转Osepsps抗草甘膦水稻不同生境适合度及对稻田杂草的影响北大核心CSCD

携带适合度优势基因的转基因作物如果长期存活于栽培系统之外,抗性基因可能转移到野生近缘种并带来生态问题.以转Osepsps基因水稻EP为材料,以非转基因受体"明恢86"为对照,通过田间定位试验,研究半野生生境下转Osepsps基因水稻的营养生长、繁殖能力以及稻田杂草的种类、频度和密度等指标变化,分析转Osepsps基因在半野生生境中的生态适合度以及对稻田杂草群落的影响.连续2年试验的结果显示:在常规栽培和半野生生境下,转基因稻与非转基因稻的株高、分蘖数、单株穗数、单株总粒数、单株实粒重和千粒重等指标没有显著差异;但结实率显著受环境影响,半野生生境下转基因水稻2年结实率为50.33%和17.72%,相比对照的68.82%和30.27%均显著下降(P<0.05);2012年转基因稻单株实粒数为335粒,显著少于非转基因对照的548粒(P<0.05).转基因稻与非转基因稻稻田的杂草种类均为9科9属9种;栽培稻田杂草密度和频度显著低于半野生稻田;相同生境下转基因稻与非转基因稻稻田杂草频度、密度总体上没有差异.本研究表明,与非转基因对照相比,转epsps基因稻生态适合度没有显著提高,在半野生生境下有所下降,其生态风险不高于栽培稻.     

高产小麦品种川麦42产量性状QTL分析

解析骨干亲本产量性状分子模块对小麦品种分子设计与分子育种具有重要作用.以突破性高产小麦品种川麦42和川农16及其构建的127个重组自交系(RIL)群体(F10)为实验材料,分别于2014年和2015年在四川双流、什邡3个环境下种植,并测量千粒重、穗粒数等产量性状.利用Illumina公司的小麦90K SNP芯片对亲本和群体进行全基因组81 587个单核苷酸多态性分型.使用QTL Ici Mapping软件绘制遗传连锁图,并定位到一些控制产量性状的数量性状位点(QTL).结果显示:遗传图谱含8 580个SNP标记,全长3 147.1 c M,平均密度0.37 c M/标记.共定位到21个效应来自川麦42的产量性状QTL(解释表型变异10%),分别位于1B、1D、2B、2D、3B、3D、4A、5A、5B、6B和7B,控制着株高、穗长、穗重、千粒重等性状,解释表型变异10.01%-23.07%.其中,1D、2B、5A、5B存在控制株高、籽粒面积、千粒重、穗长、穗重,并且在多个环境下均出现的QTL.此外,2B、5A、5B、7B上存在同时控制多个性状的QTL.这些研究结果可为深入了解骨干亲本川麦42产量性状遗传特性提供重要信息.     

海南近海点带石斑鱼野生和养殖群体微卫星多态分析

采用微卫星分子标记技术对海南近海点带石斑鱼野生和养殖群体的遗传变异进行了研究.实验所用点带石斑鱼分别于2005年6月和9月取自海南万宁石斑鱼养殖基地和三亚近海,均为20尾,取全血以酚-氯仿抽提方法提取基因组DNA,利用微卫星引物进行PCR扩增,反应产物经8%非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳分离、银染显色,并计算了相应的遗传学参数.结果表明,在野生和养殖群体中, 7个基因座位的等位基因平均数(A)分别为3.29和3.29,每个基因座位有效等位基因数(ae)分别为1.90～3.68和1.83～4.06,野生和养殖群体平均杂合度(Ho)分别为0.790 4和0.833 7;两个群体间的遗传相似性系数为0.832 5,遗传距离为0.183 4.由此可知,点带石斑鱼野生群体的等位基因数、平均有效等位基因数等于养殖群体,而杂合度两群体相当(P=0.637>0.05),说明海南近海点带石斑鱼野生和养殖群体的种质资源较好.     

