河北省花生地方品种基于SSR标记的遗传多样性

【目的】揭示河北省花生地方品种的遗传多样性,为花生育种提供理论依据。【方法】利用20对SSR引物对75个河北省不同植物类型花生地方品种遗传多样性进行分析。【结果】共检测到65个等位基因,每个位点的等位基因变幅为2～6个,平均3.25个;平均Shannon信息指数为0.5448,变幅为0.1680(7G02)～1.3617(PM15);平均Nei基因多样性指数为0.6458,变幅为0.3385(7G02)～0.9013(PM384);普通型花生地方品种的遗传多样性明显大于多粒型和珍珠豆型。采用类平均法对欧氏距离进行聚类,可以将各地方品种分为两大类,第Ⅰ类群为珍珠豆型和多粒型花生地方品种,第Ⅱ类群为普通型花生地方品种,品种间的亲缘关系与地理来源关系不大。【结论】SSR检测结果表明,河北省花生地方品种的多样性程度较高。

马铃薯AQP基因家族鉴定及表达分析

【目的】水通道蛋白(Aquaporins,AQPs)在植物非生物胁迫下的植物生长发育、水分运输和应激反应等生理过程中至关重要,本研究旨在揭示马铃薯StAQP家族的特性及功能。【方法】对马铃薯StAQP基因家族进行全基因组鉴定,利用生物信息学手段对基因结构、保守基序、顺式作用元件、染色体定位以及基因共线性等进行分析,并结合转录组数据以及RT-qPCR对基因表达模式进行验证。【结果】马铃薯StAQP基因家族的44个成员分布在PIP、TIP、NIP、SIP和XIP五个亚族中,相同亚族的家族成员的基因结构和保守基序基本一致,同时马铃薯AQP家族成员大多数分布在质膜上;马铃薯StAQP家族成员中含有大量和光反应以及胁迫响应有关的顺式作用元件;共线性结果表明,马铃薯AQP家族与拟南芥、烟草、番茄和辣椒4个物种的AQP家族之间存在大量同源基因对;转录组和RT-qPCR验证结果表明,马铃薯StAQP家族成员在干旱胁迫和盐胁迫下高度表达,不同家族成员表达存在差异,同时相同基因在不同胁迫下的表达情况也存在差异,其中StAQP7、StAQP28和StAQP31这3个基因是StAQP家族响应非生物胁迫的关键基因。【结论】StAQPs基因在马铃薯的生长发育和非生物胁迫响应中发挥重要作用。

花生蔗糖合酶基因AhSuSy的克隆和干旱胁迫表达分析

蔗糖合酶（sucrose synthase,SuSy）是蔗糖代谢途径中的关键酶,在植物生长、发育和渗透调节过程中起着重要的作用。本研究利用同源克隆、RACE和TAIL-PCR相结合的方法从花生叶片中分离了蔗糖合酶基因,命名为AhSuSy（Gen Bank登录号为JF346233）。该基因cDNA序列全长2790bp,包含一个2421bp的开放阅读框（ORF）,5′端非编码区57bp,3端非编码区为312bp。根据编码区预测AhSuSy编码806个氨基酸,与大豆、拟南芥、玉米等植物中相关蛋白的氨基酸序列同源性达75%以上;成功构建了该基因的原核表达载体pET32a-AhSuSy,在IPTG诱导下得到92kD左右的蛋白,与理论值一致。半定量RT-PCR分析表明AhSuSy在花生根、茎、叶中均有表达。利用10%PEG模拟干旱处理花生幼苗,分析胁迫后AhSuSy的转录水平,同时测定蔗糖合酶活性和蔗糖含量,发现三者均表现为处理后4~12h逐渐升高,相关性分析显示花生中蔗糖含量与蔗糖合酶活性的相关系数达0.993（P=0.007〈0.01）,处理后12~24h逐渐降低。推测该基因响应干旱调控,在花生抗旱胁迫中可能起着一定的作用。

高粱可溶性糖含量与SS、SPS酶活性的相关性研究

以5个高粱品系和1个杂交种为试材,研究了不同生长发育时期高粱可溶性糖含量与SS、SPS酶活性的变化规律及相关性。结果表明,SS与可溶性糖含量在生长后期呈负相关,SPS与可溶性糖含量呈正相关。茎秆可溶性糖含量一直呈上升趋势,在完熟期达到最大值,此时正是高粱的最佳收获时期。

低温对西瓜种子萌发及幼苗生长的影响

以河北省目前推广的西瓜品种和亲本为材料,研究了低温对西瓜种子萌发及幼苗生长的影响。结果表明:西瓜种子萌发的最适温度在25℃至30℃之间,最低温度是15℃,其中青霜靓仔品种对高温更敏感一些,重茬雄风品种对低温更敏感一些。随着温度的升高,种子相对活力指数、相对发芽指数及胚根长均呈上升趋势。8℃低温处理下的西瓜幼苗株高、第3片叶的叶面积以及地上部鲜重都略低于25℃下的各项指标,品种间的各项指标差异显著,而8℃和25℃处理的地上部干重差异不显著,表明低温有助于干物质的积累。8℃处理下的西瓜各品种SOD、POD活性均比25℃处理的活性高。

