高等植物DNA重复序列的主要类型和特点

高等植物核基因组的一个显著特征是其内含有大量的 Ｄ Ｎ Ａ 重复序列，因此它们在核基因组结构和功能研究中居于举足轻重的地位。一些 Ｄ Ｎ Ａ 重复序列已被日趋广泛地作为分子标记用于构建遗传图谱、鉴别品种、研究进化和分离目标基因等。主要介绍高等植物几类重要 Ｄ Ｎ Ａ 重复序列，如卫星 Ｄ Ｎ Ａ、微卫星 Ｄ Ｎ Ａ、核糖体 Ｒ Ｎ Ａ 基因。

用物种专化DNA重复序列作分子标记检测导入小麦的大赖草染色质

pLrNAU344,pLrNAU426和pLrNAU647是我们新近从大赖草中克隆到的3个物种专化DNA重复序列。它们都大量存在于赖草属,而小麦中却很少。Southern杂交证明,pLrNAU426和pLrNAU647对导入小麦的8条不同的大赖草染色体(其中3条携带有小麦赤霉病抗性基因)和两条染色体臂都有检测效果,据此可用其作为赖草属染色质的分子标记进一步研究和利用。

普通小麦1BL-1RS K、V型雄性不育体系育性恢复的研究

对1BL－1RSK、V型雄性不育系及其保持系与中国春及其第一部分同源群染色体全部6个缺－四体杂种F1的育性恢复进行了研究。结果表明：K型杂种的育性恢复主要受1BS上Rfv1基因的控制；而V型杂种则受Rfv1和1D染色体上育性恢复基因的共同控制；在保持1D正常剂量的情况下，使恢复系中载有Rfv1的1B染色体（片段）加倍，如1A缺体－1B四体能使K、V型杂种F1的育性完全恢复。

杂种小麦产量性状与群体密度的关系

在5种密度下研究了小麦杂交种及亲本的产量性状表现。结果表明,小麦杂交种对密度的适应能力很强,群体产量都比较稳定。群体产量之所以稳定是因为单株穗数起了主要的调节作用,然后依次为每穗粒数和千粒重.低密度时杂种小麦的结实率更高,建议杂种小麦适当降低播种密度;杂种小麦的高产育种应在杂交种有分蘖潜力的基础土主攻粒大、粒多.

普通小麦雄性不育及杂种小麦研究简评

普通小麦雄性不育及杂种小麦研究简评柴守诚，刘大钧（南京农业大学细胞遗传研究所２１００９５）小麦雄性不育的研究始于本世纪５０年代初，至今已发现了大量的细胞核和细胞质雄性不育．近年来，湖南和四川又相继发现了光温敏雄性不育．这些都为杂种小麦的生产提供了基础...

大赖草和新麦草物种专化DNA重复序列研究 Ⅰ.分离和鉴定

从本研究建立的Ｌｅｙｍｕｓｒａｃｅｍｏｓｕｓ（Ｌａｍ．）Ｔｚｖｅｌｅｖ（大赖草）和Ｐｓａｔｈｙ－ｒｏｓｔａｃｈｙｓｊｕｎｃｅａ（Ｆｉｓｃｈ）Ｎｅｖｓｋｉ（新麦草）的ＤＮＡ文库中分别挑出５５０和３４８个重组克隆提取质粒ＤＮＡ，用普通小麦、Ｌ．ｒａｃｅｍｏｓｕｓ和Ｐｓａ．ｊｕｎｃｅａ等物种的总ＤＮＡ作探针，通过两轮点渍杂交，发现有１５个克隆稳定地与Ｌ．ｒａｃｅｍｏｓｕｓ和（或）Ｐｓａ．ｊｕｎｃｅａ有强杂交信号，与中国春无或基本无杂交信号，初步认定这些克隆为物种专化ＤＮＡ重复序列克隆。其中５个又被选取作交互杂交以测定彼此间的同源性，结果表明，ｐＰｊ６０５与ｐＰｊ２０５有同源性，而ｐＬｒ３４４，ｐＬｒ４２６和ｐＬｒ６４７相互间以及与ｐＰｊ２０５和ｐＰｊ６０５之间均无序列同源性。

化学杂交剂在杂种小麦生产中的应用

利用化学杂交剂生产杂种小麦,程序较简单,目前已有一些较理想的化学杂交剂可供选用。为提高制种效益,化学杂交剂的正确使用是非常重要的,另外,父母本的合理选用、亲本制种性状的调节和人工辅助授粉等也不容忽视。