水稻H14早熟性的遗传分析及基因定位

品种生育期是水稻最重要的农艺性状之一,对水稻生育期基因进行定位具有重要意义.水稻籼粳中间型材料H14具有显性早熟特性,它与多个不同类型的中、迟熟品种杂交,F1抽穗期均与早熟亲本H14相近或更早.H14与明恢63和蜀恢881等杂交F2和B1F1抽穗期呈双峰分布,从峰谷处进行分组,早熟植株与迟熟植株分离比经χ2测验分别符合3:1和1:1,表明该早熟特性主要受一对显性基因控制.以H14/明恢63 F2作定位群体,采用微卫星标记将H14所携带的显性早熟基因定位于水稻第6染色体短臂,位于微卫星标记RM314和RM276的一侧,与RM314的遗传距离为8.2 cM.认为该基因是一个新的水稻显性早熟基因,暂命名为Ef-h(t).图3表2参22     

利用SNP基因芯片技术进行小麦遗传图谱构建及重要农艺性状QTL分析

小麦遗传图谱是进行小麦染色体分析和表型研究的遗传基础.构建高密度遗传图谱,针对小麦重要农艺性状进行初级定位,确定相关性状主效数量性状位点(Quantitative Trait Loci,QTL),有助于开发辅助选择的实用性标记,并为利用次级群体进行精细定位和基因挖掘奠定基础.本研究以H461×CN16的重组自交系(Recombinant Inbred Line,RIL)为作图群体,利用90k小麦SNP基因芯片技术,对包含188个家系的RIL群体(F7)进行多态性分析,构建高密度遗传图谱,并利用Map QTL5.0的多QTL模型(MQM),对旗叶长、穗粒数等8个重要农艺性状进行QTL定位分析.构建了包括43个连锁群的分子遗传图谱,成功连锁到除2D、5D、6D外的18条染色体.该图谱共含有6 573个多态性SNP标记,覆盖的遗传距离长2 647.02 c M,标记间平均距离仅为0.4 c M.A、B、D三个染色体组分别含有标记2 696、3 094和684个;覆盖染色长度分别为1 130.92 c M、1 164.82 c M和330.44 c M;分别建立19、18和5个连锁群.对8种重要田间农艺性状进行QTL分析,共检测到66个重要农艺性状QTL,其中包括26个主效QTL,包含未见报道的新位点7个.全部QTL分布于2A、4A、6A、2B、4B、5B、2D、4D、7D 9条染色体上,单个QTL可解释表型变异率7.4%-19.5%,其中62个QTL加性效应来自母本H461,其余来自父本CN16.以上结果为小麦重要农艺性状QTL精细定位打下了基础,也为分子标记辅助育种提供了参考.     

粗山羊草间杂交及抗条锈病新基因遗传分析和分子标记

粗山羊草是小麦野生近缘属种,是D基因组的供体,蕴含大量的抗病资源,是进行小麦遗传改良的重要资源.选取条锈病免疫材料Y206和高度感病材料Y121杂交后代进行遗传分析和抗病性鉴定.从粗山羊草[Aegilops tauschii(Coss.)Schmal]Y206中鉴定出1个显性抗小麦条锈病基因,暂定名为YrY206.并利用SSR分子标记对该抗病基因标记定位,应用分离群体分组法(Bulked segregant analysis,BSA)筛选到Wmc11a、Xgwm71c、Xgwm161和xgwm183标记,与该基因之间的遗传距离分别为4.0 cM、3.3 cM、1.5 cM和9.3 cM.根据连锁标记所在小麦微卫星图谱的位置,YrY206被定位在3DS染色体上,可能是一个新的抗小麦条锈病基因.图2表2参22     

黄鳝野生群体和养殖群体遗传结构的RAPD分析

采用RAPD标记技术对黄鳝野生群体和养殖群体遗传结构进行初步研究.用24个随机引物在野生群体和养殖群体中分别扩增出259和251条DNA片段,其中多态性片段数分别为116和92条,多态性片段的比例分别为44.79%和36.65%,平均杂合度分别为0.2155和0.1908,遗传相似率分别为0.9053和0.9583,群体间遗传相似率为0.8863.而Shannon遗传多样性指数表明,两群体中的遗传变异有81.51%来自群体内,只有18.49%来自群体间.野生群体的多态性位点比例和杂合度明显高于养殖群体,说明黄鳝野生种质资源状况较好,应加以合理保护.与野生群体相比,养殖群体的杂合度和遗传多样性有所下降,提示在黄鳝的人工繁殖过程中应引进标记辅助选择等技术手段.图1表3参24     

