基于重测序的晋汾52及其突变体抗性差异分析

[目的]名优谷子品种晋谷21号是由晋汾52辐射诱变而来,在病害抗性方面存在明显差异,本文旨在探明晋汾52和及其突变体品种晋谷21对植物病害抗/感的原因。[方法]通过利用全基因组重测序数据,对2个谷子品种在整个基因组水平和NBS类型基因中存在的差异和变异位点进行分析。[结果]对2个谷子品种在整个基因组中SNP、InDel、SNV和SV等位点分析发现,SNP的突变类型以纯合突变为主,InDel和SV突变数目在第8条染色最多;对2个品种的NBS类型基因分析,差异也主要存在于第8条染色体上,其变异类型和变异数目也是最多的。推测晋谷21的较晋汾52更感病很可能与NBS类基因的结构域缺失有关。[结论]2个品种NBS类型基因结构的差异可能是造成抗感差异的原因,该研究结果可为进一步分析确定抗病基因关键差异位点提供数据参考和理论依据。     

渗水地膜穴播谷子的技术推广与扶贫效应

渗水地膜穴播技术促进谷子等作物生长发育,是一项旱作高产技术,研究其推广范围与相应的扶贫效应对贫困地区脱贫致富具有重要意义。通过介绍谷子渗水地膜穴播技术及增产效应,调查其推广区域及扶贫效果,发现该技术在山西省推广种植过程涉及大多数地区,贫困县占比为50.0%~100.0%;该技术使农民增产又增收,典型贫困县增产幅度为37.4%~89.0%,贫困人口人均收入显著增加。渗水地膜机械化高产穴播谷子免间苗技术将科技创新与特色杂粮产业相结合,随着其推广范围的不断扩大和规模的发展壮大,将带动贫困群众依靠科学技术,开辟特色农业产业扶贫、精准扶贫的脱贫新途径。     

基于晋汾52和晋谷21解析谷子NBS类型抗病基因变异

[目的]为明确抗病品种晋汾52与其辐射诱变的感病品种晋谷21的NBS抗病基因之间存在的变异差异及引起抗性差异的原因。[方法]基于前期全基因组测序筛选出的6个抗病基因为基础,克隆了晋汾52和晋谷21相应的抗病基因,并利用生物信息学软件比对抗病基因序列,预测其蛋白结构及系统进化分析。[结果]筛选出2个变异位点差异较大的基因,Si028867和Si033294,经分析推测两个品种之间抗性差异主要由非同义突变引起。[结论]NBS类抗病基因之间的非同义突变可能是导致两个品种之间抗病性存在差异的原因。该研究结果对谷子抗病分子辅助育种具有一定理论指导意义。     

谷子MYB转录因子响应Sclerospora graminicola侵染的生物信息学及表达分析

谷子白发病可严重降低谷子的产量和品质,谷子MYB转录因子在调控生物胁迫响应中扮演重要的角色。本研究依据课题组前期白发病菌侵染谷子不同时期的相关转录组数据,获得6个显著差异表达的MYB转录因子,结合ExPASY、GSDS、Phytozome、ProtComp 9.0和MEGA7.0等软件对其启动子元件、亚细胞定位及系统进化等分析。随后,利用qRT-PCR方法对该6个转录因子的表达模式进行验证。结果表明,通过比较分析6个显著差异表达的MYB转录家族与玉米、水稻、拟南芥MYB家族共同构建的进化树,发现谷子MYB基因家族与玉米、水稻等禾本科聚为一类,与拟南芥亲缘关系较远;亚细胞定位预测结果显示,4个MYB转录因子定位于细胞质中,其余2个主要定位于胞外。顺式作用元件分析,发现谷子6个MYB转录因子中均含有响应防御胁迫和真菌激发响应、MeJA、脱落酸和水杨酸等作用元件。最后,基于荧光定量PCR的差异表达数据进一步验证了MYB转录因子在抗病过程中发挥重要转录调控作用。该研究结果可为今后MYB基因的克隆、功能验证以及开展抗病分子育种提供理论依据。