基于BSA-SSR技术的高丹草低氢氰酸性状目的片段的筛选与鉴定

采用BSA?SSR技术对高丹草低氢氰酸含量性状DNA目的片段进行了筛选和鉴定。结果表明,利用筛选出的9对SSR适宜引物PCR扩增找到了与高丹草低氰酸性状相关的SSR目的片段26个,经对PCR产物回收、部分纯化及测序分析,得到了这些低氰DNA片段的碱基序列。经与BLASTn数据库序列比对发现,有2个低氰目的片段TF8和TF16分别与高粱叶绿体磷酸核糖激酶XM_021458168.1和高粱克隆BAC 88M4 AY661656.1基因同源性高达95.4%和97.0%,其片段大小分别为101和586 bp。但在DNA碱基上有一定变异,TF8片段发生了3次碱基替换和1次插入,导致丙氨酸和甘氨酸替换成半胱氨酸,苏氨酸替换成丙氨酸,甘氨酸缺失;TF16片段缺失了1个碱基A,导致丙氨酸缺失。据此推测TF8和TF16这2个低氰目的片段具有调控低氢氰酸含量性状的作用。该研究结果为深入开展高丹草低氢氰酸含量性状主效QTL精细定位及标记辅助育种等研究奠定了基础。     

低氢氰酸含量高丹草新品系及其亲本的 SSR 分析简

 为明确４个低氢氰酸含量的高丹草新品系ＳＬＣＮ １１、ＳＬＣＮ １２、ＳＬＣＮ １３、ＳＬＣＮ １４及其亲本散穗高粱、黑壳苏丹草、白壳苏丹草、红壳苏丹草和棕壳苏丹草在ＤＮＡ 水平上的差异程度,以育成登记的高丹草品种蒙农青饲３号为对照,对其进行了ＳＳＲ 分析。试验从２００个高粱ＳＳＲ 引物中筛选出多态性丰富、重复性好的１２对引物,利用这些引物对１０个材料进行ＰＣＲ 扩增共得到５０９个多态性位点,多态性百分率达８７．３０％。每对引物扩增的ＳＳＲ指纹图清晰、稳定,可作为鉴别４个高丹草新品系及其亲本的分子依据。１０个供试材料间的遗传距离（ＧＤ）变幅在０．３１６５～０．６６９２之间,平均为０．５３５９;以ＧＤ 值０．５０为基准,将１０个材料划分为５类：蒙农青饲３号、散穗高粱、ＬＣＮ-１１、ＳＬＣＮ-１２、ＳＬＣＮ-１３为一类;ＳＬＣＮ-１４、棕壳苏丹草为一类;白壳苏丹草、黑壳苏丹草、红壳苏丹草各单独为一类。该研究为下一步低氢氰酸含量高丹草新品种育成及登记利用奠定了基础。     

超低氢氰酸高丹草新品系选育及ISSR分子标记验证

为培育氢氰酸含量极低、综合农艺性状优良的高丹草新品种,利用ISSR分子标记辅助选择技术对散穗高粱与黑壳苏丹草、白壳苏丹草、棕壳苏丹草、红壳苏丹草4个杂交组合后代进行选育研究.首次选育出综合农艺性状优异、鲜草氢氰酸含量极低(株高约100cm时,鲜草氢氰酸含量仅为2.58～4.77mg/kg)的散穗高粱—黑壳苏丹草、散穗高粱—白壳苏丹草、散穗高粱—棕壳苏丹草、散穗高粱—红壳苏丹草新品系.散穗高粱—黑壳苏丹草、散穗高粱—白壳苏丹草杂交组合的新品系分别含有与超低氢氰酸含量相关的ISSR特征片段H-1、H-2、H-3和B-1、B-2、B-3,利用分子标记技术所选择的目标性状准确、可靠、遗传稳定.     

