小麦TaCLC-e-3AL基因功能分析及互作蛋白鉴定

【目的】分析小麦氯离子通道TaCLC-e-3AL基因功能并鉴定其互作蛋白,以解析TaCLC-e-3AL参与小麦响应低氮胁迫的作用机制。【方法】以拟南芥AtCLC-e氨基酸序列为参考序列,通过BlastP对小麦基因组数据库进行比对,获得TaCLC-e-3AL(TraesCS3A02G253600)、TaCLC-e-3B(TraesCS3B02G285500)和TaCLC-e-3DL(TraesCS3D02G254500)3个基因,分析其基因结构和系统进化关系。将TaCLC-e-3AL-p1300-GFP融合蛋白表达载体转化至小麦原生质体中,分析TaCLC-e-3AL的亚细胞定位特征;采用转基因拟南芥进行异源功能验证,利用酵母双杂交筛选与TaCLC-e-3AL相互作用的蛋白。【结果】生物信息学分析表明,TaCLC-e-3AL编码的蛋白含有11个跨膜结构域,与乌拉尔图小麦TuCLC-e同源性最高。组织表达量预测分析表明,TaCLC-e-3AL基因在小麦的叶片和茎部表达量较高。顺式作用元件分析表明,其可能响应光、激素以及逆境胁迫等信号。亚细胞定位显示,TaCLC-e-3AL蛋白经内质网分选后定位于叶绿体内。过表达TaCLC-e-3AL转基因拟南芥植株在低氮胁迫条件下可以储存更多的NO_(3)^(-),并能够维持植株体内NO_(3)^(-)/Cl^(-)的稳态,不引起植株根长和鲜重的显著变化。酵母双杂交文库筛选显示TaCLC-e-3AL与水通道、叶绿体a/b结合蛋白和电压依赖性阴离子通道3个蛋白互作,表明TaCLC-e-3AL可能与它们协同参与干旱胁迫响应、光合作用、信号传导等生物过程。【结论】小麦氯离子通道蛋白TaCLC-e-3AL位于叶绿体内。TaCLC-e-3AL基因转化至拟南芥中过表达,在低氮胁迫条件下较野生型可以在植株体内储存更多的NO_(3)^(-),并维持NO_(3)^(-)/Cl^(-)的值,表明TaCLC-e-3AL可能调控Cl^(-)和NO_(3)^(-)的协同运输。TaCLC-e-3AL通过与水通道蛋白、叶绿体a/b结合蛋白、电压依赖性阴离子通道蛋白互作,参与小麦的干旱胁迫、光合作用和离子胁迫应答。

小麦TaCIPK15基因克隆及与TaCBLs蛋白的互作分析

【目的】克隆小麦丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶(CIPK)TaCIPK15基因,并分析该基因编码的蛋白与小麦钙调素B类似蛋白(TaCBLs)的互作关系,为深入研究TaCIPK15基因在小麦逆境胁迫应答机制中的作用提供参考。【方法】通过PCR扩增小麦TaCIPK15基因编码区(CDS)全长序列,对其进行生物信息学分析,采用实时荧光定量PCR(qRTPCR)研究其对逆境的响应,通过酵母双杂交技术和双分子荧光互补技术研究TaCIPK15与TaCBLs的互作关系。【结果】克隆获得的小麦TaCIPK15基因CDS序列全长1302 bp,编码433个氨基酸残基,与NCBI数据库中参考序列XR_006454427.1相似性为100%,蛋白分子量为48.48 kD,原子总数为6896,分子式为C_(2166)H_(3487)N_(599O628)S_(16),理论等电点(pI)为9.38,不具备跨膜结构和信号肽。TaCIPK15蛋白含有CIPK家族保守NAF结构域和激活环,与大麦HvCIPK15(XP_044946251)氨基酸序列最为相似且亲缘关系最近。盐胁迫(NaC1)下TaCIPK15基因呈下调表达趋势;在冷胁迫(4℃)下,根系中TaCIPK15基因上调表达;脱落酸(ABA)处理后,根系和叶片中12 h的表达量均上调。TaCIPK15与TaCBL1和TaCBL2在酵母双杂交试验中能在四缺培养基SD/-Trp/-Leu/-Ade/-His/X-α-gal/ABA上长出蓝色菌斑;在双分子荧光互补试验中,TaCIPK15与TaCBL1在细胞核上检测到黄色荧光,TaCIPK15与TaCBL2在细胞质和细胞膜上检测到黄色荧光。【结论】TaCIPK15基因属于CIPK家族,TaCIPK15与TaCBL1和TaCBL2存在互作关系且在细胞内的互作位置不同,并在小麦响应高盐胁迫、冷胁迫和ABA胁迫的Ca2+信号转导过程中发挥作用。

