2004-2022年甘肃省审定小麦品种情况分析与展望

为了给甘肃省高产优质小麦新品种的选育提供参考依据,对以甘肃省2004-2022年审定的284个小麦品种的基本情况和抗条锈病性进行了分析,并统计了生育期、株高和产量水平。结果表明,甘肃省近19年审定的小麦品种数量呈现波动上升趋势,育种单位主力为省内科研院所,联合育种呈现波动上升趋势,表明科研工作者对小麦品种选育具有较高的积极性;通过高使用频率直接亲本统计分析,发现甘肃省审定的小麦品种亲本配置组合主要来自主栽品种和人工创制的种质资源,并发现5个高使用频率直接亲本,表明近19年甘肃省审定品种遗传基础较窄;育成品种主要采用的育种方式为杂交育种,且育种方式趋于单一,表明今后要加强创新育种方式;审定的小麦品种以冬小麦为主,其中80.2%集中在陇东泾河上游川塬山地冬小麦区和陇南渭河上游河谷山地冬小麦区,而审定的春小麦97.9%则集中在河西内陆河灌溉春小麦区和陇中干旱川山春小麦区;小麦抗病性方面,审定品种对条锈病的抗性水平相对较好,但年际间波动较大;春小麦生育期年平均增加0.15 d,而冬小麦生育期年平均减少0.46 d;株高年平均降低1.10 cm,平均产量呈逐年上升趋势,年均增长47.25 kg·hm^(-2),其中2012年产量最高,为8 136.2 kg·hm^(-2);千粒重、穗粒数和有效穗数均呈现逐渐上升趋势,但穗粒数变化不大,年均增加0.08粒,千粒重年均增加2.71 g,有效穗数年平均增加1.29个。综上,在后续的育种工作中,可结合不同育种方式,更进一步选育出高产、优质和高抗的小麦新品种。

大麦HvMBF1c耐盐机制分析

大麦HvMBF1c基因参与调控植物盐胁迫表达,为探究其对盐胁迫的响应模式,本文对大麦HvMBF1基因进行生物信息学分析,并以中川大麦(耐盐型)、GN18(盐敏感型)及WT与转HvMBF1c基因拟南芥为材料,分别取200 mmol L^(-1) NaCl胁迫0 h、6 h、12 h、24 h、48 h及72 h样品,对其进行qRT-PCR分析和生理指标的测定。结果显示,大麦HvMBF1c基因与小麦TaMBF1c亲缘关系最近,位于7H染色体上。HvMBF1c的外显子比HvMBF1a和HvMBF1b的大,且HvMBF1a和HvMBF1b两者具有典型的motif 4结构域,而HvMBF1c基因具有独特的motif 5结构域。HvMBF1c基因的启动子序列含有光响应、根特定调节元件和缺氧特异性诱导增强元件,与小麦2号、3号和7号染色体存在同源性。qRT-PCR分析表明,随着盐处理时间的延长,大麦HvMBF1c基因在2份种质材料苗期、拔节期、抽穗期和灌浆期的表达量呈上升趋势,且中川大麦中该基因的表达量高于GN18中的表达量;转HvMBF1c拟南芥中其表达量随着盐处理时间的延长而升高。盐胁迫下,中川大麦苗期、拔节期、抽穗期及灌浆期的SOD、POD、CAT、MDA和可溶性蛋白低于GN18,转基因拟南芥中各生理指标的变化量低于WT。本研究结果为进一步探索HvMBF1c的功能提供参考。

