红麻HcKAN4基因克隆、表达及在类黄酮合成中的功能

MYB类转录因子KAN4(KANADI4)在红麻类黄酮合成和纤维发育中发挥着重要作用。本研究以红麻品种‘福红952’为材料,对HcKAN4基因进行克隆和表达模式分析,探讨TRV-VIGS诱导该基因沉默对类黄酮合成途径中关键酶基因表达量改变的影响。基因克隆显示,HcKAN4基因开放阅读框(open reading frame,ORF)全长为966 bp,编码322个氨基酸,包含一个MYB保守结构域。进化树分析发现,其与拟南芥和木槿KAN4s的亲缘关系较近。表达分析表明,该基因在红麻不同组织中均有表达,且转录水平随着植物生长而递增。VIGS诱导基因沉默显示,6株HcKAN4的转录水平显著下调,达到基因沉默效果。进一步实时荧光定量PCR检测发现,类黄酮合成相关基因HcCHS、HcF3’5’H、HcANS、HcANR的转录水平显著下调,分别是对照组的0.51、0.14、0.23、0.11倍,表明HcKAN4基因可调控红麻类黄酮生物合成相关基因。这些结果为阐明红麻MYB转录因子调控类黄酮合成提供了依据,同时为改善纤维品质提供了研究思路。

红麻四倍体的诱导方法比较与鉴定

为获取四倍体红麻植株,研究以二倍体红麻(2n=2x=36)为试验材料,采用不同浓度的秋水仙素对红麻种子及幼苗生长点进行处理,并通过气孔鉴定、流式细胞术和染色体计数法对变异株进行观察及鉴定。结果表明:浸渍法的秋水仙素浓度为0.2%,处理24h,变异率为53.85%,成活率25.49%,诱导效果较佳;棉球覆盖法的秋水仙素浓度为0.4%,处理5d,变异率为15%,其诱导效果低于浸渍法。该研究创制了红麻新种质,为红麻多倍体育种的选育工作提供了参考。

不同浓度硅提高红麻抗旱机理研究

红麻(Hibiscus cannabinus L.)是我国重要的经济作物,主要分布在安徽、福建、河南等地区,其纤维和茎秆具有丰富的应用价值。随着红麻种植区域向干旱山坡地转移,其抗逆性研究变得尤为关键。研究通过称重法控制水分,模拟干旱环境,选取“红优2号”作为试验品种,通过盆栽试验进行干旱处理,设置3个硅浓度(0.2、0.5、0.8 g/L,标记为Si0.2、Si0.5、Si0.8),探究硅浓度对不同生长期红麻在干旱胁迫条件下的生理响应和生长状况的影响,以及硅对红麻抗旱性能的潜在调控机制。结果显示,喷施0.5 g/L硅溶液对株高和茎粗的效果最佳,分别较干旱处理增加50.00%和22.76%。综合对叶片结构和生理指标的影响,以0.5 g/L的硅溶液喷施效果最佳。试验证实了硅在提高红麻抗旱性方面的积极作用,为提升红麻在全生育期的抗旱能力提供了实践指导和理论依据。

红麻细胞质雄性不育系的选育及杂种优势利用取得突破

红麻的传统用途是织地毯、麻袋和编麻绳等。20世纪90年代以来，随着森林资源大量减少，全球变暖及沙漠化地区增多，美国等发达国家开发出了比造纸，制作纤维板、无纺布和可生物降解地膜等红麻利用新用途。红麻以其巨大的生物产量（为树木的3～4倍）和极强的二氧化碳吸收能力，引起了更多重视。

应用ISSR分子标记绘制红麻种质资源DNA指纹图谱

以6份红麻种质资源为材料,对UBC807～UBC890等80个ISSR引物进行筛选,筛选出多态性好的ISSR引物20个。利用这20个ISSR引物扩增来自国内外84份红麻种质资源,共获得230条谱带,平均每个引物扩增出11.5条谱带,其中多态性谱带185条,多态性条带比率为80.43%,表明供试的红麻种质资源遗传多样性较丰富。以供试84份红麻种质资源的ISSR扩增谱带为基础,建立了供试材料扩增条带指纹数据库的Excel文件。根据指纹图谱唯一性原则,采用自行开发的DNA指纹数据分析软件,再从20个多态性好的ISSR引物中遴选出UBC813、UBC825、UBC836、UBC888和UBC889引物,绘制出82个红麻种质资源的DNA指纹图谱,为红麻种质资源分子身份证的构建奠定了基础。

