谷子B3转录因子可变剪切体分析

通过分析不同谷子品种B3转录因子基因存在的可变剪切类型,鉴定出具有功能活性的可变剪切体,并分析这些可变剪切体与谷子抽穗期是否具有相关性,为深入揭示B3转录因子可变剪切对谷子生长发育的调控作用提供依据。选择12份不同抽穗期的谷子材料,利用反转录PCR(reverse transcription PCR, RT-PCR)技术克隆了一个REM家族的B3转录因子基因,通过序列比对鉴定该基因存在的可变剪切体类型,分析这些可变剪切体的活性及其与抽穗期的关系。结果表明,B3转录因子基因在这12个谷子品种间共产生了8种可变剪切体,其中可变剪切体Ⅴ包含的品种最多(4个),其次为可变剪切体Ⅳ(2个),其余6种可变剪切体均只包含1个品种。通过可变剪切,12个品种的B3转录因子基因共可编码10种蛋白质,其中5种蛋白质缺失B3 DNA结合域;Ⅱ型蛋白质具有缩短谷子抽穗期的功能,Ⅵ型蛋白质具有延长谷子抽穗期的功能,且这种作用不受地理环境影响。以上结果表明,B3转录因子通过可变剪切参与谷子抽穗期的调控。

多环境评估谷子资源主要农艺性状遗传参数

本研究于2015-2016年在海南梅东、河南洛阳、吉林公主岭3个不同纬度环境调查了160份谷子资源的株高、叶片数、穗长、穗粗、穗重、穗粒重、穗码数、码粒数8个农艺性状,系统估算这些性状在年份、纬度环境、品种基因型三因素组合条件下的广义遗传力,并进行性状间的遗传相关分析。单因素分析表明8个农艺性状的平均遗传力均超过0.9000,普遍高于单株遗传力,且平均遗传力不受调查年份和纬度环境的影响;单株遗传力在梅东低纬度环境不受调查年份影响,而在洛阳中纬度环境、公主岭高纬度环境穗长、码粒数和穗重、穗粒重、穗码数均受调查年份影响;株高、叶片数、穗长、穗粗、穗码数为高遗传力性状,而穗重、穗粒重、码粒数为中遗传力性状。三因素组合条件8个性状的平均遗传力由0.9000以上下降为0.7266~0.8483,单株遗传力由0.5209~0.9931下降为0.2292~0.4263,株高、叶片数、穗粗等3个性状适合作为谷子广生态适应性育种的选择指标。株高、叶片数、穗粗与穗重、穗粒重均存在极显著遗传正相关(P<0.001),通过有针对性地选择株高、叶片数和穗粗可以实现对穗重、穗粒重进行选择,选育出广适应性、稳产或高产的品种。

谷子SiCCT基因的表达及其与主要农艺性状的关联分析

为了揭示SiCCT基因可能的功能效应,并进一步研究该基因在光温互作调控谷子开花过程中所起的作用。以光周期敏感谷子品种黄毛谷为材料,利用荧光定量PCR技术分析了SiCCT基因在长日照高温(LD,27℃)、长日照低温(LD,22℃)、短日照高温(SD,27℃)、短日照低温(SD,22℃)4个光温组合条件下的昼夜表达规律,并在连续2 a调查10个主要农艺性状的基础上,开展了基于候选基因的关联分析。结果表明,光照期SiCCT基因表达不受温度影响,长日照条件表达水平整体高于短日照,而黑暗期表达受温度影响,特别是短日照条件下SiCCT基因在低温环境的表达水平明显高于高温环境。基于候选基因关联分析发现,SiCCT基因中共检测到11个多态性位点与8个主要农艺性状显著关联(P<0.05),其中SNP-10在河南洛阳、吉林吉林与抽穗期、叶片数和穗粒质量显著关联;SNP-100和SNP-104在河南洛阳同时都关联到株高、叶片数和穗长3个性状;SNP-51连续2 a在海南乐东、河南洛阳、吉林吉林都检测到,但关联到的性状不同,在海南乐东与穗粗关联,在河南洛阳与穗码数关联,在吉林吉林与叶片数关联。SiCCT基因表达受光周期调控,温度也影响其在短日照条件黑暗期的表达;SiCCT基因具有多效性,但其作用受光周期环境影响。