麦瘟病与小麦抗麦瘟基因研究进展

小麦麦瘟病,由梨孢菌小麦专化型(Magnaporthe oryzae, sp. Triticum, MoT) 侵染所致,最早于1985年在巴西发现,随后传播到其他南美国家。2016与2017年,麦瘟病登陆亚洲,相继在孟加拉国和印度暴发,对亚洲乃至全世界的小麦生产形成了潜在威胁。近年来,世界各国的科学家对麦瘟病进行了广泛和深入的研究,取得了较大进展。本文对小麦麦瘟病病原菌、侵染过程、流行因素和小麦抗病基因的研究进展进行了综述,并介绍了小麦麦瘟病抗性评价的方法。本研究组研究发现,在人工接种条件下,水稻来源的稻瘟病菌株(MoO)可侵染小麦引起典型麦瘟症状。笔者认为,虽然目前我国还没有麦瘟病发生的报道,但部分地区存在麦瘟病的发病条件,随着全球气候变暖麦瘟病有暴发的可能,需引起高度重视。建议加快麦瘟病发病机理及小麦抗性基因发掘的研究,以提升我国麦瘟病的研究水平,并为预防麦瘟病的发生未雨绸缪。     

刨花楠开花结实习性及其种子贮藏试验初报

观察了刨花楠开花结实习性,并进行了种子不同贮藏方法试验.结果表明:刨花楠开花结实期在不同坡向上差异明显,花期阳坡早于阴坡8 ～ 10 d,果期则早4 ～ 5d;刨花楠盛花期为4月5 ～ 15日,果熟盛期为6月中下旬;不同贮藏方法和贮藏时间刨花楠种子的保存率、发芽率、发芽势均有较明显差异,以低温湿沙贮藏效果较好,贮藏半年后种子保存率达100%,发芽率、发芽势达71.67%.     

昆明市西山区苹果的开花生物学特性与果实品质

对昆明市西山区大河果园主要苹果品种的开花生物学与果实品质进行调查研究,结果表明:花芽能顺利完成分化,乔纳金花芽分化要比红富士早,红富士的花芽坏死率为6.3%;各品种花期不一致,持续时间较长,约为20 d;各品种的果个不大,金冠果形指数为0.91~0.94、红富士为0.83~0.84;金冠苹果7月底时其成熟度和糖酸比都较低,应适当推迟采收期,红富士品种的成熟度和糖酸比在9月底达到较好的水平,可根据需要适时采收。     

A genetic linkage map in southern‐by‐spring oat identifies multiple quantitative trait loci for adaptation and rust resistance

We developed 178 recombinant inbred lines from a southern‐by‐spring oat population designated as “TxH.” These lines were genotyped to generate a high‐quality linkage map that resolved 6,902 markers into 21 linkage groups that matched closely with the latest hexaploid oat consensus map. Three major quantitative trait loci (QTLs) affecting heading date were found in locations that are consistent with known QTLs and candidate genes, and two other QTLs affecting heading date were found in novel locations. Five QTLs affecting plant height were found. Both sets of QTLs are responsible for transgressive segregation observed for these two traits. Four QTLs affecting resistance to crown rust, caused by the pathogen Puccinia coronata f. sp. avenae, were identified. Two of these QTLs are consistent with known clusters of rust resistance genes, while two may represent new locations of novel rust resistance genes. A complete set of SNP sequences suitable for generating markers for molecular selection is provided.     

利用WGCNA进行玉米花期基因共表达模块鉴定

权重基因共表达网络分析(weighted gene co-expression network analysis, WGCNA)是系统生物学的一种研究方法,在挖掘生物学数据与特定性状之间的生物学关系方面具有十分重要的作用。本研究利用玉米(Zea mays L.)自交系B73的14份不同发育阶段的转录组数据,筛选掉低表达丰度的基因,最终得到了22,426个高表达的基因用于创建基因表达矩阵;利用不同组织作为性状,创建表型矩阵。然后利用R软件中的WGCNA包建立了共表达网络,共得到20个模块。本研究将与组织相关性高于0.65的模块定义为组织特异性模块,最终鉴定到14个组织特异性模块。利用在线网站Agrigo对组织特异性模块中的基因进行GO (gene ontology)富集分析,发现14个模块中均可以得到富集种类。开花作为玉米生育周期中的一个重要生理过程,不仅代表着植物从营养生长到生殖生长的转变,也关系到产量、株高和抗逆性等农艺性状。本研究发现8个组织特异性模块中的基因可以富集到与开花调控的代谢通路。此外,有17个已经报道过的开花时间调控基因存在于共表达模块中,并且主要分布在Blue模块和Darkmagenta模块,因此本研究重点关注了这2个模块内部的基因调控网络。本研究通过计算不同组织中的基因表达丰度,并联合权重基因共表达网络分析的方法,鉴定到了具有生物学意义的共表达基因模块,挖掘到了数个开花相关的模块,有助于揭示玉米开花调控的遗传机制。     

