花生赤霉素3-β-双加氧酶(AhGA3ox)基因家族的全基因组鉴定及表达分析

赤霉素3-β-双加氧酶(gibberellin 3-beta-dioxygenase,GA3ox)是参与赤霉素生物合成的关键酶之一,可通过影响赤霉素的形成调控植物的生长发育,目前在花生中尚无系统研究。本研究利用生物信息学方法在花生栽培种基因组数据库中筛选花生GA3ox家族基因,对鉴定出的7个AhGA3ox在栽培种花生基因组中的分布、结构及进化特征、理化性质、启动子顺式作用元件进行分析,并利用qRT-PCR技术对其进行花生组织结构表达模式分析,同时对AhGA3ox家族基因在不同荚果大小的2个花生品系中的表达量进行分析。结果表明,7个AhGA3ox基因分布在7条染色体上,均由1个内含子和2个外显子组成。花生AhGA3ox蛋白中均包含1个DIOX_N结构域和1个2OG-FeII_Oxy结构域,系统进化分析表明与大豆的亲缘关系较近,在根、茎、叶、花、果针5个组织中呈现出不同表达模式,不仅在花生果壳不同发育时期的表达量不同,在2个荚果大小不同的花生品系果壳相同发育时期的表达量也不相同,但多数发育时期在大果品系中的表达量均显著高于小果品系,推测该家族基因的表达可能对荚果的形成具有促进作用。

花生含油量全基因组选择及近红外光谱筛选的育种技术探究

花生含油量对单位面积产油量至关重要。该性状受多个微效基因控制,但可用的紧密连锁标记十分有限,传统的分子标记辅助选择育种准确性不高。全基因组选择作为一种新的育种方法,可实现对数量性状的早期预测;近红外光谱分析可对作物品质性状(如含油量等)进行无损检测。通过两者优势互补,建立花生含油量全基因组选择和近红外光谱筛选联合的育种技术,探讨影响花生含油量全基因组选择预测准确性的因素,为花生分子育种奠定理论基础。本研究以216个重组自交系为材料构建训练群体;分别以139、464和505株F_(2)、F_(3)和F_(4)为材料构建育种群体;利用自主开发的“PeanutGBTS40K”液相芯片进行基因分型,开展含油量全基因组选择育种模型分析;通过联合全基因组选择和近红外光谱筛选技术,开展花生含油量性状的育种应用,并评价其育种效果。结果显示,对训练群体进行基因分型后,总共获得30,355个高质量SNPs,并用于11个全基因组预测的模型选择分析。含油量预测准确性最高的模型为rrBLUP,其次是randomforest和svmrbf。以重组自交系为预测群体,F_(2)、F_(3)和F_(4)各世代含油量的预测准确性分别为0.116、0.128和0.119;以重组自交系叠加上一轮的育种群体为预测群体,各世代含油量的预测准确性分别为0.116、0.131和0.160。全基因组选择联合近红外筛选要比单独的全基因组选择对各世代的含油量选择效果提高1.8%、2.7%和3.4%;与单独的近红外筛选相比,差异不显著(0.10%、0.06%和0.07%);而近红外筛选与全基因组选择相比,含油量可显著提高1.7%、2.6%和3.3%。通过联合全基因组选择和近红外光谱筛选育种,F_(3)和F_(4)分别比F_(2)的含油量提高1.2%和1.0%。F_(4)总共获得16个入选改良株系,有10个株系含油量≥55.0%,其中2个株系(SF_(4)_201和SF_(4)_379)的理论产量分别比对照增产7.0%和11.1%。本研究通过建立花生含油量性状的全基因组选择-近红外光谱筛选联合育种技术,可有效实现花生含油量性状的遗传改良。

黑色花生新品种粤油905的选育

粤油905是广东省农业科学院作物研究所花生育种团队以泉花551为母本,中间育种材料10B14-125为父本,经有性杂交结合分子标记辅助育种选育而成的珍珠豆型黑色种皮花生新品种,适宜在华南花生产区种植,可作为油用与鲜食花生品种大力推广。该品种于2023年获得全国非主要农作物品种登记[证书编号为GPD花生(2023)440030]。粤油905不仅具有黑色种皮而且蛋白质含量高,具有良好的经济价值与市场应用前景。对该品种的亲本来源、选育过程、特征特性和产量性状及配套栽培技术进行了总结,以期为新品种的推广应用提供理论和技术支撑。

