生物技术开放实验室管理经验探讨

广西作物遗传改良生物技术重点开放实验室是广西农业生物技术研究的重要基地,实验室长期坚持高度开放的管理模式,通过建立规范的管理制度、做好仪器使用技术及安全知识培训、合理的仪器配置与规范化管理、与有关单位共建科研基地、加强人才管理队伍建设及鼓励和促进科技人员充分利用实验室的研究平台开展高水平的研究工作等方面的管理措施,经过几年的发展与完善,基本形成了一个长效制度,使开放实验室实现安全、高效运行,并取得了良性发展。

广西黄瓜地方品种鉴定评价及遗传多样性分析

【目的】鉴定评价广西黄瓜地方品种的农艺性状,并进行遗传多样性分析,筛选出具有潜力的地方品种,为我国南方黄瓜育种提供亲本材料。【方法】从广西各地区收集10个黄瓜地方品种,利用相关性分析、主成分分析和聚类分析等方法对其19个质量性状和8个数量性状进行鉴定评价及遗传多样性分析。【结果】10个广西黄瓜地方品种在各性状上存在明显差异,其中,8个数量性状的平均变异系数(20.4653%)较19个质量性状(45.8433%)低,但平均多样性指数(1.5943)较质量性状(1.0265)高。19个质量性状中,以瓜棱的变异系数最高,其次为种瓜裂纹类型和瓜刺色;以叶形的遗传多样性指数最高,其次为瓜形和瓜刺色。8个数量性状中,以单瓜重的变异系数最高,其次为瓜肉硬度和瓜长;以瓜肉厚和瓜肉硬度遗传多样性指数最高。27个农艺性状中,除瓜长与其他指标均不存在显著相关(P>0.05)外,其他性状间存在极显著(P<0.01)或显著(P<0.05,下同)相关性,其中单瓜重与瓜肉厚和瓜横径呈显著正相关,说明提高黄瓜产量可从改良瓜肉厚、瓜横径等性状着手;瓜皮硬度与瓜肉硬度、叶色和种瓜皮色呈显著正相关,与瓜肉糖度呈显著负相关,表明口感脆嫩的黄瓜品种糖度相对较高。主成分分析结果显示,前8个主成分因子(PC1~PC8),包含23个农艺性状,累计贡献率达97.311%,表明这些性状是广西黄瓜地方品种鉴定与评价的主要指标。以遗传距离15为阈值,可将10个广西黄瓜地方品种被分为四大类群(Ⅰ~Ⅳ),各类群的数量性状和质量性状存在明显差异,虽然少部分来源于同一地区的种质资源分布在不同群类,但大部分种质的聚类结果与海拔高度和地理分布相关,其中第Ⅲ类包含白皮且无刺的黄瓜种质,可用来选育白皮品种;第Ⅳ类群属于大瓜形种质,具有较高丰产潜力。【结论】广西黄瓜地方品种具有丰富的遗传多样性,在瓜棱、瓜裂纹、种瓜斑纹和瓜刺色等性状方面具有较大的应用潜力,可为黄瓜育种提供优异的亲本材料。

与广西水稻纹枯病相关菌系的鉴定和遗传特性研究(英文)