高丹草超低氢氰酸含量ISSR特征片段的克隆及序列分析

为明确高丹草超低氢氰酸含量ISSR特征片段的DNA分子特征,以散穗高粱×黑壳苏丹草杂种F2的3个超低氢氰酸含量ISSR特征片段H-1、H-2、H-3和散穗高粱×白壳苏丹草杂种F2的3个超低氢氰酸含量ISSR特征片段B-1、B-2、B-3为材料,对6个不同的ISSR特征片段进行了克隆和测序分析.结果表明:克隆的特征片段H-1序列全长为1377bp,序列包含1个357bp的完整编码区(ORF),位于743～1099bp区域,共编码119个氨基酸,片段与小麦亚种蛋白b的同源性为60％.片段H-2序列全长2268bp,序列包含1个279bp的ORF,位于735～1013bp区域,共编码93个氨基酸,片段与高粱假设蛋白SORBIDRAFT_05g027190同源性为63.9％,与水稻粳稻组假设蛋白OsJ_07776同源性为62％.片段H-3序列全长2614bp,序列包含1个339bp的ORF,位于1024～1362bp区域,共编码113个氨基酸.片段B-1序列全长1432bp,序列包含1个300bp的ORF,位于700～999bp区域,共编码100个氨基酸.片段B-2序列全长1363bp,序列包含1个228bp的ORF,位于603～830bp区域,共编码76个氨基酸.片段B3序列全长2751bp,序列包含1个186bp的ORF,位于2534～2719bp区域,共编码62个氨基酸.片段H-3、B-1、B-2、B-3与现有已知的植物碱基序列和氨基酸序列没有同源性,可能是与高丹草超低氢氰酸含量关系更为密切的DNA新序列.     

彩色马铃薯新品系花青素组分和含量的液质联用分析

为明确彩色马铃薯新品系蒙彩-01和蒙彩-02的块茎花青素组分和含量的差异,对其新品种育成及花青素开发应用提供依据,以彩色马铃薯品种红美作对照,利用高效液相色谱与质谱联用技术,进行了块茎花青素组分的定性和定量分析。结果表明:1) 对照品种红美的块茎花青素总含量为169.88 mg/100 g FW,共含4种花青素组分,即天竺葵素-3-芸香糖苷、矢车菊素-3-香豆酰-葡萄糖苷、天竺葵素-3-阿魏酰-芸香糖基-5-葡萄糖苷和天竺葵素-3-香豆酰-芸香糖基-5-葡萄糖苷,其中天竺葵素-3-香豆酰-芸香糖基-5-葡萄糖苷和矢车菊素-3-香豆酰-葡萄糖苷含量较高,分别占总花青素含量的48.95%和39.97%。2) 新品系蒙彩-01的块茎花青素总含量为1051.65 mg/100 g FW,共含4种花青素组分,即矮牵牛素-3-香豆酰-芸香糖苷、矮牵牛素-3-香豆酰-芸香糖基-5-葡萄糖苷、矮牵牛素-3-阿魏酰-芸香糖基-5-葡萄糖苷和锦葵素-3-香豆酰-芸香糖基-5-葡萄糖苷。其中,矮牵牛素-3-香豆酰-芸香糖基-5-葡萄糖苷占总含量的79.14%,为主要组分。3) 新品系蒙彩-02的块茎花青素总含量为159.41 mg/100 g FW,共含5种花青素组分,分别为矮牵牛素-3-香豆酰-芸香糖苷、矮牵牛素-3-香豆酰-芸香糖基--5-葡萄糖苷、矮牵牛素-3-阿魏酰-芸香糖基-5-葡萄糖苷、芍药素-3-咖啡酰-芸香糖基-5-葡萄糖苷和芍药素-3-香豆酰-芸香糖基-5-葡萄糖苷,其中矮牵牛素-3-香豆酰-芸香糖基-5-葡萄糖苷含量最高(54.08%),芍药素-3-咖啡酰-芸香糖基-5-葡萄糖苷次之(24.06%)。综上,2个彩色马铃薯新品系块茎花青素组分和含量与对照品种红美有明显差别。     

四倍体杂交冰草新品种——蒙杂冰草1号的选育

将二倍体航道冰草(Agropyron cristatum cv.Fairway)与蒙古冰草(Agropyron mongolicum)进行种间远缘杂交获得的杂交种F1代种子,利用秋水仙碱诱导染色体加倍,通过选育得到四倍体杂交冰草优良新品系SZB-02,经品比、区域和生产试验,历时13年育成四倍体蒙杂冰草1号新品种。该品种为多年生疏丛型禾本科草本植物,须根系、植株生长整齐、叶长披针形、穗型较宽大。蒙杂冰草1号产量较高,年刈割两次的鲜草总产量平均为25 938.35kg·hm-2,干草产量平均为9 552.33kg·hm-2,种子产量平均为802.37kg·hm-2。其开花期粗蛋白质含量高达16.13%,并富含粗脂肪、无氮浸出物、钙和磷等营养成分,营养价值高;草质柔软、叶量大、适口性好,可青饲、放牧、调制干草等;发育前期耐低温能力强,生态适应性广,适宜于在≥10℃有效积温≥2 200℃·d的地区推广种植。     