小麦族植物DNA重复序列研究

近些年来从小麦族植物中分离到了许多 DNA重复序列 ,并对其组织结构特点、物种分布特异性和在染色体上的分布特征做了广泛的研究。其中一些重复序列已被成功地用于检测导入小麦的外源染色质和小麦族有关种属的进化研究。本文就以上诸方面进行了简要介绍。

大赖草和新麦草物种专化DNA重复序列研究 Ⅱ 在小麦族中分布的多态性

大赖草和新麦草中克隆的５个ＤＮＡ重复序列与小麦族不同物种ＤＮＡ进行Ｓｏｕｔｈｅｒｎ杂交。结果表明，这５个重复序列在Ｌｅｙｍｕｓ属（赖草属）和Ｐｓａｔｈｙｒｏｓｔａｃｈｙｓ属（新麦草属）中的丰度与小麦、大麦和黑麦相差悬殊，可以作为这２个属染色体的分子标记检测其导入小麦、大麦和黑麦后的踪迹，尤其是ｐＬｒ６４７对这２个属专化性更强，应优先选用。另外，结合本研究结果对小麦族有关种属染色体组的进化问题进行了讨论。

簇毛麦低拷贝cDNA序列的克隆和鉴定

从簇毛麦叶片中提取总ＲＮＡ，进一步分离ｍＲＮＡ。以ｍＲＮＡ为模板反转录合成ｃＤＮＡ，两端经Ｔ４ＤＮＡ多聚酶修平后加ＥｃｏＲⅠ接头分子，连接于质粒ｐＧＥＭ－７Ｚｆ（＋）的ＥｃｏＲⅠ克隆位点，转化大肠杆菌ＪＭ１０３菌株建立了ｃＤＮＡ文库。用ＰＣＲ扩增重组质粒的ｃＤＮＡ插入序列，用３２Ｐ标记后分别与ＨｉｎｄⅢ或ＸｂａⅠ酶切的小麦－黑麦附加系ＤＮＡ进行Ｓｏｕｔｈｅｒｎ杂交。根据其杂交结果，目前已鉴定出４个不同的低拷贝探针。ＣＨＶ１２１和ＣＨＶ１２９与黑麦的３Ｒ附加系有特征性杂交带，因此，属第三同源群探针。ＣＨＶ１０４和ＣＨＶ１２４与黑麦３Ｒ、７Ｒ附加系有特征性杂交带，因此属第３、第７同源群探针。另外，与簇毛麦ＲＮＡ的Ｎｏｒｔｈ－ｅｒｎ杂交分析表明，ＣＨＶ１０４和ＣＨＶ１２１对应的基因分别编码分子量约为２．３和２．８ｋｂ的ｍＲＮＡ。

普通小麦SSR和EST-SSR引物对冰草通用性的比较分析

选用定位于普通小麦7个部分同源群的534对SSR引物和351对EST-SSR引物分别对普通小麦品种‘Fukuho’和四倍体冰草‘Z559’的基因组DNA进行扩增,结果显示:有475对(89.0%)SSR引物和314对(89.5%)EST-SSR引物对‘Fukuho’能有效扩增,226对(42.3%)SSR和258对(73.5%)EST-SSR引物对‘Z559’能有效扩增,表明小麦EST-SSR对冰草的通用性明显高于SSR;扩增强带比率SSR和EST-SSR引物分别为76.1%、84.1%,说明小麦EST-SSR在冰草上扩增带的质量亦优于SSR。选择上述在‘Fukuho’和‘Z559’基因组DNA之间有多态性扩增且带谱清晰的SSR和EST-SSR引物各60对,对‘Fukuho’、‘中国春’、‘北京8号’和二、四、六倍体冰草‘Z804’、‘Z559’、‘Z1075’的基因组DNA再行PCR扩增,结果显示,40对(66.7%)SSR和22对(36.7%)EST-SSR引物在‘Fukuho’、‘中国春’和‘北京8号’间扩增产物表现多态性,且前者高于后者;50对(83.3%)SSR和52对(86.7%)EST-SSR引物在冰草‘Z804’、‘Z559’和‘Z1075’间扩增产物表现多态性,两者相当。通用性、多态性和扩增强带比率综合比较表明,普通小麦EST-SSR和SSR经筛选虽都能转用于冰草,但两者相比EST-SSR更优。

