植物基因组CNV研究进展及其对麦类作物相关研究的启示

拷贝数变异(Copy number variation,CNV)是作物基因组中广泛存在的一种遗传变异,与作物的适应性、抗逆性等许多重要农艺性状相关。本文主要就CNV的发生机制、研究方法,尤其是植物中CNV与表型、CNV与植物适应性进化、CNV与重要农艺性状的关联分析等方面的研究进展进行了概述,并就植物CNV的研究对麦类作物相关研究的启示进行了深入剖析,以期为我国麦类作物开展CNV相关研究提供参考信息。     

小麦丙酮酸脱氢酶激酶(PDK)的互作蛋白增殖细胞核抗原(TaPCNA)对小孢子发育周期的调节

目前对于植物体中丙酮酸脱氢酶激酶(pyruvate dehydrogenase kinase,PDK)的研究,除了解其参与调节线粒体丙酮酸脱氢酶复合体的活性外,对其他调控机制尚不清楚.本实验室的前期研究结果表明,小麦丙酮酸脱氢酶激酶(TaPDK)在小麦(Triticum aestivum)遗传型不育系和相应的生理型不育系中的表达是不一致的.为进一步研究SQ-1诱导的小麦花药败育过程中调控TaPDK的作用因子,本研究采用酵母双杂交方法筛选小麦TaPDK的互作蛋白.将含有pGBKT7-PDK质粒的酵母(Saccharomyces cerevisiae)菌株Y2HGold与文库酵母菌株Y187共同融合培养,在SD/-Ade/-His/-Leu/-Trp平板上划线培养,挑选直径大于2mm的克隆,在SD/-Ade/-His/-Leu/-Trp/AbA/X-α-Gal平板上划线,筛选蓝色克隆.其中,筛选得到一个新的结合蛋白,该蛋白被命名为增殖细胞核抗原(proliferating cell nuclear antigen,TaPCNA).将花粉细胞的核复制分裂与TaPCNA的定量表达结合分析发现,TaPCNA在不育系与可育系的叶片中几乎不表达,但在花粉发育的各个时期中呈现高表达,尤其在生理型不育系花药中的表达量显著高于遗传型不育系和可育系,这表明在生理型不育系中,TaPCNA与小孢子的细胞周期发育更加密切相关.这为进一步研究生理型不育小孢子异常发育的细胞周期提供了基础资料.     

河南省沿黄稻区粳稻品种主要性状的相关分析

选用河南省目前推广的粳稻品种为试验材料,对6个粳稻品种的8个主要性状和产量进行了相关分析,结果表明:(1)株高和一级枝梗数、穗长与穗粒数呈正相关,穗长与单位面积穗数呈负相关,且均达显著水平;(2)河南省沿黄地区粳型水稻品种中,对产量影响较大的性状为千粒重、结实率、德粒数、单位面积穗数,穗颈长、株高对产量有一定的负作用.选育粳稻品种时,在保证穗数(18万～20万/667 m2)的前提下,尽量选大粒、结实率高、穗粒数多、穗颈长、株高适中的类型.     

玉米产量及相关性状的配合力分析和遗传参数估算

以7个玉米自交系为母本,5个自交系为父本,按不完全双列杂交试验设计,组配了35个杂交组合,对其产量及相关性状进行配合力分析和遗传参数估算。结果表明:产量及相关性状在不同亲本间以及同一亲本不同性状间一般配合力效应存在着显著差异,同一自交系同一性状不同组合间特殊配合力也存在着显著差异,一般配合力低的自交系也有特殊配合力较高的组合出现。产量一般配合力较高的亲本为P4(济533)、P7(K1516)与P12(PH4CV)。在特殊配合力分析中,产量以P5(浚0566)/P12(PH4CV)特殊配合力最高,P5(浚0566)/P10(986)最低。百粒重、粒长、穗长与穗行数狭义遗传率较高,可在早代选择;穗粗、穗位高、轴粗与虚尖长狭义遗传率也较高,但这些性状对产量是负向效应,应综合考虑这些性状;产量与单穗重的狭义遗传率低,应在晚代选择。     