对从广西28个市、县不同稻区采集的水稻纹枯病株上分离获得的186个类似丝核菌的真菌分离物进行系统研究。根据病原菌的培养性状、菌核大小、菌株生长最适温度和生长速率等形态学方法进行初步分类,然后利用rDNA的PCR-RFLP和序列分析法作进一步鉴定。结果表明,所有供试分离物可分为5个不同菌系,分别为立枯丝核菌(Rhizoctoniasolani AG1-IA)、水稻丝核菌(Rhizoctonia oryzae-sativae)、水稻枯斑丝核菌(Rhizoctonia oryzae)、双核丝核菌的AG-A融合群真菌(Rhizoctoniasp AG-A)、嗜水小核菌(Sclerotium hydrophilum)。其中,Rhizoctonia oryzae、Rhizoctonia sp AG-A、Sclerotium hydrophilum3个菌系在广西为首次报道。致病力测定结果表明,5个菌系均能侵染水稻并引起相似的纹枯病症状,但致病力大小差异较大,其中R. solani AG1-IA是引起广西水稻纹枯病的主要的优势菌系,出现频率最高,致病力最强,其余4个菌系致病力相对比较弱,致病力强弱顺序为R. solani AG1-IA>R. oryzae>R. oryzae-sativae>S. hydrophilum>Rhizoctoniasp AG-A。测定不同菌系对水稻纹枯病防治上几种常规用药的敏感性,表明菌系间的药剂敏感性存在明显差异。研究结果揭示与广西水稻纹枯病相关菌系遗传结构的复杂性,除了常见典型水稻纹枯病菌R.solaniAG1-IA以外,其他不同遗传特性菌系的存在可能是导致该病害难以防治的一个重要原因,在今后水稻生产和病害防治上应引起重视。

广西来宾市五里塘普通野生稻(Oryza rufipogon Griff．)居群遗传多样性与核心种质研究

以位于北回归线穿越的广西中部西江流域的来宾市五里塘285份普通野生稻样本为材料,利用平均分布于水稻12条染色体上的24个微卫星标记进行遗传多样性分析。结果显示:24对微卫星标记引物共检测到73个等位基因,平均每对引物得到3个,平均多态信息含量(PIC)为0.4177,平均遗传杂合度(H)为0.4245,说明这些普通野生稻材料中有丰富的遗传多样性。通过逐步聚类分析,从285份材料中选出30份作为核心种质,该核心种质包含了24个微卫星标记能够检测到的所有基因突变位点,基本上可以代表该居群的遗传多样性。研究结果对居群的种质评估、遗传多样性保护和资源利用提供了参考依据。鉴于广西来宾市五里塘普通野生稻遗传多样性较丰富,建议对该原生地的现有居群进行重点保护和利用。

广西邕宁普通野生稻(Oryza rufipogon Griff.)种群遗传多样性及核心种质构建研究

[目的]研究广西邕宁普通野生稻种群的遗传多样性和核心种质构建,为普通野生稻种群保护提供依据。[方法]从水稻12条染色体上均匀选取24对SSR标记对243份样本进行遗传多样性分析。[结果]结果表明,24对引物均表现出多态性,多态位点比率为100%;24个多态位点共检测出103个等位变异,平均等位基因数A为4.291 7,平均有效等位基因数E是2.511 2,平均期望杂合度He为0.573 2,平均多态信息含量PIC为0.572 0。根据聚类结果分析,从243份材料中筛选出31份核心种质,包含了24个SSR位点检测到的所有的遗传变异,其平均期望杂合度He是0.595 8,平均多态信息含量PIC是0.586 3,基本上可以代表广西邕宁普通野生稻种群的遗传多样性。[结论]广西邕宁普通野生稻资源具有丰富的遗传多样性。

基于SSR分子标记的广西柿种质资源遗传多样性分析

【目的】采用SSR标记技术分析广西柿种质资源的遗传多样性,为其资源的分类、鉴定、保护和开发利用提供依据。【方法】设计48对SSR引物,对从广西不同生态气候区收集的93份柿种质资源进行PCR扩增、聚类分析和主成分分析,探讨不同种质资源的遗传多样性和亲缘关系。【结果】在48对引物中,15对SSR引物可从93份柿种质中扩增获得159条带,多态性条带比例为96.86%;各种质间的遗传相似系数在0.478～0.925,平均为0.667。聚类分析结果显示,在遗传相似系数0.640处可将93份柿种质资源分为A、B、C、D 4组,其中柿栽培种、油柿和君迁子分属不同组中,野柿与柿栽培种间存在交叉现象。主成分分析结果表明,前三主成分贡献率依次为14.18%、5.25%和4.11%,累积贡献率为23.54%;主成分分析可将93份柿种质材料分为四大类,与聚类分析结果基本一致。【结论】广西柿种质资源遗传背景广、多样性较丰富,可为柿资源开发利用和新品种选育提供重要材料;SSR分子标记可作为柿种质资源分类和鉴定的可靠工具。

