480份小麦种质条锈病抗性鉴定与评价

为了解现有小麦品种(系)对条锈病的抗性水平和条锈病抗性基因的利用情况,寻找新的条锈病抗源,收集不同生态区小麦品种(系)480份,田间接种当前流行生理小种(CYR32、CYR33和CYR34)混合菌种进行成株期条锈病抗性鉴定,同时调查叶锈病和白粉病田间自然发病情况,并利用已知小麦多效抗病基因位点Yr18/Lr34/Sr57/Pm38(7DS)、Yr29/Lr46/Pm39/Sr58(1BL)和Yr30/Lr27/Sr2/Sb3(3BS)的KASP标记进行抗条锈病基因检测。结果表明,供试的小麦种质中,有35份种质接种后对条锈病表现免疫,占参试种质的7.29%;69份种质表现高抗,占14.38%;79份种质表现中抗,占16.46%;其他297份种质表现中感或高感,占61.88%;含有Yr18基因抗性条带的种质有13份,含有Yr29基因抗性条带的种质有10份,含有Yr30基因抗性条带的种质有7份,同时携带2个抗性基因的种质有3份,没有同时携带3个抗性基因的种质。综上,480份小麦种质成株期条锈病抗性表现为抗病的有183份,占比38.12%,携带多效抗病基因的种质27份。携带Yr18或Yr30基因的种质对现有条锈病生理小种具有抗性,而Yr29基因的抗性水平已部分丧失。

植物中微型反向重复转座元件(MITEs)在作物遗传研究中的应用进展

MITEs(Miniature Inverted-repeat Transposable Elements),是最近发现的几乎在所有生物基因组中广泛分布的一类非自主型DNA转座元件,对基因组的结构和基因表达都有重要的影响。研究发现MTIEs的插入影响了许多重要农艺性状,在作物遗传研究中的应用价值也逐渐显现。为了更好地将这一转座元件利用于作物遗传研究和改良过程,文章概述了MITEs的发现及结构特点,对根据其特点进行预测的分析软件和数据库进行了总结;对MITEs在基因组中的分布特点进行了归纳,发现其在基因组中拷贝数众多,并多在近基因区分布;总结了MITEs同其来源的自主型转座子间的对应关系及转座活性的激活和在基因组中的扩增模式;MITEs对基因表达调控主要通过两种途径:即通过插入改变基因的结构从而影响基因表达和表观遗传水平的调控途径。同时对目前已有的MITEs在作物遗传分析,如开发分子标记,改良性状,构建突变体库等方面进行了总结归纳。

甘蓝型油菜苗期下胚轴长、根长与成熟期主要农艺性状及品质性状的相关性分析

为解析甘蓝型油菜幼苗期下胚轴长、根长与成熟期主要农艺性状及品质性状的关系,以125份甘蓝型油菜品种(系)为材料,进行了室内和田间试验,并对幼苗期下胚轴长、根长与成熟期主要农艺性状及品质性状进行了相关性分析及灰色关联度分析。结果表明,甘蓝型油菜芥酸含量、硫甙含量变异系数较大,易受外界环境影响,而含油量、株高等变异系数较小,遗传力较高。幼苗期下胚轴长与根长呈极显著正相关,且与幼苗期根长关联度最大的也是幼苗期下胚轴长,幼苗期根长与倒伏级呈显著负相关。幼苗期下胚轴长、根长与主要品质性状均呈正相关,其中下胚轴长与芥酸含量呈显著正相关。可见,苗期根系越发达,成熟期抗倒伏性和品质性状越优良,选育抗倒伏和品质优的甘蓝型油菜时可将幼苗期下胚轴长与根长作为重要的参考指标。

