甘蔗独脚金内酯生物合成关键基因ScD27的克隆与表达分析

独脚金内酯(strigolactones,SLs)是一类新型植物激素,D27基因是独脚金内酯生物合成途径中最上游的调控基因,且该基因调控SLs的合成是一个可逆的过程。本研究根据水稻、玉米、高粱、二穗短柄草4种禾本科作物的D27基因核苷酸序列保守区域设计引物,以甘蔗品种ROC22的c DNA为模板,利用RT-PCR和RACE技术,从甘蔗中克隆出D27基因的c DNA全长序列,命名为Sc D27,Gen Bank登录号为KP987221.1。该基因序列全长1379 bp,包含一个867 bp的完整开放阅读框(ORF),编码288个氨基酸残基。Sc D27编码的蛋白质分子量为71.58 k D,理论等电点为5.04,是一种非分泌性蛋白,主要分布于叶绿体上,该蛋白的保守区可能具有2个锌指蛋白结构域(Zn F_TAZ和Zn F_A20),且不存在信号肽;该基因编码的氨基酸序列具有较高的保守性,与高粱、谷子、大麦、短穗二柄草等禾本科植物的D27氨基酸序列相似性在70%以上;Sc D27基因在甘蔗各组织部位均有表达,其中茎尖和腋芽中表达量较高,叶、茎和根中的表达较低。此外,Sc D27基因在甘蔗茎尖中的表达受PEG、盐胁迫、磷缺乏和营养缺乏的诱导,推测Sc D27基因是甘蔗独脚金内酯生物合成途径中响应非生物胁迫的关键基因。     

中国本土割手密血缘创新亲本材料的利用潜力分析

 以云割F1,F2,崖城71-374（F2）及其后代与国内外常用亲本配成的30个杂交组合为研究材料,分析其有性世代主要性状的遗传效应。结果表明：母本、父本及选配方式的不同后代的主要性状均表现极显著差异（P<001）,平均遗传力依次为：组合（896%）＞父本（764%）＞母本（706%）;后代主要性状的遗传力大小顺序为锤度＞有效茎＞茎径＞株高＞蔗产量＞糖产量;云割F197-105,云割F197-147,云割F203-7,云割F203-78,云割F180-189,云瑞05-458,云割F203-72等7个材料做父本的一般配合力优于优良亲本崖城71-374,可作为优良创新种质、亲本材料重点利用;云蔗99-155,云割F203-315,云蔗89-7,桂糖92-66,内江00-118可作为高糖亲本利用;德蔗93-88×云割F203-7,CP65-357×云割F180-189,粤糖93-159×云割F180-189可作为高产、高糖优良创新组合重点利用;CP65-357×云割F197-105,粤糖93-159×云割F197-147,云瑞05-344×云割F197-105,Q141×云割F197-105,云瑞05-189×云割F203-78,云瑞05-344×云瑞05-458,农林03-1×云割F197-105等可作为高生物量能源甘蔗育种优良创新组合重点利用。     

50份国外甘蔗杂交种质的产量评价

50份国外甘蔗杂交种质经过3年（1新2宿）的产量数据收集,从中筛选评价出3年平均产量高于120t／hm^2的高产种质12个,占总数的24％;平均产量在90-120t／hm^2之间的中产种质14个,占总数的28％;平均产量在90t／hm^2以下的低产种质24个,占总数的48％。其中表现高产的12个种质可以做为高产亲本杂交或回交利用,从而达到甘蔗产量遗传改良的目的。     

转甘蔗抗虫基因CpTI的RT-PCR检测

利用已修饰的CpTI基因进行转基因检测,根据修饰后的目的基因片段序列对两个甘蔗品种（P44和福农94-0403）的转基因甘蔗进行RT-PCR检测研究,结果在被检测的10株甘蔗中验证了3株已转入植株中,RT-PCR检测到的20、25、26号植株均呈阳性,证明被修饰的sck基因已成功转入甘蔗。     

不同割手密杂交后的父性遗传分析

本研究主要选用云割82-114、云南1号、云割83-184、云割82-25、云割82-160、瑞割3号等优良甘蔗细茎野生种作为父本,利用百眉蔗、粤糖93-159等作为母本,通过有性杂交,并利用SSR鉴定杂交后代的遗传关系,从140个后代材料中鉴定出109个真实杂种,27个是假阳性材料,4个自交材料。并对12个组合真实性达到6个以上的子代进行了父性遗传的评估,结果父本共检测出24个位点,各子代群体的平均父性多态性比率在33.33 %-86.67%之间,平均基因杂合度较低,而父性遗传率相对较高。     

