作物分子身份证构建软件ID analysis的编制

【目的】以作物品种或资源的SSR分子标记为基础数据,应用Visual Basic6.0开发作物分子身份证构建配套软件ID analysis,快速准确地筛选引物组合并高效鉴定品种。【方法】作物分子身份证理论由陈庆山提出,其原理是利用SSR标记在材料中的多态性特点,将多个标记进行排列组合,快速有效地区分品种资源的算法——逐步扩增法。通过对40份黑龙江省大豆品种的40对引物数据进行分子身份证构建,阐述该软件的详细操作过程。【结果】利用Visual Basic6.0编程软件设计人机交互界面,通过编程实现核心算法,开发ID analysis软件,软件集成全库构建、部分构建、ID判定、数据合并等功能。其中,全库构建是软件的核心功能,通过全库构建可以快速分析区分材料的最少标记;部分构建可以选择部分目标材料进行区分;ID判定可以在分子身份证数据库构建完成的前提下,对未知材料进行SSR分析,根据获得的分子身份证数据来确定材料是哪个品种或近似品种;数据合并功能可以将多次试验数据整合成一个数据集。利用软件全库构建功能对范例数据进行分析得到以下结果:1在40对引物对40个大豆品种的分子身份证构建中,共有13个引物由于缺失过多,不符合标准被剔除,剔除引物为:Sat_111、Sat_218、Satt231、Satt685、Satt514、Satt551、Satt077、Satt358、Satt424、Satt100、Satt838、Satt893和Satt891。2共有6个引物由于与其他引物相似系数过高,不符合标准被剔除,剔除引物为:Satt253、Satt192、Satt417、Sat_229、Satt127和Satt496。3在分析的40个品种中,共有5个品种具有7个特异等位基因,分别为引物Satt516在材料东农36中显示特异条带3;引物Satt253在材料东农36中显示特异条带1;引物Sat_229在材料嫩丰17中显示特异条带1;引物Satt192在材料东农42中显示特异条带3;引物Satt206在材料北丰19中显示特异条带1;引物Satt244在材料北丰19中显示特异条带4;引物Satt363在材料黑河14中显示特异条带1,因此,可以通过这些特异等位基因直接确定需要鉴定的品种。4仅需7对引物便可将40份大豆品种完全区分开,引物组合为:Satt398、Satt380、Satt453、Satt288、Satt244、Sat_092和Satt206。【结论】编制了用于作物分子身份证构建的软件ID analysis,软件界面友好、使用简便、高效、灵活。实现单个软件完成作物分子身份证的构建,达到了对资源品种鉴定的目的。随着技术的发展和毛细管电泳的应用,开发全自动分子身份证分析系统甚至开发基于分子身份证理论的快速资源鉴定仪将成为可能。

利用野生大豆染色体片段代换系定位单株粒重QTL

以野生大豆ZYD00006为供体亲本,黑龙江省主栽品种绥农14为轮回亲本,连续多年回交并自交,构建了高世代染色体片段代换系BC3F3代161个株行。该群体经多代回交的遗传背景相对一致,大大提高了QTL定位的准确度。结合单因素方差分析法和独立样本T检验法对群体进行QTL定位,共获得9个单株粒重的QTL,分布于7个连锁群。两种方法中均被检测到的有3个QTL,分别为QSW-J-1、QSW-J-2和QSW-G-1;QSW-G-1和QSW-G-2与已有研究结果相吻合;其余7个QTL为新发现QTL,可能是本材料特有位点;其中QSW-J-1的导入片段长度是7.0 c M,且加性效应值为-2.7 g,可作为继续研究的首选位点。

野生大豆导入系对蛋白质含量相关位点的上位性分析

利用野生大豆ZYD00006和栽培大豆绥农14所构建的回交导入系群体BC3F3代为研究材料,选择亲本间存在差异的121个SSR标记对114个株行材料进行基因型分析;利用T测验对含野生大豆纯合双导入位点(即B-B位点组合)植株表型值与绥农14表型值进行检测,以P≤0.05作为阈值,共获得104对B-B位点对表型影响显著,再经T测验,28对互作位点存在上位性效应,其中正向上位性效应位点10对,负向上位性效应位点18对,本研究结果揭示了上位性效应对大豆蛋白质含量性状的重要影响,同时这些位点信息将为大豆高蛋白分子辅助育种研究提供重要的理论基础。

大豆SUMO化相关基因在热激条件下的表达分析

为探讨SUMO(类泛素的小蛋白修饰,small ubiquitin-like modifier)在大豆逆境胁迫中的作用,对大豆SUMO系统的相关基因和蛋白质结构进行分析,与其它植物SUMO化相关基因构建系统发育树,并将大豆合丰25热激处理后,选取SUMO系统中的6个基因(Gm SUMO2,Gm SUMO3,Gm SAE1b,Gm SCEb,Gm E3f,Gm ESD4d)进行实时定量分析。结果表明,大豆Gm SUMO,Gm SAE1,Gm SCE,Gm E3f与木本植物亲缘关系较近;热激处理不同时段,大豆6个SUMO相关基因均有明显变化,Gm SAE1b起激活作用最先启动,Gm SUMO2/3和Gm SCEb表达趋势一致,验证了Gm SCEb的结合作用。热激10min后,Gm SUMO2/SUMO3相对表达量达到最低,而Gm ESD4d在叶中相对表达量达到近40倍,说明Gm ESD4d在叶中起去SUMO化作用。热激30min,在根中Gm SUMO2相对表达量达到近27倍,Gm SCEb达到10倍,Gm E3f达到近40倍。说明Gm SUMO2、Gm SCEb、Gm E3f主要在根中起作用。

