农杆菌介导大豆子叶节转化系统的优化

 【目的】研究影响大豆（Glycine max L.）子叶节外植体遗传转化的因素。【方法】以农杆菌转化系统为平台,用直接筛选法和延迟筛选法确定卡那霉素的筛选方法和浓度,以GUS基因的瞬时表达计算子叶节区GUS阳性率。【结果】延迟7 d进行Km选择、筛选压力为75 mg•L-1时选择效果最好;菌株培养阶段和侵染浓度分别在OD600为0.6和0.5时子叶节区GUS阳性率最高;黑农35、绥农14和合丰35为易感的大豆基因型;农杆菌菌株EHA101对大豆的转化能力好于LBA4404和AGL1;共培养培养基中添加的硫醇类化合物对T-DNA的转移有极强的影响效应。【结论】本实验方法可以优化农杆菌介导的大豆子叶节转化系统。     

农杆菌介导的下胚轴法转化大豆研究

以下胚轴为外植体,采用农杆菌介导方法成功将大豆的蓝光受体启动子pGmPLP1导入大豆基因组中,并且该基因在后代中得到稳定遗传表达.比较了栽培品种黑农44用子叶节法和下胚轴法转化的区别,发现用子叶节法不能获得高效转基因植株的品种可以顺利通过下胚轴法进行转化.     

大豆疫霉根腐病菌毒素处理不同大豆品种后过氧化物酶活性的变化

大豆疫霉根腐病是危害大豆生产的世界范围的毁灭性病害,毒素在其致病过程中起着重要作用.对大豆疫霉根腐病菌毒素胁迫下抗感不同大豆品种根、茎、叶中过氧化物酶(POD)活性的变化进行了初步研究.结果表明:适宜浓度的毒素(稀释100倍, 浓度为0.0897 mg·mL-1)处理后,抗病大豆品种根、茎和叶中POD活性在病程的大部分阶段与对照相比都有升高,并且根中比茎叶中的POD反应更敏感;感病品种虽然在某些病程阶段POD活性较对照有一定的提高,但幅度不大,在病程其它阶段POD下降幅度远大于升高幅度.而浓度相对较高的毒素(稀释50倍,浓度为0.1794 mg·mL-1)处理后抗感品种根、茎和叶中POD活性的变化较稀释100倍浓度毒素幅度小.     

不同环境条件下大豆脂肪酸含量与主要农艺性状相关性及通径分析

通过气相色谱法,对3个不同环境下合丰25(亚麻酸含量7.48%)×父本L-5(亚麻酸含量2.66%)的F6代重组自交系籽粒的脂肪酸组分含量进行测定.分析了不同地点的5种脂肪酸的相对含量之间以及与主要农艺性状的相关性.结果表明:不同地点重组自交系内5种脂肪酸的相对含量差异显著,且在不同地理条件下脂肪酸的变异系数变化趋势相同.油酸,亚油酸和亚麻酸之间的相关关系很稳定,均为亚油酸与亚麻酸呈显著正相关,而油酸与二者都呈极显著负相关.亚麻酸与百粒重呈极显著正相关,表明可以利用百粒重对亚麻酸进行间接选择.不同环境条件下脂肪酸含量与百粒重的通径系数不尽相同,说明通过百粒重进行间接选择,只能作为选育低亚麻酸品种的辅助手段.     

植物赤霉素信号转导途径中GAMYB基因及其在大豆中的研究

赤霉素(gibberellins或gibberellic acid,GA)作为植物生长的必需激素之一,在植物生长发育的整个过程中发挥着至关重要的作用.近年来随着植物功能基因组学的发展和突变体的应用,对赤霉素信号转导途径领域的研究取得了较大的进展,并鉴定出了介入赤霉素信号转导过程的重要基因.其中,GAMYB基因是赤霉素信号转导途径中一个重要的转录因子.该文综述了赤霉素信号转导途径及其中间组分,以及转录因子GAMYB基因的研究进展.主要包括GAMYB基因的结构,基因在生长发育中的作用和大豆中GAMYB基因的研究及展望.     