中国小麦代表性地方品种高分子量谷蛋白亚基组成分析

为了明确中国小麦地方品种的遗传多样性,并为小麦品质改良提供基础材料,利用十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)技术,分析了源自中国22个省市地区的200份代表性地方品种的高分子量麦谷蛋白亚基组成。结果表明,Glu-1位点共检测到35种亚基组合,null/7+8/2+12组合的频率最高,为59%,其它亚基组合的频率均低于10%;Glu-A1、Glu-B1和Glu-D1位点上的等位变异分别为3、12和9种,三位点中的优势亚基依次为null、7+8和2+12,其频率分别达86.5%、73.0%和85.0%。另外在Glu-B1位点上还检测到6+8+19和6+9、7、22等稀有亚基。本研究所选200份代表性地方品种的HMW-GS组成类型虽然丰富,但与品质相关的优质亚基频率较低。亚基组合得分在8分以上的品种为19个;得分在9分以上的品种有4个,它们是草鞋边(ZM011396)、中81Ⅲ-6218(ZM013120)、高8(ZM009428)和京红7号(ZM008935)。

F型小麦雄性不育系小孢子发育的细胞学观察

为明确F型小麦雄性不育系雄性败育的细胞学机理,以西农979为对照,采用醋酸洋红染色制片等方法观察花粉母细胞减数分裂、小孢子发育过程及成熟花粉粒育性表现,并套袋自交,于成熟期统计结实率。结果发现,F型小麦雄性不育系仅有2.15%的花粉母细胞减数分裂Ⅱ异常,其余绝大多数花粉母细胞减数分裂正常,但小孢子由单核期进入二核期后,生殖核和营养核先后降解,导致无核小孢子的出现,其比率为77.04%。成熟花粉粒经1%I2-KI染色后显示异常的花粉粒比率高达94.8%,其中包括圆败、典败和染败类型,但以染败型为主。F型小麦雄性不育系套袋自交结实率为2.5%。上述三方面的研究结果彼此相符,据此认为,小孢子由单核期进入二核期后,生殖核和营养核先后降解导致无核小孢子的产生是F型小麦雄性不育系雄性败育的主要细胞学原因。

F型小麦雄性不育系测恢研究及杂种优势分析

小麦F型雄性不育系是具有普通小麦细胞质的新型细胞质雄性不育系。本研究利用364个普通小麦品种(系)与F型雄性不育系FA杂交配制F1,测定其育性恢复性。结果表明,49个小麦品种(系)对F型不育系具有完全恢复性,其F1的自交结实率(国际法)达到甚至超过对照(黄淮冬麦区主栽品种周麦18),这些材料可作为FA的恢复系供进一步研究利用。这一结果说明,小麦F型雄性不育系的育性较易恢复。另外,7个小麦品种(系)对不育系FA不具有恢复力,可用于转育新不育系。从364个组合初选出15个组合,经超标杂种优势分析,7个组合表现更优,具有不同程度的增产潜力,需进一步升级试验、筛选鉴定。

大豆转录因子基因GmNF-YCa可提高转基因拟南芥渗透胁迫的耐性

植物的核因子Y(NF-Y)是由3个亚基A、B和C组成,在响应非生物胁迫过程中起着重要的作用。本研究以大豆铁丰8号为材料,建立大豆c DNA文库,以p GBKT7-Gm Di19-5为诱饵,通过酵母双杂交技术筛选大豆c DNA文库,获得了大豆NF-Y转录因子家族亚基C的一个成员,命名为GmNF-YCa。该基因全长为864 bp,编码287个氨基酸,属于NF-YC亚家族。GmNF-YCa分子量为31.6 k D,等电点为5.07亲水性蛋白,具有一个跨膜结构域,无信号肽。序列分析表明,NF-YC亚家族具有很高的保守性。GmNF-YCa基因启动子含有ARE、Box4、GATA-motif、Box I、ACE、ABRE和CAT-Box等胁迫和光响应元件。组织特异性分析表明,GmNF-YCa基因在种子萌发期表达量最高。实时定量结果表明,GmNF-YCa受蔗糖和甘露醇的诱导上调表达。使用农杆菌介导法,将大豆GmNF-YCa基因导入拟南芥,并进行了功能分析。发芽率试验分析表明,GmNF-YCa的转基因提高了转基因拟南芥萌发期对渗透胁迫的耐性;改良了在蔗糖和甘露醇处理下转基因拟南芥的根系生长和侧根发育。

