甘蓝型油菜GLK基因家族全基因组鉴定及耐盐抗旱功能分析

GLK(GOLDEN2-like)转录因子是GARP转录因子超家族的成员,可直接激活大量光合作用相关蛋白的靶基因,包括叶绿素生物合成、光捕获和电子传输相关的靶基因,在植物生理活动过程和非生物胁迫应激反应中发挥关键作用。为解析甘蓝型油菜GLK基因家族,探究其与油菜响应盐旱胁迫的相关功能,本研究在甘蓝型油菜全基因组水平上鉴定出159个BnaGLK基因,对其进行了基因结构特征、系统进化、启动子顺式作用元件、基因表达模式等分析。结果表明,159个BnaGLK基因不均匀地分布在19条染色体上。它们可被分为9个亚族,每个亚族中BnaGLK基因的外显子和内含子数量和结构都非常相似。启动子分析发现了多种激素和非生物胁迫响应相关的顺式调控元件,特别是干旱响应元件。选择在油菜叶片中高表达的8个BnaGLKs进行了盐旱胁迫下的表达模式分析。结果揭示BnaGLK基因在油菜非生物胁迫响应中发挥重要作用。本研究为进一步解析GLK基因家族在甘蓝型油菜中的生物学功能奠定了基础。     

利用SRAP标记分析油莎豆遗传多样性

利用SRAP分子标记技术对14份不同地理来源的油莎豆资源进行分析,研究其遗传基础和遗传多样性.结果表明,38对具有多态性的SRAP引物组合共扩增出375条带,其中多态性带共306条,多态性条带比率为81.6％,平均每对引物组合的多态性条带为8.1条.UPGMA聚类分析表明,14个参试材料间的遗传距离在0.09至0.72...     

续随子苗期抗旱性综合评价

以不同地理来源续随子品系为试验材料,分别在干旱胁迫及对照条件下测定其形态及生理指标,并用基于主成分分析的隶属函数综合评价法对各品系抗旱性进行综合评价.结果表明,5个供试续随子品系抗旱性的综合评价值依次为安徽(0.839)>河南(0.524)>吉林(0.321)>福建(0.275)>重庆(0.179).安徽续随子品系在综合评价中表现出较强的抗旱优势,可作为续随子抗旱性研究的代表材料.以抗旱性综合评价值为因变量,以单项指标相对值为自变量,建立了评价续随子抗旱性的最优回归方程;筛选出MDA含量、SOD酶活性和根冠比等3个对续随子抗旱性有显著影响的指标.在苗期抗旱性鉴定中,有选择地检测这些指标有助于提高续随子抗旱性的鉴定效率.     

续随子辐射效应研究及适宜辐射剂量预测

采用7种不同剂量的60Co γ射线辐照续随子干种子，观测射线辐射对M1种子萌发进程中植物形态及生理指标的影响，并对供试材料的适宜辐射剂量进行预测。发芽势及发芽率的调查结果显示，低剂量辐射对发芽势及发芽率有促进作用，剂量大于450Gy时，逐渐转化为抑制作用；幼苗生长量、活力指数及田间出苗率随辐射剂量加大表现出明显的下降趋势；SOD、CAT、APX活性及MDA含量随辐射剂量的增加表现出先升高后降低的变化趋势。研究结果表明，辐射对续随子M1的抑制效应主要表现在发芽整齐度及幼苗生长量上，对发芽率影响较小；SOD、CAT、APX活性及MDA含量变化均可反应材料的辐射诱变效应；500Gy是供试材料一个敏感剂量点；450～500Gy为辐射育种的适宜诱变剂量范围。     

超甜玉米果皮柔嫩度与成分含量动态变化及相互关系

以10份生育期一致、果皮柔嫩度存在梯度差异的超甜玉米自交系为材料,探讨果皮柔嫩度和果皮主要成分在籽粒发育过程中的动态变化及其相互关系。结果表明,在湖北武汉和海南陵水2种不同环境下,果皮柔嫩度好、中、差的3份自交系PE10、T105、S33205在授粉后第12~24天内,果皮柔嫩度值（打孔读数）均呈由小到大的曲线变化,且各测定时间点的柔嫩度均值均为S33205>T105>PE10;环境条件影响果皮柔嫩度变化速率。在2种环境下的测定时间段内,3份自交系果皮半纤维素含量均逐渐增大,木质素含量呈现单峰曲线变化,而纤维素含量始终在24%上下波动,果胶与灰分含量变化不大,且没有明显的规律,主要成分含量均值始终为半纤维素>纤维素>木质素。无论是在籽粒发育过程中,还是在最适采收期,果皮半纤维素和木质素含量均与果皮柔嫩度呈极显著正相关,是影响果皮柔嫩度的化学成分因子。     

甘蓝型油菜NCa CMS育性相关候选线粒体基因及其恢复基因的转录调控

用10个线粒体基因为探针，对NCa不育系、保持系和可育F1幼蕾的线粒体RNA进行了Northern检测。结果表明，atp6、atp1、cox1、cox2、cob、rrn5S和rnn26S等7个线粒体基因探针在不育系、保持系、可育F1中的转录没有差异，只有orf222、orf139和atp9等3个探针检测到转录本的差异。orf222和orf139分别在不育系和可育F1中产生相同大小和丰度的转录本，但是在保持系中没有检测到转录本；orf222检测到的3条转录本分别为1．1、0．9和0．6kb，orf139检测到0．8和0．6kb2条带。atp9探针在不育系和保持系中都检测到1条0．6kb转录本，而在可育F1中检测到0．6和1．2kb的转录本。NCaCMS不育的形成可能与orf222、orf39和atp9基因的表达有关。讨论了恢复基因在F1育性恢复过程中对育性相关候选基因的可能调控方式。     