非农学涉农专业农学概论课程教改探索

农学概论是非农学涉农专业的关键课程,是非农学专业研究生掌握专业涉及农学知识的必备课程。该文结合非农学涉农专业学生的专业特点,针对教学过程中教材与专业契合不足,部分知识学生兴趣不足、学时有限、缺乏实践课程等问题,提出基于目标专业特点,从教学模式、教学内容、教学手段等方面对农学概论进行课程改革,提高教学的专业匹配度,提升该课程的教学效果。

不同国家小麦种质资源遗传多样性研究

为有效利用国外引进的小麦种质资源,采用多样性指数、变异系数和聚类分析等方法,对来自6个国家的728个小麦品种(系)19个性状的遗传多样性进行了分析。结果表明,智利小麦的穗粒数多,蛋白质含量高,生育期偏长;中国小麦的粒重高,植株偏低;俄罗斯小麦的单株穗数多;墨西哥小麦的面粉吸水率高;荷兰小麦对白粉病的抗性好。中国小麦的6个产量性状和4个品质性状、俄罗斯小麦的植株性状、墨西哥小麦对黄矮病的抗性及澳大利亚小麦对白粉病的抗性变异类型丰富。荷兰小麦的6个产量性状、中国小麦的植株性状和俄罗斯小麦的4个品质性状变异程度最大。聚类分析表明,中国、智利和澳大利亚等3个国家小麦种质资源的变异类型较多,而俄罗斯种质资源变异类型较少;上述6个国家在育种过程中相互利用了彼此的种质资源,但各自的种质资源均具有独特的遗传特点。由此说明,从不同国家引进的小麦种质资源既可以改良中国小麦品种的农艺性状、品质性状和抗病性,也有助于拓宽中国小麦种质资源的遗传基础。

小麦新品种豫农9901子粒灌浆特性分析

对小麦新品种豫农9901在不同播种期和不同播种量下的子粒灌浆特性进行了研究.结果表明,豫农9901的子粒灌浆规律符合Logistic生长曲线.播种期对子粒灌浆和粒重有较大的影响,而播种量的影响较小.影响粒重的灌浆参数主要是灌浆速率和灌浆持续时间,而且各阶段的灌浆速率和灌浆持续时间对粒重也有较大影响,其中渐增期的持续时间所起的作用最大,其次是缓增期的灌浆速率.

小麦高、低分子量麦谷蛋白亚基对品质性状的影响

为给小麦品质改良提供理论依据,以6个国家的532个品种(系)为材料,分析了小麦高、低分子量麦谷蛋白亚基与品质性状的关系。结果表明,各位点上不同的等位变异对品质性状的效应存在显著差异,亚基1、2*、17+18、5+10、GluA3f、GluB3b和GluB3g对面团形成时间和稳定时间具有显著的正向效应;亚基N、1、14+15、17+18、7+8、2+12、3+12、4+12、GluB3d、GluB3f、GluB3h和GluB3g对蛋白质和湿面筋含量具有显著正向效应;从亚基对品质性状的综合影响来看,1、17+18、GluA3f、GluB3g和GluB3f可作为优势亚基。具有1、17+18、2+12和1、17+18、5+10高分子量麦谷蛋白亚基组合的品种(系)综合品质性状显著优于含有N、14+15、2+12亚基组合的品种(系);具有低分子量麦谷蛋白亚基组合GluA3c、GluB3g,GluA3d、GluB3g和GluA3f、GluB3b品种(系)的综合品质性状显著优于含有GluA3b、GluB3j亚基组合的品种(系)。