基于SSR分子标记数据构建割手密核心种质库

以92份割手密初级核心种质为研究对象,利用SSR分子标记数据,依据Jaccard、SM和Nei & Li 3种遗传相似性系数逐步进行UPGMA聚类、多次抽样构建割手密核心种质库。结果显示：92份样本在15个SSR 位点上呈现出丰富的多态性,共获得331个多态性条带,平均多态性条带比例达100%;利用3种遗传相似性系数和随机取样共获得5个核心种质库;Shannon–Wiener多样性指数、总条带数和多态性条带数3个指标在核心种质库代表性检验中呈现出较高的检测效率,其他6个指标检测效率相对较低;5个核心库中依据SM遗传相似性系数逐步构建的核心种质库质量最优,该库由80份样本组成,Nei’s多样性指数和Shannon?Wiener多样性指数分别为0.984 1和4.259 8,在P<0.05概率条件下与原库(分别为0.985 6和4.358 3)无显著差异,而且与原库的农艺性状均值差异百分率为0(<20.00%),极差符合率为99.16%(>80.00%)。研究认为,依据SM相似性系数,通过UPGMA聚类构建的80份割手密核心种质较好地代表了基础原始种质的分子水平和表型遗传多样性,可为后续割手密种质资源的精准鉴定、优异抗性基因发掘和种质资源杂交利用提供依据。     

DTOPSIS法综合评价甘蔗创新种质

运用DTOPSIS法对17份甘蔗创新种质及两份对照种进行综合评价。结果表明,云野07-58、云野06-34、云野06-28、云野07-129、云野06-464、云野07-99、云野06-141、云野07-133八份材料的综合性状优于双对照,云野07-124、云野06-185、云野07-98、云野07-114、云野07-10、云野06-216、云野07-100、云野06-168优于ROC10,次于ROC22,该组材料可作进一步试验观察,云野06-207次于双对照种,予以淘汰。     

云南不同生态型甘蔗细茎野生种育种潜力分析

【目的】筛选符合育种目标要求的甘蔗组合或种质,以扩大甘蔗遗传种质血缘,提高甘蔗育种效率。【方法】以云南不同生态类型的10份甘蔗细茎野生种无性系及其与栽培种杂交组配的17个组合有性世代群体为研究材料,应用R软件统计分析其株高、茎径、有效茎数、锤度、蔗茎产量和蔗糖产量等6个主要经济性状的配合力、遗传力。【结果】不同生态型甘蔗细茎野生种（父本）对其杂交后代的影响主要表现为蔗茎产量的改变,对后代主要经济性状的改良主要表现为产量性状的变化,而双亲对后代性状的改良主要表现在锤度、茎径、株高、有效茎数4个性状。在亲本及所配组合中,以不同组合方式对后代性状的影响较大,其次为父本,母本影响相对较小。湿热生态型甘蔗细茎野生种蔗茎产量的配合力表现突出,尤其是云割82-114、瑞割06-7-3,可作为高产育种的重要种质。半湿润半干燥型甘蔗细茎野生种的锤度表现出极高的配合力,尤其是云割83-174、云割83-160和云南1号,可作为高糖育种的优良种质。粤糖93-159×云割82-114、CP65-357×瑞割06-7-3和CP77-1776×云割82-114等3个组合的蔗糖、蔗茎产量和锤度特殊配合力均为正效应,是高糖、高产优良组合,应重点利用。【结论】云南不同生态型甘蔗细茎野生种无性系的蔗茎产量、蔗糖分遗传潜力表现不尽相同,应有目的地选择利用多种类型的甘蔗细茎野生种无性系创新种质,培育新型亲本,尽可能地丰富甘蔗育种遗传基础。     

平菇遗传转化的研究进展

平菇是重要的食用担子菌之一,具有广阔的研究应用前景。综述了近年来平菇遗传转化体系的研究进展。     

甘蔗HD-Zip Ⅰ亚家族转录因子基因ScGT1的克隆和生物信息学分析

Grassy Tiller1(GT1)属于植物HD-Zip Ⅰ亚家族转录因子,通过抑制侧芽萌动和侧枝伸长调控植物分蘖性状。本研究使用RT-PCR和RACE技术从甘蔗品种ROC22中克隆出甘蔗GT1同源基因ScGT1 (MK318528)。生物信息学分析发现该基因cDNA序列包含一个长度为723 bp的开放阅读框,可编码一个含240个氨基酸的蛋白。该蛋白具有一个Homeodomain保守结构域,分子量为26.44kD,理化等电点pI为6.04,属于亲水蛋白,无跨膜结构,不存在信号肽,可能定位于细胞核,参与氨基酸生物合成的可能性较高。蛋白结构及同源性分析表明该蛋白空间结构与高粱和玉米较为相似,Homeodomain结构域高度保守,变异较少。系统发育树分析表明该蛋白属于HD-Zip I亚家族中的gt1 Clade类群,与高粱和玉米GT1亲缘关系较近,初步推测ScGT1可能通过腋芽分生组织发育的调控来影响分蘖表现。该研究可为后续该基因更深入的功能鉴定和分子辅助育种奠定重要的前期基础。