中国野生毛葡萄芪合酶基因VqSTS11和VqSTS23调控抗白粉病的研究

利用同源克隆法得到抗白粉病的中国野生毛葡萄‘丹凤–2’芪合酶基因VqSTS11和VqSTS23的开放阅读框,并构建过表达载体;通过器官发生途径诱导不抗白粉病的欧洲葡萄‘无核白’分生愈伤组织并采用农杆菌介导法对其进行转化;经过PCR检测和Western blot鉴定,获得了5株VqSTS11超量表达植株和3株VqSTS23超量表达植株;人工接种白粉菌发现,转基因植株中白粉菌菌丝生长速度慢,孢子萌发受到一定的抑制,并且转基因植株中芪合酶基因相对表达量升高,抗病相关基因表达上调,芪类物质含量积累增多。本研究结果进一步证明中国野生毛葡萄‘丹凤–2’芪合酶基因VqSTS11和VqSTS23对白粉菌具有抗性,‘丹凤–2’可以为改良欧洲葡萄品种抗病性提供抗病基因,作为抗病育种的资源。     

梨CRK家族基因及其腐烂病菌侵染响应成员的鉴定

在植物响应逆境过程中,半胱氨酸富集类受体激酶（Cysteine-rich receptor like kinase,CRK）起重要的调控作用。本研究中以结构域Stress-antifung（Pfam：PF01657）和Pkinase（Pfam：PF00069）的保守序列为种子序列,在全基因组范围鉴定了梨（Pryus spp.）CRK家族成员。此外,对其蛋白理化性质、进化特征、基因在染色体上的位置、顺式作用元件（cis-acting regulatory element,cis-element）和表达模式进行了分析。共获得32个CRK家族成员,其氨基酸数、分子量和等电点分别介于440 ~ 1 217、48.90 ~ 137.02 kD和5.31 ~ 8.59,主要位于质膜。根据进化分析,将来自梨、拟南芥、苹果、番茄和水稻的156个CRK分为6个亚组,梨CRK主要分布于亚组Ⅳ,Ⅴ和Ⅵ。梨CRK中存在5个串联重复的基因簇,共包含了20个成员。此外,该基因家族所有成员的启动子区域都存在多个响应激素和逆境信号的cis-element。接种腐烂病菌Valsa pyri（Vp）后,杜梨（Pyrus betulifolia,抗病）和‘早酥’梨（Pyrus bretschneideri,感病）中分别发现8个和10个CRK发生了差异表达,6个基因在两种资源中都发生了差异表达。差异基因中,Pbr001477.1和Pbr000205.4在抗、感病资源中都显著上调,而其他基因的表达量在两种资源中呈现不同的变化趋势。     

中国板栗238份品种（系）叶片形态、解剖结构及其抗旱性评价

采用多功能图像分析法、冷冻切片法和指甲油印记法,对238份板栗品种（系）叶片的形态、解剖结构及气孔特征进行了观察测量,运用变异系数、主成分分析对33项指标进行了筛选,后运用隶属函数法进行抗旱性综合评价。结果表明：（1）238份板栗品种（系）33项指标中除上表皮角质层厚度、上表皮细胞宽度、第一层栅栏组织细胞密度、第一层栅栏组织细胞宽、下表皮细胞宽度和下表皮角质层厚等6项指标的变异系数小于10%,各品种系（间）差异较小外,其余27项指标的变异系数均大于10%,在各品种（系）间差异较大;经主成分分析从27项指标中筛选出10项作为238份板栗品种（系）抗旱性综合评价的典型指标。（2）利用隶属函数分析将238份品种（系）划分为4类：第Ⅰ类包括31个品种（系）,平均隶属值为0.60 ~ 0.80,抗旱性极强;第Ⅱ类包括48个品种（系）,平均隶属值为0.50 ~ 0.59,抗旱性强;第Ⅲ类包括84个品种（系）,平均隶属值为0.30 ~ 0.49,抗旱性中;第Ⅳ类包括75个品种（系）,平均隶属值为0.20 ~ 0.29,抗旱性弱。     

枸杞Lb_PPR1的克隆及其在不同育性品种中的表达分析

三角状五肽重复（Pentatricopeptide repeats,PPR）蛋白定位于多种细胞器中,参与细胞核和细胞器中特异单链RNA的转录后修饰和编辑,在植物生长发育的多个阶段均发挥着重要的作用。分别从枸杞（Lycium barbarum）雄性可育系‘宁杞1号’和不育系‘宁杞5号’中克隆了Lb_PPR1基因,并对其编码蛋白质进行理化性质、亚细胞定位、保守结构域、蛋白结构以及系统进化等方面进行预测分析。结果显示,‘宁杞1号’和‘宁杞5号’中Lb_PPR1基因的开放阅读框均为1 977 bp,编码658个氨基酸,但其中存在20个碱基和14个氨基酸的差异。Lb_PPR1蛋白包含14个串联重复的PPR保守基序,属于PLS家族,该蛋白定位在细胞膜和细胞质。二级、三级结构预测显示该蛋白以α螺旋为主。同源进化分析得出Lb_PPR1蛋白与同属茄科的辣椒和烟草PPR蛋白亲缘关系最近。利用实时荧光定量PCR检测Lb_PPR1在枸杞不同组织器官及不同发育阶段花药中的表达特性。结果显示,Lb_PPR1在枸杞不同组织中均有表达,但在可育系花蕾中表达量最高,不育系‘宁杞5号’各组织中表达量均显著低于可育系‘宁杞1号’。以上结果表明,Lb_PPR1基因可能与枸杞花药发育有关。     