生物统计学试卷分析对教学改革的启示

对生物统计学考试试卷进行了分析,针对存在的问题,提出了生物统计学教学方法改革的措施。

小麦航天诱变育种效果研究

利用返回式卫星搭载两个小麦品种(系)种子进行空间诱变处理,对SP2代农艺性状变异效果进行了分析。结果表明,两个品种(系)的农艺性状均发生了变异,但株系内变异多数为不显著。两个品种(系)的诱变率和性状的变异方向存在差异,豫农201的诱变率高于大粒1号;大粒1号变异株系的性状指标多数为增加,豫农201变异株系的性状指标多数为减少。性状间的诱变率具有差异,株高和粒重的诱变率明显高于其它性状。

低温胁迫下小麦幼穗中差异表达蛋白质的鉴定

为探究低温胁迫下小麦幼穗中胁迫响应差异表达蛋白，采用IEF／SDS-PAGE双向凝胶电泳及质谱技术，以低温敏感品种SW601和低温不敏感品种陇麦157为材料，对常温生长、0℃低温胁迫12h和72h的幼穗全蛋白进行了分析。结果表明，在pH4～7时，SW601和陇麦157各处理幼穗蛋白图谱中均可重复检测到800900个有效蛋白质点；低温胁迫12h、72h后，SW601和陇麦157中上调表达的蛋白点分别有120个和101个，下调表达的蛋白点分别有92个和60个。对2种胁迫处理下均差异表达且Ratio〉2的54个蛋白点进行质谱分析，成功鉴定出43个差异蛋白。经数据库搜索匹配和蛋白质鉴定，这43个差异蛋白分别属于胁迫应激／防御相关蛋白、光合作用蛋白、蛋白代谢相关蛋白、碳水化合物代谢相关蛋白、信号传导相关蛋白、能量产生和运输相关蛋白和未知功能蛋白等7类蛋白。其中，抗坏血酸过氧化物酶、Cu／Zn超氧化物歧化酶和胚胎后期发育富集（LEA）同源蛋白14-A等蛋白的表达量在低温不敏感材料陇麦157中变化显著，而在低温敏感材料SW601中没有表达，这可能与小麦幼穗在低温逆境下的代谢调控和低温敏感特性有一定关系。

化学杂交剂BAU9403对小麦群体光合速率及千粒重的影响

选用 3个小麦品种 ,研究了化学杂交剂 (CHA)BAU940 3的诱导雄性不育效果及对群体光合速率和千粒重的影响 .结果表明 ,选用适宜的喷药时期和剂量喷施BAU940 3,可获得 95 %以上的雄性不育率 喷药后群体光合速率明显升高 ,但随着测定时期的推迟 ,这种现象越来越不明显 ;而喷药后千粒重则呈下降趋势 ,品种间有明显差异 .喷药后各时期的光合速率与千粒重间无显著的相关关系 .

