一个新的棉花MYB类基因(GhTF1)的克隆及染色体定位分析

MYB类转录因子是指含有MYB结构域的一类转录因子, 广泛参与植物发育和代谢调节。含2个MYB结构域的R2R3类MYB转录因子在植物体内主要参与次生代谢的调节和控制细胞的形态发生。从优质材料7235不同发育时期的棉纤维混合cDNA文库中克隆了一个棉花MYB转录因子基因GhTF1(GenBank登录号: EF651783)。该cDNA序列长1 115 bp, 其开放读码框长度为771 bp, 编码256个氨基酸。表达特征分析表明, 该基因在陆地棉7235不同组织中均表达, 但表达量不同, 特别在开花前1 d, 开花后8 d和11 d的纤维细胞中优势表达。该基因在二倍体棉种非洲棉和雷蒙德氏棉中开放读码框区的序列较保守, 但在非编码区差异较大, 在内含子区存在大片段插失和碱基替换现象。Southern杂交结果表明该基因在陆地棉基因组中存在2个拷贝, 推测A、D亚组中各有1个拷贝。利用海7124和TM-1两亲本配置的BC₁作图群体, 将GhTF1定位在染色体10上。     

棉花腺苷高半胱氨酸水解酶cDNA的克隆、表达及染色体定位

腺苷高半胱氨酸水解酶是调节细胞内甲基反应的一个关键酶。通过对高品质纤维陆地棉品系7235的棉纤维混合cDNA文库随机测序, 得到一个棉花腺苷高半胱氨酸水解酶(编号: g073a03a,GhSAHH)的cDNA序列。该cDNA序列长1 598 bp, 利用5′RACE技术得到上游318 bp的片段,序列拼接获得全长为1 916 bp的cDNA序列, ORF为1 458 bp, 编码485个氨基酸, 其理论上的等电点pI＝5.69, 分子量MW＝53.2 kD。该基因在不同组织、器官中均表达, 在根、下胚轴和纤维发育早期优势表达。根据Southern杂交结果推测GhSAHH基因在陆地棉基因组中为单拷贝。利用本实验室陆地棉遗传标准系TM-1和海岛棉海7124培育的含140个单株的BC1作图群体, 将GhSAHH基因定位在第20号染色体上。     

陆地棉优质纤维QTL的分子标记筛选及优质来源分析

利用陆地棉优质品系7235、渝棉1号做亲本, 以7235 × 渝棉1号的F2与F2:3分离群体为材料, 开展不同来源棉花高强纤维QTL微卫星标记筛选, 为进一步进行优质纤维QTL聚合育种提供基础。通过5 514对SSR引物对亲本进行多态性筛选, 获得117个多态性标记, 用其中80个标记构建了总长为1 147.8 cM的遗传图谱; 应用复合区间作图法分析了该组合的F2单株和F2:3家系纤维品质性状, 共检测到36个纤维品质数量性状基因座(QTL), 其中与纤维长度、比强度、细度、伸长率及整齐度相关的QTL各6、8、7、8和7个, 分别解释各性状表型变异的3.4%~14.4%、5.0%~42.4%、6.5%~11.7%、5.1%~19.4%和6.9%~14.0%。通过分析来源于7235和渝棉1号高强QTL的染色体分布, 表明两亲本在D7、D8、D9染色体上都存在控制纤维比强度的QTL, 其中存在于D7和D8染色体上来自双亲的QTL紧密连锁, 成簇分布在染色体上的一定区间内。而在D7和D9染色体上也发现双亲完全相同的优质QTL, 其优质供体可能来自陆地棉优质品系PD4381。进一步分析了获得的QTL在聚合育种中的应用潜力。     

高品质陆地棉数量性状的因子分析及品种聚类分析

对24个高品质陆地棉品种（系）的17个数量性状进行因子分析和聚类分析。前6个公因子的累计贡献率达84．06％,分别代表纤维品质、产量、株形、衣分与果节数、铃重与子指、早熟性等陆地棉品种的主要特征;根据24个品种（系）前6个公因子的得分值,采用离差平方和法将其聚为4类,其中Ⅱ类和Ⅲ类分别在品质和产量表现最好;并选出了6个较理想的亲本,分别是A001、A016、A201B、A402B、A705、P2。同时对高品质陆地棉品种的选育进行讨论。     

陆地棉衣分差异群体产量及产量构成因素

 以衣分差异较大的陆地棉品种为材料,构建了包含188个F₂单株的作图群体,应用6111对SSR引物对亲本进行了分子标记筛选,结果仅获得了123个多态性位点,其中88个位点构建了总长为666.7 cM、平均距离为7.57 cM的遗传图谱,覆盖棉花基因组的14.9%。通过复合区间作图法对F₂单株和F_2∶3家系进行QTL检测,共鉴定出了18个控制产量及产量构成因素变异的QTLs,包括2个衣分QTLs、4个子棉产量QTLs、4个皮棉产量QTLs、2个衣指QTLs、3个单株铃数QTLs、2个铃重QTLs和1个子指QTL。 解释的表型变异分别为\{6.9%\}～16.9%、5.6%～16.2%、4.8%～15.6%、7.7%～13.3%、8.2%～11.6%、6.1%～7%和6.6%。不同QTLs在相同染色体区段上的成簇分布表明与产量性状相关的基因可能紧密连锁或一因多效。产量及产量构成因素QTLs的遗传方式主要以显性和超显性效应为主。检测到的主效QTLs可以用于棉花产量及产量构成因素的分子标记辅助选择。     