芝麻资源群体结构及含油量关联分析

【目的】推测芝麻资源群体材料的遗传变异、群体结构和分子亲缘关系,通过关联分析检测群体中影响含油量表型的位点,为芝麻高油育种及开展其它性状关联分析等提供科学依据。【方法】利用20对SSR引物、43对SRAP引物及16对AFLP引物,对来自芝麻核心品的216份芝麻资源进行遗传多样性分析、群体结构分析和含油量性状关联分析。【结果】共检测到338个等位变异,群体遗传多样性为0.2493、多态性信息含量为0.2090。群体结构分析将216份芝麻资源分为2个亚群（POP1和POP2）;其中,174份资源（80.56%）归属POP1亚群,42份资源（19.44%）归属POP2亚群。POP1亚群的遗传多样性（0.2180）、多态性信息指数（0.1840）等指标值都低于POP2亚群（分别为0.3190和0.2561）,表明POP2亚群内种质遗传变异更为丰富。AMOVA分析表明,亚群内的遗传变异（86.83%）极显著高于亚群间的遗传变异（13.17%）（P＜0.001）。关联分析重复检测出2年环境下与含油量性状极显著关联的分子标记8个（P＜0.01）。这8个标记的性状变异解释率变幅为0.0343（标记M20E16-8）-0.0587（标记SSR12-2),总的变异解释率为0.2846（2008年)和0.3801（2009年）。【结论】以216份来自中国芝麻核心品的资源构成自然群体,群体结构简单、遗传变异较为丰富,可以用于开展芝麻重要目标性状的关联作图。应用关联分析方法在2个年度环境下重复检出8个标记与含油量性状极显著关联（P＜0.01）,这些标记可能与含油量性状存在稳定、可靠相关联。     

甘蓝型油菜NCa胞质不育系的不育胞质类型鉴定

用恢保关系测定法和线粒体DNA RFLP分析法对甘蓝型油菜细胞质雄性不育系NCa的不育胞质类型进行了鉴定.以104个来源不同的甘蓝型油菜品种为测交种,分别与NCa、pol、nap、ogura等4种不育系进行恢保关系测定.其中,77%(80个)的测交种能恢复NCa不育系的育性,且主要(80%)分布于国内和欧洲甘蓝型油菜品种中,仅有8个材料可以保持其不育性;80%(83个)的测交种可以保持pol不育系的不育性、95%(99个)的测交种可以恢复nap不育系的育性;而对Ogura不育系,仅有1个材料可以恢复育性,其余103个测交种都保持其不育性.NCa不育系与nap、pol、ogura不育系在104个测交种间表现不同育性的组合分别占25%、89%、92%.NCa不育系与nap、pol、ogura不育系具有明显不同的恢保关系.用RFLP方法初步分析了NCa、pol、nap、ogura等4种不育系的线粒体DNA多态性,发现它们之间具有明显的差异,从而在分子水平上证明NCa不育系是不同于nap、pol、ogura不育系的新型不育胞质类型.     

甘蓝型油菜细胞质雄性不育系NCa花药发育的细胞学观察

 NCa不育系是从甘蓝型油菜与埃塞俄比亚芥的远缘杂交后代中选育出来的。利用光学显微镜和透射电镜对NCa不育系的花药发育过程进行了显微结构和超微结构观察。结果表明，NCa雄性败育发生于单核花粉晚期。其主要特点是：花粉母细胞可以通过减数分裂，四分体可以释放出小孢子，释放出的单核小孢子可以继续发育并在早期形成花粉壁，但是晚期单核花粉细胞质和细胞核相继降解，仅剩下含大液泡或内空的花粉壁；在四分体时期以前绒毡层与正常花药组织的无异，但随后细胞质开始逐渐小液泡化并最终解体。与已经研究过的其它油菜细胞质不育系相比，该不育系的败育时期相对较晚；其花药败育特点明显不同于已研究过的所有油菜胞质不育类型。     

60Coγ射线辐照对续随子保护酶活性的影响

以2份续随子纯合品系(续油1号、续油2号)的干种子为试验材料,以1Gy/min的剂量率,用不同剂量的60Coγ射线辐照处理,研究其M1代幼苗体内保护酶活性变化规律。结果显示,60Coγ射线辐照明显影响幼苗体内超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)及谷胱甘肽还原酶(GR)的活性表达。供试剂量范围内,CAT和SOD活性随剂量增加表现出先升高后降低的趋势,600Gy时出现活性峰值;而POD和GR活性始终呈上升趋势;APX活性在低剂量(<400Gy)时与对照同处较低水平,而高剂量(600~800Gy)对APX活性表达具有很好的正向诱导作用。本研究初步认为续随子的适宜辐照剂量应在600Gy左右。M1代幼苗体内SOD及CAT活性峰值可作为续随子适宜辐照剂量的判定依据。