大白菜InDels标记开发及其在剩余杂合体鉴定中的应用

大白菜(Brassica rapa ssp.pekinensis)参考基因组序列的公布及测序成本的降低为大规模开发插入/缺失(Insertion/Deletion,InDel)标记提供了可能.本研究以性状差异明显的大白菜自交系He102与06-247为亲本,开展了全基因组重测序、标记开发和验证工作.二者测序深度分别为10×和8×,经筛选共获得330 218个InDels差异位点,出现频率为1.2个/kb,其中有11 238个差异位点位于编码区,包括5 184个差异基因,每个基因平均包含2.2个差异位点.分别以He102与06-247测序数据中筛选出的多态性InDels位点为参照,从10条染色体上随机选择933个位点进行了PCR扩增及电泳检测验证.结果表明,测序深度对假阳性率有直接影响,以测序较深的材料中筛选到的差异位点为参照,其验证结果的假阳性率亦较高,反之则较低.本研究中以He102与06-247为参照选择InDels位点验证的平均假阳性率分别是51.9％和22.5％.从933个位点中共筛选出593个在亲本之间实际表现为多态性的位点,这些差异位点中有375个位于编码区,是潜在的功能性标记.利用上述差异位点,检测了He102与06-247衍生的F7代重组自交系群体,明确了F7代各株系在593个位点的纯/杂合状态,为利用剩余杂合株系精细解析和精准定位大白菜耐抽薹、抗病毒、抗干烧心等重要农艺性状奠定了基础.     

基因差异表达技术cDNA-SCoT在植物上的研究应用

目标起始密码子多态性(start codon targeted polymorphism,SCoT)分子标记是一种源于起始密码子ATG翻译起始位点保守区域来设计其侧翼单引物的标记技术.自从首次应用SCoT标记进行甘蔗(Saccharum officinarum)基因差异表达分析以来,该技术己被广泛应用于花生(Arachis hypogaea)、玉米(Zea mays)、铁皮石斛(Dendrobium officinale)、芒果(Mangifera indica)、西瓜(Citrullus lanatus)等植物的研究.本文介绍了cDNA-SCoT技术的原理、引物设计方法及特征,着重总结cDNA-SCoT技术体系筛选及其在抗病、抗寒、抗旱、遗传进化等方面的应用研究,以期为科研工作者在选择差异表达分析技术提供参考.     

苹果杂交后代植株果实着色性状的遗传分析和预测

苹果着色问题是影响我国许多产区苹果质量的重要因素,本研究利用苹果着色相关基因MdMYB1（GenBank登录号：DQ886414）设计引物进行PCR扩增,开发出一个酶切位点为HaeⅢ的CAPS标记Mb2,该标记可用于区分杂交亲本‘富士’和‘嘎拉’苹果及分析其杂交后代植株。进一步利用Mb2标记对该杂交组合的后代植株进行遗传分析,结果表明,可将77个后代植株分为2组,一组42个后代植株含有来自‘嘎拉’亲本的非红色性状等位基因以及来自‘富士’亲本的非红色性状等位基因或者红色性状等位基因,其果实颜色预测为非红色与红色或者非红色与桔红色;另一组35个后代植株含有来自‘嘎拉’亲本的红色性状等位基因以及来自‘富士’亲本的非红色性状等位基因或者红色性状等位基因,其果实颜色预测为桔红色与红色或者只有红色。本研究结果将为选育优质苹果新品种提供依据和方法参考。     

ITS鉴定木材种类：一例司法鉴定研究实例

本研究选取一例非法收购国家重点保护植物油丹的司法鉴定案作为研究实例,在确认鉴定技术可行的前提下,应用ITS序列分析对待检测的原木进行了分子鉴定。本研究采用CTAB法提取原木DNA,对其提纯后进行ITSrDNA的PCR扩增,再对PCR阳性产物进行克隆、测序,将测序结果进行Blast分析和构建系统发育树。结果表明,送检的47根原木中有9根被鉴定为油丹。本研究采用ITS序列系统发育分析方法,成功鉴定了原木种类,为今后类似司法鉴定案件的审理提供了可靠的鉴定意见。     

分子标记技术在杉木研究中的应用

综述了分子标记技术在杉木种质资源鉴定、群体遗传多样性研究、遗传连锁图谱构建和数量性状位点(QTL)定位及分子标记辅助选择育种等方面的应用进展,指出目前该方面研究存在的问题,并展望了分子标记技术在杉木研究中的应用前景     

水稻叶片形态建成分子调控机制研究进展

叶片形态是水稻“理想株型”的重要组成部分,是当前水稻高产育种关注的重点。本文通过对已克隆多个叶形相关调控基因综述了水稻叶片形态(叶片卷曲度、倾角、披散程度以及叶片宽度)建成的分子遗传学研究进展。综合分析认为,水稻叶片的卷曲主要是通过卷叶基因调控叶片近轴/远轴间的发育、泡状细胞的发育及其膨胀和渗透压、厚壁组织的形成以及叶片角质层的发育等来实现。影响植株空间伸展姿态的叶倾角主要通过叶角基因调控油菜素内酯的信号传导来影响叶枕细胞的生长发育;唯一被克隆的影响叶片披垂度的披叶基因DL1是通过控制叶片中脉发育而改变叶片形态的;而窄叶基因则主要通过调控生长素的合成与极性运输、维管组织的发育和分布,影响叶片维管束数目及宽度。但到目前为止,所有已克隆的叶形调控基因间相互调控关系的研究还不够深入,还不能完整清晰地勾勒水稻叶形建成和发育的分子调控网络。因此,在已有的研究基础上更深入地探索水稻叶片形态建成的分子调控机制,对进一步构建相关的调控网络,塑造水稻理想株型具有重要意义。     