小麦中miR164的靶基因鉴定及其在衰老过程中的表达

miR164是植物中一种重要的非编码RNA,对植物的生长发育具有重要作用。为了解miR164靶基因与小麦衰老的关系,本研究通过在线软件对小麦中miR164家族成员进行了鉴定并对其进行生物信息学和表达分析。结果表明,从小麦中共鉴定出13个miR164家族成员,其不均匀分布在9条染色体上。系统进化分析表明,13个小麦miR164与同属于禾本科单子叶植物的水稻亲缘关系较近。13个Tae-miR164均能形成稳定的二级结构,成熟序列碱基具有高保守性,仅有3个Tae-miR164成员在第21位存在差异,成熟序列产生于前体中具有碱基高保守性的第1~21位。Tae-miR164的靶基因中,有18个为NAC转录因子,占所有靶基因总数的75%,表明Tae-miR164的主要靶基因为NAC转录因子。Tae-miR164家族成员在小麦叶片中的表达量明显高于其他组织;在小麦叶片衰老过程中,与其他Tae-miR164靶基因相比,有3个Tae-miR164靶基因表达差异显著,其ID分别为TraesCS4A02G225100、TraesCS5B02G054800和TraesCS5A02G04910,其中TraesCS5A02G04910为NAC转录因子,推测NAC转录因子与小麦叶片衰老密切相关。比较不同物种中miR164家族成员数量,发现miR164家族成员数量与物种基因组大小和物种亲缘关系无关。

基于产量相关性状的大麦种质干旱适应性分析

于2019—2021年,通过测定62份大麦(Hordeum vulgare L.)种质在不同灌水条件下的产量相关性状数据,分析了大麦7个产量相关性状与灌水的相关性。结果表明,z1450066w的生育期较短,正常灌水条件下为82.67 d,干旱胁迫下为65.33 d;TRADI70w的穗长较长,正常灌水条件下为7.82 cm,干旱胁迫下为8.11 cm;ZDM5458的产量较高,正常灌水条件下为397.93 g·m^(-2),干旱胁迫下为309.52 g·m^(-2),且3个试验年份均呈增产趋势。依据62份种质在干旱胁迫下产量相关性状适应能力的不同,将其分为5类,I类的有效分蘖、千粒重性状表现较好,II类和III类分别在穗长和株高性状上表现较好,IV类穗粒数、产量性状表现较好,V类的生育期性状表现较好。与正常灌水相比,干旱胁迫下大麦生育期、株高、穗长、有效分蘖、穗粒数和产量分别降低14.25%、11.37%、1.64%、5.68%、7.61%和27.98%。正常灌水下,穗长与株高、千粒重均呈极显著正相关关系,有效分蘖与穗长、生育期和穗粒数分别呈极显著负相关、极显著正相关和显著负相关关系,千粒重、株高与产量均呈极显著正相关关系;干旱胁迫下,穗长与穗粒数、千粒重和产量分别呈显著负相关、极显著负相关和极显著正相关关系,有效分蘖与株高、千粒重分别呈极显著负相关和极显著正相关关系,生育期与千粒重呈极显著正相关关系。同时,筛选出4份抗旱的大麦种质(ZDM5458,GERTROV,ZDM5430,G0401018K-1),其中干旱胁迫下ZDM5458产量较高,GERTROV和ZDM5430穗粒数较多,G0401018K-1有效分蘖较多。

大麦籽粒β-葡聚糖含量的全基因组关联分析及候选基因预测

利用高通量SNP芯片对238份不同来源的大麦种质资源进行基因型分析,并测定2年的籽粒β-葡聚糖含量,通过基于PCA模型的一般线性模型(general linear model,GLM)进行全基因组关联分析(genome-wide association study,GWAS)。结果表明,238份大麦材料的β-葡聚糖含量分布在1.23%~6.55%和1.79%~6.64%之间且均呈正态分布。GWAS分析共检测到19个显著的SNP标记,分布在1H、2H、3H、4H和5H染色体上,可解释表型变异的7.39%~10.29%。在显著关联的SNP位点上下游各300 kb范围内进行候选基因挖掘,共寻找到37个基因,基于前人研究和BLAST基因注释共筛选到4个最有可能与β-葡聚糖合成相关的候选基因,在最显著SNP位点B1_1033963上游89 kb处找到候选基因HORVU.MOREX.r3.1HG0000140,该基因可能是与β-葡聚糖合成过程紧密相关的基因。本研究可为大麦β-葡聚糖含量遗传改良提供理论指导与优异基因资源。