玉米SRAP反应体系的建立与优化

SRAP标记(Sequence-related Amplified Polymorphism,序列相关扩增多态性)是一种新的分子标记技术,具有简便、稳定、中等产率、在基因组中分布均匀的特点,是开展遗传图谱构建、基因定位与克隆、比较基因组学c、DNA指纹图谱、生物多样性、预测杂种优势等研究的一个很实用的工具。对玉米SRAP反应体系的程序、模板、Mg2+等参数进行优化研究,结果表明玉米的PCR程序为:94℃预变性5 min,94℃变性1 min,35℃复性1 min,72℃延伸1 min,5个循环;94℃变性1 min,50℃复性1 min,72℃延伸1 min,35个循环,最后72℃延伸10min;25μl反应体系中,模板量为20 ng,Mg2+浓度为2.0 mmo1/L。该研究建立的玉米SRAP体系重复性好,稳定性强。     

构建学科-专业-基地-公司-农户实践教学载体的探索与实践

为贯通学科、专业、公司、农户之间的联系,培养学生创新能力,河南科技学院农科专业在构建"学科-专业-基地-公司-农户"实践教学载体方面进行了探索和实践:协调学科建设与专业建设内容,以成果转让、技术研发或人才定向培养为纽带,与企业合作共建多功能一体的实习基地,健全基地运行机制,促使学生全程参与"核心成果—推广示范—合作经营—服务农户",提高了学生综合素质和创新能力,改善了学生的就业状况。     

赤霉素和钙对棉花种子萌发的效应

研究了GA3、Ca2 +对棉花种子萌发及活力的影响。结果表明,在种子吸胀、萌动阶段,GA3的作用不明显,Ca2 +则明显表现出抑制种子吸水和萌动;在发芽阶段,适宜浓度的GA3、Ca2 +及其复合处理可显著提高种子发芽势,促进胚芽伸长,提高种子活力     

种植密度对玉米叶部性状及灌浆速率的影响

为了选育优良的耐密植玉米新品种,以玉米杂交种M103为试验材料,采用田间随机区组试验研究了5个种植密度对玉米叶面积(LA)、叶面积指数(LAI)、光合势(LAD)及灌浆速率的影响。结果表明:从6叶期到盛花期,随着种植密度的增加,玉米叶面积、叶面积指数、光合势的差异逐渐加大,单株叶面积和光合势随种植密度的增加而降低,群体叶面积、叶面积指数和光合势随种植密度的增加而升高。盛花期种植密度对叶面积、叶面积指数、光合势的影响达到最大。种植密度对玉米籽粒含水量和含水率的影响不明显,而对籽粒干重和灌浆速率有一定影响,低密度有利于籽粒干重的增加。种植密度对玉米灌浆前期的影响较大,后期相对较小,低密度下单株的灌浆速率较高,随着种植密度增加单株的灌浆速率有所下降。     

农大108等玉米品种幼苗阶段根水势的测定及抗旱性研究

通过对农大108等玉米品种幼苗阶段不同时期根系水势的测定,并用模糊数学隶属度的公式进行转换,用各品种不同时期隶属度的平均值来评价每个品种抗旱性强弱。结果表明:郑单958(豫玉33号)属特抗旱类型品种;030×104、农大108(ck)、065×150、040×111、655×8号属抗旱类型品种。在水源不足的玉米生产区应加大推广力度,尽量缩小抗旱性能较差品种的种植面积,提高经济效益。     

采用SRAP标记技术划分河南省常用玉米自交系类群的研究

以河南省常用的29个玉米自交系为材料,利用SRAP分子标记技术对河南省玉米种质遗传多样性及杂种优势群进行划分,对河南省主要的审定玉米品种亲本间遗传距离及杂种优势模式进行分析.结果表明:29个玉米自交系比较丰富多态,可分为四大类群,7个亚群,分析结果与系谱亲缘关系基本一致.类间平均遗传相似系数均小于类内平均遗传相似系数,分类合理.SRAP标记可用于玉米杂种优势群的划分.