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     

小麦矮秆基因Rht-B1b、Rht-D1b、Rht8的检测及其对株高的影响

为进一步明确矮秆基因对杂交后代的致矮能力,一方面利用分子标记对26份小麦材料中所含有的矮秆基因(Rht-B1b、Rht-D1b、Rht8)进行了检测,另一方面选取较矮的8份材料作为母本,与两个高秆地方品种(中国春、宜宾白麦子)进行杂交,测量F1代株高并计算致矮力;最后,结合两方面的数据来估计矮秆基因对株高的影响.结果表明,同一母本与不同父本,或同一父本与不同的母本,杂交后F1代株高存在较大差异.因此,各矮秆基因表达可能具有遗传背景效应.在与Rht8紧密连锁的分子标记Xgwm261位点扩增出了3个等位变异,分别为174 bp、192 bp和210 bp,其中210 bp片段所占比例最高,为57.7%.特别值得注意的是,检测到1份同时含Rht-B1b+Rht-D1b+Rht8的材料(川育925矮).由于其株高矮(57.92 cm),平均致矮力高(29.4%),具高抗条锈病,且其它综合农艺性状好,因此推荐作为小麦矮化、半矮化育种的主要亲本之一.     

与甘蔗抗黑穗病基因连锁的RAPD标记筛选

为了寻找与由黑粉菌(Ustilago sictaminea Syd．)引起的甘蔗黑穗病抗病基因连锁的分子标记，从而借助分子标记辅助选择(MAS)手段提高抗病育种效率，用甘蔗抗病亲本Co1001为母本，用感病亲本Ya71-374为父本，配置杂交组合创制抗病性分离群体为材料，采用人工接种新植蔗，田问种植方法鉴定分离个体新植和宿根的抗病性，借助RAPD和集群分离分析法(BSA)，筛选出一个与抗病基因连锁的多态性片段，并在抗、感池中的个体和池外部分个体上得到验证，该片段大小约520bp．对该片段的进一步克隆、测序和转换研究还在进行中，研究结果为抗病育种的MAS奠定了基础．图2表3参12     

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.     

青稞B-hordein基因表达载体构建及对小麦的遗传转化

利用从具有特殊B-hordein亚基组成的青藏高原青稞材料中克隆的B-hordein编码基因(SL60)和小麦高分子量谷蛋白亚基胚乳特异表达启动子PGlu1Dx构建了真核表达载体pCB2007-SL60.通过农杆菌介导对普通小麦进行遗传转化,共获得227株再生植株,经PCR鉴定和转化片段测序验证,最终获得5株阳性植株.研究为进一步分析B-hordein基因在小麦背景中的遗传和表达,以及对小麦加工特性的影响奠定了基础.图5表2参21     

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.     

11个猕猴桃品种间的遗传多样性分析

利用随机扩增多态性DNA标记(RAPD)技术对采自四川省猕猴桃科研基地的11个猕猴桃品种进行了遗传多样性分析.通过引物筛选,从15个RAPD引物中扩增出135条带,其中100条为多态带,占74.07%.UPGMA聚类分析结果揭示了各品种间的亲缘关系.RAPD标记说明猕猴桃品种间遗传距离与地理分布有一定关系,地理位置较近的材料能聚在一起.分子标记可用于猕猴桃种质资源的分类、鉴定及良种选育.图2表2参15     

核糖体RNA基因在海洋动物分子系统学中的应用

随着分子遗传标记在分子系统学中应用的发展,核糖体RNA基因因其特殊的组成结构和演化方式被广泛应用于海洋动物分子系统学研究中.本文系统地介绍了真核生物核糖体RNA基因的组成和性质及其近年来在海洋动物系统进化、分类和种质鉴定、遗传多样性研究等方面研究中的应用.从中可以看出,核糖体RNA基因已经广泛应用于海洋动物的分子系统学研究中,但主要利用的是核糖体RNA基因的一级结构.图2参36     

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.     

甘蔗泛素结合酶基因的克隆与表达

为克隆鉴定甘蔗泛素结合酶基因(Sugarcane ubiquitin-conjugating enzyme,ScUBc E2)并探索其在激素信号通路和甘蔗与黑穗病互作过程中的作用,选择黑穗病菌胁迫下甘蔗抑制消减杂交文库(Suppression subtractive hybridization,SSH)中注释为泛素结合酶的差异表达EST序列为探针,结合电子克隆技术和RT-PCR技术,以甘蔗cDNA为模板进行泛素结合酶基因克隆.对克隆获得的序列进行生物信息学分析,并利用qRT-PCR技术分析该基因在甘蔗根、蔗髓、叶、芽中的组织特异性表达以及在黑穗病菌、茉莉酸甲酯(Methyl jasmonate,Me JA)、脱落酸(Abscisic acid,ABA)和水杨酸(Salicylic acid,SA)胁迫下的表达情况.最终克隆得到一条长度为699 bp的甘蔗泛素结合酶基因(ScUBc E2;Gen Bank accession number:KJ577594.1),该基因包含长度为447 bp的完整开放读码框,编码148个氨基酸.生物信息学分析结果显示,ScUBc E2编码的蛋白分子量(Mr)为16.507×10~3;无信号肽,为碱性不稳定的亲水蛋白;包含4个α螺旋、4个β折叠和一些无规则卷曲;第15位氨基酸为泛素化位点,74-89位氨基酸为活性位点;在进化过程中与高粱泛素结合酶基因的亲缘关系最近.qRT-PCR分析结果表明,ScUBc E2基因组成型表达,但在芽中的表达量最高;其表达在甘蔗感黑穗病基因型ROC22中受到黑穗病菌胁迫的抑制,在黑穗病抗病基因型YC05-179中则先被抑制,后被诱导;ScUBc E2基因受MeJA及SA诱导表达,对ABA胁迫的响应不明显.本研究表明,甘蔗ScUBc E2基因在抗病基因型和感病基因型甘蔗中存在不同表达模式,可能参与甘蔗与黑穗病菌的互作过程,有望为抗病育种分子标记提供潜在基因资源;同时,该基因受MeJA和SA外源激素胁迫后的表达模式,可为泛素-蛋白酶体途径及激素调控的信号转导在甘蔗与黑穗病菌互作过程中的作用提供一定的理论依据.