不同提取方法的铁线莲属叶片总DNA提取效果

以铁线莲属植物的叶片为材料,采用CTAB-SDS法、简易CTAB法、改良CTAB法等3种提取方法,比较耗时、纯度、得率、浓度和质量等指标,以期为铁线莲属植物叶片总DNA的提取筛选适宜方法。结果表明,在纯度和浓度方面CTAB-SDS法>简易CTAB法>改良CTAB法,在节省提取时间方面改良CTAB法>CTAB-SDS法>简易CTAB法。以CTAB-SDS法所提取的9种铁线莲DNA为模板,进行PCR扩增,CTAB-SDS法提取的DNA得率高、质量好,PCR扩增成功率也较高。综合比较,采用CTAB-SDS法进行铁线莲属叶片总DNA提取效果更佳。

野生大豆染色体片段代换系群体中与百粒重关联的野生片段及其候选基因

一年生野生大豆是栽培大豆的祖先,在长期驯化改良过程中,百粒重逐渐增大,阐明该变化的遗传基础,对大豆的进化研究与品种改良具有重要意义。为了解析大豆百粒重驯化的遗传基础,本研究以177份全基因组重测序的野生大豆染色体片段代换系(SojaCSSLP5)为材料,通过3个不同环境的表型评价,检测到13个与大豆百粒重相关的野生染色体片段,均具有减小大豆百粒重的加性效应,变幅为-0.49~-1.19 g,这与野生大豆具有较小百粒重相符。检测到的这些野生染色体片段分布在大豆11条染色体上,可以解释76.70%的表型变异,单个片段表型贡献率变幅为2.45%~15.14%。其中片段Gm03_LDB_15和Gm12_LDB_46的贡献率超过10%,为大豆百粒重由野生向栽培进化的大效应片段。结合双亲栽培大豆南农1138-2和野生大豆N24852的转录组数据和基因组数据,在这些区段内共预测到13个百粒重候选基因,涉及以下调控植物种子大小的途径:泛素蛋白激酶调控途径、G蛋白信号途径、裂原活化蛋白激酶途径、植物激素途径、转录调控因子途径和HAIKU途径。与前人利用栽培大豆的研究结果相比,本研究检测到13个大豆百粒重相关野生染色体片段中有4个片段是新检测到的,表明有9个野生染色体片段可能为野生大豆传递给栽培大豆的共享片段,而这4个新检测到的野生染色体片段相对应栽培片段可能为栽培大豆特有的进化片段。

不同生育阶段剪叶量对大豆品种南农99-6农艺和品质性状的影响

筛选大豆对叶片机械损失敏感的指标和时期,为评价大豆对食叶性害虫的耐虫性及制定虫害防治指标等提供参考。在大豆品种南农99-6不同生育阶段(V5、R1、R3、R5)进行不同程度(0%、16. 7%、33. 3%、50. 0%、66. 7%、83. 3%和100%)的剪叶处理,测定农艺和品质性状,以探究不同生育阶段不同叶片损失程度对农艺和品质性状的影响。结果表明:(1)不同剪叶量处理间,单株产量、单株荚数、四粒荚数、三粒荚数、二粒荚数和株高差异达极显著水平,主茎节数、一粒荚数和百粒重差异达显著水平,有效分枝数、每荚粒数及蛋白质含量和油脂含量没有显著差异;一粒荚、二粒荚、三粒荚和四粒荚的数量都有随剪叶量增加逐步减少的趋势。(2)平均单次33. 3%及以上的叶片损失可导致单株荚数显著减少; 50%及以上的叶片损失可导致单株产量显著降低;而100%叶片损失可导致百粒重显著降低。(3)不同生育期剪叶处理间百粒重、三粒荚数、单株荚数和单株产量差异达到或接近显著水平,而其它性状无显著差异。始荚期的叶片损失对单株荚数影响最大,而鼓粒始期的叶片损失对百粒重影响最大且同时影响单株荚数,因而R3和R5是叶片损失的敏感时期。(4)不同生育阶段与不同剪叶量间的互作对大豆农艺和品质性状的影响较小,都未达到显著水平。(5)该试验结果模拟了大豆受咀嚼式食叶性害虫危害的机械损伤影响,但不涉及取食时分泌唾液毒害和刺吸式口器害虫吸食的影响。(6)建议用虫害关键时期(R3) 33. 3%的剪叶量模拟咀嚼式食叶性害虫危害,以单株荚数损失率、百粒重损失率及单株产量损失率作为评价指标鉴定大豆的耐虫性。