广西猕猴桃生产存在问题及其优质高效栽培技术

广西桂西北低纬度高海拔山区野生猕猴桃资源丰富,但人工栽培历史较短,产业发展基础较薄弱。本文分析广西目前猕猴桃栽培技术上存在的问题,简述了桂西、桂北山区的猕猴桃分布及栽培现状,结合当地实际情况提出了猕猴桃优质高效栽培管理技术。该技术的推广将能进一步提高广西桂西、桂北山区猕猴桃产业的发展水平,改善桂西北山区生态环境和促使桂西、桂北贫困山区农民快速脱贫致富。

利用CRISPR/Cas9技术改良三系杂交稻恢复系外观品质

【目的】通过CRISPR/Cas9技术同时编辑多个粒型基因,获得粒长增加、粒宽降低的理想粒型,快速提高三系杂交稻恢复系的外观品质,为三系杂交稻提供优良亲本材料。【方法】利用CRISPR/Cas9技术在恢复系桂恢582(GH582)中同时敲除粒型基因GS3、GW8和TGW3,在T2代选择突变位点纯合无标记基因且符合预期目标的单株鉴定为新恢复系,并对新恢复系进行主要农艺性状及透明度、垩白度、垩白粒率等米质相关性状分析。【结果】对恢复系GH582多个不同粒型突变单株的3个突变基因位点进行测序分析,获得4种突变类型:GW8tgw3GS3、GW8TGW3gs3、gw8TGW3gs3和gw8tgw3gs3。结合粒型分析显示gs3和tgw3基因的单独突变均显著增加了籽粒长(P<0.05,下同);籽粒宽的显著下降主要来自gw8基因突变;三者同时突变(gw8tgw3gs3)使得籽粒长增加的叠加效应明显。选择3基因位点突变体(gw8tgw3gs3)鉴定为新恢复系GH582E。农艺性状分析结果显示,GH582E相较GH582,籽粒长由8.62 mm增加至10.21 mm,增加18.4%;籽粒宽度由2.82 mm下降至2.45 mm,下降13.1%,其他农艺性状无显著变化(P>0.05)。米质分析结果显示,由于GH582E米粒长增加,米粒宽降低,使得透明度升高,垩白粒率和垩白度极显著下降(P<0.01),外观品质得到提升。【结论】通过CRISPR/Cas9技术改良粒型可快速提升水稻恢复系的外观品质,促进现有资源的有效利用,提高杂交稻亲本的育种效率。

广西45个主栽水稻品种抗性基因遗传多样性分析

【目的】明确近年来广西45个主要栽培水稻品种的抗性基因遗传多样性,揭示其遗传差异,为更好筛选水稻品种组合和通过品种间轮作及合理布局控制病害提供理论依据。【方法】根据已克隆的抗病基因设计5对RGA引物,对广西45个主栽水稻品种进行抗病基因同源序列分析并构建聚类图谱。【结果】在45个水稻品种的抗病基因中,共扩增出813条带,其中多态性条带124条,多态率达76.07%。聚类结果显示,不同品种间遗传相似系数变幅为0.61～0.93,取相似系数0.67时,可将45个水稻品种分为5大类,聚类结果在一定程度上反映品种来源的地域性和亲缘关系。【结论】广西不同主栽水稻品种间抗病基因数量差异较大,在广西稻瘟病发生严重的地区,采取不同抗性遗传背景的水稻品种轮作及混栽是控制该病害最为有效的措施之一。

