利用SSR标记区别小麦品种种子混杂和SSR位点不纯的研究

在用SSR标记检测小麦种子纯度时,种子混杂和SSR位点不纯都会造成株间SSR带型的差异,本文提出了SSR位点不纯的概念,并分析了存在这一现象的原因,指出这一现象普遍存在于小麦品种中。为此在检测小麦种子纯度时,需要注意区别种子混杂和SSR位点不纯,以免将SSR位点不纯造成的株间带型差异误认为是种子混杂,其原则是:(1)必须进行多个SSR位点的检测;(2)某单株的多个SSR位点的带型与被检测品种不同,可确认为混杂植株;(3)剔除混杂植株后,某单株的个别SSR位点的带型与被检测品种不同,将被认为是SSR位点不纯所致。     

小麦分子遗传图谱的加密

高密度的分子标记遗传图谱是QTL定位、图位克隆和分子标记辅助选择等研究的基础。以小麦品种“京花1号/小白冬麦”的双单倍体(DH)群体和“农大015/复壮30”的重组自交系(RIL)群体为作图群体,选用在DH群体双亲间的339个多态性标记和在RIL群体双亲间的343个多态性标记分析作图群体各个株系的基因型,对本中心近年开发的SCAR、EST-SSR标记以及他人开发的SSR、EST-SSR标记进行了染色体定位,并利用连锁分析软件Joinmap 4.0将2个作图群体的结果整合,最终构建了10个连锁群,将217个SSR、EST-SSR和SCAR位点定位在9条染色体上,进一步提高了小麦遗传图谱的密度。     

一对等位基因互作控制的核雄性不育性

通过遗传工程能够产生由两个基因共同作用而形成的雄性不育。一个可以是能够导致雄性不育的基因,另一个可以是该雄性不育基因的活化基因,它们共同存在的时候表现雄性不育。利用位点特异性重组和转基因技术能够将这两个基因安排在植物同源染色体的相同位置上表达,成为等位基因,而获得分别只具有其中一个基因的两转基因系。它们之间杂交,F1中两个基因同时存在,F1产生雄性不育而成为不育系。常规品系与此F1不育系杂交,在杂种植株中,这两个基因不能同时存在,所有植株育性恢复。利用光温敏核不育性,化学杀雄和人工去雄可解决此不育系繁殖问题。该雄性不育性利用方式优越,育种简便易行,能够满足对最佳组合选育的要求,且能够定向培育目标杂交组合。     

小麦种子规模化DNA提取及检测体系的优化

以小麦种子分子检测农业行业标准(NY/T 2859-2015)为基础,开发小麦种子快速、规模化提取DNA方法,优化反应体系中各组分含量,为小麦真实性快速执法提供技术支撑。通过对SDS、CTAB、高盐低p H、快速提取和试剂盒5种方法提取的DNA质量、浓度和PCR扩增效果进行比较,发现改进的高盐低p H方法提取种子的DNA质量、浓度能够满足小麦真实性鉴定中42对SSR引物重复鉴定的需求,是利用96孔深孔板和自动化移液工作站规模化、高通量提取DNA的较优方法。进一步优化结果显示该方法在65℃温浴条件下比室温的浓度高出25%,但两种温度条件下提取的DNA质量及浓度均能够满足品种鉴定的需求;沉淀时用0.5倍提取液体积的预冷异丙醇沉淀浓度最高,用室温的异丙醇沉淀的最佳体积是提取液体积的0.6倍。对标准中42对引物的最佳引物浓度和模板浓度均进行了优化,综合所有42对引物的优化结果发现,反应体系为20μL时,引物终浓度为0.437 5μmol/L,模板终浓度为10 ng/μL时扩增效率相对较高,扩增产物稳定,能够满足多重电泳的需求。     