世界大豆生育阶段光温综合反应的地理分化和演化

【目的】大豆是短日喜温植物,对光温(日长、温度)条件敏感。大豆对光温反应的敏感性是大豆重要的驯化性状和适应性性状。在自然条件下,地理位置和/或播种季节是决定野生和栽培大豆分化的重要生态因素,这两个因素均是通过日长和温度等环境因素来调控大豆的生长发育。因而研究和比较野生和栽培大豆生长发育阶段光温综合反应特性的地理和季节分化,可以为大豆引种和适应性育种提供理论依据。【方法】选取1519份世界代表性野生和栽培大豆,在安徽当涂进行2年春播和夏播田间试验,使用播季间生育期差异作为品种光温综合反应敏感性(photo-thermal comprehensive response sensitivity,PTCRS)评价指标,研究各地理生态型大豆生长发育阶段的光温反应特性。【结果】(1)大豆的光温反应特性存在于生长发育的全过程。(2)野生大豆由南向北迁移时,生育前期和全生育期PTCRS减小,生育后期PTCRS增大,光温反应类型由前敏后钝变为前钝后敏,全生育期光温反应敏感。(3)野生大豆驯化为栽培大豆后,生育前期和全生育期PTCRS分别减小20%和16%,生育后期PTCRS变化较小,主要光温反应类型由前敏后钝变为前钝后敏和前钝后钝。(4)夏秋大豆和春大豆的全生育期PTCRS均表现由南向北逐渐减小;生育前期和生育后期PTCRS的地理分化则存在差异,其中,由南向北迁移时,夏秋大豆生育前期PTCRS减小、生育后期PTCRS先增后减,春大豆生育前期PTCRS无明显变化、生育后期PTCRS减小。(5)以中国黄淮和南方作为栽培大豆的起源中心,向北传播至中国东北、俄罗斯远东和瑞典南部,生育前期、后期和全生育期PTCRS均大幅减小;向东传播至朝鲜半岛和日本岛以及向西传播至北美北部、北美南部和中南美,生育前期和全生育期PTCRS减小,生育后期PTCRS无明显变化;向南传播至东南亚、南亚和非洲,生育前期和全生育期PTCRS增大、生育后期PTCRS无明显变化。(6)同一生态区不同生态型间PTCRS比较,春大豆生育前期、后期和全生育期PTCRS均最小,野生大豆生育前期PTCRS强于夏秋大豆,生育后期则表现相反,全生育期与夏秋大豆无显著差异。不同地理-播季生态型间PTCRS比较,生育前期PTCRS:南方野生大豆最敏感,其次是长江中下游野生大豆和南方夏秋大豆,然后是黄淮野生大豆和长江中下游夏秋大豆,余下地理生态型间无显著差异,均表现较钝感;生育后期PTCRS:长江中下游夏秋大豆最敏感,其次是东北和黄淮野生大豆及南方和黄淮夏秋大豆,余下地理生态型间差异较小,光温反应均较钝感;全生育期PTCRS:南方和长江中下游的野生及夏秋大豆间无显著差异,均表现敏感,其次是黄淮野生大豆,然后是东北野生大豆和黄淮夏秋大豆,春大豆PTCRS最小,且随纬度升高而显著减小。【结论】由地理和播季决定的光温综合条件是影响大豆生长发育的关键因素,不同地理-播季生态类型的野生和栽培大豆生育阶段对光温综合反应存在差异。中国黄淮及南方的栽培大豆向世界不同纬度的地理区域传播时,生育阶段光温综合反应的变化不同。全生育期光温反应敏感是大豆的原始性状,长江中下游的夏秋大豆可能为最具这种野生原始性状的栽培类型。

马尾松CAD基因的克隆及其编码蛋白质的结构预测

肉桂醇脱氢酶(cinnamyl alcoholdehy drogenase,CAD)在木质素合成过程中起关键作用。本研究利用CODEHOP设计简并引物,采用RT-PCR和RACE技术,从马尾松中克隆得到CAD基因的cDNA全长(GenBank登入号:KF419291)。此cDNA全长1 450 bp,包括1 074 bp完整的ORF,编码357个氨基酸的蛋白,相对分子质量与等电点分别为38945.1u和5.8。利用ClustalX、DNAMAN、ANTHEPROT软件分析其序列和编码的氨基酸序列。采用RT-PCR方法对CAD基因在根、侧枝、叶、芽四种组织中表达的特异性分析,结果显示,CAD基因在马尾松侧枝中表达量最高,在叶、根和芽中亦有低水平表达。

马尾松RCA基因的克隆和序列分析

1,5-二磷酸核酮糖羧化/加氧酶(Rubis CO)活化酶(RCA)是体内活化光合作用限速酶—Rubis CO的重要酶。本研究通过反转录PCR和c DNA末端快速扩增技术,从马尾松中分离得到了Pmrca1(登录号KF420118)和Pmrca2(登录号KF420119)两条RCA基因c DNA序列。两条序列均包含完整的编码区与5'端和3'非翻译区,长度分别为1 816 bp和1 953 bp,编码Pm RCA1和Pm RCA2两个蛋白,长度分别为480和440个氨基酸。序列分析发现两个蛋白质都具有RCA和AAA+蛋白家族(ATPase associated with various cellular activities)特异性结构域和定位于叶绿体的转运肽,Pm RCA1还具有RCA大同工型特有的由两个半胱氨酸(Cys)残基组成的保守结构。多重序列比对显示,这两个蛋白质序列分别与红花槭的RCA大同工型和小同工型的相似性达到78%。将Pm RCA1和Pm RCA2与20种不同物种RCA构建进化树,发现其与地中海松属于同一分支。研究结果为进一步分析马尾松RCA的功能和光合作用机制奠定了基础。

利用大配子体构建马尾松遗传图谱

本研究以单株马尾松的142个大配子体为作图群体,利用筛选的55对SSR引物和142对SRAP引物获得502个标记,构建了一张包含237个标记、18个连锁群的马尾松遗传连锁图谱。马尾松连锁图谱总图距为1 462.1 cM,最大连锁群图距为136.4 cM,最小连锁群图距为36.7 cM,平均每个连锁群长度为81.2 cM,标记之间平均图距为6.2 cM。此外,利用L16(45)正交试验表对影响PCR结果的Mg2+、dNTP、模板DNA、引物浓度、Taq DNA聚合酶进行试验,建立了适合马尾松SSR-PCR和SRAP-PCR的反应体系。