分子标记辅助选择的修饰回交聚合育种方法及其在棉花上的应用

修饰回交育种法是将杂种品系间杂交和回交方法结合起来,用于棉花多个优良性状聚合的育种改良方法。随着分子标记技术日益完善地用于育种的选择中,我们提出了分子标记辅助选择的修饰回交聚合育种方法。它以生产上推广或即将推广的品种为轮回亲本,将修饰回交育种法和分子标记辅助选择育种相结合,同时对轮回亲本的遗传背景和     

以SRAP和EST-SSR标记分析芝麻种质资源的遗传多样性

利用SRAP和EST-SSR分子标记对192份国内外芝麻种质资源进行遗传多样性分析。结果表明,2种标记都能很好地揭示品种间遗传关系;在31对SRAP引物组合扩增的270个等位基因中多态性占62.08%,平均每对引物可以检测5.45个;25对SSR引物扩增的136个等位基因中56.28%呈多态性,平均每对检测引物产生3.04个。UPGMA聚类结果显示,在相似性系数为0.70时,192份材料可被分为3个类群;阈值为0.75时类群Ⅰ又可分为6组,表明芝麻品种遗传多样性比较丰富。我国南部地区芝麻品种遗传多样性(多样性指数H_i=2.572)较中部(H_i=2.117)和北部地区 (H_i=2.114)丰富。分析结果将有助于更好地保护和利用芝麻种质资源,并为育种工作提供依据。     

高产棉花品种泗棉3号的遗传机制研究Ⅰ.产量及其产量构成因素的遗传分析

利用泗棉3号和CARMEN构建的RIL及其F₂、B₁、B₂、P₁、P₂、F₁两套群体,同时在3个环境中,采用各自的联合世代分析方法,研究了我国长江流域棉区广泛种植的优良品种泗棉3号高产性状的遗传规律。遗传模型分析揭示泗棉3号×Carmen组合的产量及其产量构成因素的最适遗传模型符合主基因+多基因混合遗传模型,说明存在控制这些性状的主基因。所有性状在不同环境中的遗传模型不同。同时,各性状在不同环境中的主基因遗传率变化较大,而多基因遗传率在不同环境中变化相对较小,表明环境对数量性状主基因的表达影响大,对多基因的表达也存在影响。对环境间差异较大性状的研究和选育,要在多个特定的环境中进行,才能提高效率。     

利用农杆菌介导法转化泗棉3号的研究

泗棉3号农艺性状优良,是20世纪90年代长江流域棉区的主栽品种,利用基因工程导入外源基因进行直接改良,可以迅速获得新的品种或育种材料。以陆地棉泗棉3号的下胚轴为外植体,建立了高效的转化体系,得到了大量的转基因植株。泗棉3号的出愈率和分化率显著高于模式品种Coker 312,同时它出现分化中心的主要形态不同于Coker 312,其胚性愈伤组织主要来源于两类初生愈伤组织。对泗棉3号的胚性愈伤组织进行GUS检测,以及对再生植株叶片进行PCR检测后,阳性植株嫁接于温室。在温室用2 063.98 μmol L^-1的卡那霉素点涂叶片检测nptⅡ基因的表达和取叶片进行gus基因的组织化学检测,同时通过Southern blot分析检测,证明目的基因成功地整合到泗棉3号基因组中。     

大丽轮枝菌在棉花品种上的致病力分化研究

 通过 1 9个大丽轮枝菌菌株对 1 6个品种的抗、感反应 ,可以将大丽轮枝菌划分为落叶型和非落叶型两个基本类群。在落叶型类群中 ,根据 8个落叶型菌株在 R0 2、R0 4、R0 5、R0 6、R0 8、R0 9、R1 1、R1 4等 8个陆地棉品种上的综合抗、感表现首次将其分为强致病力 ( XS4为代表 )、中等偏强致病力 ( T9为代表 )和中等致病力 ( VD8为代表 ) 3类。通过对 R0 5、R0 6、R0 8、R0 9、R1 1、R1 4等品种的抗病鉴定 ,可以有效地把原产于江苏南通的落叶型菌株 VD8和原产于美国的落叶型菌株 T9相互区分开来。在非落叶型类群中 ,利用 R1 5、R1 4、R1 3、R1 0等 4个陆地棉品种 ,可以鉴别出 XJ4、XJ1、AY、VD40 4、VD32 6、LY、BP2等 7个菌株的致病基因不同 ,并将其分别定名为 1～ 7号小种。陆地棉 R0 1能抗所有试验用菌株。陆地棉 R1 2能有效地鉴别出强致病力菌系 ,该品种在鉴别强致病力菌系菌株方面有特异作用