利用同工酶、RAPD技术及形态学标记对不同地域木豆品种的遗传多样性研究

试验选用5个不同地理来源的木豆品种(分别来自广西、海南、非洲、缅甸和印度)和3个ICR ISAT杂交木豆品种(ICPH8、ICPL87091、ICPL87119)作为供试材料。分别采用形态标记、过氧化物酶同工酶标记和RAPD标记对8个品种资源的遗传多样性进行研究,并对形态标记及RAPD试验结果进行了聚类分析,结果表明:①通过对过氧化物酶同工酶酶谱分析,发现8个木豆品种的电泳图谱谱带条数和迁移距离相同,说明8个木豆品种遗传相似性高;②通过对8个品种1年的表型性状观察,发现各品种在表型上存在一定差异,如生育期、花色和粒色等。将表型的18个数量性状进行聚类分析,发现各品种间的遗传相似系数高;同时对8个品种进行RAPD标记分析,并绘制亲缘关系系谱图,同样也得到各品种间的遗传距离很近,平均为0.25。从而证实了8个木豆品种遗传基础接近,具有较近的亲缘关系。

广西印度南瓜冬闲田栽培技术

印度南瓜因果肉粉面、营养丰富、品质优良及调节血糖、降低血压等保健功效深受消费者喜爱[1-2];有些品种还可食用幼叶、幼茎和雄花。近年来广西利用冬闲田种植印度南瓜,极大的减少了病毒病和白粉病的发生,同时提高了土地复种指数和利用率,

AFLP分子标记技术在甘蔗遗传育种上的应用

论述了AFLP分子标记技术的产生、特点和基本原理,目前AFLP分子标记技术在甘蔗遗传育种研究中广泛应用于鉴定品种或种质,检测遗传多样性,构建分子连锁遗传图谱,定位克隆基因等领域,展现出广阔的应用前景。

广西苦瓜白粉病菌优势生理小种鉴定及ITS序列分析

【目的】明确广西苦瓜主产区白粉病病原菌种类和生理小种,为苦瓜白粉病防治及抗病育种提供科学依据。【方法】2016—2021年,在广西南宁、柳州、桂林、北海、玉林、贺州、崇左和贵港8个苦瓜产区采集并分离白粉病病原菌246份,通过显微镜观察分生孢子形态及ITS序列分析构建系统进化树明确苦瓜白粉病菌种类,并采用国际通用的13个甜瓜白粉病菌生理小种鉴别寄主和鉴别标准体系对白粉病菌的生理小种进行鉴定;通过调查白粉病菌优势生理小种在广西苦瓜栽培品种桂农科6号、清脆277、翠华和海加仕183上的危害程度和致病力分析,明确广西苦瓜主产区白粉病菌种类及生理小种的分化。【结果】通过形态学与分子生物学相结合的方法确定广西苦瓜白粉病病原菌为单囊壳白粉菌(Sphaerotheca fuliginea),存在小种1和2F两个生理小种,其中,2016—2021年生理小种1的平均分离频率为95.72%,是广西苦瓜白粉病菌的优势小种,生理小种2F仅在贵港苦瓜种植基地发现,平均分离频率为4.29%。苦瓜白粉病菌优势小种致病力测定结果显示,4个广西苦瓜栽培品种的病情指数逐年增加,生理小种1致病力强度呈上升趋势,田间病害发生较严重。【结论】导致广西苦瓜白粉病的病原菌为单囊壳白粉菌,存在小种1和2F两个生理小种,其中生理小种1为广西苦瓜白粉病菌优势小种。广西苦瓜白粉病菌菌株的遗传进化与地域有一定关系,但差异不明显。