大豆NF-YB家族全基因组鉴定、分类和表达

利用大豆基因组数据库,通过生物信息学手段,鉴定大豆NF-YB家族基因的全序列、定位和拷贝数,通过序列比对进行进化和分类分析。利用大豆高通量RNA测序数据、NCBI中UniGene的EST表达数据进行组织表达谱分析。结果表明,大豆基因组中含有28个NF-YB家族基因,分布于大豆的14条染色体上,系统进化树分析将其分成3类。启动子分析表明,几乎全部NF-YB家族基因的启动子区均含有逆境应答反应顺式作用元件。各个发育阶段中,多数成员至少在一个组织中表达,10个差异表达的基因中有2个在根瘤中特异表达,2个在根中特异表达,2个在根瘤中优势表达,另外4个在其他部位优势表达。研究结果促进了NF-YB家族基因的功能研究与利用。

BNS小麦雄性不育性表现及其恢复性的研究

为研究来自河南的小麦温光敏雄性不育材料BNS在陕西关中地区用于杂交小麦育种的可能性,在陕西杨凌进行了BNS连续四年的分期播种试验和杂种F1育性恢复测验。结果表明,BNS在10月17日以前播种的自交结实率平均值为1.41%,变幅为0.07%-4.96%,呈全不育至高不育,可进行BNS杂交种制种;11月18日以后播种的自交结实率平均值为68.23%,变幅为42.91%-98.96%,育性得到恢复,可进行BNS繁种;10月25日至11月10日之间播种BNS的自交结实率为17.48%-46.77%,表现为半不育特性。BNS的育性随播期的上述变化趋势年度间较稳定。测恢试验的78个杂种F1组合中,3个组合的育性得到恢复,分别为BNS/9833、BNS/SN055525和BNS/CL0442,其自交结实率分别为118.54%、104.564%和102.021%,说明9833等三个材料携带对BNS的育性恢复基因。综上,BNS在陕西关中地区可同时实现繁种和制种,在普通小麦中亦能找到恢复源,因此在该地区具备应用于杂交小麦育种的潜力。

叶面施肥对小麦品种西农2000抗衰老特性及产量的影响

旨在研究叶面肥对小麦品种西农2000旗叶叶片衰老及产量的影响。设置4个施肥处理:CK(叶面喷清水750L.hm-2)、T1(w=46%尿素15kg.hm-2)、T2(w=96%磷酸二氢钾2.25kg.hm-2)、T3(w=46%尿素15kg.hm-2+w=96%磷酸二氢钾2.25kg.hm-2),分别在花后5d和10d各喷1次。测定分析各处理下西农2000旗叶叶绿素质量分数和丙二醛(MDA)质量摩尔浓度、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性及产量构成因素等指标的变化规律。结果表明,与对照相比,3种叶面肥喷施处理均能显著提高西农2000的产量,T3、T1和T2的平均增产率分别为8.4%、6.4%和5.3%,其增产效应系由千粒质量和穗粒数增加所致。3种叶面肥喷施处理均能显著降低小麦品种西农2000旗叶丙二醛质量摩尔浓度,极显著提高其旗叶叶绿素质量分数、SOD和POD活性,其中T3处理效果更佳。这些生理特性的改善有助于延缓叶片衰老,进而提高产量。

六倍体小黑麦T型细胞质雄性不育体系杂种优势与配合力的研究

用具提莫菲维小麦细胞质的六倍体小黑麦的3个不育系和3个恢复系作为亲本,进行3×3不完全双列杂交,对所组配的F1代8个农艺性状的杂种优势分析结果表明,除千粒重外,其余性状出现正向超亲优势的组合较少,多数呈低亲或中亲遗传,且各组合间的差异比较显著。配合力分析表明,一般配合力与特殊配合力的方差均达到了显著水平,F1各性状均受基因加性效应和非加性效应共同作用;从总体上看,不育系A1、A2及恢复系R1、R2的一般配合力良好,其配制的组合优势较强,具一定的利用价值。对一般配合力与亲本表型值进行了相关分析,二者无显著的相关关系。

基于形态学的中华鹅观草遗传多样性分析

对来自青海、四川、西藏地区不同采集地的15个中华鹅观草(Roegneriasinica)居群的7个形态学性状进行了观察分析。结果表明,该物种在形态学上具有丰富的遗传多样性。在遗传多样性分布特征上,穗部性状(包括穗长、穗宽、小穗数、第一外稃芒长)的变异主要集中在居群内(91.87%),而植株性状(包括颖膜、株型、叶毛)则表现为居群内的变异(54.86%)略高于居群间。从总体上看,该物种的形态学变异主要集中在居群内。形态聚类分析表明,分布在林区的中华鹅观草聚为一类,其多样性指数较高;坡地和谷地的聚为另一类,多样性指数相对较低。同时,还探讨了中华鹅观草的保护及其利用。