农杆菌介导的大豆子叶节和下胚轴转化方法的比较及优化

以东农50、东农42和黑农44的子叶节和下胚轴为外植体,对农杆菌介导的大豆子叶节和下胚轴2种转化方法进行了比较和优化.结果表明:不同转化方法对大豆的品种要求不同,东农50适合子叶节转化法,而黑农44适合下胚轴转化法.在子叶节转化体系中,卡那霉素的筛选浓度是100 mg·L-1,在下胚轴转化体系中,卡那霉素的筛选浓度是75 mg·L-1,可见下胚轴体系比子叶节体系在卡那霉素筛选过程中表现得更为敏感.在子叶节和下胚轴转化体系中,最适乙酰丁香酮浓度均为200 mol·L-1,最适共培养时间均为3 d.在子叶节转化体系中,5 d苗龄时转化率最高,而下胚轴转化体系中,4～6 d苗龄时转化率均较高,以6 d苗龄最高.     

Real-time PCR检测大豆CONSTANS基因在不同光照条件下的表达

采用实时荧光定量PCR方法检测了不同感光大豆品种的CO(CONSTANS) 基因在不同光照条件下的mRNA水平变化.结果表明:早熟品种东农49和晚熟品种东农42各自在短日照(8h/16h 光/暗)下会比长日照(16 h/8 h 光/暗)下表达有所增强,同时东农49中CO基因的表达要高于东农42,它们的表达峰值均出现在光暗交界处.东农42由长日照或短日照移入完全光或完全暗条件时,暗下CO基因的表达量剧增,并且大致维持之前长日照和短日照的表达规律.CO基因的表达有很强的昼夜节律性,暗下利于其表达,并且在不同感光品种中表达有所不同.     

大豆分子标记研究新进展

随着功能基因组学和高通量测序技术的发展和应用,以分子标记辅助选择育种和转基因育种为主要手段的生物育种技术越来越引起大豆育种家的重视。特别是伴随着新技术手段(如e QTL分析、GWAS分析、RNA-seq等)的发展,分子标记和QTL研究越来越趋向于高通量新标记开发、QTL精细定位以及新分析方法的应用等方面,进而推动了优质、多抗大豆新品种的培育,加快了大豆育种进程。为此,就2013年国内外大豆分子标记技术及其应用研究进展进行综述。     

大豆MPBQ-MT基因的克隆与生物信息学分析

以大豆品种合丰25和Bayfield为材料,克隆大豆2-甲基-6-植基-1,4-苯醌甲基转移酶(MPBQMTase)基因,获得1 029 bp的MPBQ-MT基因c DNA序列。通过序列比对发现10个大豆MPBQ-MT基因c DNA区内的潜在SNP位点。采用生物信息学方法分析MPBQ-MT基因编码的氨基酸序列和蛋白质结构。结果表明:MPBQ-MT基因CDS区共编码342个氨基酸,其中缬氨酸(Val)含量最多,占该基因编码氨基酸总数的8.8%;半胱氨酸(Cys)含量最少,占该基因编码氨基酸总数的1.2%;MPBQ-MT蛋白N端包含由58个氨基酸组成的叶绿体转运肽,为亲水性蛋白质。合丰25与Bayfield的MPBQ-MT蛋白质二级结构有所不同,2个品种的MPBQ-MT蛋白质中α-螺旋分别约占25.44%和27.49%,β-转角分别约占9.36%和9.06%,无规则卷曲分别约占40.35%和38.60%。2个品种的MPBQMT蛋白质中片层结构均约占24.85%。两个品种的MPBQ-MT蛋白质均有1个S-腺苷基甲硫氨酸结合位点。对MPBQ-MT蛋白三级结构进行预测,发现去掉转运肽后,MPBQ-MT蛋白质三级结构主要由11个连续的α-螺旋区域和8个连续的片层结构区域组成。结合MPBQ-MT蛋白三级结构对MPBQ-MT基因的生物学功能进一步分析,提出了较为合理的MPBQ-MT作用模型。由系统发生树可知MPBQ-MT蛋白在大豆与菜豆中的亲缘关系较近。     

大豆GmST1基因的生物信息学分析

磺基转移酶(sulfotransferase,SULT)基因是一个基因超家族。对大豆磺基转移酶基因GmST1(Glyma.13G191400)进行基于生物信息学的基因结构分析与功能预测,结果表明:GmST1(Williams82)基因序列全长1 439 bp,CDS区长1 035 bp,编码344个氨基酸。通过序列比对,分析出在感病Williams 82和抗病品种东农93-046中,GmST1序列存在着非同义SNP,导致氨基酸改变。利用Plant CARE分析启动子元件,发现在基因启动子序列中含有多个与光诱导、生长素、水杨酸、干旱等相关的元件。在BAR数据库中分析了GmST1的拟南芥同源基因在不同逆境胁迫条件下基因表达情况,表明该基因表达具有组织表达特异性,参与盐胁迫、干旱胁迫和抗病等相关反应。