广西地方食用木薯种质资源遗传多样性分析

为研究广西地方食用木薯材料的遗传多样性,以48份广西地方食用木薯为试验材料,分析其变异系数、遗传多样指数、聚类分析、多态性和遗传相似性系数。结果表明,收集的木薯材料的平均表型变异系数为37.9%,平均遗传多样性指数为0.807,其中主茎分叉角度的变异系数最大,为86.7%,块根内皮颜色的遗传多样性指数最大,为1.842。13对SSR引物共扩增出118个条带,其中多态性条带为106个,多态性比率为86.23%;分子标记聚类结果发现,遗传相似性系数在0.415~1.000之间;通过对比发现表型聚类和分子聚类结果不一致,其中表型聚类发现类群划分与地理来源之间没有关联,但与株型性状有一定的关联;在遗传相似系数为0.62时,SSR分子标记聚类为两类材料,第一类材料地理分布无规律,第二类材料大多分布在桂南。本研究结果表明,广西地方食用木薯资源遗传多样性具有一定的丰富度,可为创制优异食用木薯种质资源和新品种选育奠定基础。

基于WGS构建葡萄高密度遗传图谱及抗炭疽病QTL定位

葡萄炭疽病是一种危害葡萄成熟果实的真菌病害,严重影响葡萄的产量和品质。美洲种葡萄具有适应南方湿热气候且高抗炭疽病的特点,因此构建美洲葡萄高密度分子遗传图谱,定位其抗炭疽病QTL,利用其中的抗病基因指导葡萄抗病育种具有重要意义。本研究以美洲葡萄‘C30-5-1’165株自交后代为作图群体,基于全基因组测序(WGS)开发SNP标记,构建遗传图谱,并对葡萄抗炭疽病QTL进行分析。构建的葡萄分子遗传图谱总遗传距离为3138.74 cM,相邻标记间平均遗传距离为0.98 cM,分布均匀。根据群体炭疽病抗性表型数据,在11号连锁群上检测到1个炭疽病抗性相关QTL,命名为Cgr2,可解释表型变异5.0%,是一个微效QTL。与葡萄参考基因组比对分析发现,该QTL区域包含2个候选抗性基因,分别编码UDP糖基转移酶和类黄酮3’-单加氧酶,它们可能对葡萄炭疽病抗性起重要作用。

广西地方葛根种质资源遗传多样性的SCoT分析

为了解广西地方葛根种质资源之间的亲缘关系,本研究以SCoT分子标记对44份广西葛根种质资源的基因组DNA进行PCR扩增,并进行遗传多样性分析。结果表明,25条SCoT引物共扩增出223个条带,其中具有多态性的条带有194条,平均每条引物获得7.76个多态性条带,多态性比例为86.99%。聚类分析表明,44份葛根种质资源的遗传相似系数在0.587～0.982之间。在系数0.65处,44份葛根分为两大类,37号材料单独成为一类;在系数为0.74处,可聚为六类。综上所述,SCoT分子标记适用于葛根种质资源遗传多样性分析,本研究结果为广西葛根种质资源鉴定评价和新品种选育奠定了一定的理论基础。

广西地方葛根种质资源遗传多样性的SCoT分析

为了解广西地方葛根种质资源之间的亲缘关系,本研究以SCoT分子标记对44份广西葛根种质资源的基因组DNA进行PCR扩增,并进行遗传多样性分析。结果表明,25条SCoT引物共扩增出223个条带,其中具有多态性的条带有194条,平均每条引物获得7.76个多态性条带,多态性比例为86.99%。聚类分析表明,44份葛根种质资源的遗传相似系数在0.587~0.982之间。在系数0.65处,44份葛根分为两大类,37号材料单独成为一类;在系数为0.74处,可聚为六类。综上所述,SCoT分子标记适用于葛根种质资源遗传多样性分析,本研究结果为广西葛根种质资源鉴定评价和新品种选育奠定了一定的理论基础。

