大豆疫霉根腐病抗性相关基因SDR1的克隆及功能分析

【目的】获得大豆疫霉根腐病抗性相关基因,为培育大豆抗病品种提供理论依据。【方法】在以大豆抗病品种绥农10构建的受疫霉菌诱导后差异表达的cDNA消减文库的基础上,选取文库中一条与其它植物的DR1基因具有较高同源性且上调表达的EST序列。通过RT-PCR方法从绥农10中克隆该基因,并构建到植物表达载体pCAMBIA3301上,以感病品种东农50的子叶节为外植体通过根癌农杆菌介导的方法进行大豆遗传转化。【结果】该基因全长805 bp,开放读码框为471 bp,编码156个氨基酸,在此命名为SDR1。遗传转化获得转基因PCR鉴定阳性植株5株,Real-time PCR检测T1转基因植株较非转基因植株SDR1表达量提高20倍以上的有3株,经Southern杂交分析表明,出现杂交信号的有3株。经离体叶片接种大豆疫霉菌,转基因大豆的抗性较非转基因大豆明显提高。【结论】成功克隆了大豆疫霉根腐病抗性相关基因SDR1,并通过对过量表达的大豆转基因植株的抗病性鉴定初步确定了SDR1的抗病功能。

大豆主要脂肪酸含量近红外模型的建立

为提高大豆脂肪酸品种的育种进程,使用气相色谱法测量289份大豆籽粒样品的脂肪酸含量,并用近红外谷物品质分析仪NIRFIEX N-500采集大豆样品近红外光谱值,采用主成分回归法将化学试验测定的数值与采集的光谱曲线对应拟合整理分析建立定标模型。每种脂肪酸建立11个定标标准,选取决定系数定标Q值中最高的数值为定标模型。结果显示5种脂肪酸定标模型的适宜Q值分别为:棕榈酸0.823 5、硬脂酸0.854 1、油酸0.819 6、亚油酸0.829 1、亚麻酸0.836 3。最后验证结果表明,近红外法测量值与化学试验测定值误差均在1.5%误差范围之内,证明所建立模型质量较好,具有使用价值,可用于大豆育种材料脂肪酸含量的快速测量。

大豆品种绥农10抗疫霉根腐病遗传分析及抗病基因的SSR标记

用子叶法接种大豆疫霉根腐病1号生理小种,分析抗病亲本绥农10和感病寄主Williams的杂交F1、F2、F3的抗病性。结果表明,F1单株均表现为抗病;F2群体抗感分离比例符合3∶1;由F2感病单株衍生出的F3株系均表现感病,F2抗病单株衍生出的F3株系抗感分离株系比值符合1∶2;说明绥农10中对大豆疫霉根腐病1号生理小种的抗性受1对单显性基因控制,将该抗病基因拟名为RpsSN10。用500对大豆SSR引物和124株绥农10/Wil-liamsF2分离群体对RpsSN10基因进行定位,将RpsSN10基因定位在F连锁群上,其中标记Satt423和Satt149与RpsSN10基因的遗传距离分别为9.8cM和11.2cM,并分别位于目的基因的两侧。

大豆疫霉根腐病菌毒素处理不同大豆品种后过氧化物酶活性的变化

大豆疫霉根腐病是危害大豆生产的世界范围的毁灭性病害,毒素在其致病过程中起着重要作用。对大豆疫霉根腐病菌毒素胁迫下抗感不同大豆品种根、茎、叶中过氧化物酶(POD)活性的变化进行了初步研究。结果表明:适宜浓度的毒素(稀释100倍,浓度为0.0897 mg.mL-1)处理后,抗病大豆品种根、茎和叶中POD活性在病程的大部分阶段与对照相比都有升高,并且根中比茎叶中的POD反应更敏感;感病品种虽然在某些病程阶段POD活性较对照有一定的提高,但幅度不大,在病程其它阶段POD下降幅度远大于升高幅度。而浓度相对较高的毒素(稀释50倍,浓度为0.1794 mg.mL-1)处理后抗感品种根、茎和叶中POD活性的变化较稀释100倍浓度毒素幅度小。

大豆疫霉根腐病菌的分离鉴定及种质资源对3号生理小种的抗性评价

采用下胚轴伤口接种法,用在黑龙江省建三江农场分离到的大豆疫霉菌3号生理小种对292份栽培大豆材料(其中农家品种153份、其它大豆栽培品种139份)和236份野生大豆材料进行了抗性鉴定。结果表明:栽培大豆资源抗病80份,占27.4%,中间类型93份,占31.8%,感病119份,占40.8%。153份农家品种中,抗病的有49份,占农家品种的32.0%,表明农家大豆品种资源抗性比例较高。野生大豆资源中抗病的有49份,占20.8%;中间类型55份,占23.3%;感病132份,占55.9%。鉴定的这些高抗资源可为我国大豆抗疫霉根腐病育种奠定基础。

