麦类作物花药离体培养特性遗传控制研究进展

基因型依赖及白苗再生等问题限制了花药离体培养技术潜力的充分发挥。为了克服这些问题,提高花药离体培养效率,国内外学者采用传统遗传学、细胞学、生理生化、分子标记、基因克隆、转录组学及蛋白组学等方法,在小麦、大麦及小黑麦花药预处理、胚状体和愈伤诱导、绿苗再生及白苗形成遗传控制方面进行了大量的研究。本文对这些研究进行综述,以期为相关研究提供参考。     

利用空间诱变技术选育大豆新品种克山1号

为了创新大豆品种和探讨育种技术,本研究通过空间诱变有性杂交F2,采用系谱选育方法,育成大豆新品种克山1号。该品种油分含量21.82%,蛋白质含量38.04%,2007-2008年参加国家早熟组区域试验平均产量2629.5 kg·hm-2,较对照品种黑河18号增产11.4%;生产试验平均产量2643.8kg·hm-2,较对照品种黑河43号增产6.9%,位列第一。采用shukla稳定性方差分析,克山1号产量稳定性好。2009年由国家农作物审定委员会审定(国审豆2009002)。该品种突出特点是早熟、优质、高产、稳产性好,适应性广,适合黑龙江省北部、吉林省东部山区、新疆北部和内蒙呼伦贝尔中部和南部地区春播种植。     

小麦矮秆突变体DC20的转录组分析

为探明小麦矮杆突变体DC20致矮的分子调控机制,以小麦D6-3(WT)及其经高能混合粒子场诱变处理得到的矮秆突变体DC20为试验材料,通过对突变体DC20和WT的转录组分析,挖掘与DC20致矮相关差异表达基因。结果表明,在株高差异起始的孕穗期茎秆中,DC20与WT之间存在2 153个差异表达基因(DEGs),除参与糖代谢、能量代谢、转录调控、转录后修饰和翻译及翻译后修饰途径外,其中有47个差异表达基因显著富集在植物激素GAs的生物合成和IAA的动态平衡调节及信号转导、细胞周期调控以及细胞伸长等相关途径。大部分差异表达基因表现为表达下调,少量抑制因子的表达量上调。内源植物激素检测结果显示,DC20孕穗期茎秆中的IAA、GA₁和GA₃含量均显著低于WT。表明辐射诱变处理产生的变异是通过植物激素GAs与IAA的协同作用,调控细胞周期以及细胞伸长等途径相关基因的下调表达,从而对DC20的株高产生影响,形成矮化表型。本研究结果为更好地运用辐射诱变育种手段进行作物育种以及阐明矮秆突变体形成的分子调控机理研究提供了一定的理论依据。     

PEG 6000胁迫对小麦三叶期蛋白表达的影响

为了探索干旱胁迫下小麦蛋白质表达的变化,选取旱地品种烟D27、 陕优225和水地品种新麦18、小偃22、1031为材料,在小麦三叶期,用18%和35%两种浓度的聚乙二醇(PEG6000)模拟干旱胁迫,处理待试小麦24 h后,用TCA丙酮法提取叶片全蛋白,通过SDSPAGE电泳分析小麦在干旱胁迫后的蛋白质带谱,并运用高效液相色谱质谱联用技术鉴定了新麦18的35.0 kD干旱敏感蛋白条带。结果表明,PEG6000胁迫后分子量28.0 kD蛋白在水地品种中消失,在旱地品种中正常表达或诱导表达。此外,干旱胁迫使抗旱品种烟D27诱导产生33.0和23.0 kD干旱应答蛋白条带,导致抗旱性弱的水地品种新麦18的35.0 kD蛋白条带消失。对新麦18的 35.0 kD蛋白条带进行液相色谱分离结合质谱分析后发现其含有17种与基本生命活动有关的蛋白,这些蛋白与小麦对干旱胁迫的适应性代谢调节有关。     

~(60)Co-γ射线诱导的小麦基因组DNA的甲基化变异

诱发突变技术在小麦品种改良中具有重要作用,辐射诱变能通过改变DNA甲基化的方式而影响基因组稳定性。本研究分别采用100和150Gy60Co-γ射线处理小麦品种京411(J411)干种子,利用甲基化敏感扩增多态性技术检测处理后幼根和幼叶基因组甲基化相对水平的变化及甲基化模式的变异规律。结果表明,γ射线处理对幼苗的苗高和根长都有显著抑制作用。与未处理对照比较,处理后小麦幼苗叶片和根部DNA胞嘧啶甲基化相对水平均发生变化,叶片的甲基化相对水平下降,而根中升高。2种处理剂量下,叶片和根的甲基化模式变异均表现为CG位点变化率高于CNG位点变化率。不同位点的甲基化模式变异在诱变后也存在一定的差异。叶片中不同剂量下CG位点和CNG位点的去甲基化率都高于相应位点的甲基化率;根部CNG位点在所有剂量下的去甲基化率都低于相应位点的甲基化率,而CG位点在100Gy剂量下去甲基化率高于相应位点的甲基化率,而在150Gy剂量下的去甲基化率则低于相应位点的甲基化率,反映出同一组织同一位点在不同诱变剂量处理下甲基化模式变异存在一定的差异。     

