长江流域冬油菜品种产量构成及育种策略分析

为提高长江流域油菜育种效率,根据2018-2020国家冬油菜品种试验结果,利用方差分析、相关分析及通径分析等方法分析了长江流域油菜农艺性状、产量的构成差异,以探讨我国长江流域油菜育种策略。结果发现,长江上游组中密度、株高、每角粒数、苗期长势以及抗倒性与油菜产量显著正相关,病情指数与产量显著负相关,单株有效角果数对产量直接通径系数最大,为0.665;长江中游组株高、每角粒数、千粒重、抗倒性和苗期长势与油菜产量显著正相关,病情指数和全生育期与产量显著负相关,单株有效角果数对产量直接作用最大,为0.529;长江下游地区产量与株高、有效分枝数、单株有效角果数、千粒重、生育期和苗期长势显著正相关;密度、病情指数与产量负相关,对长江下游地区产量影响最大的是千粒重,直接通径系数为0.694。综合考虑,在育种策略上应加强群体选择;其中,长江上游和中游地区在常规选择基础上,要加强角粒数和抗倒性选择;长江下游地区应该在保障单株有效角果数前提下注重籽粒千粒重选择。

播种期降水偏多对油菜重要农艺性状和产量的影响

为了解播种期降水偏多对油菜产量的影响,选用10个国家区试高产优质油菜新品种,分析正常年份(2019/2020)与降水偏多年份(2020/2021)在长江中游11个生态点的重要农艺性状、产量、品质和抗性,评估2020/2021年减产原因。通过正常年份与渍害年份逐月降雨量、温度等气象数据变化与产量与农艺性状变化进行相关和回归分析,结果发现,即使在正常排灌情况下,灾害年份油菜产量显著下降,播种期平均推迟11.5 d,生育期缩短11.2 d,产量和产油量分别极显著下降21.8%和23.2%。其中油菜株高、单株有效角果数和收获密度分别下降9.2%、21.1%和6%,均达到显著或极显著水平,而含油量、芥酸、硫苷、千粒重、角粒数、菌核病病指等性状变化不显著。回归分析表明,10月降雨大幅增加、形成渍害是减产的直接原因,而次生灾害如降雨导致播期推迟、秋季气温偏低和冬季降水减少导致的间接影响更大,对减产的贡献分别达到25.4%、50.5%和33%。对10个品种的产量和产油量分析,耐渍品种的选择应综合考虑正常年份产量、耐渍指数和含油量等指标,其中H1951、越优577、9zyYP12等品种正常年份产油量比对照增产11%~16.5%,灾害年份比对照增产5.4%~18.4%,生产上在做好开沟降渍的同时,抢播早播并增加密度可有效提高产量,有利于最大程度减轻灾害损失。

油菜对超高密度直播的响应与产量构成性状分析

油菜种植密度是影响群体产量最重要的因素之一,我国油菜品种区试和生产推荐的种植密度一般为30万~45万株/hm^(2),但因天气和土壤条件较差,会影响油菜出苗。长期以来,油菜种植农户形成了大幅度增加播种量的播种习惯,如湖北、湖南和江西等农户播种量达7.5 kg/hm^(2),出苗密度达到180万株/hm^(2)以上,现有品种是否适应这种超高密度种植尚不清楚。本研究参照农户种植习惯,对54个油菜品种(系)按随机区组设计,模拟生产超高密度群体,分析不同油菜品种在超高密度种植下的收获密度、主要农艺性状差异、产量及产量构成等重要性状。结果表明,超高密度直播下品种的无效单株密度、分枝角果数、有效单株密度和产量等性状遗传变异很大,其中株高、每角粒数、单株地上部重、有效单株密度与产量呈显著或极显著相关。高产品种与低产品种相比,高产品种的平均产量增产达67.6%,平均有效单株密度、单株地上部重、株高、茎粗、主花序角果数、角粒数和千粒重等性状显著或极显著提高。多元相关分析表明,有效单株密度、角粒数和单株地上部重与产量的关系达显著水平,其中有效单株密度对产量的直接作用最大,通径系数为0.6849,其次为单株地上部重、株高、角粒数和千粒重等。不同品种能形成不同的有效单株密度,当有效单株密度范围在70万~120万株/hm^(2)时单产最高,表现出较高的单产水平。为适应实际农民超高密度直播方式,建议生产上应针对性开展适应超高密度直播的品种筛选试验与示范,育种方面重点提高有效单株密度的形成能力、角粒数和角果数,加强对品种苗期生长速度、单株地上部重、角粒数、千粒重等性状选择。

