子、原粮到高档面制品的“全链条、全循环”的小麦三产融合发展品种推广模式,对郑麦0943在黄淮南部麦区的发展前景进行了展望。     

MYB转录因子在水稻抗逆基因工程中的应用进展

水稻(Oryza sativa)经常遇到干旱、高盐、低温等非生物胁迫及病虫害等生物胁迫,抑制其生长发育,甚至降低籽粒产量.MYB(myeloblastosis)在调控水稻响应各种非生物胁迫(干旱、高盐、低温等)及生物胁迫(病虫害等)反应中具有重要作用.本文阐述了水稻MYB转录因子的结构、分类及其在水稻抗旱、耐盐、耐冷、耐热、耐低磷、抗病原菌、抗虫等抗逆基因工程中的应用进展,为MYB在水稻及其他作物抗逆育种中的应用提供参考.     

河南省小麦品种春化特性和光周期特性的研究

以河南省20世纪40年代至今的30个小麦大面积栽培品种为材料,采用春化特性和光周期特性离析试验、田间幼穗分化进程观察的方法,对河南省小麦品种春化特性和光周期特性进行了分类和演化分析,并利用STS标记对供试品种的春化和光周期基因进行了检测。结果表明,在河南省70年来的小麦大面积品种演化中,存在着多种春化与光周期反应类型,但春化特性的演化表现为冬性程度由强减弱再增强的变化趋势;光周期特性敏感程度表现出逐渐降低的趋势。经分子标记检测,河南省70年来大面积推广品种的春化基因主要为 vrn-A1、 vrn-B1、 vrn-D1、 Vrn-D1b和 vrn-B3,光周期基因主要为 Ppd-A1a、 Ppd-D1a,但这些基因对春化特性和光周期特性的作用效果总体上尚不能准确反映品种的冬春性和光周期特性的实际情况,在育种工作中春化特性和光周期特性的选择与鉴定仍应以表型鉴定为主。     

玉米C_4型全长pepc基因导入普通小麦的研究

为了获得具有类似C4光合途径的转pepc(磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶)基因小麦材料,采用基因枪法将玉米C4型全长pepc基因导入小麦材料01H186-20-24,经在含4 mg.L-1L-PPT(L-phosphinothricin,草丁膦)的培养基上筛选,获得抗性再生植株,经PCR检测获得118株T0代阳性植株;进一步利用PCR对T1代植株进行筛选,T2代在隔离条件下种植于大田,Southern blot、SDS-PAGE检测表明,外源pepc基因在小麦基因组中得以整合和表达。测定了40个转基因T2代植株和受体对照的净光合速率(Pn)、PEPC活性,结果表明,在大田自然条件下,82.5%的转基因小麦的Pn增加,最大提高18.57%,达到了28.1μmol CO2.m-2.s-1,转基因植株中PEPC活性为对照的1.5~1.98倍。