甘薯骨干亲本南瑞苕的利用与研究进展

南瑞苕是从美国引进的优良甘薯品种,也是我国甘薯育种上的骨干种质材料,具有显著的经济效益。收集、整理有关南瑞苕的研究报道和数据,综述南瑞苕的种质研究与引种表现、其后代及衍生品种选育、分子标记及遗传多样性分析、遗传转化等育种利用,组织培养与脱毒技术、块根的发育、代谢及产量、抗氧化特性等栽培生理,茎蔓顶部越冬做种技术、压蔓平栽、施肥与栽插等栽培技术,线虫、黑斑病、病毒病、干旱抗逆性等方面的研究进展;从南瑞苕优良基因的发掘和利用、南瑞苕产量和品质的形成机理和调控因素等方面展望其研究方向。

利用CRISPR/Cas9技术敲除OsNramp5创制镉低积累水稻新种质

大米镉超标问题严重威胁人体健康。水稻镉吸收转运基因OsNramp5的功能缺失可有效降低镉在稻米中的积累。为了快速创制镉低积累的水稻新种质,本研究利用CRISPR/Cas9基因编辑技术敲除三系杂交稻优质抗病恢复系川恢491(R491)中的镉吸收转运基因OsNramp5,获得了多种不同突变方式的编辑植株,并筛选出单靶点突变无转基因成份的两种纯合突变株系(KO1和KO2)。在镉污染土壤中种植并测定野生型和敲除植株糙米的镉含量,结果显示,相比于野生型R491,敲除株系KO1和KO2糙米中的镉含量显著下降,均降低约90%左右。农艺性状调查结果发现,相比野生型R491,KO1突变株系的农艺性状没有显著差异,但KO2突变株系的株高、结实率和千粒重显著降低。因此,利用CRISPR/Cas9基因编辑技术敲除镉吸收转运基因OsNramp5可快速创制镉低积累的水稻新种质,本研究创制的新种质为加速培育可在镉污染区种植的安全水稻品种提供了新的遗传资源。

甘薯近缘野生种三浅裂野牵牛KNOX基因家族鉴定及其在块根发育中的表达分析

为探究甘薯近缘种三浅裂野牵牛KNOX(ItrKNOX)基因家族在块根发育过程中的作用,本研究在基因组水平对ItrKNOX基因家族进行了鉴定,并利用转录组测序技术对ItrKNOX基因在三浅裂野牵牛Y22块根发育不同阶段的表达量变化进行了分析。共鉴定到分布于10条染色体的12个ItrKNOX基因。进化分析显示,这些ItrKNOX基因可分为ClassⅠ、ClassⅡ和Class M三类,KNOX家族基因的类型和数目在三浅裂野牵牛、三裂叶薯、牵牛和圆叶牵牛这4个甘薯属二倍体物种基因组中都较为稳定,其中三浅裂野牵牛和三裂叶薯的亲缘关系较近。对ItrKNOX基因启动子区进行分析,发现多个与生长发育、植物激素、光和逆境胁迫相关的顺式作用元件。转录组分析显示,在Y22块根发育过程中,不同ItrKNOX基因表达模式不同。其中,Class M基因ItrKNOX12几乎不表达,而ItrKNOX02、ItrKNOX03、ItrKNOX09和ItrKNOX10在整个根部发育过程中持续高表达。从不定根时期到块根发育期,ItrKNOX01~ItrKNOX03、ItrKNOX05、ItrKNOX09和ItrKNOX11的表达量明显上调,ItrKNOX08的表达量明显下调。值得注意的是,ItrKNOX06在块根膨大到直径大于2 mm后表达量才明显上调,ItrKNOX07在不定根和成熟块根中表达水平明显低于发育中的块根。本研究为探索甘薯及其近缘野生种三浅裂野牵牛KNOX家族基因的功能和调控机制提供了参考。

水稻空间诱变的遗传变异及突变体的AFLP分子标记

搭载“神舟三号”航天飞船的水稻纯合种子在返回地面后SP3代种子出现颖壳、茎杆和叶片的主脉变异为金黄色的突变体,其他性状无明显变异,经遗传分析,颜色变异属一对隐性基因控制的性状变异。同时利用AFLP分子标记的方法,对航天诱变的水稻突变体进行基因组对比分析,通过聚丙烯酰胺电泳寻找突变体(黄金1号)多态性DNA片段,经过一系列引物筛选,找到了5条多态性DNA条带,对开展突变体基因功能研究和杂交水稻聚合育种有十分重要的意义。

利用AFLP构建甘薯连锁图及淀粉含量QTL定位

利用甘薯高淀粉品种绵粉一号与甘薯低淀粉品种红旗四号杂交F1代分离群体,根据淀粉含量,选择F1分离群体中各22个高、低淀粉极端类型材料构成选择性基因型作图群体。构建的连锁图包括130个AFLP标记和13个连锁群(父本7个连锁群,母本6个连锁群),在绵粉1号遗传图的第2连锁群上检测到E1M7-2可作为淀粉的临近QTL。