海甘蓝发育种子中FAE1的表达模式与芥酸积累

为了探究海甘蓝控制超长链脂肪酸合成的关键基因FAE1的表达模式及其对发育种子中芥酸合成的影响,针对已克隆的5个FAE1同源基因(CaFAE1-1~CaFAE1-5),以苗期根、茎、叶及不同发育时期(花后5~25 d)的种子为材料,采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术分析其表达模式;并采用气相质谱技术(GC-MS)检测不同发育时期种子中的脂肪酸相对含量,重点探讨不同CaFAE1基因表达量与种子芥酸含量的相关性。结果表明,相对种子而言,5个CaFAE1基因在根、茎、叶组织中的表达水平极低;而在花后5~25 d种子中,CaFAE1-3的表达量均为最高,且随种子发育进程呈逐渐升高趋势;其他4个CaFAE1基因的表达量均呈先升后降趋势,均于花后20 d达到最高值,随后CaFAE1-5和CaFAE1-4表达量迅速下降。GC-MS分析结果表明,花后5~15 d种子中,长链饱和脂肪酸C16∶0和C18∶0及单不饱和脂肪酸C18∶1相对含量均显著高于超长链脂肪酸含量,随后其含量快速下降,表明CaFAE1以C18∶0和C18∶1为底物的脂肪酸碳链延长主要发生在花后15 d及以后,且终产物主要为C22∶0和C22∶1。CaFAE1基因表达量与脂肪酸组分含量相关性分析结果表明,在花后5~25 d种子中,5个CaFAE1的表达量均与超长链脂肪酸含量呈正相关,且CaFAE1-1、CaFAE1-2和CaFAE1-3与芥酸相对含量呈显著或极显著正相关。由此推测,多拷贝、高活性FAE1的高水平表达可能是海甘蓝种子中芥酸含量高的主要成因。

甘蓝型油菜苗期赤霉素含量及其代谢关键基因转录特性

为了解GA在甘蓝型油菜苗期杂种优势中的作用及温度对GA合成的影响,本研究选用杂种F_1产量优势较强的杂交组合YG2009×YC4及其亲本为试验材料,分别在5、15、25℃生长,分析杂种F_1及亲本苗龄20 d时农艺性状与GA总量的关系及GA总量随温度变化的趋势,并利用qPCR技术分析GA合成途径关键酶基因的相对转录水平。结果表明温度显著影响甘蓝型油菜幼苗中GA含量,进而影响幼苗的生长,随着温度的升高,不同材料株高、叶片数、叶宽、叶长、鲜重、干重等表型性状呈显著上升趋势;典型相关分析发现,表型性状与GA总量呈正相关,即GA总量升高,有利于甘蓝型油菜幼苗的生长。YG2009×YC4植株中GA总量随温度的升高呈上升趋势,25℃时达到最高,YG2009×YC4植株中GA总量比母本YG2009提高83.01%,比父本YC4提高100.72%,达到差异显著水平。25℃时,转录水平分析发现甘蓝型油菜不同部位GA代谢关键酶基因存在差异转录,导致各部位GA总量存在较大差异。灰色关联分析发现,GA2ox6相对转录水平与根中GA总量灰色关联度最高,GID1相对转录水平与茎中GA总量灰色关联度最高,GA20ox4相对转录水平与叶中GA总量灰色关联度最高,推测GA2ox6、GID1、GA20ox4相对转录水平对植株中GA总量影响较大。

不同类型甘蓝型油菜耐迟播生长能力差异分析

利用双季稻、再生稻和迟熟粳稻茬口种植油菜,会遇到播期推迟后营养生长期气温较低,秋冬季发育缓慢的问题,产量因此偏低。为选育耐迟播油菜品种,选择不同熟期类型的48份甘蓝型油菜资源,设计迟播(11月11日)条件下的室外营养液水培和田间直播试验,测定秋冬季的生物量及田间产量等指标,比较其迟播条件下的生长能力。室外营养液水培结果表明:它们的低温生长量存在丰富的遗传变异,移植后30 d、60 d、90 d的生物量积累均与成熟期单株产量显著正相关。早熟、中熟型30 d、90 d生物量显著少于晚熟型;早熟型60 d生物量显著少于晚熟型;晚熟型30 d叶片SPAD值显著大于早熟、中熟型。为选育耐迟播油菜品种,油菜育种上可以在移植后30 d对植株生物量积累能力进行重点选择,以提高育种效率。田间直播结果表明:早熟型单株产量显著低于中熟型。通过比较不同生态类型油菜在迟播条件下的苗期生物量积累规律,为油菜迟播高产栽培和品种选育提供了理论指导。