长穗偃麦草EeSnRK2.6基因克隆及生物信息学分析

蔗糖非发酵相关蛋白激酶家族2(SnRK2)基因家族受各种逆境胁迫诱导表达,在提高植物的抗逆性中发挥着至关重要的作用。为继续深入挖掘有效的抗逆相关基因资源并为转基因小麦提供重要候选基因,基于同源克隆方法从抗旱、耐盐性极强的长穗偃麦草中克隆了EeSnRK2.6基因的cDNA序列,该基因全长1 096bp,编码364个氨基酸,推测分子量为41.73kD,等电点为5.98,是亲水性氨基酸,共有18处磷酸化位点和1处跨膜域。氨基酸序列同源性分析发现,长穗偃麦草EeSnRK2.6基因与其他目前已报道的抗逆效果显著的SnRK2家族基因有较高同源性,同大豆SnRK2.6基因同源性达到95%,且具有典型的丝氨酸/苏氨酸类蛋白激酶保守域。系统进化树分析表明,EeSnRK2.6与SbSnRK2.6属于同一进化分枝上。因此,推测该基因属于SnRK2基因家族成员,可能在参与逆境胁迫反应、增强植物的抗逆性中起着重要作用。     

不同时期茉莉酸甲酯处理对光温敏雄性不育小麦BS366颖花开放的诱导效应

为深入研究小麦雄性不育系的颖花开放机理,在田间务件下用4mmol/L的茉莉酸甲酯(MeJA)对处于不同发育时期的光温敏雄性不育小麦BS366浸穗3min,研究了MeJA对其颖花开放的诱导效应.结果表明,MeJA可诱导各个时期的麦穗提前开颖,并且诱导效应随发育时期的推迟而增强.其中,T1、T2时期(穗抽出旗叶叶耳的当天和第2d)MeJA处理可使开颖提前1～2d,处理后开颖率也显著高于对照;T3时期(穗抽出旗叶叶耳的第4d)MeJA处理当天开颖率与对照存在显著差异,但处理后第5d二者开颖率分别为61%和74%,差异不显著;MeJA对T4、T5时期(穗上有1～3朵及5～7朵颖花开放)的颖花开放具有强烈的诱导效应,开颖率分别达到77%和80%,显著高于对照(45%和33%);MeJA对T6时期(颖花首次闭颖)的颖花无显著诱导效应.     

基于SNP标记的小麦高通量身份鉴定模式

为探索小麦品种高通量SNP身份鉴定模式,利用 wheat 90K SNP芯片对380份小麦品种进行了全基因组扫描、分析和评价,从中筛选出高质量、高分辨率、单拷贝和均匀分布的候选SNP标记384个,能将除近等基因系以外的所有品种区分开;基于组合最优化算法,获得小麦品种高通量鉴定最少SNP位点组合一套,包含14个SNP标记,区分能力与384个SNP标记相同。将14个SNP位点转化成KASP标记,分析选取的95份样品,结果显示,芯片平台和KASP平台上的基因分型结果一致。考虑品种实际鉴定过程中存在样本量大、高度近似品种少等情况,权衡准确、经济、灵活、快速、通量高等检测需求,建议品种高通量身份鉴定可采取“核心位点+扩展位点”的模式进行。本研究为小麦等农作物品种SNP高通量身份鉴定技术体系的建立和指纹数据库的构建提供了有利的参考。     

玉米褐斑病的发生与防治药剂筛选

 玉米褐斑病(Physoderma zeae-maydis Shaw)在四川省荥经县各地、各种品种中均可发病.以河谷、二台地恩斯77和七三单交发病最重,六七月多雨,特别昼夜雨日数多,湿度大常流行成灾.荥经县玉米生长中后期的六至八月,日均温21.3～24.4℃,降雨日数61.4天,占三个月总日数的66.74%;降雨量786.2ml,占年降雨量的62.74%,相对湿度80%左右,有利于玉米褐斑病的发生、蔓延.     

复合生物滤池与人工湿地组合工艺处理农村生活污水工程实例

以苏州太湖流域衙甪里村为例,介绍了复合式生物滤池与人工湿地组合工艺对农村生活污水处理的工程实例应用。运行结果表明:该村生活污水经复合式生物滤池与人工湿地组合工艺处理后,其COD、NH3-N、TN和TP指标均达到《GB18918—2002城镇污水处理厂污染物排放标准》一级B标准,部分指标达到一级A标准要求,运行稳定且成本低廉,说明复合式生物滤池与人工湿地组合工艺适宜在太湖流域农村地区推广应用。