水稻功米3号高抗性淀粉性状的遗传分析

抗性淀粉具有降低糖尿病患者饭后血糖值、减少肠机能失调及结肠癌发病率、提供能量以及防止脂肪堆积等重要生理功能。为了了解水稻(Oryza sativa L.)中抗性淀粉含量这一性状的遗传特点,本研究以高抗淀粉水稻品种籼稻(indica)功米3号和粳稻(japonica)日本晴的正、反交组合F1及其自交后代F2、F2∶3群体为研究材料,分别测定各单株的抗性淀粉含量以分析其遗传特点。结果显示,正、反交组合的F1抗性淀粉含量及淀粉颗粒形态均表现出与相应母本相似的遗传现象,但是正、反交组合F2的抗性淀粉含量没有显著差异,而且F2∶3发生性状分离,说明这一性状受母性效应的影响。通过对功米3号/日本晴F2∶3群体的群分离体混合分析,在1号和6号染色体上分别筛选出3对和6对可能与抗性淀粉含量位点连锁的微卫星标记;利用QTL(quantitative trait locus)作图软件检测到3个抗性淀粉含量QTL(qRS6-1、sqRS6-2和qRS6-3),均分布在6号染色体上,其中qRS6-2和qRS6-3可解释表型变异分别为20.36%和40.13%,同时检测到1号和6号染色体之间存在着1对上位性QTLs。以上结果说明,抗性淀粉含量这一性状是由少数主效基因和多个微效基因以及非等位基因间互作所控制的数量性状(QTL)。以上结果为高抗性淀粉水稻育种的母本选择提供了理论依据,为精确定位抗性淀粉含量相关的主效基因提供了基础资料。     

甘蔗C4磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因转化烟草研究初报

将全长6.8 kb含所有内含子及部分5’侧端和3’末端的甘蔗C4磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)基因插入植物目的基因载体pBI121,经农杆菌介导转化获得转基因烟草,PCR检测和dot southern分析证实外源基因已整合进入烟草基因组中。甘蔗C4Ppc基因导入烟草后其叶片PEPC活性有所提高,但提高较小。因此,有必要继续进行克隆目的基因的5’侧端和3’末端获得其完整序列后用于C3作物的遗传转化研究。     

甘蔗与斑茅杂交染色体组构成特征研究

斑茅是甘蔗重要的野生种质资源,渗入斑茅血缘来提高甘蔗抗性是目前甘蔗育种的重要途径之一。对甘蔗与斑茅杂交后代进行染色体分型有利于高效利用斑茅的各种优异性状。本研究利用斑茅特异引物鉴定斑茅与甘蔗杂交高世代材料的真实性,通过荧光原位杂交对甘蔗与斑茅染色体进行分型,以探究斑茅和甘蔗染色体在子代中的遗传与分离,并分析其染色体组结构特征。结果表明,杂交群体中有30份为斑茅的真实后代,包含斑茅染色体从1～10条不等,说明其后代群体基本服从n+n的遗传方式,占整个真实后代群体的60%。斑茅与甘蔗发生染色体水平的重组约16.67%,并且斑茅与不同血缘甘蔗重组的概率趋近一致。割手密种特异探针共定位结果表明,斑茅血缘的渗入降低了近现代栽培甘蔗种中热带种血缘与重组血缘的占比,并同时提高了割手密血缘的比例。本研究分析的甘蔗与斑茅杂交后代中不同血缘染色体组的遗传及结构特点,为提高斑茅种质资源在甘蔗育种中的开发利用提供了细胞遗传学基础。     

离体培养中利用病菌粗毒素检测香蕉枯萎病抗性研究

在香蕉组织培养过程中,将香蕉枯萎病菌粗毒素添加到组织培养基中,以测定不同品种香蕉对粗毒素的敏感性,并对薄片培养芽用粗毒素进行多次诱变以筛选抗(耐)病突变体。结果表明:供试5个品种香蕉离体培养芽对粗毒素的敏感性程度为农科1号粉蕉粉杂巴西蕉东莞大蕉,这与田间真实的品种抗病性不相符合,说明粗毒素虽然对不同抗性的香蕉品种均具有致病作用,但香蕉离体培养芽对粗毒素的敏感性程度与香蕉品种的抗病性无相关关系。巴西蕉和农科1号通过薄片诱导的不定芽对粗毒素的半致死浓度为40.63 mg/L和31.82 mg/L,两个品种香蕉离体培养芽经枯萎病菌粗毒素多次诱变筛选后可获得稳定的耐毒素芽。     