甘蓝型油菜BnDMC1.A01基因的分离及序列分析

人工合成甘蓝型油菜是进行基因组学研究和种质资源创新的重要材料,但其减数分裂过程中经常出现异常,导致基因组遗传不稳定和花粉育性下降。DNA meiotic recombinase 1 (DMC1)是植物中控制减数分裂的重要基因,为了解油菜DMC1同源基因的序列及表达变异,本研究利用拟南芥和芸薹属作物DMC1同源基因的外显子保守序列设计引物,分离了常规和合成甘蓝型油菜(Brassica napus L.)A01染色体上的DMC1全长序列。氨基酸序列比对发现,BnDMC1. A01编码的蛋白具有植物中已报道的DMC1典型的保守结构域。分离了19个不同品系中BnDMC1. A01的基因序列,共划分为6种单倍型,发现第二外显子内存在两个导致氨基酸残基变异的SNP位点,该SNP位点在3种类型的油菜中均有分布。基因表达量分析发现,BnDMC1. A01在合成甘蓝型油菜中的表达量较常规油菜高,这些变异是否同人工合成甘蓝型油菜减数分裂异常有关还需进一步研究验证。

甘蓝型油菜几丁质酶基因家族进化及其应答病菌的表达分析（英文）

黑胫病和菌核病是造成世界油菜产量下降的2种主要病害,分别由油菜茎基溃疡病菌和核盘菌引起。几丁质酶基因家族被认为是一类病害相关蛋白质,在植物抵抗病菌和非生物胁迫应答过程中发挥着重要作用。然而,甘蓝型油菜中关于几丁质酶基因家族进化及其应答黑胫病和菌核病的表达研究尚未有报道。本研究在甘蓝型油菜基因组中共鉴定了68个几丁质酶基因,分为5个不同的类,分布在15条染色体上。进化分析表明,甘蓝型油菜中几丁质酶基因家族成员的扩张主要是由片段复制和串联重复所致。此外,利用转录组测序数据分析了甘蓝型油菜几丁质酶基因家族应答2种病菌胁迫的表达谱。结果表明,在2种病菌侵染下,几丁质酶基因家族中有一些成员的表达均被诱导,也存在一些几丁质酶基因家族成员被特异地诱导表达。由此可见,甘蓝型油菜中几丁质酶基因家族不同成员的功能在长期进化过程中发生了分化,在应答不同病害胁迫中发挥特异的作用。

2种预处理对玉米组织全蛋白质双向电泳图谱的影响

为探索适用于双向电泳分析的玉米组织全蛋白质提取的最佳方法,建立适用于玉米组织的全蛋白质双向电泳体系,以玉米叶片和花粉为材料,在相同条件下采用PDQuest分析,分别比较了丙酮预处理和TCA/丙酮预处理玉米组织对全蛋白质双向电泳图谱的影响。结果表明,丙酮预处理和TCA/丙酮2种预处理提取法在玉米叶片中分别检测到634个和540个清晰的蛋白质点,在玉米花粉中分别检测到410个和320个清晰的蛋白质点。丙酮预处理的玉米组织有少量拖尾,蛋白质点丰度高,适合做质谱分析;TCA/丙酮预处理的玉米组织拖尾较轻,蛋白质点丰度较低,适合做蛋白质差异分析。

MITE转座子在不同甘蓝型油菜品种中的多态性研究

微型反向重复转座因子(MITE)在真核生物基因组中普遍存在,其活动能够在物种内形成丰富的多态性,在基因组进化和基因调控中均发挥重要作用。该研究利用286对不同MITE家族侧翼序列筛选的特异引物,对101个中国油菜、27个加拿大油菜和29个合成油菜品系(共157个品系)的基因组DNA进行多态性研究,以明确MITE家族的插入/缺失多态性以及在不同油菜品种之间插入的遗传多样性,进而探讨他们之间的亲缘关系。结果显示:(1)286对引物中筛选出60对条带清晰重复性高的多态性引物,多态性比例21.0%;其中Stowaway-like家族和Tourist-like家族特异引物的多态性比例分别为24.6%和20.0%。(2)PCR扩增结果显示,60对多态性引物对中国、加拿大、合成油菜品系的基因组DNA分别扩增出4 029、1 044、1 087条清晰可辨的条带。(3)UPGMA聚类显示,中国油菜品种间遗传相似系数在0.59~0.95,加拿大油菜品种间遗传相似系数在0.73~0.95;合成油菜品种间遗传相似系数值在0.64~0.93。研究表明,MITE在基因组中大量随机插入,形成种内丰富的多态性,利用MITE家族引物检测不同地区的油菜种质资源的多态性,可为油菜的育种找到许多尚未被开发的遗传变异。