烟草一未知叶斑病病原菌的鉴定及其生物学特性

【目的】为明确贵州省新发现的一种烟草未知叶斑病病原菌种类和生物学特性。【方法】采用组织分离法分离病原菌,通过形态学与多基因结合的方法进行病原物鉴定,通过柯赫氏法则验证其致病力,并测定其生物学特性。【结果】分离的病原菌气生菌丝呈白色,形成的菌落边缘完整,反面呈橘红色,分生孢子单孢透明,呈长圆柱形,含2个油球,两端钝圆,大小为(13.27~16.09)μm×(5.76~7.92)μm。ITS、TUB2、CAL、GAPDH、CHS-1和ACT等多基因鉴定结果表明,病原为喀斯特炭疽菌(Colletotrichum karstii),具有较强的致病力。该病原菌菌丝生长适宜温度为28~30℃,产孢适宜温度为25℃;黑暗条件下菌丝生长速率最快,12 h/12 h光暗交替下产孢量最多。【结论】本研究诊断了由喀斯特炭疽菌引起的烟草叶斑病,揭示了病原菌适宜生长繁殖的温度、光照等环境因子,结果为其灾变规律的认识提供参考。

培养条件对甘蓝型黄籽油菜下胚轴的再生影响

以甘蓝型黄籽油菜GH01的下胚轴为材料,研究影响外植体芽再生的因素。试验结果表明,苗龄、预培养基的激素浓度和预培养时间、分化培养基等对芽再生频率均有较大影响。8d苗龄的下胚轴置 MS+1.5mg/L 2,4-D+0.1mg/L 6-BA培养基预培养4d后,转分化培养基MS+4.0mg/L 6-BA+0.05mg/L NAA+5.0mg/L AgNO_3+0.6mg/L GA_3 培养,可获得较高的芽再生频率。添加 5mng/L AgNO_3 处理可防止外植体褐化并有利于芽分化;0.6mg/L GA_3 处理可促进胚状体形成,提高芽再生频率。GH01 最高芽再生频率为40.50％。

提高《生物化学》实验教学质量探讨

针对生物化学实验教学中存在的问题,提出了改进实验教学方法、优化课程体系、考核方式等教学改革措施,取得了良好的教学效果。

甘蓝型油菜BnCHI-1基因的克隆和表达特征分析

为了解Bn CHI-1基因的表达与粒色差异之间的关系,采用RACE技术从甘蓝型油菜黑籽系5B中克隆了Bn CHI-1全长c DNA序列和基因组序列。Bn CHI-1的DNA序列为1 809bp。965bp的Bn CHI-1 mRNA含有一个756bp的ORF,编码包含251个氨基酸的多肽。预测发现Bn CHI-1蛋白存在查尔酮-黄烷酮异构酶结构域,底物2S-柚皮苷的结合位点以及氢键网络氨基酸残基活性位点。Southern杂交结果表明在甘蓝型油菜中有6个CHI基因成员。RT-PCR揭示,甘蓝型油菜5B的11个器官组织均有Bn CHI转录,其在茎、叶、蕾和花中的转录水平比较高,其次为种子和根,在子叶中最低。比较1对近等基因系(黑籽系L1和黄籽系L2)中Bn CHI转录水平,发现在花蕾、花、花后20d种子和花后30d种子中,二者的转录水平没有显著差异,但在开花后10d的种子中,L2中Bn CHI转录水平显著低于L1中Bn CHI转录水平。

反义RNA技术在现代作物遗传改良中的应用

介绍了反义RNA的作用原理及其在作物遗传改良中的应用 ,主要有 :(1)在提高作物耐储藏性中的应用 ;(2 )在植物抗病虫中的应用 ;(3)在提高作物品质中的应用 ;(4 )改变花卉颜色中的应用 ;(5 )雄性不育控制中的应用。

分化培养基和抗生素对甘蓝型黄子油菜转化效率的影响

为提高根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导的甘蓝型黄子油菜外源基因的转化效率,优化遗传转化体系,利用根癌农杆菌共培养法转化甘蓝型黄子油菜(Brassica napus L.)渝黄1号下胚轴,通过组织化学染色法检测Gus基因表达情况,研究了分化培养基和抗生素浓度对Gus基因表达的影响。结果表明,预培养基为MS+0·1 mg·L-1 6-BA+1·5 mg·L-1 2,4-D、菌悬液为MS+100μmol·L-1乙酰丁香酮,分化培养基为MS+4·0 mg·L-1 6-BA+0·1 mg·L-1α-NAA+0·6 mg·L-1 GA3+5·0 mg·L-1 AgNO3,Gus基因的表达频率最高,即转化效率最高。

