小麦幼苗活性LTR反转录转座子筛选及其对非生物胁迫的响应

LTR(长末端重复,long terminal repeat)反转录转座子占小麦基因组的60%以上,筛选小麦基因组中具有转座活性的LTR反转录转座子,并分析其在非生物胁迫下的响应,对研究反转录转座子在小麦抗逆境胁迫中的作用具有重要意义。本研究通过生物信息学分析,从转座子数据库(TREP database)中筛选出4个具有完整结构的LTR反转录转座子Fatima、Wis、Angela和Babara;同时利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)、甲基化特异PCR(methylmion specific PCR,MSP)和转座子展示(transposon display,TD)技术分别分析了它们在盐、ABA、H2O2和干旱等处理的小麦幼苗期(二叶一心)叶和根中的表达水平、甲基化水平和转座活性变化。结果表明,这4个反转录转座子在正常条件下均存在基础水平的转录,并且能够响应上述4种胁迫而发生转录水平的变化,且在相同胁迫条件下表达水平变化趋势一致。Fatima、Angela和Babara在非生物胁迫处理下表达水平的提高与其甲基化水平的降低有关,Wis则相反。反转录转座子LTR序列含有胁迫响应顺式作用元件,但在非生物胁迫条件下顺式作用元件对这4个反转录转座子的调控作用不显著。与叶相比,这4个反转录转座子在根中对胁迫的响应程度更高,且在盐和ABA处理下转座活性更强。本研究将有助于进一步揭示LTR反转录转座子对非生物胁迫的响应规律,为进一步研究利用反转录转座子进行小麦抗逆育种的遗传改良积累资料。

玉米单染色体的分离和体外扩增

建立了玉米单染色体的分离及体外扩增的方法。取95％乙醇固定后经果胶酶和纤维酶酶解的根尖制备染色体标本，用自制的微细玻璃针在倒置显微镜下挑取目的染色体。染色体DNA经Sau3A酶切后与人工合成的Sau3A连接接头连接，经两次PCR扩增获得足以用于构建单染色体DNA文库的扩增产物。片段大小为0．3～5kb，多数为0．5～3．5kb．与前人研究方法相比，所需底物量少（只需1条染色体），扩增片段大，为植物中小型染色体分离、体外扩增进而进行单染色体DNA文库构建奠定了基础。

王百合单条染色体和染色体片段的分离

本研究利用显微操作器建立了简单、有效地分离王百合单条染色体和染色体片段并将其放人Ｅｐｐｅｎｄｏｒｆ管中的方法。与前人方法相比，主要改进之处在于：（１）制片简单。不需要对盖片硅化处理，压片在截片和盖片之间进行。（２）所需设备简单。不需要倒置显微嵕担恍枰胍牵⑾覆Ａд肟稍诰凭莆⒒鹕侠啤＃ǎ常┎僮骷虻ィ矢摺Ｔ诒瓯旧霞訊一滴无菌水即可将染色体挑出。在２ｈ之内。

植物染色体微切割过程中细胞质DNA污染及其控制的研究(英文)

染色体微切割和微克隆已成为复杂基因组研究的有效途径 ,但是操作过程中的核外DNA的污染一直是令人担心的问题。通过研究植物染色体微切割 (微分离 )和微切割的染色体DNA扩增过程中细胞质DNA的污染问题 ,表明目前常用的植物染色体微切割过程中 ,细胞质DNA的污染几乎难以避免 ,并提出了一个改进的降低细胞质DNA污染的方法 ,对如何控制细胞质DNA的污染进行了详细的讨论。

染色体微切割、微分离与微克隆技术研究进展

本文详细介绍了染色体微切割、微分离与微克隆技术在动物、人类及植物中的创立与发展，评述了不同染色体微切割、微分离与微克隆方法的优缺点，总结了这项技术在遗传学研究中的应用，提出了利用这项技术在植物分子遗传学研究中的新方向。