青稞遗传多样性及其农艺性状与SSR标记的关联分析

为了解不同地区青稞材料的遗传多样性,挖掘与农艺性状相关的标记,该研究利用92对SSR标记分析来自甘肃和西藏不同地区的102份青稞材料的遗传多样性和群体遗传结构,并利用Tassel 2.1软件的GLM模型进行SSR标记与农艺性状的关联分析。结果表明,92对标记共扫描鉴定出739个等位基因,基因多样性指数变幅为0.106~0.913,多态性信息含量变幅为0.103~0.907;遗传相似系数变幅为0.680~0.960,聚类分析将这些青稞材料分为2个亚群,具有相同亲本或亲缘关系相近的材料聚在一起;群体遗传结构分析把青稞材料分为5个亚群;鉴定出33个标记与9个农艺性状在P<0.01水平上极显著关联,与千粒重相关的标记有10个,其中标记GBM1238较为稳定,这些标记的表型变异解释率为8.95%~35.02%。综上,该研究大部分供试青稞材料的亲缘关系相近,可以引进不同的青稞遗传资源来丰富遗传背景。

盐生草HgWRKY19和HgWRKY23基因的克隆及表达分析

【目的】WRKY转录因子在响应植物逆境胁迫过程中发挥重要的生物学功能。克隆盐生草(Halogeton glomeratus)HgWRKY19和HgWRKY23转录因子,分析其亚细胞定位及表达模式,为进一步探究其在盐胁迫响应中的分子机制奠定基础。【方法】基于盐生草全长转录组数据,采用RT-PCR法克隆得到HgWRKY19和HgWRKY23全长序列,通过烟草瞬时转化试验明确其亚细胞定位,并使用qRT-PCR方法分析其在不同盐胁迫时间下(0、6、24和48 h)盐生草叶片和根系中的相对表达量。【结果】成功克隆得到HgWRKY19和HgWRKY23基因,分别编码389和378个氨基酸;其编码蛋白均包含1个典型的WRKYGQK保守结构域和C2H2型(CX5C23HXH)的锌指结构,具碱性、不稳定性、亲水性、无信号肽和跨膜结构等特征;有65个磷酸化位点;二级结构预测均以无规则卷曲占比最大。系统进化分析发现HgWRKY19和HgWRKY23与藜麦、菠菜、甜菜头等藜科草本植物的WRKY蛋白同源性最高。亚细胞定位显示二者主要在细胞核和细胞膜中表达。qRT-PCR分析表明HgWRKY19和HgWRKY23主要在根系表达,具组织特异性,且表达量均在盐胁迫24 h达到峰值。【结论】HgWRKY19和HgWRKY23编码蛋白具典型的WRKY家族结构特征,属于Ⅱd亚类WRKY蛋白,进化高度保守,定位于细胞核和细胞膜上。HgWRKY19和HgWRKY23在根系中受盐胁迫诱导表达,且在不同胁迫时间下表达量差异显著(P<0.05),推测其在盐胁迫响应中发挥重要作用。

盐生草根系基因HgAKR6C的克隆与初步功能分析

醛酮还原酶(AKR)是构成Shaker型K+通道蛋白的保守核心结构域,在植物应对非生物胁迫时起到关键作用。本研究采用西北旱区典型盐生植物盐生草作为研究材料,基于课题组前期盐生草根系盐胁迫转录组学数据分析结果,筛选并克隆得到耐盐基因HgAKR6C。HgAKR6C基因蛋白质编码区(CDS)全长951 bp,共编码氨基酸317个。系统发育进化树分析表明,HgAKR6C与拟南芥中AtAKR6C1基因亲缘关系最近。亚细胞定位表明该基因可能主要定位于细胞质和细胞核中。qRT-PCR结果表明HgAKR6C在盐处理24 h时表达量达到峰值。构建酵母异源表达载体转化缺陷型菌株发现,HgAKR6C基因可能参与Na+的外排和介导K+的吸收。综上所述,HgAKR6C具有调节盐生草耐盐性的功能,而盐生草根系耐盐基因HgAKR6C的调控机制还需进一步的研究验证。