闽侯野生蕉LDOX基因的克隆及表达特性

为探讨闽侯野生蕉无色花青素双加氧酶基因(MiLDOX)的序列和表达特性,利用反转录PCR(RT-PCR)克隆MiLDOX基因cDNA序列,并对其进行系列生物信息学和不同组织器官中的表达特性分析.结果显示,MiLDOX基因包含1 083 bp完整的开放阅读框,可编码分子量(Mr)为40.73×10~3、包含360个氨基酸的蛋白质. MiLDOX基因属于α-酮戊二酸依赖性双加酶基因家族,其编码蛋白为不含信号肽和跨膜结构的亲水性蛋白,理论等电点为5.71.MiLDOX二级结构中不规则卷曲和α-螺旋占比较大.亚细胞定位预测结果显示MiLDOX可能定位于细胞质中.系统进化树显示MiLDOX与小果野蕉MaLDOX和阿比西尼亚红脉蕉EvLDOX亲缘关系最近.实时荧光定量PCR结果显示MiLDOX在闽侯野生蕉不同组织部位都有表达,在雄花中的表达量最高,且与类黄酮和花色素苷含量呈显著正相关.此外,通过研究MiLDOX基因在不同转色阶段果皮中的表达情况,发现它的表达随着果皮色素积累逐步升高.本研究表明MiLDOX基因可能分别参与闽侯野生蕉类黄酮和花色素苷的积累,并在果皮转色等过程发挥着重要作用.(图9表1参37)     

云南稻核心种质F2主要形态性状变异及地理生态研究

种质资源是水稻育种的重要基因来源.掌握育种材料遗传背景信息,可为发掘优异种质,选育优良性状新品种提供依据.以548份云南稻核心种和云南主栽籼稻品利慎屯502(Oryza satica)、粳稻品种合系35(Oryzasatica)配制的杂种F2(498份)为材料,采用群体遗传学的方法,研究云南稻核心种质杂种F2代的11个形态性状的综合变异系数、遗传多样性指数(Shannon指数)及其地理分布.结果表明:(1)F2存在明显的性状分化和遗传变异,以有效穗、穗颈长、穗下节长、每穗实粒数、秕粒数、总粒数和结实率的综合变异系数高,遗传多样性丰富;(2)滇西南(临沧、思茅、德宏、西双版纳)和滇东南(文山、红河)的材料在表型性状上存在更大的分化,综合变异系数高,遗传多样性丰富;保山、昭通、曲靖次之;怒江、丽江、迪庆、大理最低.     

低磷胁迫下大麦磷高效基因型的筛选

为获得大麦（Hordeumv ulgare Linn.）磷高效育种的材料,分别在土壤有效磷质量分数为1.32和36.6mg·kg-1的条件下,对180个大麦品种进行磷高效材料的筛选和鉴定研究。结果发现,不同品种中磷高效差异很大;中国大麦茎干重和地上重极显著高于美国大麦（P=0.000）;裸大麦（H.vulgare var.nudum）有效穗、分蘖数和茎干重极显著高于皮大麦（H.oldeum vulgateL.）;多棱大麦（Hordeum vulgareL.）分蘖数、茎干重和地上干重极显著高于二棱大麦（Hordeum distichon L.）。磷效率用耐低磷力和品种适应性来描述,用籽粒产量计算耐低磷力,云啤1号（122.3%,231.43%）、Z050P004Q（109.81%,214.40%）和YS500（101.08%,566.14%）等是供试样品中磷高效较高的品种。该实验结果为云南地区进一步选育磷高效的大麦品种提供了材料。     

植物生物技术在黑麦草遗传改良中的应用

黑麦草是重要的牧草和草坪草,是畜牧业和草坪业重要的产业支柱.由于高度自交不亲和,传统遗传改良困难而复杂.生物技术尤其是转基因技术为其遗传改良带来希望.本文概述了组织培养技术、基因遗传转化技术、分子标记及数量性状基因定位、分子标记辅助育种等技术在黑麦草遗传改良中的应用及获得的成果;评述了遗传改良的重要意义,以及黑麦草遗传改良的主要目标,如品质改良、提高病害抗性、降低毒性生物碱浓度、控制花粉致敏性、抗除草剂品种的培育、提高抗逆性及其作为生物反应器的潜在应用价值等;并分析了功能基因组学的研究及RNA干扰技术在黑麦草研究中可能的应用前景.     

中国大麦育成品种(系)的遗传多样性

为了解我国大麦育成品种(系)的遗传基础现状,利用位于大麦7个连锁群上不同位置的25对SSR引物对来自国内不同区域的大麦推广和新育成品种(系)的遗传多样性及其亲缘关系进行分析.结果表明,25对SSR引物在73个大麦品种间均有多态性扩增,每一对引物检测到的等位基因数目在2-6之间,平均为3.92个.SSR引物的多态性信息含量(PIC)变幅为0.252-0.780,平均为0.569.遗传多样性分析发现,我国不同大麦产区的皮大麦品种(系)间遗传相似性系数(GS)变化范围为0.661-0.767(平均值0.714),青藏高原地区青稞品种(系)间遗传相似性系数变化范围为0.533-0.925(平均值0.699),表明目前国内皮大麦和青稞的遗传多样性均较差、品种遗传背景单一.通过聚类分析,在遗传相似系数0.671水平处,42份皮大麦材料聚为2大类;在遗传相似系数0.618水平处,31份青稞材料聚为5大类,来源地相同的材料通常聚在同一大类或亚类,材料聚类结果与其地理来源有一定相关性.本研究表明SSR标记具有较好的遗传变异检测能力,对大麦品种(系)间的遗传多样性评价可为我国大麦育种过程中亲本材料的选择和利用提供重要依据.     

