低氮胁迫下大麦苗期株高和根长的遗传特性

为指导大麦耐低氮育种,以耐低氮大麦材料BI-04与低氮敏感材料BI-45衍生的F3群体为供试材料,利用主基因十多基因混合遗传模型,对低氮胁迫下大麦苗期的株高和根长性状进行了遗传分析.结果表明,低氮胁迫下,F3群体株高表现为13-4遗传模型,即2对主基因的等加性遗传模型,遗传率为30.99％,说明选育株高性状可以在相对较早的世代进行.F3群体根长则表现为A-0遗传模型,即无主基因遗传模型,说明选育根长性状需要在较晚世代进行.     

大麦赤霉病抗性不同突变体的创制及其相关基因表达

为了快速创制大麦赤霉病抗性存在差异的加倍单倍体(DH)株系,采用单花滴注法和喷雾法对诱变结合小孢子培养的379份大麦DH株系和原始品种花30的赤霉病抗扩展性和抗侵染性进行评价,同时对获得的抗性突变体材料和花30进行赤霉菌诱导下的大麦病程相关基因非表达子(NPR1、NPR2、NPR3)、茉莉酸介导的植物防御的调控因子(JAV1)以及乙烯响应因子(ERF1)的基因表达分析。结果表明,通过连续2年大田人工接种鉴定,从中获得了5份抗扩展性和抗侵染性均优于花30的候选株系,9份抗扩展性和抗侵染性均劣于花30的候选株系;赤霉病抗性突变体A1-190与原始品种花30在上述基因表达上存在明显差异,推测这些基因的表达与其抗病性的变化相关。研究结果表明诱变结合小孢子培养可以创制的DH株系在大麦赤霉病抗性存在差异。本研究结果为大麦抗赤霉病基因定位克隆及分子育种奠定了材料基础。     

小麦小孢子培养愈伤组织的高频诱导及其绿苗再生

以小麦品种‘Alondra’为材料,用不同预处理(热激、低温、激素等)方法处理离体穗、游离小孢子、小花等,比较不同处理对小麦小孢子离体培养条件下愈伤组织产量的影响。结果表明:5℃低温处理小花3 d、33℃热激处理小孢子2 d后,小麦小孢子愈伤组织的产量明显提高。通过愈伤组织的分化,最终形成小麦小孢子绿色再生植株。     

芝麻叶绿体基因组的密码子使用偏性及其影响因素

通过分析芝麻叶绿体基因组密码子的使用偏性,阐明其密码子的使用偏性特征,并探讨其影响因素。以芝麻叶绿体基因组的50个蛋白编码序列为研究对象,利用CodonW等软件对其密码子使用模式及影响因素进行了分析。结果发现,芝麻叶绿体基因的GC含量平均为38.48%,密码子3个位置的GC含量平均值分别为47.22%、39.88%和28.33%(即GC₁>GC₂>GC₃);GC₁和GC₂相关性显著,但它们与GC₃相关性都不显著;ENC值的范围为36.59～57.73,平均值为47.20,都高于35;密码子使用偏性受多种因素的影响,其中自然选择是主要影响因素;对应性分析发现,前4个轴为主要影响因素,总共代表了近70%的变异来源,但不同轴与密码子其他相关指标的相关性并不相同;通过高频密码子和最优密码子分析,共获得了32个高频密码子,16个最优密码子,这些密码子第3位碱基也都偏向于使用A或T (U)。本研究表明芝麻叶绿体基因组的密码子使用偏性较弱,其主要受到自然选择...     

源于大麦F1小孢子氮胁迫培养自交一代的耐低氮性评价

为了探索快速改良大麦耐低氮性状的育种方法,以2份耐低氮亲本配制（正反交）杂交组合,游离其F₁代小孢子进行氮胁迫培养,获得85个加倍单倍体（Double haploid,DH）系。取其种子播种于正常供氮和降氮的土壤中,以亲本作对照,观察群体的形态特征表现,以此对耐低氮性进行初步的评价。同时,对耐低氮性明显超亲的基因重组体进行氮代谢相关的生理生化指标分析,以探讨其与有关农艺性状的相关关系。结果表明,（1）通过氮胁迫相关的形态特征鉴定,正反交DH系低氮胁迫响应的相对值优于亲本;（2）筛选到10份明显优于双亲的DH系,对其进行相关酶活力测定,发现在低氮胁迫下,谷氨酰胺合成酶（GS）活力相对值与成熟期单株产量存在极显著正相关性,可以初步作为成熟期氮素营养检测的生化指标。依据研究结果可以认为,运用杂交结合F₁小孢子氮胁迫培养方法,能够产生耐低氮性优于双亲的DH系。     