大麦不同抗旱品种抗氧化酶活性及其相关基因表达分析

干旱是影响大麦生产的主要环境胁迫因子。为了解干旱胁迫下大麦抗氧化酶活性及相关基因表达变化规律,本试验以大麦抗旱品种ZDM5430和干旱敏感品种IL-12为材料,在大麦苗期进行干旱胁迫21 d后复水7 d处理,研究不同大麦品种在干旱胁迫及复水后叶片中抗氧化酶活性及基因表达的差异。结果表明,与对照相比,干旱胁迫下两个大麦品种的叶片相对含水量(RWC)和叶绿素(Chl)含量显著下降,丙二醛(MDA)、超氧阴离子自由基( O_(2)^(-·))和过氧化氢(H_(2)O_(2))含量显著升高,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和过氧化氢酶(CAT)活性显著增加。与抗旱品种ZDM5430相比,干旱胁迫下敏感品种IL-12的RWC和Chl含量降幅更大,MDA、 O_(2)^(-·)和H_(2)O_(2)含量增幅更大,二者间SOD、POD、APX和CAT活性差异不显著。干旱胁迫下,抗旱品种ZDM5430的抗氧化基因GPX4、CAT、Cu/Zn-SOD、2-Cys POD、Cyt-APX和DHAR表达水平高于干旱敏感品种IL-12;复水后,ZDM5430和IL-12各生理指标均表现出不同程度的补偿效应,RWC和Chl含量升高,MDA含量、 O_(2)^(-·)含量、H_(2)O_(2)含量、SOD活性、POD活性、APX活性和CAT活性下降,GPX4、CAT、Cu/Zn-SOD、2-Cys POD、Cyt-APX和DHAR基因表达量均显著下降。

盐生草AKR基因家族成员的鉴定及根系盐胁迫响应基因HgAKR42639的耐盐分析

为探究盐生草AKR基因家族的生物学功能和根系盐胁迫响应基因HgAKR42639的耐盐性,基于盐生草全长转录组测序鉴定醛酮还原酶基因(AKRs),采用生物信息学方法分析盐生草AKRs编码的蛋白质序列特性,并在200 mmol·L^(-1)NaCl胁迫0、6、12、24和48 h处理下,测定盐生草幼苗根系和转HgAKR42639基因拟南芥的目的基因表达量、生理指标和钠钾离子含量。结果表明:从盐生草转录组中鉴定出23个HgAKRs,编码的氨基酸数量在165~664 aa,亚细胞定位预测主要在细胞质中,AKR蛋白保守结构域高度相似,具有3个motif,启动子顺式作用元件分析存在核心元件、增强元件和胁迫响应元件;qRT-PCR结果显示HgAKR42639基因相对表达量在盐生草根系和拟南芥中均先上升后下降,24 h两者的表达量达到峰值;随着盐胁迫时间的增长两者的过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)活性和脯氨酸含量呈上升趋势,丙二醛(MDA)和可溶性蛋白含量呈下降趋势,在24 h达到最低;Na^(+)和K^(+)含量测定结果显示,两者于24 h盐胁迫处理下Na^(+)含量下降,K^(+)/Na^(+)达到最大值。综上所述,本研究获得了盐生草AKR家族基因,为后续研究盐生草AKR基因响应盐胁迫的分子机制提供理论依据;以期为进一步验证HgAKR42639基因的耐盐性奠定基础。

盐胁迫对小麦籽粒萌发中淀粉分解及苗期根系生长的影响

【目的】通过测定盐(NaCl)胁迫下两个小麦品种籽粒萌发过程中的淀粉颗粒的分解、淀粉酶活性及根系生长等指标,研究并解释其耐盐性,以期为筛选耐盐小麦种质筛选提供理论依据。【方法】试验在小麦籽粒萌发过程中设0 mmol/L(CK)、100 mmol/L、200 mmol/L、300 mmol/L 4个NaCl胁迫浓度处理。在胁迫48 h时,使用扫描电子显微镜观察胚乳中淀粉颗粒的分布状况,利用3,5-二硝基水杨酸法测定籽粒中α-淀粉酶活性,发芽势及发芽率;在胁迫4、6、8、10、12 d时测定幼苗的根长、根面积、根体积等指标。【结果】与CK相比,随着NaCl浓度的增大,两个小麦品种籽粒胚乳A、B型淀粉粒的数量逐渐增多,紫小麦的A、B型淀粉降解情况优于甘春24号;两个小麦品种籽粒的α-淀粉酶的活性逐渐减小;在同一时期,两个小麦品种幼苗的发芽势、发芽率及根系生长指标均呈现逐渐减小趋势,且与CK差异显著(P<0.05),甘春24号降幅降低幅度高于紫小麦。【结论】紫小麦耐盐性优于甘春24号。