大麦EST-SSR分子标记开发及特征分析

大麦是一种古老的栽培作物,也是分子遗传学研究中常用的模式植物,为满足大麦基因作图、遗传多样性、种质资源鉴定和分子辅助育种等研究的需求,拟在NCBI公共数据库基础上,开发基于表达序列标签(EST)的简单序列重复(SSR)分子标记.从NCBI数据库中获得了525 781条大麦EST序列,将这些序列进行聚类和去冗余后共获得61 902个Unigene,随后通过MISA软件搜索Unigene中的SSR位点,并设计引物9 659对,最后通过电子PCR(E–PCR)和普通PCR对引物进行验证.结果显示:(1)61 902个Unigene中含有SSR位点24 648个,其中复合SSR位点5 843个,约占3.42%,单纯SSR位点23 805个,约占96.58%;(2)经E-PCR验证后发现9 659对SSR引物中有1 060对(11%)能够成功扩增出产物;(3)随机选取的11对引物经普通PCR验证发现,这些引物都能在2份野生大麦品种、2份栽培大麦品种及1份小麦、硬粒小麦、荆州黑麦和节节麦中成功扩增.本研究表明日益丰富的EST公共数据库是大麦SSR分子标记的重要来源;利用EST公共数据库、SSR搜索软件,结合E–PCR验证是开发SSR分子标记省时高效的手段.     

转bar及NIa基因白菜的田间生物学及经济性状调查

对转入除草剂抗性基因bar及来自病毒TuMV的／VIa基因的不结球白菜纯合株系二代进行了田问生物学性状调查,结果表明，转基因白菜的植物学性状与其未转基因对照材料相比，无明显差别；但在涉及其生存竞争力的一些生物学性状，如发芽势、花粉活力、种子库存力等方面，比对照材料弱，其经济性状也比对照稍差．获得的转基因性状——除草剂抗性，能稳定遗传，并在田间很好表达；NIa基因介导的TuMV抗性在露地开放栽培条件下，不能很好表达，转基因株染病较重．对产生以上现象的原因进行了分析讨论．图3表5参16     

不同种源地云南稻核心种质主要形态性状的遗传特征

揭示云南稻核心种质资源特性、遗传变异特点,对资源的合理利用,指导育种工作,具有重要的意义.以541份云南稻核心种质为材料,在昆明地区生态条件下对其11个形态性状的遗传参数进行研究.结果表明:所研究的11个形态性状广义遗传力在65?%之间,穗颈长、实粒数、秕粒数和结实率的遗传力最大,且均表现出较大的遗传变异,选择潜力较大; 同一性状的遗传差异籼粳间不明显,而稻作区间则存在一定差异.利用本群体进行新品种选育时,应考虑各形态性状的表现特点和遗传潜力大小.对穗颈长、实粒数和结实率系统选育时,滇中一季籼稻粳稻区、滇南单双季籼稻区和南部边缘水陆稻区3个稻作区的材料选择效果较好.     

基于相关系数分析油菜若干性状与产量关系

油菜的十大性状与产量的相关分析,若按与产量相关系数大小排列,则依次为主茎总叶数>根茎粗>株高>一次有效分枝数>主茎绿叶数>二次有效分枝数>单株角果数>每角粒数>千粒重,前8个性状与产量均达到显者正相关,每角粒数与产量的相关不显著,而千粒重与产量呈负相关.表3,参4.     

核桃楸种群果核形态及地理变异

为揭示核桃楸种群果核形态变异及其与地理环境要素间的关系,以东北到华北天然分布的9个核桃楸种群为研究对象,采用相关、回归和聚类等数据处理方法分析其果核长度、横径、棱径、体积和果形指数.结果显示:不同种群间果核性状均存在极显著差异,且各性状的遗传力均大于0.9,表明核桃楸果核形态性状存在着丰富的变异,且受到很强的遗传控制.在种群间和种群内果核体积的变异系数与相对极差均最大,果核宽度值最小,表明体积的变异最大.相关分析表明,果核形态变异主要受经度、温度和相对湿度的影响.基于果核形态指标9个种群的聚类分析表明,各表型性状并未完全按地理距离而聚类.总的来说,果核性状的变异是核桃楸适应不同生境条件的方式之一,且这种变异是不连续的.     