一种快速低廉的PCR探针标记方法

【研究目的】探针标记技术是分子生物学和基因工程研究中常用实验技术,需要发展高效、快速、低成本、安全、简捷的DNA探针标记方法;【方法】利用普通的Taq酶进行PCR探针标记,电泳和Southern杂交检测探针标记结果;【结果】电泳检测发现标记产物在电泳时相对非标记的对照表现明显滞后,表明探针标记成功;电泳条带清晰明亮,表明探针标记效率高;Southern杂交条带清晰,说明该方法标记的探针可用于Southern等分子杂交实验;【结论】利用普通的Taq酶进行PCR探针标记,是一种低成本、高效、快速的DNA探针标记方法。

高产PUFAs深黄被孢霉菌株的筛选

以深黄被孢霉(Mortierella isabellina As3.3410)为出发菌株,经微波诱变和紫外诱变,乙酰水杨酸与低温(15℃)相结合的筛选方法,获得1株高产多不饱和脂肪酸菌株A35-4,其生物量为17.9 g/L,油脂含量为67.8%,油脂产量为12.12 g/L,PUFAs含量为20.3%,PUFAs产量为2.46 g/L,上述指标比原始菌株A0分别增加32.6%、49.8%、98.69%、14.0%和125.7%。连续斜面传代培养证实该菌株具有较好的遗传稳定性。本研究为直接利用该菌株生产PUFAs以及克隆高效PUFAs相关基因,创造高含PUFAs转基因植物材料奠定基础。

甘蓝型黄籽油菜遗传转化体系初探

以甘蓝型黄籽油菜GH01的下胚轴为材料研究了抗生素浓度、农杆菌感染浓度和时间对甘蓝型黄籽油菜遗传转化的初步影响。试验结果表明,卡那霉素(Kan)和头孢霉素(Cef)对芽的分化有一定的抑制作用,其合适的浓度为10mg/L的Kan,500mg/L的Cef;农杆菌的浓度和侵染时间也影响转化效率,在甘蓝型黄籽油菜的下胚轴转化中,适合用低浓度的菌液较长时间地感染。

红薯藤中黄酮提取条件的优化

采用温浸法来提取红薯藤中的黄酮,通过单因素试验探讨了乙醇体积分数(0%、30%、45%、60%、75%)、浸提时间(10 min、20 min、30 min、40 min、50 min)、液料比(15∶1、30∶1、45∶1、60∶1、75∶1)、浸提温度(40℃、50℃、60℃、70℃、80℃)对黄酮提取的影响。在此基础上,采用L9(34)正交设计试验,得出温浸法提取红薯藤黄酮的最佳条件为液料比40∶1,乙醇浓度75%,浸提时间40 min,水浴温度70℃,在该条件下黄酮的得率达到1.07%。

共培养基对甘蓝型油菜下胚轴GUS瞬间表达及转化效率的影响

为提高根癌农杆菌介导的甘蓝型油菜遗传转化效率,以甘蓝型油菜"湘油15"下胚轴为外植体,以MS为基本培养基,研究了共培养基中α-NAA和6-BA浓度对根癌农杆菌介导法转化甘蓝型油菜过程中下胚轴GUS基因瞬间表达及转化效率的影响。结果表明,共培养基对GUS基因的瞬间表达和稳定表达具有重要影响,但共GUS基因的瞬间表达率和转化效率之间没有明显的线性关系。

微波辅助法提取山药多糖的研究

以山药多糖为研究对象,采用单因素试验对山药多糖的微波提取方法进行了研究,在单因素试验基础上采用正交试验,确定山药多糖提取的最佳工艺条件为:微波功率464W、料水比1:20、浸提温度60℃、醇沉比4:1。

一种适合本科教学实验的探针标记方法

分子杂交技术是分子生物学和基因工程研究、教学中常用的实验技术。常规方法存在成本高、效率低、安全性低等不足,需要发展高效、快速、低成本、安全、简捷的适合本科生教学的分子杂交方法。文章结合教学和科研实践,提出利用普通的Taq酶进行PCR探针标记的改进方法,结果发现该方法简便、效率高和成本低,非常适合本科生基因工程实验教学。

甘蓝型油菜籽粒RNA提取方法的探讨

用CTAB法、SDS法、上海华瞬植物叶RNA抽提试剂盒分别提取甘蓝型油菜花后40 d的籽粒RNA。用电泳法和A260/A280与A260/A280的比值比较提取RNA的质量。结果发现:用SDS法、上海华瞬植物叶RNA抽提试剂盒都没有成功提取RNA,只有CTAB法成功地提取出了完整的甘蓝型油菜籽粒RNA。用CTAB法提取的总RNA的A260/A230与A260/A280的值分别为2.06和1.94,说明采用该方法提取的RNA污染小,纯度较高,获得的RNA产量也较高。通过逆转录实验和基因片段的克隆也证明获得的RNA质量比较高,可以直接满足一般的分子实验。