甘薯抗黑斑病材料AFLP标记分子鉴定初步研究

以南薯88等12个抗感黑斑病品种为材料,通过甘薯黑斑病室内抗性鉴定,确定其抗感病程度。通过DNA提取、酶切、PCR扩增、凝胶电泳等系列程序摸索和优化,建立了甘薯黑斑病的AFLP分子标记体系。并用该体系找到了与甘薯抗黑斑病紧密相关的特异性DNA片段,对该片段克隆、测序后发现该DNA片段由320个碱基组成,为进一步分析该片段的特异性和灵敏性为甘薯抗黑斑病分子标记辅助育种奠定了基础。

南瑞苕AFLP指纹图谱的构建与聚类分析

以甘薯生产中主要应用的亲本材料南瑞苕及其子代品种为材料,用建立的AFLP分子标记体系进行研究,筛选得到5对多态性高、分辨力强的引物EATT、MCCA等,通过这5对引物构建出了南瑞苕的指纹图谱。用16对引物对47个与南瑞苕相关的品种进行聚类分析,统计DNA多态性条带后用UPGMA方法获得了聚类分析图,根据结果将47个品种分为5大类型,该实验结果为甘薯育种工作者了解各个品种的相互关系和进一步应用某一材料的优良性状选育品种奠定了基础。

航天诱变创制带标记水稻新材料及新品种选育上的应用

通过航天诱变获得一个壳色带标记的香型水稻新材料,利用常规育种方法将该材料直接转化为不育系"花香A",该不育系在可恢性、不育性、异交习性等方面均达到三系不育系的标准,11项指标达国家3级米以上标准。将"花香A"与恢复系"川恢907"配组,培育出的水稻新品种"花香7号"已通过省级审定。

小麦叶锈菌生理小种MFR的分子鉴定研究

用 AFLP方法对来自中国和墨西哥的 2 3个小麦叶锈菌生理小种进行分析 ,共筛选了 64对引物 ,获得一对引物( M0 5/E0 3 )可在 MFR小种中扩增出一条特异性 DNA片段 ,进行回收、克隆、测序 ,结果表明该片段具有 32 5个碱基。根据特异性片段序列设计出 SCAR标记引物 ,对 60个叶锈菌生理小种分离物进行回检结果表明 ,研制的 SCAR标记能够准确区分 MFR生理小种。

甘薯AFLP分子标记体系建立

AFLP是目前最常用的几种标记之一。本文以甘薯为材料,通过DNA提取、酶切、PCR扩增、凝胶电泳等系列程序摸索和优化,建立了甘薯的AFLP分子标记体系。优化的甘薯AFLP分子标记体系的程序如下:将4μl100ng/μl的甘薯DNA用EcoRⅠ酶、MseⅠ酶各5U进行双酶切,在37℃下酶切3h后再在65℃下酶切3h;然后加入10μl连接混合液在22℃下连接3h后在16℃下连接10h;取连接产物5μl,10μmol/LEcoRⅠ预扩引物和10μmol/LMseⅠ预扩引物各1.5μl,PCR缓冲液25μl,ddH2O17μl进行预扩增;取5μl稀释20倍后的预扩增产物,50ng/μlEcoRⅠ选扩引物和50ng/μlMseⅠ选扩引物各1μl,PCR缓冲液10μl,ddH2O3μl,进行选择性扩增。本研究为甘薯黑斑病和其他真菌性病害的分子标记克隆及抗病育种的辅助选择提供了有力工具。

杂交籼稻新组合花香7号

花香7号(花香A/川恢907)是采用空间诱变技术、花药培养技术、辐射诱变技术与常规育种技术相结合育成的杂交籼稻新组合,该组合米质较优,产量较高,中抗稻瘟病,2007年通过重庆市品种审定。

水稻橙红色突变体的遗传分析与基因定位

从水稻材料H9808航天诱变的后代中筛选出1株与色素相关的突变体,该突变植株在幼穗分化期新出幼叶的叶脉为橙红色,到拔节后期植株节间及下部约1/3的茎秆均呈现橙红色,在茎杆节底部中心有一橙红色的原点,抽穗时颖壳为橙红色,并保持到种子成熟,遗传分析表明突变体受1对隐性基因控制。在突变体与9311杂交的F2代隐性群体中,利用SSR标记将橙红色基因定位在2号染色体RM5350和RM12601标记之间,遗传距离分别为0.55cM和1.38cM。再利用新设计的InDel标记,进一步将该基因定位在S1和S2之间,遗传距离分别为0.41和0.25,为克隆水稻橙红色基因奠定了基础。

翼伞系统分段归航方向控制方法

分析了翼伞系统分段归航的轨迹,提出了一种翼伞系统分段归航的方向控制方法,分析了翼伞系统分段归航过程中各段对于方向控制的主要任务,探讨了位置控制和速度方向控制在翼伞系统分段归航控制程序设计时的优先权.