野生大豆接种大豆疫霉根腐病菌后超氧化物歧化酶活性变化

对大豆疫霉菌胁迫下抗感不同野生大豆根、茎、叶中超氧化物歧化酶(superoxide dis-mutase,SOD)活性的变化进行了初步研究。结果表明:接种大豆疫霉根腐病菌后,抗感野生大豆根、茎、叶中SOD活性在病程的大部分阶段多高于相应对照,且总体而言,抗病野生大豆比感病野生大豆SOD活性较相应对照增幅大。

大豆品种合丰25体细胞胚发生条件的优化

为优化大豆体细胞胚再生植株的条件,提高大豆遗传转化的效率,本研究选用大豆品种合丰25为试验材料,针对影响体细胞胚诱导的3个关键因素pH值、2,4-D浓度及光照条件进行体细胞胚发生频率的研究。结果表明:pH值、2,4-D浓度、光照条件这3种因素的不同处理对体细胞胚的诱导影响显著,其幼胚的发生频率最高为70.70%、最低为3.70%。当pH值为7.0、2,4-D浓度为20mg/L,黑暗培养最有利于合丰25体细胞胚的诱导,其胚的发生频率为70.70%,明显高于其他处理。

疫霉根腐病菌毒素对大豆不同组织中多酚氧化酶的影响

大豆疫霉根腐病是危害大豆生产的世界范围的毁灭性病害,毒素在其致病过程中起着重要的作用。本文对大豆疫霉根腐病菌毒素胁迫下抗感不同大豆品种根、茎、叶中多酚氧化酶(PPO)活性的变化进行了初步研究,结果表明:适宜浓度的毒素(稀释100倍,浓度为0.0897mg/mL)处理后,抗病品种根、茎和叶中PPO活性在病程的大部分阶段与对照相比都升高,并且根中的PPO比茎叶中的PPO反应更敏感;而感病品种在整个病程中虽然在某些阶段较对照有一定的提高,但幅度不大,在病程其他阶段PPO下降幅度远大于升高幅度。而浓度相对较高的毒素(稀释50倍,浓度为0.1794mg/mL)处理后抗感品种根、茎和叶中PPO活性的变化较稀释100倍浓度毒素幅度小。

论超前教育在儿童学习过程中的不利影响

目前超前教育得到家长越来越多的关注。超前教育对于大多数儿童的学习过程会产生不利影响,主要从加重儿童学习的负担,对知识理解不透彻、掌握不扎实,影响校内课堂效果和弱化人格的培养四个方面来分析。建议教育者和家长要慎重对待超前教育,不要为了孩子成绩的暂时提高,而忽视了孩子心理健康的发展,泯灭孩子的创造力和想象力。

野生大豆接种大豆疫霉根腐病菌后过氧化物酶(POD)活性变化

对大豆疫霉菌胁迫下抗感不同野生大豆根、茎、叶中过氧化物酶(peroxidase,POD)活性的变化进行了初步研究。结果表明:抗病野生大豆接种后叶中POD活性在病程的大部分阶段高于感病野生大豆,同时高于未接种植株;而根和茎中的POD酶活性在病程的大部分阶段有所增加,但变化幅度不大。

“时”之歧义及其修正

在“认识钟表”的课堂教学中，教师依据教科书通常都会要求：“整点的时刻读几时，不读几点。比如时针指向3，分针指向12的时候，我们就读作3时。”而学生依据生活经验仍然习惯读“3点”。另外，在时间段表达方式的教学中，学生根据生活经验习惯说“小时”，而教科书却要求读作“时”。

野生大豆接种大豆疫霉菌后木质素含量的变化

对抗感不同的野生大豆接种疫霉菌后木质素含量的变化进行了研究,结果表明:在接种疫霉菌之前,抗感野生大豆的木质素含量平均值无明显差异;在接种疫霉菌之后,抗病野生大豆茎中木质素含量在病程的大部分时期高于对照,且在病程前期比感病野生大豆增幅大;在病程的大部分时期,抗感野生大豆叶中木质素的含量低于对照。