红麻优异种质产量和品质性状主成分聚类分析与综合评价

【目的】综合评价中国近年育成和引进的红麻品种,为红麻育种和生产利用提供科学依据。【方法】以中国"八·五"至"十·五"期间育种单位选育的及近年从国外引进的共40个红麻品种为供试材料,采用随机区组设计,2年各设3次重复。估算40个红麻品种12个产量和纤维品质性状的主成分,并以前3个主成分和欧氏距离为基础,分别作二维散点图和系统聚类分析。【结果】(1)在40份红麻种质中,前3个主成分累计贡献率达86.07%。第1主成分为韧皮纤维产量构成因子,贡献率达53.44%;第2主成分为茎秆皮骨构成因子贡献率达24.94%;第3主成分为纤维品质构成因子,贡献率达7.69%。(2)根据品种性状主成分表现,评选出综合性状优良的红麻新品种有福红952-1、福红2-1、KB11、福红992、SCS11-09、KB2、福红2号等7个。其中福红992、KB11、KB2和福红952-1等品种3个主成分构成因子协调最好。(3)在主成分二维排序分析中,当以第1主成分分别与第2主成分和第3主成分向量作二维排序分类,供试品种2个二维排序散布图对品种产量和品质性状的评价,可以把产量和品质性状优异的品种与相对较差的品种区分开来。(4)在欧氏距离聚类图中,当取值D=51.08时可把40份品种分成4类,即1个由36个品种聚成的大类群和1个由2个品种构成的亚类群,以及2个单一品种自成体系的个类(福红952-1、福红2号);在D=39.12水平面上,第Ⅰ大类又可分为3个小亚类群和5个相互距离较远的单一品种自成体系的个类,这5个品种分别为C2032、BG52-1、泰红763、金山无刺(迟)和福红7号。【结论】系统聚类结果可揭示出供试品种的相对遗传距离,对红麻育种亲本利用有一定的参考价值。二维排序分析结果对区分供试品种产量与品质性状优劣,具有简便、直观的特点。二维排序和欧氏距离2种不同分类方法,既有共性又有特异性,都能较好地为红麻品种改良亲本利用提供科学依据。

利用ISSR和RAPD标记构建红麻种质资源分子身份证

【目的】对来源于不同国家和地区的51份红麻栽培种、野生种和近缘种进行遗传分析,构建红麻种质资源分子身份证。【方法】利用ISSR和RAPD标记对不同类型的51份红麻种质资源进行分析,计算其遗传相似系数,利用UPGMA法作聚类图,建立分子身份证。【结果】19个ISSR标记共产生113条条带,其中101条为多态性带,多态性比率(PPB)为89.38%;20个RAPD标记共产生118条条带,其中112条为多态性带,多态性比率(PPB)为94.92%。品种间多态性丰富,结合特征带、特异谱带类型和不同引物组合3种分析方法,可有效建立51份红麻种质资源的特异分子身份证。【结论】材料间遗传多样性较高,有较远的遗传距离和较宽的遗传基础,ISSR和RAPD标记技术可有效用于建立红麻种质资源分子身份证。

红麻株高与茎粗性状的动态发育遗传分析

红麻株高、茎粗是两个最重要的动态发育的经济性状.发育遗传学已探明生物个体的不同发育阶段基因是按一定的时空秩序有选择地表达的.采用数量性状的加性显性遗传模型和发育遗传模型,分析了红麻株高与茎粗在不同生长发育时期的遗传规律,即估算了株高与茎粗在某一生长发育时间(0→t)或某一特定生长发育时间段(t-1→t)的遗传效应.结果表明,株高在不同生长发育时期的非条件、条件遗传效应两者基本一致,均以显性效应为主,加性效应较弱,但条件遗传效应的分析与实际更为相符;茎粗的非条件、条件遗传效应表现一致,各个生长发育时期均未检测到加性效应,而显性效应均达显著、极显著水平;在各个不同生长发育时期中,株高与茎粗均在7月28日～8月9日(旺长期)、9月2～14日(纤维累积期)之间基因表达较活跃.株高与茎粗相关分析表明,两者在各个生长发育阶段均不存在加性相关,但8月21日之后的各期株高与茎粗之间均为显著或极著显正相关,该时期后进行相关选择比较有效.