不同基因型大麦苗期对干旱胁迫的响应及HvPIPs基因表达特征分析

为研究不同基因型大麦苗期对干旱胁迫的响应,挖掘优质抗旱的大麦种质资源,以4份不同基因型大麦(2个高抗品种ZDM5430和ZDM5458,2个干旱敏感型品种7DCADA和IL^(-1)2)为材料,利用聚乙二醇(PEG-6000)模拟干旱条件,综合分析不同品种大麦的苗期抗旱性差异;并通过对不同品种根系进行PIPs实时定量分析,研究水通道蛋白AQPs基因与干旱胁迫之间的应答关系。结果表明,持续干旱胁迫会使大麦生长变缓,各处理苗长、根长、叶含水量和根含水量都呈下降趋势,其中,4个品种的大麦叶含水量在干旱胁迫14 d时下降最为显著,与对照相比,其降幅分别为29.14%、52.64%、21.67%和72.15%。干旱胁迫对大麦苗期干物质积累量和根冠比的影响较小,各处理间差异不显著;但持续干旱后,抗旱品种ZDM5430的根冠比呈上升趋势,在胁迫7、14、21 d时较CK分别增加了4.92%、42.86%和21.05%。随着胁迫时间的延长,大麦旗叶叶绿素含量和根系活力也呈下降趋势,其中ZDM5430和ZDM5458较对照组降幅较小,说明抗旱品种的形态指标、叶绿素含量及根系活力受干旱胁迫的影响较小。通过PIPs相对表达量分析发现,在相同处理条件下,4个不同品种的大麦根系HvPIPs的变化趋势基本相似,2个亚家族的基因在干旱胁迫后大多呈上调趋势,仅HvPIP1;1、HvPIP1;2、HvPIP2;1和HvPIP2;5有下降趋势,其中ZDM5430和ZDM5458这2个品种的表达量显著高于7DCADA和IL-12;表明该基因参与了大麦对干旱胁迫的适应性调控过程,且其在抗旱型品种中的表达量显著高于在干旱敏感型品种中。

大麦叶斑病菌侵染过程及几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶活性变化的研究

【目的】探究叶斑病菌Bipolaris sorokiniana对大麦叶片的侵染过程。【方法】以大麦感病品种蒙啤1号(MP1)和抗病品种蒙啤3号(MP3)为材料,接菌后,并在不同时间采集MP1发病叶片制做切片,结合石蜡切片和扫描电镜观察叶斑病病原菌对大麦叶片的侵染过程。【结果】接菌后,MP1和MP3中的CHT和β-1,3-GA的活性均高于对照,且MP3中的几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶的活性要高于MP1。孢子在接种12~24 h后开始萌发,顶端长出长短不一的芽管;接种36 h后,菌丝伸长且向细胞间隙处直接侵入大麦叶片表皮细胞内,组织内部的孢子主要分布在维管束中;接种4~5 d后,菌丝快速产生分枝,呈网状扩散,叶片表面形成密集的菌丝网,叶片外部出现明显病斑;接种7~14 d后,叶片表皮的孢子明显减少,在维管束组织中存在孢子。【结论】病原菌从细胞间隙侵入可能是该病侵入的主要途径,孢子萌发后形成菌丝进入组织,再向其他部位蔓延,病原菌侵入后期寄主表面菌丝形成网状结构。

