中国赖草[Leymus chinensis（Trin）Tzval]与普通小麦（T. aestivum L.）杂交及其后代小 - 赖麦（Triticum - Leymus）的研究

中国赖草（Leymus chinensis）为中国特有,用它与普通小麦（T. aestivum）杂交并经连续选育已获得小 - 赖麦（Triticum-Leymus）新种质7个品系,主要特点是高蛋白质、高赖氨酸含量和抗条锈、叶锈及白粉病。细胞学研究结果：F#-2时在1个完整细胞内只有1,2,3,4,6……等少数染色体,还有大环、长链、桥、落后染色体等异常现象。1987年观察了大量花粉母细胞（13892个）及根尖细胞（435个）染色体,从中筛选出7个品系,其2n=43 - 49者占75.63%,其中n = 22Ⅱ和2n = 49各占90%以上者各有2个品系。叶片酯酶同工酶分析结果表明杂种品系具有双亲互补酶带。     

半滑舌鳎含sox9基因BAC克隆的筛选及BAC-FISH定位

以本实验室构建的半滑舌鳎BAC文库为基础,通过对其进行有序混合,构建了两步PCR筛选体系;对性别决定相关的sox9基因的序列设计特异性引物,筛选获得阳性单一BAC克隆。利用BAC-FISH技术将包含sox9基因的BAC克隆定位在半滑舌鳎染色体上。结果显示,sox9基因在雌、雄半滑舌鳎的一对常染色体的长臂上分别存在两个杂交信号位点,信号稳定且特异。研究证实了该文库筛选体系的有效性;首次实现了对性别相关的sox9基因在半滑舌鳎染色体上的定位,其结果为揭示sox9基因参与鱼类性别控制的机制提供了重要基础。     

棕点石斑鱼(Epinephelus fuscoguttatus♀)×鞍带石斑鱼(Epinephelus lanceolatus♂)F1染色体制备方法及核型分析

探索了在鱼类大小规格不同情况下制备鱼类染色体的最佳策略和方法,并对棕点石斑鱼(Epinephelus fuscoguttatus♀)×鞍带石斑鱼(Epinephelus lanceolatus♂)杂交子代(俗称珍珠龙胆)的染色体核型进行研究.本研究根据预实验的结果,对所选取的珍珠龙胆幼鱼,采用小鱼游泳法进行前处理,取其鳍条并以冷、热两种不同的滴片方法制备染色体,观察染色体形态并对其染色体核型进行分析.结果显示,选用的染色体制备方法能获得图像清晰、形态良好的细胞分裂相;不同的滴片处理方法细胞分裂指数存在一定差异,即热滴片法的有丝分裂指数为2.58％,明显高于冷滴片法的有丝分裂指数(0.83％),此外,热滴片法所获得的染色体的质量也明显优于冷滴片法.珍珠龙胆石斑鱼二倍体染色体数为48,22对染色体为端部着丝粒染色体,2对染色体为亚端部着丝粒染色体,其染色体臂数(NF)为52,核型公式为2n=48,4st+44t.珍珠龙胆与父本鞍带石斑鱼的染色体数目、核型基本一致,而与母本棕点石斑鱼的核型存在很大差异.研究表明,珍珠龙胆的2n数与其亲本相同,其核型特点符合典型的高位类群鱼类核型特征.在对珍珠龙胆与其亲本的核型进行比较的同时,对已报道的25种石斑鱼进行了核型的比较和综合分析,为石斑鱼的种质鉴定、遗传资源保护利用、育种提供基础资料和理论依据.     

Functional roles of root plasticity and its contribution to water uptake and dry matter production of CSSLs with the genetic background of KDML105 under soil moisture fluctuation

Soil moisture fluctuation (SMF) stress due to erratic rainfall in rainfed lowland (RFL) rice ecosystems negatively affect production. Under such condition, root plasticity is one of the key traits that play important roles for plant adaptation. This study aimed to evaluate root plasticity expression and its functional roles in water uptake, dry matter production and yield under SMF using three chromosome segment substitution lines (CSSLs) with major genetic background of KDML105 and a common substituted segment in chromosome 8. The CSSLs showed greater shoot dry matter production than KDML105 under SMF, which was attributed to the maintenance of stomatal conductance resulting in higher grain yield. The root system development based on total root length of the CSSLs were significantly higher than that of KDML105 due to the promoted production of nodal and lateral roots. These results implied that the common substituted segments in chromosome 8 of the 3 CSSLs may be responsible for the expression of their root plasticity under SMF and contributed to the increase in water uptake and consequently dry matter production and yield. These CSSLs could be used as a good source of genetic material for drought resistance breeding programs targeting rainfed lowland condition with fluctuating soil moisture environments and for further genetic studies to elucidate mechanisms underlying root plasticity.     