大豆抗花叶病毒病QTL定位及其对花叶病毒病的响应

大豆花叶病毒病是造成黑龙江省大豆减产的主要病害之一。挖掘抗病基因、培育抗病品种是抵抗病害和保证大豆产量的有效途径。研究利用全基因组导入系群体(CSSLs)接种大豆花叶病毒SMV N1株系,基于bin map采用ICIM方法分析抗病相关基因QTL定位。获得分布在4号染色体上的3个QTL,分别为q-SMV-1、q-SMV-2和q-SMV-3,基因注释得到25个候选基因,其中Glyma.04G093800属于SUMO特异蛋白酶家族,具有去SUMO化作用。

中西医结合治疗肝硬化腹水51例

目的:观察中西医结合治疗肝硬化腹水的效果。方法:将同期治疗的100例患者随机分为治疗组51例,对照组49例,疗程均为8～16周。结果:治疗组总有效84.32%,明显高于对照组47%(P<0.01)。结论:中西医结合治疗肝硬化腹水,疗效显著,值得临床借鉴。

玉米高产种植技术及推广的重要意义

我国是人口大国,对粮食的需求量巨大,农业在我国占据重要的地位。玉米作为我国主要的粮食作物和经济作物,在我国农业发展中占据非常高的位置,同时,也是我国大多数地区农民收入的主要来源。要想实现玉米增产增收,就需要相关部门对玉米的高产技术进行科学研究,并且进大力推广。近些年来,我国玉米高产种植技术推广和创新工作已经取得了一定进展,并且有效的提高了玉米作物的品质,为我国经济发展做出了很大贡献。针对玉米高产种植技术及其推广意义进行分析,希望可以为我国未来农业发展提供参考。

浅析北方大豆高产栽培技术及病虫害防治

大豆作为重要的油料作物,其种植区域主要集中在我国北方地区。先进的高产栽培技术、科学的种植方式、适宜的气候条件、科学的管理,对于提高北方大豆的种植产量具有重要的意义。主要对北方大豆高产栽培技术进行了详细的论述,同时对其病虫害防治做出了全面分析。

水稻栽培技术与提高水稻种植效益策略分析

作为水稻的重要发源地之一,我国的水稻产量在全球占有很大的比重。我国的人口数量庞大,而水稻作为人们日常不可或缺的粮食作物之一,不断提高产量是非常有必要的。先是对北方地区水稻的栽培技术进行了初探,然后分析了水稻种植过程中存在的问题,最终提出响应的优化措施。

大豆茎秆性状多年遗传分析与互作基因定位

株高和茎秆重是大豆品种高产和理想株型的重要指标,是大豆重要的产量性状。为进一步研究数量性状,开拓新的研究领域,以Charleston和Dongnong594为亲本衍生出的重组自交系群体为试验材料,利用SEA软件下的主基因+多基因混合遗传模型对8个年份下的147株重组自交系群体的株高和茎秆重进行了遗传分析,之后利用Gene interaction软件进行基因互作分析。结果表明:大豆株高在2006年、2007年和2013年均符合2MG-Duplicate、2MG-Inhibiting两种模型,在2009年和2010年都符合模型2MG-Complementary。大豆茎秆重在2006年、2007年、2009年、2010年、2013年均符合2MG-Complementary模型,2006年、2007年均符合2MG-RecessiveI模型,在2010年符合2MG-Additive模型。在符合率70%以上的条件下,2对互作基因影响株高,1对互作基因影响茎秆重。

大豆叶绿素含量QTL定位及候选基因预测

叶绿素是调节光合作用的关键色素,对籽粒形成有着重要作用。本研究以美国半矮秆大豆Charleston为母本,东北地区主栽品种东农594为父本杂交衍生的147个重组自交系群体为材料,基于经SLAF测序获得的大豆高密度遗传图谱,利用复合区间作图法(CIM)、多重区间作图法(MIM)和完备区间作图法(ICIM)对大豆叶绿素含量进行QTL联合定位分析,并结合大豆基因组基因注释信息对QTL区段内的候选基因进行预测。利用CIM算法定位出2个QTL,表型遗传贡献率分别为6%和9.3%。利用MIM算法定位到了1个QTL,表型遗传贡献率为8.1%。利用ICIM算法定位到了1个QTL,表型遗传贡献率为7.76%。其中qchl-G-1被CIM和MIM两种算法同时检测到。在上述3个QTL区段内共含有151个基因,根据大豆基因组基因注释信息,筛选到了3个与叶绿素相关的候选基因,这些结果为叶绿素含量的遗传剖析和标记辅助育种提供理论基础,有利于分子辅助育种的发展。