外源甜菜碱和脯氨酸对盐胁迫下大麦种子萌发及幼苗生长的影响

为探讨盐胁迫条件下外源甜菜碱(GB)和脯氨酸(Pro)对不同大麦品种种子萌发及幼苗的效应,以课题组前期筛选到的耐盐品种中川大麦和盐敏感品种ZY218为材料,在萌发期和苗期以200 mmol·L^(-1)NaCl为胁迫条件,分别施加浓度为0、0.5、1.0、5.0、10.0 mmol·L^(-1)的外源GB和浓度为0、5.0、15.0、30.0、45.0 mmol·L^(-1)的外源Pro进行处理,测定并分析了不同处理下大麦萌发及幼苗相关指标。结果表明,与不添加外源物质的对照相比,施加外源GB和Pro均可有效缓解盐胁迫对大麦种子萌发及地上部分生长的抑制作用;提高叶片过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性及叶绿素含量;外源Pro可以显著增加幼苗的总根长、总根体积和总根表面积,有效缓解盐胁迫对大麦幼苗根系生长的抑制作用,且对盐敏感品种效应更大。因此,施加外源GB或Pro可有效缓解盐胁迫对大麦种子萌发和幼苗生长的抑制作用。

小麦耐低磷基因型的鉴定和筛选

【目的】为了鉴定供试小麦品种的耐低磷特性。【方法】通过盆栽方法,设置正常磷(CK)和低磷胁迫(LP)处理,对9个小麦品种的苗期性状地上干质量、地下干质量、苗长总根长等8个指标进行鉴定分析。【结果】通过主成分分析将苗期测定的8个指标转化为3个综合指标,累计贡献率为87.00%,然后采用隶属函数分析法对性状指标进行综合分析排序,以综合评价值(D值)为依据对品种的耐低磷特性进行排序和聚类,顺序依次为为新春17号、中麦175、甘春26号、陇春27号、西旱3号、陇春23号、陇春9786、西旱2号、宁春4号。其中新春17号D值达到0.80;其次为中麦175的为0.78;宁春4号最低为0.37。【结论】苗期试验初步筛出新春17号和中麦175为耐低磷材料,而西旱2号和宁春4号为磷敏感品种。

盐生草和白茎盐生草染色体核型分析及盐生草基因组大小预测

【目的】鉴定盐生植物种类、探讨盐生植物亲缘关系、研究植物种质资源遗传多样性提供理论依据;通过流式细胞术估测盐生草基因组大小,为盐生草属其他物种基因组大小测定方法提供参考。【方法】以盐生草属(Halophytes)植物盐生草(Halogeton glomeratus)和白茎盐生草(Halogeton arachnoideus)为材料,通过进行核型分析,常规压片法对盐生草和白茎盐生草根尖细胞进行核型分析,并以盐生草嫩叶为材料,采用流式细胞术估测盐生草基因组大小。【结果】二者均属于二倍体植物(2n=18),核型公式为2n=2x=18=12 m+6 sm(盐生草)、2n=2x=18=16 m+2 sm(白茎盐生草),二者核不对称系数(AS.K%)分别为61.91%和41.91%,核型分别为“2A”型和“1B”型;盐生草基因组大小约为(0.95±0.02)G。【结论】在盐生草属的两个品种中,盐生草属于较为进化的植物,白茎盐生草进化则较为原始;建立了流式细胞术测定盐生草基因组大小的方法,预测了盐生草基因组大小。

低磷胁迫下外源褪黑素对大麦幼苗根系发育的调控作用

为探究低磷胁迫下外源褪黑素(Melatonin,MT)对大麦幼苗根系生长发育调控作用,以磷敏感型大麦品种GN42为试验材料,设置正常磷(CK)、低磷和低磷添加MT 3个处理,比较分析了不同处理间大麦幼苗根系表型特征、解剖构造和相关基因表达量的差异。结果表明,低磷胁迫后大麦幼苗根系生长受到抑制,表现为根系总长度、表面积和体积均不同程度下降,且根冠厚度减少,活性氧(ROS)过量积累,花青素含量增加,根系磷转运蛋白相关基因Hvpht1;1上调表达,花青素合成基因Hvant和MT合成基因Hvcomt均下调表达。低磷胁迫下添加外源MT后,幼苗根系生长受抑制程度缓解,根系总长、表面积和体积均显著增加,根冠厚度也显著增加,ROS积累量明显变少,且3种基因都不同程度上调表达。由此说明,外源MT可以有效缓解低磷胁迫对大麦幼苗生长发育的不利影响,提高植株对低磷胁迫的适应性。