海藻糖合成酶基因导入小麦研究初报

海藻糖主要存在于一些低等生物体内,它对许多处于逆境的低等生物维持生命、抵抗不良环境胁迫起着重要作用.高等生物虽然具有许多复杂的抗逆机制,但尚无象海藻糖那样具有多种功能且高效的抗逆产物.据此,人们开始尝试利用海藻糖来提高高等植物的抗逆能力.Oscar等将大肠杆菌中的ostA,ostB基因转入烟草及马铃薯,获得了良好的抗逆效果[1].陈红漫等在国内首次将酵母中海藻糖合成酶基因克隆并转入烟草,发现海藻糖对叶片中细胞器的膜结构具有较好的保护作用[2].可见,海藻糖在双子叶植物中具有较好的抗逆效果,但其在禾谷类作物中的作用还有待于进一步的研究.本试验旨在将海藻糖合成酶基因转入普通小麦,研究其在小麦中的作用,以期提高小麦的抗逆性.     

普通小麦品种陕农33矮秆突变体的矮化效应分析

为了解普通小麦品种陕农33矮秆突变体的矮化原因,通过农艺性状调查、茎秆细胞学观察、苗期赤霉素（GA）反应试验、内源激素含量测定和矮秆基因检测,分析了陕农33的13个矮秆突变体植株生长发育、茎秆解剖特征及对GA的敏感性。结果表明,与野生型陕农33相比,矮秆突变体的株高都显著下降,株高的下降与节间数无关,主要是由于节间长度的缩短,其中穗下节和第四节间的降秆效应较大。经进一步细胞学观察,突变体变矮是由茎秆细胞长度减少和细胞变小共同引起的,其中细胞长度减少是主因。从苗期植株对GA₃的反应看,13个矮秆突变体属于赤霉素不敏感型或弱敏感型,说明赤霉素转导途径存在问题,即矮秆突变位点可能在赤霉素转导途径上。从内源激素测定结果看,13个矮秆材料中只有1个材料的茎秆GA₃含量较陕农33略降,其余均增加,而CTK含量均减少,10个材料的IAA含量增加,说明这些材料的株高下降与赤霉素等内源激素代谢变化密切相关。通过矮秆基因检测,13个矮秆突变体和陕农33均含有目前应用范围较广的 Rht-D1b基因,只有两个矮化材料含有 Rht-B1b,因而推测矮秆突变体可能还含有其他致矮相关的基因。     

小麦苗期耐盐相关性状的QTL分析

以小麦敏盐品种太空6号和耐盐品种德抗961杂交形成的F2和F2:3家系为试验材料,选取小麦8条染色体上的321对SSR引物进行亲本间多态性的筛选,在太空6号和德抗961之间表现多态性的SSR引物为52个,位点为54个,其中barc172和cfa2121两个引物分别有两个多态性位点。对这54个位点进行连锁分析,构建了包含42个SSR标记、覆盖小麦基因组8条染色体的遗传连锁图,共704.5cM,标记间平均间距为16.8 cM。采用复合区间法进行耐盐QTL分析。对于4个性状共定位到6个QTL,分别位于5A,5B,5D染色体。对于发芽率,检测到1个QTL,位于染色体5D上,在标记cfd40~gwm182之间,贡献率为7.68%,表现加性效应;对于苗高,检测到2个QTL,分别位于染色体5D和5A上,在标记gwm182~wmc215及barc141~wmc415之间,贡献率分别为9.3%和8.14%,分别表现为显性和部分显性;对于根长,检测到2个QTL,均位于染色体5B上,在标记gwm234与wmc326及barc140与barc142之间,贡献率分别为8.74%和8.40%,分别表现为部分显性和超显性;对于鲜重,检测到1个QTL,位于染色体5D上,在标记wmc215~cfd29之间,贡献率为12.60%,表现超显性。与所得的QTL位点距离较近的SSR标记,如barc141等,可望为耐盐小麦品种的分子标记辅助选择提供参考信息。     

零磁空间处理水稻干种子诱变效应研究

利用零磁空间对水稻干种子进行诱变处理 ,研究其细胞学和生物学效应。结果表明 :零磁空间处理水稻干种子后 ,当代细胞染色体畸变频率提高 ,畸变类型以染色体桥和微核高于其他畸变类型 ;从生物学效应来看 ,零磁空间处理对当代发芽率、成苗率、苗高和分蘖有促进生长作用 ;M2 变异类型丰富 ,早熟类型突变频率相对较高 ,而育性分离较大 ,各类分离程度大小依次为 :早熟 >育性 >株高 >穗型 >粒型 ;当选变异类型单株后代稳定快 ,说明零磁空间诱变处理在水稻品种改良方面很有前途     

快中子辐照对花生胚小叶体细胞胚胎发生的影响

以花生品种鲁花11号成熟干种子为试材,经快中子0、9.7、14.0和18.0Gy辐照后,取胚小叶外植体接种于添加10.0mg/L 2,4-D的MSB5诱导培养基上诱导体细胞胚胎发生。培养4周后,将其转移到添加4.0mg/L BAP的培养基上进行培养。结果表明,快中子辐照处理对胚小叶组织培养及体细胞胚胎发生有很大影响。未...