P-loop,Bet v 1结构域的缺失及突变对GmPR10和Gly m 4l抑制大豆疫霉菌能力的影响

大豆疫霉根腐病是由大豆疫霉菌(Phytophthora sojae)引起的危害大豆生长的严重病害。课题组前期研究表明具有P-loop结构域的GmPR10(Gene Bank accession no.FJ960440)和具有P-loop、Bet v1结构域的Gly m 4l(Gene Bank accession no.HQ913577.1)抑制大豆疫霉菌生长,并且过表达GmPR10和Gly m 4l的转基因大豆植株可以提高对大豆疫霉根腐病的抗性。为研究GmPR10和Gly m 4l抑菌机理,本研究利用点突变技术,获得了GmPR10的P-loop结构域突变体(Gly48/Thr48和Gly^51/Arg^51)、Gly m 4l的P-loop结构域突变体(Gly^49/Ile^49和Lys^55/Pro^55)、GmPR10和Gly m 4l的P-loop结构域以及Gly m 4l的Bet v1结构域缺失突变体,并纯化回收相应突变体蛋白,进行体外抑制大豆疫霉菌试验。结果表明,突变或缺失P-loop,Bet v1结构域的GmPR10和Gly m 4l失去了抑制大豆疫霉菌(Race 1)生长的能力,说明P-loop、Bet v 1结构域对GmPR10和Gly m 4l行使抑菌功能至关重要。

大豆GmPR10基因启动子的克隆及序列分析

GmPR10基因是病程相关蛋白PR10(pathogenesis-related proteins 10)在大豆中的同源基因。为探明大豆GmPR10基因的表达调控规律,应用PCR技术从大豆抗疫霉根腐病品种绥农10号中克隆了GmPR10基因上游2 235 bp的启动子序列pGmPR10,定向替换pBI121载体的CaMV35S组成型启动子,构建植物表达载体pBI121/pGmPR10/GUS,并转化农杆菌侵染烟草叶盘。GUS染色结果表明,pGmPR10受聚乙二醇(PEG)、低温(4℃)、水杨酸(SA)、茉莉酸(JA)和脱落酸(ABA)诱导表达,因此推测GmPR10基因可能参与植物激素调节植物生长发育的过程,以及生物胁迫和非生物胁迫条件下植物对环境响应的过程。此外,利用PLACE和Plant CARE在线启动子预测工具分析pGmPR10,结果表明:pGmPR10含有启动子的一般结构TATA-box和CAAT-box,光应答元件,生长素和细胞分裂素响应元件,热激元件,低温应答元件,干旱应答元件以及ABA、SA、JA应答元件等。

加拿大小麦生产和锈病防治

小麦是加拿大种植面积最大的作物,大部分种植于加拿大西部曼尼托巴省、萨斯喀彻温省、阿尔伯塔省的草原省份。在加拿大小麦种植面积大约有1 000万hm2,包括700万hm2的六倍体春小麦,200万hm2的硬粒小麦和100万hm2的冬小麦。六倍体小麦又根据不同的质量标准和多样化的食品分类、市场需要等划分成很多类。其中最主要的一类叫加西硬红类(CWRS),是加拿大最主要用于做面包的春小麦品种系列。历史上危害小麦的病害主要是由秆锈菌(Puccinia graminisf.sp.tritici)引起的小麦秆锈病。在加拿大抗秆锈病的第一个重要品种是Thatcher,从20世纪30年代到70年代早期广泛种植。然而Thatcher对由叶锈菌(P.triticina)引起的叶锈病十分感病。多年来,随着含其他抗锈基因(主要是Sr2,Sr6,Sr7a,Sr9b,Lr13,Lr14a,Lr16,Lr34)品种的育成和推广,秆锈病得到了很好的控制,但叶锈病却由于P.triticina种群变化,导致例如Lr13和Lr16抗性基因的抗性丧失,仍然造成很大的损失。小麦条锈病主要由柄锈菌(P.striiformisf.sp.tritici)引起的,长期以来,条锈病是阿尔伯塔南部灌溉区小麦生产上的主要病害,但是自2000年以来,小麦条锈病已经在加拿大中部草原区和安大略南部发现,并造成严重危害。加拿大小麦品种中,只有少数含有中抗水平的Yr18抗条锈基因,而大多数小麦品种对条锈病的抗性基础及抗病遗传尚不清楚。展望未来,锈病仍然是加拿大小麦的主要病害,如条锈病或者是具有高致病力的秆锈病小种,Ug-99可能会是加拿大小麦及谷物生产的新威胁,目前解决这些问题的最好策略是致力于长期的抗锈病遗传育种研究,包括聚合有效耐用的基因,对基因进行有效的部署和聚合抗性基因使遗传资源最大化等手段。将科研重点放在自然遗传抗病方面旨在使加拿大农民能够按对自然环境有利的方式来生产化学残余量最少的小麦,从而在国内和国际市场竞争中占据优势。