牵牛属质体DNA的父系遗传(英文)

利用限制性片段长度多态性（ＲＦＬＰ）技术研究了牵牛属（Ｐｈａｒｂｉｔｉｓ）植物质体ＤＮＡ 的遗传方式。结果表明，在牵牛（Ｐ． ｎｉｌ）×大花牵牛（Ｐ． ｌｉｍｂａｔａ）和大花牵牛×牵牛中，质体ＤＮＡ 为父系遗传。在大花牵牛×牵牛中，质体ＤＮＡ还有可能为双亲遗传。研究证明牵牛属为被子植物中具有质体父系遗传方式的第三个属。牵牛属质体父系遗传机制尚不清楚，作者认为母系质体及其ＤＮＡ 在受精后的释稀。

打碗花(旋花科)受精前和受精后的卵器和中央细胞的超微结构

观察了受精前打碗花（ＣａｌｙｓｔｅｇｉａｈｅｄｅｒａｃｅａＷａｌ．）成熟胚囊的超微结构及在受精后的变化，并描述了卵细胞、助细胞与中央细胞在胚囊中部位结构上的关系。证明它们之间的界壁大部分只具质膜，表现与被子植物的大多数在受精的靶区缺少壁相似的特征。在超微结构上，雌性生殖单位各组成细胞除具一般的特征外，还表现有一些不寻常的特点：卵细胞核位于合点端的大液泡之上，细胞质中含多聚核糖体；中央细胞不仅在向珠心的一面具壁内突，而且在向助细胞一面也具内突。这些特点可能与其受精周期短和缺少反足细胞相关。作者提出了把打碗花雌性生殖单位作为一个结构与功能相适应的结构，以保证成功的受精的结论。

牵牛属生殖细胞和精细胞中细胞器DNA的研究

用ＤＡＰＩ荧光技术观察了大花牵牛（ Ｐｈａｒｂｉｔｉｓ ｌｉｍ ｂａｔａ Ｌｉｎｄｌ．）和圆叶牵牛（Ｐ． ｐｕｒｐｕｒｅａ（Ｌ．） Ｖｏｉｇｈｔ）生殖细胞的细胞质ＤＮＡ及其在精细胞形成过程中的动态。牵牛属这两个种的生殖细胞均为细长形，具有大量细胞器ＤＮＡ。刚形成的一对精细胞大多数一端钝，另一端呈尾状。较后期的精细胞多呈凸透镜状。生殖细胞分裂形成的一对精细胞多是同型的，也有的表现为异型。精细胞的核多偏于细胞的一端。在细胞质中有大量细胞器ＤＮＡ分布。精细胞中的细胞器ＤＮＡ 荧光点在大小及荧光强度上有所不同，可能代表线粒体和质体这两种不同的细胞器ＤＮＡ。大花牵牛与圆叶牵牛之间，无论是生殖细胞或精细胞在细胞形状和细胞质ＤＮＡ 分布状况上基本相似。一个明显的差异是，后者的细胞质ＤＮＡ 荧光点体积较小和荧光弱。研究表明，精细胞存在具有ＤＮＡ 的细胞器，为牵牛花细胞质具有双亲遗传或父系遗传的潜能提供了细胞学证据。本文还对研究的两个种的精细胞存在同型和异型的现象。