蓖麻株高性状主基因+多基因遗传分析

本研究选用蓖麻YC2×YF1高、矮秆组合的2组6世代群体(P1、P2、F1、B1、B2和F2),对株高性状进行了主基因+多基因混合遗传模型分析。结果表明,蓖麻株高受1对主基因和多基因共同控制。2组群体在B1、B2和F2三个分离世代中主基因遗传率分别为37.05%/49.57%、30.51%/34.48%和43.98%/43.64%;主穗位高和主茎节数均受2对主基因和多基因共同控制,且主基因的互作效应显性效应加性效应。3个分离世代中,2组群体主穗位高主基因遗传率分别为67.91%/92.72%、86.89%/92.13%和60.18%/66.87%,主茎节数主基因遗传率分别为91.83%/91.50%、35.22%/63.37%和85.76%/94.58%。主茎节长由多基因控制,遗传率分别为47.64%/47.64%、38.87%/38.87%和25.25%/52.71%。以上遗传模式决定了蓖麻杂种后代株高、主穗位高和主茎节长的正向超亲遗传,而主茎节数则倾向于低值亲本。因此,主穗位高和主茎节数可以作为株高的早期间接选择指标。     

玉米开花期相关的Indeterminate domain(IDD)蛋白家族基因的鉴定

开花期是影响玉米产量的重要因子之一。Indeterminate1 (ID1)编码玉米Indeterminate domain (IDD)家族蛋白,是玉米开花期的重要调控因子。然而,其他玉米IDD蛋白家族基因及其生物学功能有待深入研究。本文利用生物信息学技术在玉米基因组中鉴定并分离了37个IDD家族基因,记作ZmIDD。表达分析发现这些ZmIDD基因在8个玉米组织中显示出多种表达模式。为进一步探讨ZmIDD基因在调控玉米开花期上的作用,检测了37个ZmIDD在172个自交系中的遗传多样性,发现35个ZmIDD基因在自交系间具有多态性,平均每个基因具有37.8个多态性位点。关联分析鉴定到包含ID1在内的7个ZmIDD基因在多个环境下与开花期性状显著关联。对Zm00001d020683基因2 kb的启动子区和600 bp编码区重测序,共鉴定到64个多态性位点。候选基因关联分析鉴定到2个启动子区的插入缺失(In/Del)位点与开花期显著关联,其中2个位点分别插入3 bp和2 bp的单倍型为一种提早开花的基因型。研究结果为玉米开花期相关基因的分离和利用研究提供了候选基因和选择靶点。     

水稻OsUBA基因的表达及其在促进种子萌发和开花中的功能

自噬是将功能异常或不需要的胞内组分降解的细胞学过程,广泛参与真核生物的生长发育过程、对营养缺乏的响应及生物/非生物胁迫反应。NBR1 (Next to BRCA1 gene 1, NBR1)是在植物中发现的最重要的自噬受体,但有关植物NBR1类自噬受体的研究较少,水稻中此类蛋白的研究还是空白。本文通过RT-PCR方法,从水稻日本晴幼苗的cDNA中克隆到一个含有泛素相关结构域(Ubiquitinassociated,UBA)的基因,将其命名为OsUBA。OsUBA的开放阅读框长2538 bp,编码845个氨基酸残基。OsUBA属于水稻中的NBR1类蛋白。OsUBA的启动子区有多个与光、逆境胁迫及激素反应相关的元件; OsUBA基因在水稻花药、正在萌发的种子以及根中的表达量较高,在茎和叶中也有表达; 200μmol L~(–1) ABA处理显著抑制OsUBA的表达,100μmol L~(–1) GA处理后OsUBA的表达略有升高。对OsUBA过表达水稻株系的研究表明,转基因水稻种子的萌发比野生型更快, ABA (3μmol L~(–1))处理显著抑制OsUBA过表达水稻株系种子的萌发, GA (100μmol L~(–1))处理对OsUBA过表达水稻株系种子的萌发略有促进;OsUBA过表达水稻株系的开花时间较野生型明显提前。这些结果表明,水稻NBR1蛋白基因OsUBA的表达和功能可能与对开花时间和种子萌发的调控以及生物/非生物胁迫反应有关。     

70份国外小麦品种(系)的苗期和成株期抗叶锈病鉴定

小麦叶锈病是小麦生产中的重要病害之一,培育持久抗病品种是最经济、有效和环保的方法。本研究用19个不同毒力的叶锈菌小种苗期接种70份国外引进小麦品种(系)及36个已知抗叶锈病基因的载体品种进行抗性鉴定,同时在2016—2017年度分别于河北保定和河南周口对70份国外引进品种进行田间抗叶锈性鉴定。为进一步检测材料中所携带的苗期和成株抗叶锈病基因,利用12个与已知基因紧密连锁的分子标记进行检测,综合基因推导、系谱分析和分子标记检测的结果,在33份材料中鉴定出15个抗叶锈病基因,包括Lr1、Lr2a、Lr26、Lr3ka、Lr11、Lr17、Lr30、Lr10、Lr14a、Lr2b、Lr13、Lr15、Lr21、Lr44和Lr45,田间鉴定筛选出39份品种表现慢锈性。苗期和田间表现表明,国外品种中含有丰富的对我国叶锈菌小种有效的苗期和成株期抗叶锈病基因,可作为小麦抗叶锈病抗源在抗病育种中加以利用。