水肥一体化对红麻生长、纤维产量与品质的影响（英文）

【目的】研究水肥一体化（滴灌施肥）对红麻生长、纤维产量和品质的影响,探讨红麻水肥利用特点,为红麻高产高效栽培提供参考。【方法】大田试验设6个滴灌施肥处理和1个对照（CK）,CK采用100%灌水量（16.183 m3）和100%施肥量（264.00 kgN/ha,88.04 kgP 2O5/ha,176.09 kgK 2O/ha）,撒施、沟灌;处理T1-T3均采用100%灌水量、施肥量分别为100%、75%和50%,处理T34-T6采用80%灌水量（12.947 m）、施肥量分别为100%、75%和50%。收获时考察不同处理红麻农艺性状和纤维指标。【结果】与常规施肥、灌溉相比,6个滴灌施肥处理可显著促进红麻的生长和改善纤维品质,红麻株高、茎粗、皮厚、地上部干质量、纤维产量和纤维线密度分别显著增加13.2%-25.5%、0.7%-1.4%、10.6%-20.3%、12.5%-30.9%、15.1%-36.8%和7.2%-30.7%,其中以T1处理的综合效果最好,其次为T5、T2。T1处理的株高、地上部分干质量、纤维产量等最高,但大部分与T5处理差异不显著,而处理T5的纤维强力显著高于处理T1。【结论】滴灌施肥时,T5处理（80%灌水量：12.947 m3,75%施肥量：198.0 kgN/ha,66.03 kgP 2O5/ha,132.07 kgK 2O/ha）可获得较好的节水节肥效果,建议在红麻生产上推荐应用。

应用SRAP分子标记构建红麻种质资源分子身份证

【目的】以来源于不同国家和地区的127份红麻栽培种、野生种和近缘种为材料,利用SRAP标记构建红麻种质资源分子身份证。【方法】利用SRAP标记对127份红麻种质进行遗传分析,计算其遗传相似系数。利用UPGMA法作聚类图,构建分子身份证。【结果】40对引物组合在127份红麻种质材料中共扩增出383条DNA片段,其中,375条为多态性片段,总的多态性条带比率(PPB)为97.9%。UPGMA聚类分析结果表明,相似系数为0.70时,127份红麻种质资源被划分为4个类群。用SRAP特征谱带和多种引物组合2种方法可有效区分所有材料,并构建出127份红麻种质资源特异性分子身份证,置信概率达到99.99%。【结论】基于15对SRAP核心引物组合的36条谱带构建了一套127份红麻种质资源唯一性的分子身份证。

红麻产量和纤维品质性状的遗传效应与杂种优势分析

红麻产量与品质性状的各项遗传效应、关联性及其杂种优势表现是杂种优势利用的基础,采用加性显性遗传模型,分析了7个杂交红麻亲本和2 1个F1 代组合的12个产量与品质性状的研究结果表明,(1)株高、鲜皮厚、单株干皮重、千粒重、纤维支数同时受到加性和显性效应的控制;而茎粗、单株干茎重、皮骨比、出麻率、单株纤维重、精洗率、纤维强力主要受显性效应控制。(2 )株高、鲜皮厚与单株干皮重、单株干茎重、单株纤维重3个综合产量性状之间均存在明显的加性和显性相关;茎粗与各性状之间不存在加性相关,而与株高、鲜皮厚、单株干皮重、单株干茎重、单株纤维重之间存在明显的显性相关;红麻产量性状与品质性状之间存在一定的负向关联性;惟皮骨比、纤维强力与纤维支数之间表现明显的正相关;纤维强力与纤维支数之间存在明显的负相关。(3)单株干茎重、单株干皮重、单株纤维重3个综合产量性状F1代具有很强的群体平均优势(HMP为15 .7%～18% )和群体超亲优势(HBP在8.3%～13.9% ) ,强优组合杂种优势可达35 .6 %～6 9.2 %。F2 代仍具较高的正向群体平均优势和超亲优势,强优势组合的HMP和HBP分别可达19.5 %、16 .1%、2 0 .2 %和1.9%、34.6 %、32 % ,F2 代优势仅比F1 代降低5 0 %左右;F1 杂种优势平均可延续1.4～1.7代,强优?