牵牛花受精前后卵细胞质体和线粒体及其细胞质DNA的变化

应用透射电镜研究了圆叶牵牛（Ｐｈａｒｂｉｔｉｓｐｕｒｐｕｒｅａ （Ｌ．） Ｖｏｙｇｈｔ）和大花牵牛（Ｐ． ｌｉｍ ｂａｔａ Ｌｉｎｄｌ．）卵细胞在受精前和受精后质体和线粒体的变化。观察到卵细胞在受精前高度液泡化，在核周及卵细胞周围的薄层细胞质中有质体和线粒体。质体含１～２ 个较大淀粉粒。线粒体多呈环形或杯状。卵细胞受精后，细胞质增多，质体的数量也明显增加。质体基质变得更加浓厚，并且普遍含有嗜锇的球体。合子中线粒体丰富，但缺乏卵细胞中那种环形或杯状线粒体，多呈圆形。细胞质ＤＮＡ检测的结果表明，卵细胞质ＤＮＡ荧光有大小和形状不同的两类，它们在细胞中随机分布。一类较大，呈环状，可能是线粒体中的ＤＮＡ显示的荧光；另一类小的点状荧光，可能大多是质体ＤＮＡ荧光，前者比后者多。卵细胞受精后，细胞质类核发生变化，表现在数量上明显地比受精前少。研究揭示了牵牛花合子中细胞质ＤＮＡ 减少的现象，说明了母系质体ＤＮＡ 在受精后可能被降解，提供了母系质体不传递到后代的可能机制。

打碗花生殖细胞、精细胞及卵细胞中的细胞质类核

已有不少超微结构的资料阐明被子植物双亲和单亲母系质体遗传的细胞学基础。近年应用DAPI荧光染色的方法,可快速地从检测质体DNA存在的状况确定被子植物中具双亲遗传潜能的种。从质体的类核存在与否判断质体遗传方式为母系遗传或双亲遗传与已有的遗传分析结论基本一致,只有少数种类是矛盾的。DAPI荧光技术可以认为是研究细胞质遗传机理的一个重要手段。我们曾证明旋花科牵牛属植物生殖细胞、精细胞中存在细胞质类核,确定其具双亲或单亲父系质体遗传的潜能,并用RFLP技术进一步确定其为质体父系遗传型。本研究证明旋花科的打碗花属生殖细胞、精细胞和卵细胞中细胞质类核存在的状况与牵牛属的相似,提供了打碗花可能在质体遗传上与牵牛属 具相同的遗传方式的资料。

用分子标记研究禾本科赖草属植物可溶性碳水化合物、色素积累和生长特性之间的遗传相关性(英文)

在低温条件下 ,冷季草的可溶性碳水化合物通常与紫色素的积累、生长的缓慢性及对寒冷的适应性具有相关性。Vrn_1基因对一年生冬性禾本科物种的春化、生长和可溶性碳水化合物的积累有重要作用。本研究以Ley muscinereus×L .triticoides的杂种F1开放授粉获得的F2 群体为材料 ,用 2 0 4个未定位的AFLP分子标记和几个基因组特定的与vrn_1相连锁的DNA标记检测了控制可溶性碳水化合物的积累、紫色素的积累和生长特性等几个数量性状的QTL。根据生长特性和适应性可将Leymuscinereus和L .triticoides区分开来。研究表明可溶性碳水化合物与紫色素的积累呈正相关 ,而且有关基因对这两种性状具有多效性。与之相类似 ,分蘖、叶发育、叶生长、草被剪后的再生长和地下茎的蔓延性这些性状之间也呈正相关 ,控制这些性状的基因具有多效性。但是可溶性碳水化合物的积累与生长的缓慢性无相关性。有几个分子标记包括与vrn_Xm1邻近的一个分子标记对叶可溶性碳水化合物的浓度和低温生长具有正效应。而与vrn_Ns1邻近的一个DNA标记对分蘖具有更加特别的效应。我们推测vrn_1对多年生赖草低温下叶可溶性碳水化合物的积累及生长习性具有数量效应。发现几个DNA标记对可溶性碳水化合物的积累及多个生长特性有较强的作用。