高产优质抗病棉花品种中棉所12号细菌人工染色体(BAC)文库构建

中棉所12号是我国自育的高产、优质、抗枯萎病、耐黄萎病棉花品种,其重要创新是使抗性和产量、品质得到结合改良和提高。本研究以plndigoBAC-5为载体,对中棉所12号进行了细菌人工染色体(BAC)文库构建。初步建立的文库含有38800个克隆,覆盖2倍基因组。对文库中132个重组克隆的分析表明:插入片段为50～150kb,平均大小为120kb;大于100kb的克隆占87 7%,大于110kb的克隆占56%;空载率小于1%。该文库的构建为深入开展棉花基因组有关研究奠定了基础。

小麦脂质转运蛋白cDNA结构及相应肽链构造特征的分析

根据测序获得的1条261 bp cDNA片段,通过电子延伸、设计引物,从小麦Mardler/7*百农3217(Pm2)的cDNA中扩增获得1条651 bp的cDNA片段,通过同源比对发现其包含小麦LTP1完整的编码序列。该片段包含基因的5′非翻译区42 bp,3′非翻译区261 bp,开放阅读框348 bp,编码115个氨基酸,预计蛋白的分子量为11.2 kD,等电点为9.46。此基因有8个位置保守的半胱氨酸(C)残基及25个氨基酸的信号肽,为典型的植物脂质转运蛋白基因。其基因序列数据库(GenBank)登录号为AY796184(基因)和AAV65513(蛋白)。通过疏/亲水性分析,发现肽链分子具有较大范围的疏水面。

四倍体高粱与约翰逊草间的亲缘关系分析

本研究以四倍体高粱与约翰逊草为材料,利用SSR分子标记和细胞遗传学方法分析了高粱与约翰逊草问的亲缘关系,SSR分析结果表明,高粱与约翰逊草的遗传背景差异较大,SSR差异位点和相似位点在连锁群上的分布具不平衡性:按照差异引物出现频率高低,将连锁群分为两类:高度差异区和低度差异区。细胞学分析结果表明:(1)双亲及杂交种都是不规则的四倍体遗传群体。(2)花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ,双亲及杂交种染色体配对以二价体和四价体为主,杂交种平均每个细胞二价体数为17.00,四倍体高粱为15.23、约翰逊草为15.83,四价体数分别为0.95,2.15和1.60个。但杂交种减数分裂过程中也出现一定数量的单价体,减数分裂会形成一定比例的非整倍配子。SSR检测结果与细胞学分析结果具有一致性,约翰逊草与高粱的染色体组间存在一定程度的同源性。二者杂交不能形成稳定遗传的双二倍体。

冀鲁豫花生育成品种的遗传多样性分析

以冀鲁豫三省不同地域的41个花生育成品种为材料,利用SSR分子标记结合田间表型鉴定、聚类分析等方法对其遗传多样性进行了研究。结果表明,21对SSR引物对41个花生育成品种进行了扫描,共检测到52个等位变异,每个位点2～4个,平均2.5个,Shannon信息指数变幅为0.21～1.40,平均为0.73,聚类分析显示在阈值为5.54可将供试品种分为3大类群7个亚类。不同品种9个农艺性状变异系数在13.16%～186.49%之间,基于农艺性状的聚类分析结果显示在阈值为5.48时可以将供试品种分为6大类群11个亚类,各大类群间品种的农艺性状表现各具特点。

不同基因型高粱品种对盐胁迫的生理响应

利用250mmol/L NaCl溶液对河农16和623B高粱幼苗进行盐胁迫处理0h、2h、4h、6h、8h、12h后,测定其可溶性蛋白、脯氨酸、叶绿素和丙二醛含量,并测定超氧化物歧化酶以及过氧化物酶的活性。结果表明:河农16和623B在盐胁迫下各生理指标有不同的变化趋势。可溶性蛋白、总叶绿素含量、过氧化物酶活性在短时间盐胁迫下变化不明显,在6h或8h时表现下降。脯氨酸、丙二醛含量、超氧化物歧化酶活性变化不大或最终表现为上升趋势。623B在盐胁迫下,可溶性蛋白、总叶绿素含量、过氧化物酶、超氧化物歧化酶活性均明显高于河农16;脯氨酸、丙二醛含量略低于河农16。相对来说,623B的耐盐性更强。

农杆菌介导的小麦芽生长点和分蘖节遗传转化研究

为了研究小麦芽生长点和分蘖节为受体的农杆菌转化的可行性,以小麦品种‘河农827’和‘河农58-3’为受体材料,以来自水稻的OsDREB为供体基因,研究农杆菌介导的小麦芽生长点和分蘖节转化体系。结果表明,2种方法均能获得转基因植株:芽生长点侵染法T0代的成活率低(30.02%),转化率高(PCR检测转化率达13.79%);分蘖节注射法T0代成活率高(100%),转化率低(PCR检出率为3.25%),综合比较2种方法的转基因效率,芽生长点侵染法为2.65%,分蘖节注射法为3.25%。对野生型小麦卡那霉素抗性筛选,确定了转基因小麦卡那霉素的筛选浓度为90mg/L较为合适。芽生长点侵染法共培养过程中的抑菌,加入羧苄青霉素的最佳浓度为300mg/L,有利于共培养后外植体有较低的染菌率。