低植酸作物育种研究进展

植酸广泛存在于作物种子中,由于植酸中的磷不能被非反刍动物有效吸收利用,而从粪便排出造成了磷资源的极大浪费和环境污染。近年来,利用理化诱变与转基因技术已成功地获得了玉米、大麦、水稻和大豆等作物的低植酸突变体。为进一步研究低植酸作物育种的现状,对植酸的简史、生物合成过程、低植酸突变体的培育及遗传特征、低植酸突变体农艺性状进行了综述,并对低植酸作物的应用前景进行了简要分析。     

黑龙江春小麦春化和光周期基因等位变异对农艺性状的影响

春化和光周期基因决定了小麦对环境条件的适应能力,对小麦的生长发育具有重要的作用,为了明确黑龙江春小麦春化和光周期等位变异的分布,本研究对124份春小麦品种的春化和光周期基因进行了STS标记,结果表明黑龙江春小麦春化基因显性等位变异Vrn-A1,Vrn-B1和Vrn-D1的分布频率分别为93.55%,52.42%和55.65%,没有检测到显性等位变异Vrn-B3;光周期等位变异Ppd-D1a和PpdD1b的分布频率分别为39.52%和60.48%。为了研究春化和光周期等位变异对农艺性状的影响,将黑龙江省春小麦春化基因组合主要分为4种类型:Vrn-A1a+Vrn-B1+Vrn-D1,Vrn-A1a+Vrn-B1+VrnD1,Vrn-A1a+Vrn-B1+vrn-D1和Vrn-A1a+Vrn-B1+Vrn-D1。4种春化基因组合对小麦的株高和分蘖有显著影响,其中,携带Vrn-A1a+Vrn-B1+Vrn-D1的小麦株高最低(94.98cm),而分蘖最多(6.01)。光周期基因对株高和各个生长发育时期有显著影响。光钝(携带Ppd-D1a)比光敏(携带Ppd-D1b)小麦的株高低8.88cm,三叶期,拔节期和抽穗期等提前1~2d。因此,本研究认为春化和光周期基因对小麦的株高,分蘖及生长发育时期有显著影响,携带Vrn-A1a+Vrn-B1+Vrn-D1+Ppd-D1a小麦的株高低,分蘖多,适应性广,可能是比较理想的春化和光周期基因组合形式。     

小麦春化突变系T128的获得及变异分析

春小麦龙辐10号外源基因转化后代中发现了变异植株,并选育出弱冬习性的突变系T128。为了明确T128的突变机理,利用特异标记检测了龙辐10号和突变系T128的春化基因。结果表明:龙辐10号和T128的春化基因分别是Vrn-A1a、vrn-B1、vrn-D1、vrn-B3和vrn-A1、Vrn-B1、vrn-D1、vrn-B3。龙辐10号具有显性基因Vrn-A1a,而突变系T128的显性基因为Vrn-B1,致使突变系T128变为弱冬习性,生长发育时期延迟,表明外源基因转化过程可以导致基因变异。     

俄罗斯春小麦抗白粉病基因检测及其组成分析

为了解俄罗斯春小麦抗白粉病基因的组成及分布规律,利用已开发的Pm2、Pm3b、Pm4、Pm8、Pm13和Pm21标记对外引俄罗斯251份春小麦品种进行了检测和分析。结果表明,在251份小麦品种中,分布5种抗白粉病基因,其中Pm2和Pm3分布频率较高,均为90.44%;Pm13为57.77%,抗病基因Pm4分布频率为10.36%,Pm8基因的分布频率为5.58%,抗病基因Pm21在引入的俄罗斯春小麦中没有分布,有6份材料没有检测出含有上述基因标记。俄罗斯251份春小麦品种中小麦抗白粉病基因组合共有15种类型,其中116份小麦品种以Pm2/Pm3/Pm13类型所占比例为46.22%;其他14种类型所占比例依次为,Pm2/Pm3类型比例为23.90%;Pm2/Pm3/Pm4类型比例为4.78%;Pm2/Pm3/Pm4/Pm13类型比例为4.38%;Pm2类型比例为3.58%;Pm3和Pm2/Pm13类型比例均为2.79%;Pm3/Pm13和Pm2/Pm3/Pm8类型比例均为2.39%;Pm2/Pm3/Pm4/Pm8和Pm2/Pm3/Pm8/Pm13类型比例均为1.20%;Pm13类型比例为0...     