蒙古冰草苗期抗旱相关microRNA的差异表达分析及靶基因预测

为明确蒙古冰草抗旱相关microRNA(miRNA)的表达特征及其靶基因,利用实时荧光定量PCR技术,对前期测序筛选到的4个miRNA(amo-miR21、amo-miR44、amo-miR62、amo-miR82)在干旱胁迫下的苗期差异表达情况进行了定量验证,用Target Finder软件和psRNATarget数据库在线预测其靶基因,并用MegAlign软件对预测的靶基因进行了同源性比对分析。结果表明,干旱胁迫下,蒙古冰草中amo-miR21、amo-miR82和amo-miR62的表达量呈上调趋势,而amo-miR44的表达呈下调趋势,与前期测序结果相符;4个miRNA共预测出32个靶基因,其中,amo-miR44在玉米、水稻和小麦数据库中未发现同源的靶基因,在拟南芥、大麦、蒺藜苜蓿中发现的靶基因相似性较低;而amo-miR21、amo-miR82和amo-miR62的靶基因均与小麦中预测的靶基因存在较高同源性(68.6%~95.6%),推测这3个靶基因是参与干旱逆境胁迫响应的基因。     

4个马铃薯新品系的SSR分析

为明确H 027×陇薯6号和H-027×陇薯7号2个杂交组合杂种F1的4个优异新品系(A2、A10、B1和B12)在DNA水平上的遗传差异,利用SSR分子标记技术对4个新品系进行多态性分析.利用筛选出的10对SSR适宜引物,4个新品系及亲本共扩增出稳定而清晰的SSR条带142个,多态性位点百分率达81.69％;建立了能区分出4个优异新品系及其亲本的SSR指纹图;4个杂种新品系及其双亲的GD值变幅为0.229 8～0.650 8.以GD值0.34为基准,7个马铃薯材料分为3类:第1类为新品系A2、A10和H 027,第2类为新品系B1、B12和陇薯7号,陇薯6号单独为1类.     

马铃薯黑痣病菌毒素诱导马铃薯幼苗丙二醛含量、细胞膜透性及PAL活性的变化

本试验选取对黑痣病菌抗性不同的马铃薯材料,研究黑痣病菌毒素对马铃薯幼苗体内丙二醛( MDA)含量、细胞膜透性及苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性的变化及其与抗病性的关系.结果显示,经毒素处理后,马铃薯幼苗体内MDA含量大幅增加,96 h以前感病品种大西洋的累积量大于抗病品种底西芮的,96h以后抗病品种的累积量大于感病品种的;马铃薯幼苗细胞膜透性增加,感病品种增加的较早且幅度较大;黑痣病菌毒素可诱导马铃薯幼苗体内PAL活性升高,抗病品种升高较早且幅度较大,抗病品种和感病品种的PAL活性分别在12 h和36 h达到最大,增幅分别为48.8％和38.7％,24h以后,二者的增幅没有差异.     

黑痣病菌毒素对马铃薯幼苗生理生化抗性相关物质的诱导

为了探讨马铃薯抗黑痣病机制,采用毒素接种脱毒组培苗的方法,研究了黑痣病菌毒素对马铃薯不同抗性品种幼苗体内病程相关蛋白、木质素及游离脯氨酸含量的影响及其与抗黑痣病的关系。毒素处理后,感病品种大西洋和抗病品种底西芮幼苗几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶活性均明显升高,36 h升高幅度均达到最大,感病品种升幅大于抗病品种。底西芮和大西洋木质素及游离脯氨酸含量也大幅增加,但抗病品种的增加幅度大于感病品种。研究表明,黑痣病菌毒素诱导几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶活性升高以及木质素和游离脯氨酸含量增加是马铃薯幼苗抵抗毒素胁迫的内在机制;木质素、游离脯氨酸含量与品种抗病性呈正相关,而几丁质酶、β-1,3-葡聚糖酶活性变化则不是引起品种抗性差异的主要原因。