目标起始密码子多态性(SCoT)分子标记技术在花生属中的应用

花生属分子标记领域的研究远落后于其他物种,而栽培种花生因其遗传基础狭窄,用大多数分子标记技术都难以检测到丰富的分子标记,因此限制了花生属野生种在改良花生栽培种方面的利用以及建立花生分子标记辅助育种技术体系。本文分别对花生属4个区组的16份种质资源和8份花生栽培种资源采用与功能基因相关的SCoT分子标记技术研究了花生属种间和栽培种内遗传多样性和亲缘关系。23条SCoT引物在花生属试材基因组中的扩增位点共194个,其中多态性位点130个,多态性达67.01%,通过聚类分析研究了它们之间的亲缘关系;在栽培种内筛选出19条多态性引物,在8份试材基因组中扩增位点198个,其中多态性位点67个,多态性为33.84%,表明SCoT分子标记技术能在花生栽培种内检测出一定程度的DNA多态性。

2010／2011榨季广西甘蔗生产冻害调查及防御对策

【目的】了解2010年12月16日至2011年元月上中旬严重霜冻和长期低温对甘蔗生产的影响情况。【方法】采用面上调查、数据收集和实地调查相结合的方法,对地处广西桂中的来宾、柳州和桂西北的河池3个市的蔗区甘蔗受冻害、寒害情况进行系统调查。【结果】被调查的11个县甘蔗总受灾面积为203.25kha,占总植蔗面积(289.65kha)的70.2%,其中重灾区面积达97.43kha,占总种植面积的33.6%,主要集中在柳城、融安、融水、罗城、兴宾区、武宣和象州等地。甘蔗品种新台糖22号及台优受害最为严重,蔗叶明显干枯、卷曲、生长点及蔗芽坏死、蔗茎水煮状并带有酸酒味、蔗糖分下降;而在同一蔗区,桂糖21号、桂糖28号、桂糖29号、桂糖30号、桂辐98-296、桂糖97-69、桂糖02-208、桂糖02-901、桂糖02-467等甘蔗品种受害程度远低于新台糖22号,表现出较强的抗寒能力。【结论】应因地制宜加快耐寒高产高糖甘蔗品种的推广应用,尽快在桂中和桂西北蔗区种植耐寒甘蔗品种,取代抗寒性最差的新台糖22号;采用地膜、蔗叶覆盖、增施暖性有机肥和糖蜜酒精发酵液等措施防寒保温;及时集中抢收压榨受冻害甘蔗,尽量减少损失。

Trizol试剂法快速高效提取3种作物不同组织总RNA

【目的】建立适用于禾本科作物不同组织总RNA的快速、高效提取方法,为进行后续的分子生物学研究奠定基础。【方法】采用Trizol试剂法,通过改变抽提上清液吸取量、沉淀方法及沉淀漂洗次数,对甘蔗、玉米和水稻的叶片、茎尖和根尖的总RNA提取方法进行优化。【结果】与吸取0.4mL上清液相比,吸取0.2mL上清液的总RNA OD260/OD280、OD260/OD230值分别在1.95～2.00和2.11～2.44,所获得的总RNA纯度较高。沉淀漂洗两次的OD260/OD230值(2.11～2.47)明显高于沉淀漂洗1次的总RNA OD260/OD230值(1.01～1.61),总RNA纯度较高。经异丙醇沉淀所得的各材料的总RNA28S、18S和5S谱带清晰,无拖尾现象,总RNA完整性较好;LiCl沉淀法的RNA条带较模糊粘连,5S条带明显弥散,总RNA产率相对较低。以Trizol-异丙醇法提取的甘蔗总RNA为模板进行GAPDH基因片段扩增,所获甘蔗的叶片、茎尖和根尖的GAPDH基因表达丰度很强,无特异扩增,目的片段长度为153bp。【结论】改良Trizol-异丙醇法提取甘蔗、玉米和水稻不同组织的总RNA带型清晰、完整性好、纯度和产率高,适用于快速、高效提取禾本科植物不同组织总RNA。