普通小麦与其近缘种及人工合成材料的耐盐性分析

为了比较普通小麦与其近缘种和人工合成材料对盐胁迫的敏感性差异,以普通小麦以及小麦近缘种黑麦、硬粒小麦和人工合成材料六倍体小黑麦、八倍体小黑麦为试验材料,调查了不同盐浓度胁迫条件下供试材料的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数等性状,研究了盐处理对不同种质生长量的抑制,同时测定了可溶性糖含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性等生理指标。结果表明,供试的试验材料在耐盐性上略有差异,萌发期和幼苗期的耐盐性基本一致,表现为黑麦>八倍体小黑麦>普通小麦>六倍体小黑麦>硬粒小麦。综合各性状来看,黑麦和八倍体小黑麦的耐盐性较好,在普通小麦的耐盐性改良中具有一定的利用价值。

化学杂交剂BAU9403的气候安全性分析

应用化学杂交剂(CHA)诱导雄性不育是小麦杂种优势利用的重要途径之一。BAU9403是中国农业大学独立合成选出的新型化学杂交剂。对喷施BAU9403后遇雨的气候安全性进行的研究结果表明,对品种豫农9901而言,在药隔期喷施效果较好,喷施剂量为0.8kg/hm2时,不育率为100%;喷药后5h喷水,对雄性不育效果影响不大,喷药后8h喷水,对雄性不育效果基本无影响。说明喷药后5h左右药液已大部分被小麦植株吸收,8h后药液已被完全吸收。如果在喷药后1～5h内遇雨,补喷0.2kg/hm2的剂量即可。

小麦重组自交系群体大粒品系籽粒灌浆特性研究

为了明确大粒小麦的灌浆特性,以豫农9901/周麦16重组自交系群体中籽粒大小基本一致而饱满度和粒重具有较大差异的11个半冬性品系为试验材料,以周麦18为对照,分析了籽粒灌浆特性及阶段性灌浆参数与粒重的关系。结果表明,籽粒灌浆呈"慢-快-慢"的变化规律,可以用logistic曲线方程拟合其增长趋势;粒重较高的品系W02、W03与对照周麦18具有相似的灌浆特性,其他品系的籽粒灌浆特性与对照周麦18有明显差异,表现在前期灌浆速率高于周麦18且增速较快,后期则明显低于周麦18且下降的幅度较大;在三个灌浆阶段参数中,缓增期灌浆速率、渐增期和快增期持续时间明显低于周麦18,而缓增期持续时间明显长于周麦18。通径分析表明,阶段灌浆参数中对粒重直接作用最大的是快增期持续时间,其次是缓增期持续时间,但是缓增期持续时间对粒重的直接正向效应被其较大的负向间接效应所掩盖;快增期和缓增期灌浆速率对粒重的间接效应明显大于直接效应。

卓越农业人才培养模式和管理模式的探索与实践

高等农业院校实行分类培养是满足社会发展需求的重要措施。河南农业大学农学院实施了设置"绍骙试验班",采取"3+3"的拔尖创新型人才培养模式,构建了复合型人才的培养体系。经过几年的实践,取得了良好的效果,对同类农业院校在人才分类培养方面具有一定的参考作用。

高产抗旱小麦新品种—豫农4023

豫农4023是河南农业大学以新旱1号为母本、周麦16为父本,采用系谱法在水地、旱地同时选择,历经10年选育出的半冬性高产抗旱小麦新品种。该品种2011年通过河南省作物品种审定委员会审定,审定编号为豫审麦2011029。1特征特性豫农4023生育期232d,与洛旱2号的生育期基本相同;幼苗半匍匐,分蘖力较强,成穗率一般,冬季具有较强的抗寒性;春季发育进程较快,两极分化期不能成穗的小分孽枯死速率快。