NaCl预处理对糯玉米发芽期耐盐性的影响

糯玉米作为一种主要谷物和重要的工业原料,在我国的粮食安全和工业生产中发挥着重要作用。本研究以‘沪玉糯2号’和‘沪玉糯3号’为试材,利用质量浓度为0(CK)、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%的NaCl溶液对糯玉米种子进行预处理,分析其在质量浓度为0、0.5%、1.0%、1.5%NaCl胁迫下的种子萌发特性。结果表明:无预处理情况下,与对照相比,‘沪玉糯2号’在1.5%NaCl胁迫下其发芽率开始显著下降,而‘沪玉糯3号’则在0.5%NaCl胁迫下开始显著下降; NaCl预处理对‘沪玉糯2号’种子正常萌发影响较小,而2.0%NaCl预处理可能损害‘沪玉糯3号’种子的正常萌发;在0.5%盐胁迫下,1.5%NaCl预处理显著提高了‘沪玉糯3号’的耐盐性;在1.5%盐胁迫下,0.5%NaCl预处理提高了‘沪玉糯2号’的耐盐性,其他预处理则降低了其耐盐性,而1.0%、1.5%和2.0%NaCl预处理显著提高了‘沪玉糯3号’的耐盐性。综上,不同NaCl溶液预处理对提高盐敏感糯玉米品种的耐盐性更为有效。     

盐预处理对大麦种子萌发和小孢子愈伤形成的影响

为探究盐预处理对大麦种子萌发和小孢子培养的影响,以大麦耐盐品种花11和盐敏感品种花30为材料,比较了它们在不同盐浓度预处理下,种子萌发过程中的发芽率、主根长以及小孢子培养过程中的愈伤组织产量差异,同时对2个品种在小孢子时期响应盐胁迫的4个关键基因的表达进行了研究。结果显示:花30的种子和小孢子在无NaCl和低浓度NaCl预处理时,对盐胁迫的耐受性均低于花11,但经高浓度NaCl (萌发期为15 g/L,小孢子时期为300 mg/L)预处理后,花30的种子和小孢子对高浓度盐胁迫的耐受性均显著增强,且发芽率、主根长和愈伤产量均显著高于花11;通过对2个品种在盐预处理下的发芽率、主根长以及愈伤产量相对值的相关性分析发现,2个品种在种子萌发期和小孢子时期响应盐预处理的相对值呈显著正相关。同时,在小孢子培养阶段,经过300 mg/L NaCl预处理后,花30中小热激蛋白基因HvsHSP1和翻译起始因子1基因HveIF1A的表达量在高浓度盐胁迫下较花11显著上调。因此,供试品种间在种子萌发过程和小孢子培养过程对盐预处理的响应差异在某种程度上可能具有一致性,HvsHSP1和HveIF1A基因可能与盐...     

用气孔保卫细胞周长鉴定甘蓝型油菜植株倍性水平

以甘蓝型油菜小孢子来源的单倍体植株和种子来源的植株为材料，研究两者之间叶片气孔保卫细胞外围周长值（L）的差异，对两者的L值统计分析。结果表明，单倍体植株与种子来源植株之间叶片气孔保卫细胞外围周长值（L）的差异显著，并且在两者第五片叶片中不同部位测得的L值比较稳定，可将L值作为鉴定甘蓝型油菜植株倍性水平的一个辅助指标。     

源于大麦小孢子诱变-氮胁迫培养的DH株系田间耐低氮性表现

以EMS处理大麦品种花30的游离小孢子,结合低氮胁迫培养获得再生植株,其自交一代的加倍单倍体(DH)株系,在正常施肥和低氮胁迫两种施肥条件下对DH株系进行鉴定,选择株高、单株有效穗和单株产量3个农艺性状作为鉴定指标,并与原始亲本花30进行比较。结果表明:在大田正常施肥和低氮胁迫条件下,DH株系中株高、有效穗和单株产量3个性状出现了明显的正向变异,在低氮胁迫下的表现更为明显。结论:利用游离小孢子的EMS处理结合低氮胁迫筛选培养,可以获取耐低氮性提高的纯合变异体。     

大麦青稞小孢子高频再生体系的建立及其在遗传育种上的应用

小孢子培养技术在十字花科油菜等作物育种上的应用已取得巨大成功,但在禾本科作物上进展不大。技术体系难度高和材料基因型限制在很大程度上阻碍了小孢子培养技术在禾本科作物育种中的应用与推广。本文总结了大麦青稞小孢子高频再生体系中的关键步骤与优化条件,将该优化技术体系应用在来自全国大麦青稞主产区的500多份育种材料上,获得了10万多份再生绿苗,并高效形成了加倍单倍体株系,经各地育种团队在当地开展鉴定和品比试验,选育出了一批抗病、耐逆性强、综合性状突出的大麦青稞优良新品系(种),同时在小孢子高频再生技术基础上还拓展了系列遗传改良新方法,显示了该技术的广阔应用前景。