花生栽培种EST-SSRs分布特征及应用研究

利用自行开发的20160条花生栽培种荚果EST,通过序列拼接,获得8289条无冗余EST。经搜索,共检测出740个SSR位点,分布于651条EST中,发生频率为7.8%,平均每6.8kbEST序列含一个SSR位点。功能注释结果表明具生物过程、分子功能和细胞组分的EST分别为73、111和56条。在花生荚果EST-SSR中,三核苷酸重复类型出现频率最高,占总SSR的62.8%,其次是二核苷酸重复类型,占总SSR的33.6%。在出现的26类重复基序中,AG/TC重复基序出现频率最高,AAG/TTC次之。利用Primer premier5从651条含有SSR的EST中共设计引物233对,从中随机选取100对引物检测EST-SSR在花生栽培种中的多态性及在野生种中的可转移性。结果表明,有86对引物在供试的22个花生栽培品种中得到有效扩增,其中10对在栽培种中具有多态性,每对引物检测出的等位基因数2～3个,平均2.2个。可扩增引物在野生种中的可转移率为12.5%～100.0%,平均96.0%。在野生种间检测出多态性的引物76对,每对引物检测出等位基因2～9个,平均4.06个。

花生种皮蜡质和角质层与黄曲霉侵染和产毒的关系

黄曲霉侵染花生的研究表明,种皮破损的黄曲霉毒素含量显著高于种皮完整的,种皮对黄曲霉侵染和产毒起着重要的屏障作用。采用氯仿去除种皮蜡质,用KOH或角质酶去除种皮角质层后,种子黄曲霉感染率和黄曲霉毒素含量显著提高。种皮蜡质和角质层同时去除的与种皮破损的黄曲霉感染率和毒素含量差异不显著,表明种皮的抗性成份主要是蜡质和角质层。种皮蜡质含量测定和种皮表面扫描电镜观察表明,蜡质的含量和角质层的厚度与品种的抗性有关。抗性品种种皮蜡质含量显著高于感病品种。种皮蜡质提取物在体外抑菌效果不显著,说明蜡质的抗性作用主要是物理性阻止黄曲霉菌的穿透。

广东省“十五”期间花生遗传改良研究进展及发展对策

综述了广东省"十五"期间花生种质资源的收集评价、育种技术和品种选育等遗传改良所取得的研究进展,根据国内外花生发展趋势并结合广东省具体情况提出今后的研究设想和建议。

花生抗黄曲霉侵染机理的研究进展

:从花生抗性结构因素。

花生种子胰蛋白酶抑制剂与抗黄曲霉侵染的关系

通过丙酮分级沉淀和 DEAE- Sephadex A5 0离子交换柱 ,从花生种子醋酸提取液中分离纯化出具有胰蛋白酶抑制剂活性的物质。SDS- PAGE电泳图谱显示 ,纯化的胰蛋白酶抑制剂是以二聚体形式存在 ,分子量分别为 17.1和10 .3k Da,纯化的胰蛋白酶抑制剂在体外能显著地抑制黄曲霉 (Aspergillusflavus)孢子的萌发和菌丝的生长 ,表明胰蛋白酶抑制剂是花生种子抗黄曲霉的有效成分。种子胰蛋白酶抑制剂含量的多少、活性的高低与品种抗黄曲霉侵染的能力有关。 5个抗性品种胰蛋白酶抑制剂的含量和活性均高于感病品种 ,且抗性品种胰蛋白酶抑制剂粗提液体外抑菌效果也较感病品种显著 ,表明花生种子胰蛋白酶抑制剂含量和活性可作为花生抗黄曲霉侵染的标记性状之一。

花生收获前黄曲霉侵染因素研究

从花生收获前受黄曲霉感梁的时期和途径、感染因素及后期干旱胁迫影响等方面 ,综述有关研究进展 。

花生种子受黄曲霉菌侵染后若干生化成份的变化及其与抗性的关系

花生种子人工接种黄曲霉菌 (AspergillusflavusLink)侵染的生化测试结果表明 ,接种前后花生种子的过氧化物酶 (POX)、多酚氧化酶 (PPO)和苯丙氨酸解氨酶 (PAL)活性以及木质素含量等均发生显著变化。接种前POX活性与侵染率呈极显著负相关 ,接种后POX活性随感染天数增加而增加 ,感病品种比抗病品种POX活性增幅大。接种后 13d抗病品种PPO和PAL活性达峰值 ,而感病品种 36d达峰值。接种后第7d木质素含量与感染率呈显著负相关 (r =- 0 .740 6) 。

花生种子白藜露醇的诱导与抗黄曲霉侵染关系的研究

通过比较抗—感花生品种受黄曲霉菌侵染后,种子诱导白藜露醇的差异,探讨白藜露醇诱导与花生种子抗黄曲霉侵染关系。结果表明:受黄曲霉侵染后,花生种子白藜露醇诱导的速度与抗性有关。抗性品种在受侵染后3d种子内的白藜露醇大量累积并达到峰值,含量提高30倍;而感病品种则在受侵染后4d才达到此峰值。放线菌素酮和放线菌素D处理后接种试验表明,种子本身含有合成白藜露醇的mRNA,当受外源黄曲霉菌侵染时能激活与合成白藜露醇相关酶的活性,合成大量白藜露醇。