红麻新品种福红952的选育

福红952是以非洲裂叶与粤红1号杂交,应用配合力育种理论及混合系谱法与穿梭育种法相结合的高效综合育种新技术,于1993年育成的红麻优良新品种.该品种1995-1996年参加安徽省红麻新品种区域试验,平均比对照青皮3号增产24.3%;1997-1998年参加国家红麻新品种区域试验,平均比对照粤743增产15.67%.福红952主要经济性状优良,丰产性能好,适应性广,抗病力强,于2000年通过安徽省红麻新品种审定,2002年列为国家农业科技成果重点推广品种.

优质高产红麻品种福红951的选育

福红951是1985年以"7380"与莱阳红麻杂交,应用配合力育种理论和混合系谱法与穿梭育种法相结合的聚合育种新技术,于1993年育成的红麻优良新品种.1995-1996年,该品种参加安徽省红麻新品种联合区域试验,纤维产量比对照青皮3号高21.8%,差异达极显著水平;1997-1998年,参加国家红麻新品种联合区域试验,纤维产量比对照粤743高13.15%,差异达极显著水平.经测试福红951纤维强力比青皮3号大12.8%,比粤743大5%,居国家级区试参试品种首位.近年来,福红951在浙江海宁和安徽六安、霍邱、灵壁等县市进行生产性对比试验示范,比青皮3号增产23.3%-36.2%,表现出丰产性好、纤维品质优良、适应性广、抗红麻炭疽病等突出特点.2001年已通过安徽省新品种审定,为麻纺与造纸兼用优质高产红麻新品种.

干旱胁迫下红麻叶片的差异蛋白表达分析

【目的】研究耐旱性高的红麻品种在干旱胁迫条件下的蛋白质表达,揭示红麻耐旱性的生理机制。【方法】以鉴定出的耐旱性红麻品种GA42为材料,在苗期(五叶期)设置正常供水与控水比较试验,运用双向电泳分析红麻在干旱胁迫和正常供水条件下叶片蛋白质组的动态变化。【结果】对2-DE图谱分析后发现,在干旱胁迫下出现65个差异表达蛋白质点,选用表达量明显上调的9个蛋白质点,通过MALDI-TOF-TOF MS分析和数据库检索,鉴定出6个差异表达蛋白的功能,分别是2个核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶(Rubisco)或其大亚基(所有植物进行光合碳同化的关键酶)、1个Rubisco活化酶(广泛存在于植物中调节Rubisco活性的酶)、1个二甲基萘醌甲基转移酶(一种参与甲基转移反应的辅酶)、1个推定的胞质型谷氨酰胺合成酶(参与高等植物氨同化过程的关键酶)、1个ATP合酶β亚基(在活性细胞中起着将其它能量合成为生物能量通货-ATP的能量转换作用)。【结论】揭示了红麻GA42表现出较强的耐旱性与上述6个差异表达蛋白质点明显上调有关。

实生苗嫁接对红麻细胞质雄性不育系与保持系的生长发育及越冬抗寒性的影响

为使红麻细胞质雄性不育系和保持系在华南地区安全越冬,实现多年生栽培,将不育系的繁殖固定于较低的回交世代,以抗寒性较强的红麻野生种H040、P3A×H040杂交种为砧木,P3A、P3B的实生苗为接穗,并以本砧嫁接为对照,探讨嫁接对红麻雄性不育系和保持系的生长发育及越冬抗寒性的效应。聚类和隶属函数分析结果显示:抗寒性强弱可划分为5类,红麻野生种H040和杂交组合P3A×H040抗寒性最强,为1级;P3A/P3A×H040和P3A/H040抗寒性较强,2级;P3A CK和P3A/P3B CK抗寒性中等,3级;P3B/P3A×H040和P3B/H040抗寒性较弱,4级;P3B/P3A和P3B CK抗寒性最弱,5级。以抗寒性较强的实生苗为砧木嫁接可提高红麻接穗的抗寒性。