opaque-2玉米近等基因系的构建与赖氨酸含量快速检测

我国高赖氨酸玉米种质资源狭窄,opaque-2(o2)突变基因能大幅提高玉米赖氨酸含量,通过分子标记辅助选择构建o2玉米近等基因系并检测其赖氨酸含量具有重要意义。其中,要解决的两个关键问题是如何准确地将不同供体的o2突变基因导入受体系和如何快速地检测导入系的赖氨酸含量。本研究利用O2基因内紧密连锁的SSR共显性标记引物phi057检测玉米供体和受体自交系的多态性,利用其特异性和共显性构建o2近等基因系;参考已有研究,改进染料结合(DBL)法,测定18组构建成功的o2近等基因系的赖氨酸含量。结果表明,不仅在不同供体(CA339和山东2548)之间存在多态性,而且在不同受体系间也存在多态性,利用phi057能够成功地将不同供体的o2突变基因导入受体系,构建o2近等基因系;改进的DBL法分析表明,不同受体系赖氨酸含量变化较大,不同背景的受体系导入o2突变基因后赖氨酸含量增加的幅度差异也较大;普通玉米自交系间赖氨酸含量为0.223%~0.368%,构建成功的不同o2近等基因系间,赖氨酸含量为0.373%~0.527%,与受体亲本相比,赖氨酸增加幅度最低为13%,最高为74%。分析表明,phi057能准确筛选导入o2突变基因的受体系,结合改进的DBL法能快速地选择赖氨酸含量高的玉米。     

河南小麦新育成品种(系)白粉病抗性鉴定与分子标记检测

利用华北地区流行的白粉菌菌株E09和E20,分别对河南省小麦新品种(系)区域和预备试验参试材料908份(2009—2013年度)和412份(2009—2012年度)进行苗期白粉病抗性鉴定,同时利用与Pm2、Pm4a、Pm8和Pm21基因连锁的分子标记检测相关抗病基因的分布。结果显示,抗E09的材料占21.9%(199/908),抗E20的材料占9.5%(39/412),同时抗E09和E20的材料仅占3.6%(15/412)。在908份供试材料中,580份含有1BL/1RS,占63.9%,含Pm8或新的1RS来源抗白粉病基因;另有2份材料含6AL/6VS来源广谱抗白粉病基因Pm21,8份可能携带Pm2,2份可能含有Pm4a;有6份材料可能含有多个抗白粉病基因。表明河南省近年育成的小麦新品种(系)依然含有对我国白粉菌菌系有效的抗白粉病基因,但抗源遗传基础较窄,部分已经或正在丧失抗性,应加快引进和利用新的多样化抗病基因资源。     

两种施肥环境下冬小麦京411及其衍生系产量和生理性状的遗传分析

明确高产广适性与肥料高效利用相关性状的遗传特性对培育优良新品种具有重要意义。本研究以京411及其衍生后代共15个品种(系)为材料,在4个正常施肥和1个常年不施肥环境下研究品种(系)的产量构成因素和生理性状,结合90K SNP芯片,解析骨干亲本携带的产量和生理性状等位基因信息,探讨优异基因对高产品种的贡献。结果表明,正常施肥环境下,京411衍生后代的产量和收获指数均随世代增加呈逐渐上升趋势,其中收获指数增加较为显著(P0.05)。冠层温度对籽粒产量有重要贡献(P0.05),而叶面积指数和光合速率对收获指数有显著贡献(P0.05)。两种施肥条件下中麦175具有较高且稳定的产量和生物学产量,主要与其较高的肥料吸收效率有关。控制产量和生理性状的遗传区段主要分布在A和B基因组上,2B、3A和5A染色体分别携带控制穗粒数、叶面积指数和光合速率的位点。京411携带31个对产量和生理性状为正向效应的等位基因,衍生品种CA0958和中麦175携带的正向效应区段最多,分别占正向效应位点总数的53.85%和51.35%。中麦175的高产潜力和广适应性可能与其携带较多有利等位基因有关。     

芸苔属植物自交不亲和性遗传机理研究及应用进展

芸苔属作物S位点上有三个紧密连锁的基因SLG,SRK,SCR/SP11。其中SRK和SCR/SP11蛋白分别为柱头和花粉SI信号识别决定因子。复等位基因显隐性关系与SRK基因的表达水平并不相关,可能是由于在绒毡层中SCR基因受到强烈的下游调控导致杂合体中隐性SCR基因在小孢子细胞中表达受到抑制。分子进化研究表明十字花科S位点基因的多态性来自于共同的祖先,并在不同种分化之前已经形成。利用芸苔属植物自交不亲和性遗传机理发展而来的PCR-RFLP方法提供了在芸苔属作物育种中切实可行的精确鉴定植株的S基因型和自交不亲和性的有效方法。