大豆GmLEC2基因的生物信息学及表达分析

AtLEC2基因最早发现于拟南芥中,是参与体细胞胚胎发生与种子发育过程的重要基因,在植物生长和发育过程中起着非常关键的作用。本研究选择功能已知的AtLEC2基因作为参考,对大豆GmLEC2基因的启动子元件、蛋白的功能、等电点、脂肪指数、亲水性、不稳定系数、信号肽、跨膜结构、亚细胞定位、二级结构、三级结构和结构域进行预测分析。并采用荧光定量RT-PCR方法对GmLEC2基因的组织特异性表达进行分析。本研究的结果为今后进一步研究该基因的生物学功能提供了理论基础。

大豆再生相关基因GmRUB1的克隆及表达分析

大豆再生过程涉及细胞的分裂和分化、器官的决定和形成。RUB1基因在物质的转移和积累以及泛素化过程等多层次、多途径发挥着重要的调控作用。本研究利用实验室前期转录组测序技术得到差异表达基因GmRUB1,该基因是大豆再生中泛素化过程重要的组成部分,应用PLACE数据库、Interpro、expasy数据库、SOPMA、Phyre、Protscale、MEGA5等工具对该基因的启动子元件、编码氨基酸的功能、亲水性、疏水性、等电点、二级结构、三级结构、同源性比较进行分析。并研究了该基因在大豆品种东农50各器官中的表达分析。结果表明,其前体序列具有很多与再生相关的响应元件,理论等电点为7.67,脂肪系数为79.34,稳定系数为48.06,属于不稳定蛋白,GmRUB1编码的蛋白属于泛素结合蛋白,有一个泛素化过程中的E2连接酶的结构域,二级结构中24.59%为α螺旋结构,39.34%为不规则卷曲,10.93%为β转角,25.14%为延伸链,三级结构共有122个氢键,6个螺旋结构,18个转角结构,亲水性平均系数为-0.389,GmRUB1基因与苜蓿亲缘较近,qRT-PCR结果表明GmRUB1的表达量在果实中较高,说明GmRUB1基因可能参与大豆再生过程。随后对该基因进行了克隆及表达载体构建。上述结果初步分析了GmRUB1基因编码氨基酸的生物信息学及表达情况。并通过对其进行克隆和载体构建,对今后进一步研究该基因的功能,提高大豆再生率,建立稳定的大豆再生体系提供了理论基础。

大豆细菌性斑点病抗性评价及QTL定位

为了筛选获得稳定抗细菌性斑点病种质和挖掘有效抗病基因,本研究以野生型大豆ZYD00006与‘绥农14’构建的全基因组回交导入系群体为试验材料,利用高压喷雾法接种丁香假单胞杆菌Psgneau001进行细菌性斑点病抗病性鉴定。运用复合区间作图法(composite interval mapping,CIM)进行细菌性斑点病QTL定位,并针对定位区间进行基因功能注释和相关抗病基因的筛选和预测。结果表明:QTL分析共检测到6个位点与抗病相关(qbsd-D1a-1,qbsd-A1-1,qbsd-C2-1,qbsd-A2-1,qbsd-D2-1,qbsd-D2-2);分别位于1号(LG D1a)、5号(LG A1)、6号(LG C2)、8号(LG A2)、17号(LG D2)染色体上。经基因注释和筛选共获得41个候选基因,它们多与富含亮氨酸重复序列受体蛋白(LRR protein)相关。本研究通过QTL初定位明确了大豆细菌性斑点病相关区间,为进一步精细定位和分子标记辅助育种提供科学依据。

大豆子粒蛋白质含量QTL的精细定位

为了培育高蛋白栽培大豆,大豆高蛋白质含量一直是大豆品质育种的重要研究方向。大豆蛋白质含量受遗传效应影响较高且由多基因控制,对其相关位点进行深入研究具有重要的理论意义和应用价值。本研究利用栽培大豆‘绥农14’作为轮回亲本,野生大豆ZYD00006作为供体亲本构建了野生大豆染色体片段代换系(chromosome segment substitution lines,CSSL),在2014年和2015年这两年间共检测到21个与大豆子粒蛋白质含量相关的QTL。其中2014年在GM20连锁群上加性效应值变化范围为1.51~2.18,在2015年加性效应值变化范围为2.13~2.66。在上述初步定位的基础上,我们构建了三套残留杂合株系(residual heterozygous line,RHL)群体,对不同的杂合区间进行了筛选,并以此为基础进行精细定位,定位到控制大豆子粒蛋白性状的GM20染色体处约9.13~9.98 Mb处。同初步定位结果相比,将QTL区间由12.3 Mb精细定位到852 kb。我们对该区段15个基因进行注释,研究发现Glyma20g07060、Glyma20g07280作为关键候选基因,可能与控制大豆子粒蛋白质性状含量相关。上述研究结果为大豆蛋白质含量QTL精细定位研究提供了材料支持,关键候选基因的发现为进一步提高大豆蛋白质的含量提供了数据参考。