植物多功能调控因子SnRK2研究进展

蔗糖非发酵相关蛋白激酶2(sucrose non-fermenting 1-related protein kinase 2,SnRK2)是植物特有的一类丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,其主要通过磷酸化底物来调节下游基因表达及蛋白质活性。本文综述了蛋白激酶SnRK2的研究进展,包括其结构、分类、调控机制和生物学功能。SnRK2作为典型的多功能调节因子,不仅参与响应各种逆境胁迫,还参与调控植物生长发育。目前有关SnRK2的研究主要集中在ABA依赖信号通路,而对其在非ABA依赖信号通路中的研究很少,未来研究应该聚焦这一领域。SnRK2作用机理的全面解析对提高作物的抗逆性和改良产量性状都具有重要意义。     

纳米处理对小麦幼胚组织培养效果及其S_1变异的影响

为了探明纳米处理对小麦幼胚组织培养效果及后代体细胞无性系变异的影响,2013-2015年以纯系龙0632和九三6529为试材,用FLM强功能陶瓷纳米器处理过的水配制培养基进行组织培养,并以正常组织培养作对照,研究了纳米处理对幼胚组培诱导频率和分化频率及其S_1主要农艺性状的变化。结果表明:经纳米处理的2份试材的平均分化率为9.3%,未经处理的为5.4%。纳米处理S_1株高的平均变异率为4.7%,穗长平均变异率为2.1%,入选株率为7.1%;未经处理的分别为0.4%,1.0%和2.7%。可见纳米处理可以提高小麦幼胚组织培养效果和后代的变异频率,有助于小麦体细胞无性系变异育种。     

春小麦空间诱变SP_2的SSR标记变异分析

为了考察空间搭载对小麦的诱变效果,以实践八号育种卫星搭载的小麦品系为试材,对SP2的DNA分子标记突变频率进行分析。结果表明:12对SSR引物共扩增出3种突变类型:扩增片段增多、扩增片段减少和扩增片段长度有差异。出现的单一突变类型居多,在同一品系的个体上同时出现多类型突变的情况很少。突变频率在供试的品系之间以及SSR染色体位点都存在差异。该研究又以7个EST-SSR标记对上述SP2个体的扩增结果显示,与一般的SSR位点相比,EST-SSR标记检测到的突变类型单一,仅有"扩增片段增多"一种类型,且突变频率普遍较低,大部分基因位点无突变发生。表明空间搭载对小麦基因组产生的诱变主要发生在重复序列区,基因表达区相对较少。     

高亲和铵转运因子在春小麦中的遗传转化研究

为了培育可高效吸收利用铵态氮的小麦品种,将高亲和铵转运因子AtPRP3-AtAMT1;1融合基因导入优质强筋小麦品种龙辐18中,利用基因枪法对3 760个小麦幼胚愈伤组织进行了轰击。结果表明:经过筛选分化共获得69株抗性苗。用2对特异引物对转基因植株进行检测,成功获得4个转基因植株,转化率为0.11%,可作为选育高亲和铵转运因子小麦的原始材料。     

航天处理对小麦组织培养效果的研究

为了促进春小麦航天诱变育种和体细胞无性系变异育种,以航天搭载的小麦纯系种子00-0387、01-0089、02-0174及其相应对照的幼穗、幼胚为外植体进行组织培养,调查了诱变频率、分化频率和S1的农艺性状。结果表明:航天处理及其相应对照的幼穗、幼胚诱导率均在98%以上,差异不显著。航天处理3份幼穗、幼胚的平均分化率均低于相应对照,而且品种间存在基因型差异。组织培养和航天加组织培养对S1农艺性状有不同程度的影响,航天加组培尤为明显。     

利用花粉管通道法将编码优质HMW-GS基因导入小麦进行品质改良的研究

利用花粉管通道法将编码麦谷蛋白HMW－GS 1Dx和1Dy10基因导入了小麦，经抗PPT筛选，PCR检测和HMW－GS组成分析等，选出了高产优质的转基因品系21K867，此外还讨论了提高花粉管通道法导入目的基因的遗传转化率和转基因系性状多样性等问题。