盐胁迫对小麦代换系光合性状的影响及染色体效应研究

为了选育小麦耐盐基因型,以中国春-Synthetic 6x小麦染色体代换系及其亲本为材料,设置对照(0mmol·L~(-1) NaCl)和盐胁迫(150mmol·L~(-1) NaCl)2个处理,通过测定不同处理条件下代换系幼苗比叶重、叶绿素和类胡萝卜素含量及光合速率的变化,探讨盐胁迫对小麦代换系幼苗光合性状的影响,并对其调控相关特性的基因进行染色体定位。结果表明,盐胁迫导致多数小麦代换系叶绿素和类胡萝卜素含量、比叶重、光合速率降低;盐胁迫条件下,Synthetic 6x的2D染色体上可能存在诱导比叶重升高的基因,1A、5A、7A、2B、3B、5B、6B和6D染色体上可能存在诱导叶绿素含量增加的基因,1A、4A、7A和5B染色体上可能存在诱导类胡萝卜素含量增加的基因,1A和7D染色体上可能存在诱导幼苗光合速率增强的基因,即Synthetic 6x的1A染色体上可能存在调控光合特性的关键基因。     

小麦全基因组NBS类R基因分析及2AL染色体NBS-SSR特异标记开发

NBS (nucleotide binding site)类基因是植物界中最重要的一类抗病基因。用信息学方法从普通小麦(Triticum aestivum L.)全基因组中分离出2406条含有NBS结构的完整蛋白序列,每条包含48~2272个氨基酸。根据NBS结构域两端是否连接CC或LRR结构域,将TaNBS分为N、CN、NL和CNL4类。对TaNBS所在scaffold序列的SSR位点进行诊断,从1203条scaffold序列上发现2177个SSR位点,以二碱基重复位点最多,占73.5%。针对小麦2AL染色体上的51个SSR位点开发标记,缺体-四体和双端体验证结果表明,有39个标记(76.5%)为2AL特异标记,其中24个特异标记在抗白粉病材料Khapli (2AL上携带Pm4a)和感病材料Chancellor间存在多态性。利用近等基因系Khapli/8*Cc筛选出3个可能与Pm4a连锁的NBS-SSR标记,分别是Sxaas_2AL22、Sxaas_2AL39和Sxaas_2AL46。本研究开发的与抗病序列紧密连锁的特异SSR标记可用于2AL染色体上抗病新基因的检测以及已有抗病基因的候选序列筛选。     

利用单片段代换系测交群体定位玉米产量相关性状的杂种优势位点

杂种优势利用是提高农作物产量与品质的一种重要途径, 而明确杂种优势的遗传机制将促进优良玉米新品种的选育, 但是截至目前其遗传机制仍然不清楚。本研究以玉米自交系lx9801背景的昌7-2的单片段代换系为基础材料, 利用与自交系T7296的测交群体, 对昌7-2和lx9801对应染色体片段与T7296之间存在差异的杂种优势位点进行了分析, 共检测出64个不同穗部性状和产量的杂种优势位点(HL), 其中23个在2个环境中同时被检测到, 包括4个穗长的HL, 4个穗粗的HL, 4个穗行数的HL, 7个行粒数的HL和4个产量的HL, 并在多个染色体片段上鉴定出同时包含产量及其构成因子的杂种优势位点, 该研究为进一步解析玉米产量杂种优势形成的遗传机制奠定了材料基础。     

大赖草染色体对小麦农艺性状和抗病、耐热性的效应研究

【研究目的】明确大赖草染色体对小麦农艺性状、抗病性和耐热性的效应,为进一步利用大赖草优异基因提供理论依据。【方法】通过黄矮病、白粉病、条锈病人工接种或自然发病鉴定抗病性,以分期播种模拟高温胁迫环境,通过千粒重变化评价耐热性,收获后调查农艺性状、再生性,对小麦-大赖草二体附加系、代换系和亲本‘中国春’进行农艺性状效应鉴定。【结果】结果表明,10个异染色体系苗期对白粉病菌株E09均表现高感,温室成株期白粉病抗性好于对照普通小麦‘中国春’;对条锈病抗性表现均优于‘中国春’。大赖草H染色体有增加穗长、小穗数、提早抽穗期、增加黄矮病抗性的正向效应。大赖草H、A染色体具有增加耐热性的正向效应;大赖草J染色体对粒长、粒宽和粒厚均有正向效应。大赖草A、L染色体含有控制芒的基因,大赖草F具有再生性和复小穗基因,【结论】10份异染色体系中未发现含高抗小麦白粉病基因的大赖草染色体,大赖草附加系DALr#A、DALr#F、DALr#H、DALr#J可用于小麦农艺性状、抗黄矮病、条锈病和耐热性的改良。