抽样方式对评价小麦种质资源遗传多样性统计数的影响

合理的抽样方式是客观评价种质资源遗传变异的基础,为了给研究种资源遗传变异工作者提供合理的抽样方式,以中国、澳大利亚、墨西哥、俄罗斯、荷兰和智利6个国家的733份小麦种质资源为总体,以每个国家为一个亚区,设置19种抽样方式,研究了不同抽样方式对性状平均值、变异系数和多样性指数的影响。结果表明,在均衡抽样条件下,当样本容量小于60时,样本容量大小对性状的平均值和变异系数无显著影响,但对多样性指数值具有显著影响;当样本容量大于120时,样本容量大小对性状的平均值、变异系数和多样性指数均无显著影响。在非均衡抽样条件下,当样本容量大于150时,增加样本容量可有效减少非均衡抽样对变异系数和多样性指数的影响;当样本容量在90～150之间时,缩小各亚区材料数量差异比例可有效减少非均衡抽样对变异系数和多样性指数的影响;当各亚区所取材料最小数量多于20时,可有效降低非均衡抽样对平均值、变异系数和多样性指数的影响。增加性状变异较大亚区内的资源取样数量可提高统计数的准确度。

小麦puroindoline及其相关基因分子遗传基础研究进展

籽粒硬度是重要的小麦品质性状之一,对小麦的磨粉品质和加工品质有重要影响。控制籽粒硬度的主效基因puroindoline位于5D染色体的短臂上,可分为Pina和Pinb2种类型。Pina和Pinb紧密连锁,编码区均为447个碱基,没有内含子,共同形成小麦籽粒硬度的分子遗传基础。目前,普通小麦和山羊草中均已发现多种puroindoline变异类型,其中引起小麦籽粒硬度大幅度升高的Pina-D1b类型的分子机制为从编码区第23个碱基开始缺失15380个碱基。Puroindoline除了对小麦籽粒硬度有重要影响之外,对其它品质性状也有重要影响,不同puroindoline变异类型之间小麦品质具有一定差异。另外,与puroindoline紧密连锁的Gsp-1基因变异类型更为丰富,但对籽粒硬度没有明显的调节作用。最近发现的与puroindolineb高度同源的基因Pinb-2v具有4种类型,分别位于小麦7A、7B和7D染色体上,可能对籽粒硬度具有微效的调节作用。本文通过对puroindoline的分子特征和突变类型以及相关功能进行分析和总结,旨在为中国小麦品质的基因工程改良提供参考。

ABA和AgNO_3对小麦幼胚愈伤组织诱导和分化的影响

为解决河南小麦生产上三个主导品种(豫麦18号、豫麦49号、兰考906)生物技术改良的技术瓶颈问题,研究了不同浓度的ABA和A gNO3处理对上述三个小麦品种幼胚愈伤组织诱导和分化特性的影响。结果表明,添加0.1 m g/L ABA的诱导培养基以及在添加0.1 m g/l ABA的基础上再添加2.5 m g/L或5.0 m g/LA gNO3的诱导培养基对幼胚愈伤组织形成和分化最为有利,但不同基因型在相同的处理下幼胚愈伤组织诱导率和分化率仍存在较大的差异。

杂种小麦群体光合速率及伤流强度优势研究

1999～ 2 0 0 0年在大田条件下 ,对杂种小麦及其亲本经济产量形成期的群体光合速率及伤流强度进行了比较研究。结果表明 ,群体光合速率和伤流强度的杂种优势因杂种组合而不同。群体光合速率优势大小为西安 8号 /豫农 86 >温麦 4号 /豫农 86 >百农 6 4/豫麦 2号组合 ,分别表现在开花后 8～ 14d和开花后 36d、开花后 14～2 9d、开花后 2 9～ 36d ;穗颈节伤流强度基本上均表现出明显的杂种优势 ,而基部节间伤流强度均没有超标优势。群体光合速率与伤流强度在开花后 8d与 2 5～ 2 9d的关系密切。

小麦5+10亚基基因转化研究

为了获得具有优质亚基基因的小麦转化植株,以豫麦18号和豫麦21号两个基因型的小麦幼胚为受体,利用基因枪法将重组质粒pCAMBIA1301-Sub5+10导入小麦幼胚,分别获得18株和20株再生植株,经PCR检测分别有7株和10株同时扩增到5亚基和10亚基的目标片段,初步表明外源目标基因已整合到小麦的基因组中。