大豆异黄酮的提取优化与测定

试验优化了大豆异黄酮的提取方法,建立了一套适用于实验室提取、测定异黄酮含量的高效液相色谱法(HPLC)标准体系。优化后建立的提取条件为:脱脂大豆样品粉末,加入体积浓度为80%的色谱级甲醇10 mL,室温下放置2 h,置于超声功率200 W条件下80℃水浴12 h,12 000 r·min^(-1)离心15 min,取上清液经0.45μm微孔滤膜过滤,待测液4℃保存。优化后的HPLC法:流动相选择甲醇-水(体积比30∶70),柱温设置40℃,波长为254 nm,流速为1 mL·min^(-1),进样体积10μL,进样时间26 min,采用峰面积法计算。结果表明:优化的HPLC法提取大豆异黄酮的效率高、精度高,可为实验室内高效提取大豆异黄酮提供技术参考。

杨树诱导芽分化中6-BA和NAA配比优化研究

以杨树无性系LH05-143的叶柄为外植体,利用二次回归正交试验设计对其再生诱导不定芽中的影响因素6-BA和NAA的浓度进行定量优化,实现对再生系统中芽诱导试验影响因子植物激素浓度的优化,同时扩充了再生系统的外植体资料,为再生体系增加了重要的内容。试验结果表明：诱导培养基中6-BA浓度为1.75mg/L、NAA浓度为0.30mg/L时,叶片分化不定芽数可以达2.68;而6-BA浓度为1.74-2.64mg/L,NAA浓度为0.06-0.73mg/L范围内时,有95%的可靠性产生不定芽的叶片分化不定芽数大于1.5。

疫霉根腐病菌毒素对大豆不同组织中总多酚含量的影响

对大豆疫霉根腐病菌毒素胁迫下抗感不同大豆品种根、茎、叶中总多酚的含量进行了初步研究。结果表明:适宜浓度的毒素(稀释100倍,浓度为0.089 7 mg·mL-1)处理后,抗病品种根、茎和叶中总多酚在病程的大部分阶段与对照相比升高;而感病品种在整个病程中虽然在某些阶段较对照有一定的提高,但幅度不大,在病程其他阶段总多酚下降幅度远大于升高幅度。说明适宜浓度的大豆疫霉菌毒素可以起到激发子作用。

大豆CHR2-1基因生物信息学分析与大豆遗传转化

大豆异黄酮是有助于人类身体健康的一类次级代谢产物,大豆查尔酮还原酶(chalcone reductase, CHR)基因是控制大豆异黄酮主要组分大豆苷元生物合成的关键酶之一。为拓宽大豆CHR研究范围,促进异黄酮代谢机理研究,进而推进大豆品种改良,本研究利用基因工程技术对大豆CHR2-1基因进行克隆及生物信息学分析,并且构建植物表达载体pCAMBIA3301-CHR2-1,通过农杆菌介导法将目的基因整合到东农50受体大豆基因组中,PCR筛选鉴定获得大豆转化植株。结果表明:GmCHR2-1基因编码的蛋白属于非分泌型蛋白,可能在细胞质中发挥主要功能,属于非跨膜类蛋白并不在细胞中发生迁移;该蛋白存在22个潜在磷酸化位点,其中苏氨酸(Thr)4个、丝氨酸(Ser)18个;该蛋白由α-螺旋(40.63%)、延伸链(14.29%)、β-转角(4.13%)和无规则卷曲(40.95%)4个部分组成。PCR鉴定表明,转化植株基因组包含草丁膦抗性基因Bar、终止子NOS和启动子35S位点,初步确定已将GmCHR2-1转入到东农50大豆品种基因组中,并获得T;阳性植株转化苗12株。

玉米直链淀粉近红外模型的建立

为提高玉米直链淀粉含量育种效率,加速育种进程,本研究使用210份玉米材料,利用近红外谷物分析仪,建立玉米直链淀粉含量快速检测模型。结果表明:采用改进偏最小二乘法回归分析技术(MPLS),同时采用"SNV+Dtrend"的散射处理,加"1.4.4.1"的参数处理所得的结果最好,其定标标准偏差(SEC)是0.388,交叉检验误差是(SECV)是1.465,定标决定系数(RSQ)是0.963。验证结果表明:利用该模型的近红外检验结果和化学测定结果绝对误差均在1%以内,表明所建立的定标模型预测能力良好,可用于玉米材料直链淀粉含量的快速测定。