苹果抗轮纹病机制研究进展

在中国引起苹果轮纹病的病原菌为葡萄座腔菌（Botryosphaeria dothidea）,其主要通过自然孔口直接侵染苹果,并分泌细胞降解酶等使苹果组织降解以促进病菌的进一步侵染,而苹果可通过增强细胞壁的木质化、释放抗菌化合物以及产生免疫蛋白等抑制病菌。通过对苹果轮纹病的危害及病原菌种类、病菌侵染机制、苹果的抗性机制等方面的详细综述,为有效防治苹果轮纹病提供理论依据。     

抗根肿病秋大白菜新品种‘CR京秋新3号’

大白菜‘CR京秋新3号’是由分子标记辅助饱和回交转育获得的抗根肿病的细胞质雄性不育系CMS84427CR和自交系832172CR配制而成的中晚熟一代杂种。生育期80 ~ 85 d,植株半直立,株高44 cm左右,开展度75 cm左右。外叶绿色,叶球直筒、叠抱,球高约34 cm,宽约18 cm,净菜质量约4 kg,净菜产量约90 t • hm-2。抗根肿病2号生理小种,抗病毒病、霜霉病。适合北方地区秋季种植。     

胡葱黄条病毒吉林毛葱分离物全基因组序列测定与分析

使用RT-PCR方法从吉林省疑似感染胡葱黄条病毒(Shallot yellow stripe virus,SYSV)的分蘖洋葱(毛葱)叶片中获得了SYSV吉林毛葱分离物SYSV-JL(MN607702)的全基因组序列。SYSV-JL的全长序列为10?427 nt,与GenBank已登录的3条SYSV全长或近全长序列在多个基因上保持着较高的序列一致性,但在P1基因上核苷酸和氨基酸序列一致性较低,分别为69.5%～84.2%和60.9%～76.9%,进一步通过变异分析发现,P1基因包含369个变异位点,表现出较为明显的高变异特征。系统发育分析显示,不同SYSV分离物具有较为明显的地区差异,SYSV-JL分离物与多个中国分离物系统发育关系较近。     

苦瓜种子大小和单粒质量的遗传分析

以苦瓜自交系K7-359(P_1)和K7-422(P_2)分别作为母本和父本,通过杂交获得F_1,F_1自交获得F_2群体,采用主基因+多基因混合遗传模型分析苦瓜种子长度、宽度和单粒质量的遗传规律。结果表明,苦瓜种子长度和单粒质量的遗传均符合加性-显性-上位性多基因遗传模型(C-0模型),多基因遗传率分别为84.91%和76.55%,说明对苦瓜种子长度和单粒质量的选择宜在高世代进行;苦瓜种子宽度的遗传符合1对加性-显性主基因+加性-显性-上位性多基因模型(D-0模型),主基因和多基因遗传率分别为79.30%和3.86%,主基因遗传效应主要以加性效应为主,说明对种子宽度的改良可以采用组合育种的策略,且适宜在早期世代进行选择。     

Genome-wide association study for spot blotch resistance in Afghan wheat germplasm

Spot blotch (SB), caused by Bipolaris sorokiniana, is a devastating disease of wheat globally, especially in South Asia and South America. Understanding the genetics of resistance to SB is important for developing breeding strategies to improve resistance. A panel of 301 genotypes from Afghanistan was phenotyped over two crop seasons using a mixture of virulent B. sorokiniana isolates and genotyped using DArTSeq to obtain genome-wide markers. Fifty genotypes (16.6%) showed disease scores less than the resistant control. Principal component analysis using the genotypic data clustered the genotypes into five different groups. Among models used for genome-wide association mapping, the multilocus mixed model, and fixed and random model circulating probability unification algorithms were most effective in identifying significant marker-trait associations (MTA). Twenty-five MTAs at p ≤ .001 were identified on chromosomes 1A, 1B, 1D, 2B, 2D, 3A, 3B, 4A, 5A, 5B, 6A, 7A, and 7D, indicating the quantitative nature of resistance to SB. Phenotypic variation explained by these markers ranged from 2.0% to 17.7%, and genomic regions on the chromosomes 1D, 2D, 3A, 3B, 4A, 5A, and 5B coincided with loci identified in previous studies. Three single nucleotide polymorphism (SNP) markers on chromosomes 1B (SNP 1113207) and 5A (SNPs 5411867 and 998276) were significant in both crop seasons as well as in the combined analysis across seasons. Marker 5411867 is close to Vrn-A1, shown to be associated with SB in previous studies. Furthermore, among known SB resistance genes, Sb2 on chromosome 5B was predicted to be significant in this panel.