大麦条纹病菌基因Pgr 03902致病功能研究

为明确基因Pgr 03902(序列号:OP999070)是否参与调控大麦条纹病菌的致病性,为大麦条纹病菌致病机理的研究提供理论依据,本研究运用生物信息学、亚细胞定位和基因干扰技术初步研究了该基因功能。结果表明,Pgr 03902基因开放阅读框大小为348 bp,编码116个氨基酸,编码蛋白二级结构中无规则卷曲较多,编码蛋白具有酸性、不稳定性、亲水性、无信号肽结构等特性;亚细胞定位结果显示,Pgr 03902基因在细胞核和细胞膜上均有表达;采用PEG介导的原生质体转化法获得了1个干扰菌株ΔPgr 03902,RT-qPCR结果表明,ΔPgr 03902中Pgr 03902基因表达量较野生型菌株QWC下降了60.79%(P<0.05),对干扰菌株的营养生长、菌丝形态观察以及致病性研究结果显示,ΔPgr 03902生长速率和致病力均显著低于野生型菌株QWC(P<0.05)。以上结果表明,Pgr 03902参与该菌的生长发育和致病过程。本研究初步明确了Pgr 03902基因在大麦条纹病菌侵染过程中的功能,为进一步研究大麦条纹病菌与寄主之间互作奠定了基础。

偏穗鹅观草RT-PCR内参基因筛选及验证

偏穗鹅观草(Roegneria komarovii Nevski)是小麦族鹅观草属的植物,具有抗旱、抗病等特点,是多年生优良牧草,也是小麦三级资源库。为分析偏穗鹅观草耐盐机制及抗病基因的表达,筛选出偏穗鹅观草在不同非生物胁迫条件下稳定表达的内参基因,以偏穗鹅观草根、茎、叶对照组及盐胁迫处理组的偏穗鹅观草为材料,利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术,对肌动蛋白(Actin1、Actin2、Actin3)、微管蛋白(BUTB)、亲环素(Cyclophilin)、甘油醛-3-磷酸脱氢酶(glyceraldehyde-3-phosphate,GAPDH)、组蛋白(histone 3,H3)、延伸因子(EF1a1)8个常用小麦内参基因进行筛选;并借助geNorm、BestKeeper软件对内参基因表达的稳定性进行评价,进一步利用SnRK2基因对获得的内参基因的稳定性和可靠性进行验证。结果表明,2个软件筛选出的内参基因基本一致,8个候选内参基因在偏穗鹅观草不同胁迫处理下的表达丰度及稳定性存在差异,盐处理及干旱处理下Cyclophilin、GAPDH稳定性表现最好,高温处理下EF1a1、Cyclophilin稳定性最好。综合分析表明,Cyclophilin、GAPDH及EF1a1在偏穗鹅观草中表达丰度相对较高,并且在器官中表达较为稳定。通过对盐、高温及干旱处理组的稳定性评价,确定Cyclophilin为偏穗鹅观草最适内参基因。研究结果为后续探讨偏穗鹅观草抗逆性分子机制奠定了基础。

甘肃省大麦条纹病菌遗传多样性及致病力差异

为了解甘肃省大麦条纹病病原菌Pyrenophora graminea的遗传多样性及致病力差异,运用RAPD分子标记技术对大麦条纹病菌不同菌株进行遗传多样性分析,并采用三明治法进行菌株致病力差异研究。结果表明:17个RAPD标记从45个菌株中扩增出126条带,平均每个标记7.41条带,遗传相似系数范围为0.468 3～0.984 1,平均值为0.830 8,当遗传相似系数为0.723 6时,可将供试菌株划分为4个类群,分别包含41、2、1和1个菌株;致病力测定结果显示菌株QWC较菌株QQ致病力强,两菌株除在品种‘甘啤2号’和‘GP-3’上无致病力外,在其他供试品种上致病力均存在差异。表明大麦条纹病菌不同菌株间存在遗传差异,且菌株QWC和菌株QQ存在致病力差异。