糯小麦回交改良群体中Wx基因的遗传和品质效应

在基因型鉴定的基础上,利用糯小麦杂交后代BC5F2代回交改良群体研究了各基因缺失对降低直链淀粉含量的效果和各基因合成直链淀粉的能力,以及直链淀粉含量与农艺性状、品质性状、淀粉糊化特性等的相关性。研究发现,在Wx基因的所有8种基因型之间,直链淀粉含量差异显著;研究单缺失基因型发现,对直链淀粉含量减少效应最大的是Wx-B1b,减少效应最小的是Wx-A1b,而Wx-B1b和Wx-D1b没有显著差异;研究双缺失基因型发现,Wx基因合成直链淀粉的能力以Wx-B1a最高,Wx-A1a最低,而Wx-B1a和Wx-D1a差异很小.直链淀粉含量与株高、穗长、小穗数、穗粒数、千粒重等农艺性状相关不显著,表明淀粉品质育种可以与高产育种实现有机结合.直链淀粉含量与SDS-沉降值呈显著负相关(r=-0.726),说明直链淀粉含量降低在一定程度上有利于提高小麦营养与加工品质.全糯类型的淀粉糊化特性与其他类型显著不同,具有最高的峰值粘度和稀懈值,最低的低谷粘度、最终粘度、反弹值、峰值时间、糊化温度、起始糊化温度,表明糯小麦淀粉在食品和工业上具有特殊用途;稀懈值与直链淀粉含量呈极显著负相关(r=-0.969),其它粘度参数与直链淀粉含量呈显著正相关(最终粘度r=0.797,低谷粘度r=0.910、反弹值r=0.954、峰值时间r=0.970、糊化温度r=0.962、起始糊化温度r=0.932).表5参37     

水稻磷高效重组自交系群体的筛选鉴定

水稻耐低磷RILs群体培育可为磷高效育种和基因定位提供材料.该试验利用强耐低磷杂交组合合系41×大白稻产生的永久性重组自交系(RILs)群体,设低磷(有效磷6.26 mg·kg-1)胁迫和非低磷(有效磷40 mg·kg-1)胁迫两种处理,全生育期测定了相关的耐低磷形态性状,利用相关分析和多元逐步回归分析等方法探索RILs群体耐低磷筛选指标以筛选优良株系.结果表明:(1)12个主要农艺性状均呈连续性变异, 耐低磷性状发生了明显的重组和分离,说明利用重组近交系可以筛选并培育出强耐低磷的水稻品系.重组近交系是水稻耐低磷特性进行遗传研究的良好材料;(2)6个相对性状:株穗产量、地上干物质量、实粒数、有效穗、剑叶长、穗长,综合评价RIL 群体各株系的耐低磷强弱;(3)在RILs群体选出综合性状表现优良的5个大穗、大粒的耐低磷株系,具有良好的推广前景.     

Evolution characteristics and transcriptional responses to multiple stresses of NAC genes in Chenopodium quinoa and its ancestral diploid species北大核心CSCD

NAC是一类广泛参与调控植物在生物和非生物胁迫下防御应答的转录因子.基于系统的比较基因组学研究方法,对藜麦Chenopodium quinoa的NAC基因进行进化与多个生物和非生物逆境下的应答研究.在藜麦C.quinoa、祖先二倍体Chenopodium pallidicaule和Chenopodium suecicum基因组中分别共鉴定得到106、54和54个NAC基因.染色体定位数据表明藜麦基因组中18个NAC基因涉及串联倍增事件.3个物种NAC基因的系统进化树证明藜麦基因组中存在NAC基因的倍增与丢失.藜麦分别和C.pallidicaule和C.suecicum之间同源基因组模块的对应数目关系进一步证明藜麦保留了相当数量的祖先二倍体NAC基因,是其NAC基因倍增的主要动力.此外,藜麦NAC基因在干旱、高温、盐、低磷胁迫和GCFSV侵染下的表达模式被阐明;大量NAC基因被显著地诱导表达,推测其参与了藜麦在生物和非生物胁迫下的防御应答反应.本研究结果为藜麦的遗传育种提供了优良的候选NAC基因.(图7参26)