小麦6B染色体微切割及其不同片段的DNA文库构建

用Nd：YAG激光微束将处于有丝分裂中期的小麦(Triticum aestivum L．)6B染色体微切割为四段，并用微细玻璃针将每个片段分别回收。将分离的染色体片段DNA和Sau3A接头介导的多聚酶链式反应(LA-PCR)分别扩增。Southern杂交证明4个特定区域的DNA确实来自于小麦基因组。用一系列(42对引物)位于6B染色体和其他染色体上的微卫星序列对微切割的染色体片段的PCR产物进行了验证。结果表明，获得的染色体片段的PCR产物来自于小麦6B染色体。将6B染色体4个片段的第二轮PCR产物克隆到pGEMT-vector中，建立了4个染色体特定区域的基因组文库，命名为R1、R2、R3和R4，分别包含2．1×10^5、2．74×10^5、2．45×10^5和2．93×10^5个重组子克隆。每个文库均随机挑选150个克隆进行质粒的小量制备和酶切验证。结果显示：插入片段大小在300～l800bp之间，平均大小为820-870bp，其中43％-48％的克隆为低／单拷贝序列，42％-47％为中／高拷贝序列。本研究为详细分析植物单染色体的不同片段的分子遗传学研究提供了基础。

牵牛属细胞质遗传的细胞学研究

牵牛属细胞质遗传的细胞学研究胡赞民，胡适宜（北京大学生命科学学院、北京１００８７）牵牛花质体遗传是属于单亲母系还是双亲遗传目前存在细胞学与遗传学证据的矛盾。为了弄清这一属（ｐｈａｒｂｉｔｉｓ）植物细胞质遗传的方式，本研究用此属的两个种，大花牵牛（ｐ．...

八倍体小偃麦×硬粒小麦杂种胚性无性系的建立及愈伤组织染色体变异的研究

本实验以八倍体小偃麦“远中_3”×硬粒小麦“人民麦”杂种成熟胚为外植体,在Ms+2mg/L2.4-D的培养基上,诱导出胚性愈伤组织;在无激素的MS基本培养基上再生植株。胚性愈伤组织经17个月的继代培养再生植株的频率仍高达95.6%。利用实体显微镜及扫描电镜观察了胚性愈伤组织和非胚性愈伤组织的表面结构。研究了植株再生方式及愈伤组织的染色体变异,对染色体变异的原因及其与愈伤组织再生能力之间的关系进行了分析。

油菜育种行业创新动态与发展趋势

油菜是我国重要的油料作物,常年种植面积约1亿亩,每年可生产约450万t菜籽油,占国内植物油总消费量的19.7%。与发达国家相比,我国油菜产业主要问题是产量低、品质差,年进口油菜籽约500万t。油菜基因组测序的完成,极大地推动了油菜育种行业的科研工作。据统计(Web of Science检索),2017年与油菜育种相关的SCI论文共有728篇,其中完全由中国学者完成的181篇,与其他国家合作完成的62篇,合计约占全世界的33.38%,但高水平论文数量还有待提高。2017年的研究进展主要集中在油菜籽含油量及品质、油菜籽产量、基因组驯化、雄性不育、非生物胁迫及抗病育种等方面。这些成果将积极地推动油菜育种产业的高产、优质及多元化发展,为我国油菜分子设计育种的实现提供了重要的理论基础。

转果聚糖蔗糖转移酶基因银腺杨的获得(英文)

采用农杆菌介导的遗传转化方法,将来自枯草杆菌的果聚糖蔗糖转移酶基因(SacB)导入银腺杨,以提高杨树对水分胁迫的抗性。以来自无菌培养的叶片为外植体,通过大约10 0 0个叶盘与农杆菌LBA4 4 0 4共培养,将植物双元表达载体pKP中SacB基因导入银腺杨基因组,经卡那霉素筛选后,共获得10 2株卡那霉素抗性植株。经PCR特异性扩增和Southern点杂交分析,证明其中97株再生植株基因组DNA中整合了SacB基因。对其中的6 2个无性系进行RT PCR分析,结果表明SacB基因在其中的5 0个无性系中获得表达。温室生长观察表明,转基因无性系外部形态与对照相比没有稳定的显著差异,少数部分转基因无性系的生长明显受到抑制,其他转基因无性系生长正常。这些转基因无性系的获得为培育抗旱转基因杨树奠定了基础。