活性氧及膜质过氧化与花生抗黄曲霉侵染的关系

以抗感花生品种的种子为材料,采用人工接种方法,研究种子受黄曲霉侵染前后活性氧和膜质过氧化的动态变化。结果表明,黄曲霉侵染可诱导花生种子发生膜质过氧化反应,抗感品种间存在明显的差异。抗性品种·产生速率、H2O2和MDA含量等比感病品种提高的速度快,发生量较大。但活性氧清除酶的脂氧合酶活性、O2CAT和SOD活性变化不明显,使抗病品种膜质过氧发生较早且程度较高,表皮细胞发生及时性的过敏性反应坏死,抵御黄曲霉的穿透,达到抗黄曲霉侵染的目的。

珍珠豆型花生产量和含油率遗传特性的双列分析

本文采用完全双列杂交对4×4杂种一代产量和含油率遗传特性进行研究,结果表明:单株果重和含油率两性状均受加性和显性遗传效应的控制,加性遗传效应较显性重要,此外,含油率可能还受上位性遗传效应的控制。单株果重和含油率的平均显性变为部分显性,亲本中控制两性状的隐性等位基因较显性基因多。高产呈显性,高油为隐性。控制果重和含油率的显性基因组数分别为3组和1组。含油率与产量和产量构成性状呈显著负相关,而与株高,侧枝长,总分枝数,有效分校数和主茎青叶数等农艺性状无关,表明试图通过容易辨认的农艺性状的间接选择来提高含油率是较困难的。

优质高产兼抗花生新品种粤油202—35选育研究

粤油202—35是广东省农科院作物研究所选育的优质、高产、兼抗花生新品种。平均单产3371.6kg/hm2,比对照种粤油116增产20.5%,达极显著水平。其锈病发病级数为3级,青枯病抗病率为89.1%,均达高抗水平。粤油202—35的蛋白质含量为32.23%,脂肪含量为53.5%,油酸/亚油酸比值为1.56,属高耐贮存品种。该品种的株型较矮,叶色灰绿,叶片厚,根系发达,具抗倒伏、耐旱、耐涝等特点。1997年2月通过广东省农作物品种审定委员会审定,1998年获广东省农业科学院科技进步二等奖,1999年获国家“九五”农作物品种选育后补助。

珍珠豆型花生产量和含油率性状配合力分析

为早期辨别杂交组合的优劣,本文对珍珠豆型花生产量和含油率性状,进行了配合力分析。结果表明,供试品种单株果重、单株果数、单株仁重、含油率这四个性状在组合间存在着真实差异,亲本性状水平越高,其一般配合力也越高,性状的一般配合力互有高低的双亲有互补作用,两个一般配合力效应值皆高的亲本,其特殊配合力并非就高,两个一般配合力效应值低的亲本,其特殊配合力也不一定最低,一般配合力和特殊配合力皆高的组合才是产量和含油率均高的组合。

外源DNA导入技术在花生选育种中的应用研究

从红衣的花生品种狮油红４号和花生野生种Ａｒａｃｈｉｓｇｌａｂｒａｔａ供体材料中提取、鉴定合格的外源ＤＮＡ，通过花粉管途径将狮油红４号ＤＮＡ导入到白肉仔中，Ｄ３代筛选出高产高油变异株４株、高产薄壳变异株６株，２个变异株的种衣颜色为红色，４个变异株种衣颜色为粉红色；将野生花生ＡｒａｃｈｉｓｇｌａｂｒａｔａＤＮＡ导入到粤油１１６中，Ｄ代获得产量高于受体、锈病发病程度轻于受体的高产变异株４株。表明从花粉管导入外源ＤＮＡ可引起受体后代的变异，能转移供体性状，是一项极有潜力的育种新技术。

花生新品种粤油5号的选育研究

早熟、耐寒、高产、抗锈病花生新品种粤油5号是以"粤油116"作为高产亲本材料,以国际半干旱作物所的早熟品种"ICGV8641"为早熟亲本,以美国引进种质"PI381622"为耐寒亲本,通过有性复合杂交,多世代轮回交替选择、定向选择和多点鉴定等方法培育而成。该品种1998年通过广东省品种审定,1999年被列为广东省重大科技成果推广项目并获全国农牧渔业丰收三等奖,2000～2001年连续两年被国家科技部列为国家重大科技成果推广项目,2002年获广东省科技进步三等奖。