红麻6个重要产量性状的QTL定位

【目的】研究红麻重要产量性状的QTL定位,促进红麻分子辅助育种基础科学研究。【方法】以埃及的阿联红麻与福建农林大学育成的高产抗病优质新品种福红992作为亲本进行杂交,自交衍生的162个F2﹕3家系为材料,通过一年两点的随机区组田间试验,测定了红麻株高、茎粗、节数、单株鲜皮重、单株干皮重和种子千粒重6个重要产量性状的数据,采用混合线性模型的复合区间作图法进行了QTL定位及其遗传互作效应分析。【结果】相关分析结果表明,除种子千粒重外,其它性状之间均存在明显的正相关性。在两地共定位了2个株高QTL、2个茎粗QTL、2个节数QTL、1个单株鲜皮重QTL、2个单株干皮重和2个种子千粒重QTL。【结论】在两地检测到11个QTL,主要集中分布在第6、11、14、9、13、17和4连锁群上,这些QTL在连锁群上分布不均匀,具有集中分布的特点。

铅、镉对红麻种子萌发生长的影响

【目的】探究铅、镉胁迫对红麻种子的毒害效应,为红麻杂交一代F1应用和铅、镉耐性植物的筛选提供理论依据。【方法】以红麻细胞质雄性不育系P3A、恢复系992及其杂交F1为材料,设置不同Pb浓度(0～1000mg/kg)与Cd浓度(0～30mg/kg)组合处理,测定种子发芽各项指标。【结果】随着Pb、Cd单一及复合处理浓度的增加,3个红麻品种的发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数、简化活力指数均呈下降趋势。P3A、992的发芽势在Cd30mg/kg处理下有回升波动的现象。3个红麻品种中,F1发芽最好,P3A最差。【结论】综合考虑,可将Pb≤400mg/kg、Cd≤20mg/kg的处理浓度作为区分3个红麻品种萌发期耐铅、镉强弱的理想浓度。

适合于胞质基因组扩增的红麻成熟叶片DNA提取改良方法

为了从成熟红麻叶片中提取高质量、高产量的基因组DNA,针对红麻成熟叶片中多糖、多酚含量较高的特性,利用改良CTAB法及改良SDS法分别提取红麻品种福红952成熟叶基因组DNA,并通过琼脂糖凝胶电泳和紫外分光光度计测定进行DNA质量检测。结果表明:改良CTAB法提取的基因组DNA电泳时点样孔干净,条带整齐无拖带,OD260/OD280为1.9左右,产率可达1.84μg/g,其质量、产量都高于改良SDS法,所提取的DNA可用于红麻RAPD分子标记、线粒体DNA、叶绿体DNA通用引物PCR扩增。改良CTAB法是提取成熟红麻叶片DNA的有效方法,并且可用于红麻分子标记及胞质基因组学研究。

红麻光周期钝感材料的鉴定与遗传分析

开花期是影响红麻纤维产量和品质的关键因素之一。本文通过分期播种调查6份新引育的红麻品系的光周期反应,结果表明其光周期反应敏感度变化在36.0%-56.2%之间,其中赞引1号最低（36.0%）,福红952B最高（56.2%）。将赞引1号与福红952B杂交,在自然短日照条件下对其正反交F1分析表明,开花期性状受核基因控制,不存在细胞质效应,光周期敏感对光周期钝感为显性。在自然短日照条件下对该组合的4个群体（P1、P2、F1和F2）联合分析发现,赞引1号的光周期钝感特性受1对加性-显性主基因和加性-显性-上位性多基因模型（D-1）控制,主效基因的加性效应值为8.2 d,遗传率为80.2%。该研究有助于红麻光周期钝感种质改良及主效基因定位。