枯草杆菌果聚糖蔗糖酶基因转化小麦的研究

【目的】尝试将枯草杆菌果聚糖蔗糖酶基因(SacB)导入小麦品种(系)02-371、02-207、郑麦9023和东农7742以提高其耐旱性。【方法】利用农杆菌介导法转化小麦幼胚愈伤组织,将SacB基因导入4个小麦品种,并对转化植株进行PCR和Southern杂交检测。【结果】SacB基因已整合到受体小麦的基因组中。转基因植株整合目的基因的拷贝数多为1～2个。4个受体小麦品种(系)02-371、02-207、郑麦9023和东农7742的转化频率分别为0.88%、1.48%、1.04%和1.23%。RT-PCR检测结果表明,SacB基因在部分转基因植株中得到表达,并使转基因小麦植株的耐干旱胁迫能力明显提高。【结论】向小麦中导入枯草杆菌SacB基因可增强其耐旱性。

基因枪法向小麦导入几丁质酶基因的研究

利用基因枪法,以菜豆几丁质酶基因转化小麦幼胚愈伤组织。在轰击压力1300psi,轰击距离6cm、100μg金粉/枪和轰击距离9cm、150μg金粉/枪的2种处理条件下,获得4株春小麦东农7742转化植株,转化频率分别为0.36%和0.56%。经PCR和PCR-Southern杂交分析,证实菜豆几丁质酶基因已整合到T0和T1小麦基因组中。采用氨基葡萄糖法测定几丁质酶活力,结果表明,转基因小麦的几丁质酶活力明显高于对照株;转基因植株对白粉病症状减缓,并获得一株赤霉菌接种未扩展的转基因T1植株。

导入双价基因的转基因杂交油菜亲本及其对菌核病抗性的研究

比较了乙酰丁香酮、pH、共培养温度及不同激素配比对根癌农杆菌转化油菜(Brassicanapus)的影响,建立了油菜高效转化体系。按该体系,将组成型表达几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶基因转化甘蓝型双低杂交油菜亲本恢复系和保持系,获得了转基因恢复系和保持系植株。对再生植株进行PCR和SouthernBlot检测,结果表明外源基因已整合到油菜基因组中。连续3代的PCR检测及转基因植株抗病性在自交后代中得到保持,证实外源基因已遗传到T3代。对转基因植株T1代离体叶进行菌核病菌丝体接种和T1及T2代大田自然侵染鉴定,结果表明,转基因恢复系棚40-12、棚40-32和保持系96B-2对菌核病的抗性比受体对照大幅度提高,大田鉴定其发病率连续2年均比受体对照减少78%以上,比抗病品种‘中油821’减少75%以上,病情指数比受体对照和‘中油821’减少均达显著水平,其抗病性能在后代稳定遗传,获得了高抗菌核病的转基因育种材料。

杨树叶绿体3′rps12基因,rps7基因和ndhB基因片段的克隆及序列分析

通过烟草叶绿体相关序列设计引物 ,从杨树的叶绿体基因组中克隆出 2个相邻的DNA片段 .经分析发现 ,这 2个DNA片段包含核糖体蛋白 3′rps12、rps7基因和NADH脱氢酶第二亚基ndhB基因片段 .利用DNAMAN等软件 ,将扩增到的杨树叶绿体DNA片段与烟草、拟南芥、玉米和黑松的相关序列进行比较 ,证实所扩增的片段具有较高的保守性 ,尤其是在这 3个基因的编码区 ,同源性均在 90 %以上 .插入或缺失常发生在基因间隔区 ,同源性在 80 %左右 ;对其编码区所推导的氨基酸序列进行了比较 ,同源性均在 92 %以上 .首次克隆了杨树叶绿体的部分DNA序列 ,详细报道并分析了杨树 3′rps12、rps7基因和ndhB基因片段及其边界序列信息 .所报告的基因序列均已登录GenBank .