四川省甘薯病毒病调查及病原血清学鉴定

甘薯是四川省重要的农作物之一,病毒病是危害我省甘薯产量的重要因素.本文运用硝酸纤维膜酶联免疫检测法(NCM-ELISA)对采自成都平原以及绵阳、南充等四川重要甘薯产地的301份具有一定症状的甘薯新鲜叶片进行病毒检测.结果表明四川地区共发生包括甘薯羽状斑驳病毒(SPFMV)、甘薯潜隐病毒(SPLV)、甘薯G病毒(SPVG)、甘薯退绿病毒(SPCFV)等至少4种甘薯病毒.分析得出,不同甘薯品种与地区之间的病毒种类及感染程度差异明显.

应用抑制差减杂交技术分离水稻早衰差异表达基因的初步研究

通过Co60辐射诱变获得了水稻早衰突变体材料H04002-9,以突变体为测试方,野生型为驱动方在早衰性状出现时构建了水稻早衰差异表达基因文库,差异片段克隆、测序后通过GeneBank数据库分析表明,突变体编码腺苷甲硫氨酸脱羧酶的Os02g0611200基因中有4个碱基发生了变异,引起了翻译出的蛋白质序列中3个氨基酸发生改变,使腺苷甲硫氨酸脱羧酶的活性发生了变化,因此初步推测Os02g0611200基因的表达量与水稻早衰具有相关性。

基于应急突发事件的精确空投保障

本文从2008年的南方雪灾和汶川大地震的应急处理情况出发,分析了空投系统在应急突发事件的重要作用,同时讨论了传统空投的不足和精确空投系统的优势,在此基础上对精确空投系统的模式进行比选,最后讨论了精确空投的实施方法。

甘薯SRAP连锁图构建淀粉含量QTL检测

SRAP标记(sequence-relatedamplifiedpolymorphism,序列相关扩增多态性)是由Li和Quiros发展了一种新的分子标记技术。SRAP标记具有简便、稳定、中等产率、在基因组中分布均匀的特点,已被广泛利用。本实验利用甘薯高淀粉品种绵粉一号与甘薯低淀粉品种红旗四号杂交F1代分离群体,根据淀粉含量,选择F1代分离群体中高、低淀粉含量极端类型材料各23个构成选择性基因型子群体。构建的连锁图包括21个SRAP标记和9个连锁群(母本4个连锁群,父本5个连锁群)。复合作图检测到1个淀粉含量QTL,红旗4号的加性效应增加淀粉6.37%,解释表型变异的20.1%。

20份特用玉米自交系亲缘关系的SSR标记研究

利用SSR标记研究了20份特用玉米自交系的亲缘关系。用15对扩增带型稳定的SSR引物,从供试材料中检测出67个等位基因变异,每对引物检测等位基因2～10个,平均4.66个。SSR引物的PIC介于0.43～0.88之间,平均多态性信息量为0.675。UPGMA方法聚类分析表明,甜玉米和糯玉米亲缘关系最近,个别爆裂玉米与糯玉米亲缘关系较近,大部分爆裂玉米与前两者的亲缘关系很远。

具橙红色颖壳标记性状的优质香稻不育系花香A的选育与利用

花香A是四川省农业科学院生物技术核技术研究所采用航天育种技术育成的优质香稻不育系,具有生育期适中、不育性稳定、米质优、香味浓、配合力强、中抗稻瘟病、颖壳呈橙红色等特点,于2007年通过四川省品种审定委员会组织的专家技术鉴定。该不育系配制的组合多数米质优良、产量高,其中花香7号(花香A/川恢907)于2007年通过重庆市品种审定。

水稻航天诱变突变体全基因组测序研究

将航天诱交突变体和野生型水稻材料进行全基因组测定,以已经完成全基因组测定的籼型水稻9311基因组序列为对照,利用SOAPsnp、SOAPindel和SOAPsv软件对序列进行SNP、InDel和SV等分析.结果发现野生型中出现SNPs 348966个,插入缺失片段（1～5 bp）62 298个,结构变异9962个;突变体材料中出现SNPs452173个,插入缺失片段（1～5 bp）66 977个,结构变异10336个.分析表明航天诱变因子对水稻基因组的诱变作用基本上平均分布,它与各对染色体的大小呈正相关.突变体中发生的诱变类型是SNPs＞ InDel＞ SV,表明航天诱变因子对水稻基因组中单碱基的改变为主要因素.本研究为探索航天诱变规律和更全面利用突交体资源奠定基础,为水稻功能基因研究和杂交水稻新资源的利用作出贡献.