甘蔗转HC-Pro基因的研究

通过基因枪(PDS-1000He)轰击法将构建好的多功能蛋白HC-Pro的植物表达载体pHCFL与带PMI筛选标记基因的pZMLR14植物表达载体共转化导入易感花叶病甘蔗品种福农95-1702的胚性愈伤组织中,转化的愈伤经甘露糖筛选后获得抗性转化甘蔗幼苗。经PCR检测、氯酚红显色、RT-PCR检测和DNA点杂交分析获得转HC-Pro的转基因植株,转化率为0.8%(HC-Pro基因)、1.7%(PMI基因)和0.4%(HC-Pro基因+PMI基因)。花叶病毒接种实验结果显示,未转基因植株的发病率为75%,而转基因植株均系统性发病,推测由于HC-Pro的大量表达抑制了甘蔗体内自身的RNA沉默机制而使病情加重。其它农艺性状调查结果显示,转基因与未转基因植株之间不存在显著差异,表明转HC-Pro和PMI基因对甘蔗的生长或其他农艺性状没有负面影响。     

广西甘蔗主栽品种梢腐病田间抗性初步评价

为更好地为广西甘蔗品种的合理布局和科学种植提供依据,探讨广西甘蔗主栽品种对梢腐病的田间抗性,根据发病程度,利用病情指数划分的抗性标准,在甘蔗梢腐病发生盛期,对目前广西蔗区13个主栽品种进行梢腐病抗性的田间综合评价。结果表明:宿根蔗感病程度比新植蔗严重。新植蔗表现为高抗的品种3个,抗病9个,中抗1个;宿根蔗表现为高抗的品种4个,抗病8个,中抗1个。综合不同蔗区新植蔗和宿根蔗的抗性表现,高抗品种2个(粤糖94-128、台优),抗病9个(ROC22、粤糖93-159、桂糖31、桂糖03-2287、桂糖42、台98-0432、桂糖29、柳城03-1137、桂糖21),中抗2个(柳城05-136、粤糖60)。新植蔗和宿根蔗抗性表现为同一水平的8个(粤糖94-128、台优、ROC22、桂糖03-2287、桂糖42、台98-0432、柳城03-1137、桂糖21),宿根蔗差于新植蔗的2个(桂糖31、粤糖60),3个变化趋势相反(粤糖93-159、桂糖29、柳城05-136)。不同蔗区梢腐病的发生情况不同,品种在各个蔗区的抗性表现也不同。2015年,广西蔗区主栽品种对梢腐病抗性达到中抗以上水平,说明梢腐病对该榨季广西甘蔗生产为害程度尚不严重。     

甘蔗苗期叶绿素荧光参数与抗旱性关系研究

 利用调制式叶绿素荧光仪研究甘蔗苗期水分胁迫下叶绿素荧光参数的动态变化与甘蔗抗旱性的关系。结果表明，水分胁迫下Fv/Fm、Fv/Fo、Yield、Rfd等荧光参数随水分胁迫强度增强而下降，变化幅度因品种抗旱性强弱而异。水分胁迫下上述荧光参数的动态变化可作为简便易行的抗旱性强弱诊断指标在甘蔗抗旱育种上应用。     

水分胁迫下斑茅3个逆境代谢相关基因表达的实时PCR分析

【研究目的】初步探讨斑茅3个关键逆境适应相关基因在水分胁迫下的表达机制。【方法】已克隆S-腺苷蛋氨酸脱羧酶、鸟氨酸氨基转移酶、甜菜碱脱氢酶3个基因和内参基因的基础上,应用定量PCR技术,对这3个基因在不同胁迫时间下的表达水平进行分析。【结果】斑茅的S-腺苷蛋氨酸脱羧酶、鸟氨酸氨基转移酶基因、甜菜碱脱氢酶基因表达在初期均受抑制,后期表达持续上调,但甜菜碱脱氢酶基因受水分诱导表达较前两个基因明显。【结论】这可能暗示着在斑茅中,脯胺酸和甜菜碱的合成受水分胁迫诱导,而甜菜碱的合成相对脯胺酸和多胺受水分胁迫诱导影响更大。这些研究为斑茅抗旱的分子机制提供初步的理论基础。     

应用RAPD技术研究甘蔗属及其近缘属种间亲缘关系

利用DNA随机扩增多态性(random amplified polymorphic DNA，RAPD)技术，研究了甘蔗属及其近缘属种间的亲缘关系。选择20个引物扩增，在得到的193个片段中，有3个片段是10个材料共有的，多态性达98％。聚类分析结果表明：甘蔗属可划分为两个组群，即热带种组群(包括热带种、印度种、大径野生种、中国种)和割手密种组群。该结论与Irvine的分类结果非常相似。