花生AhTFL1基因的克隆与功能分析

栽培花生(Arachis hypogaea L.)连续开花亚种和交替开花亚种的开花时间、分枝模式和分枝数量均不同,这与PEBP蛋白家族基因时空表达差异有关。本研究从花生品种豫花25号的幼嫩腋芽组织中克隆到AhTFL1基因,属PEBP基因家族,比对参考基因组显示其位于18号染色体。AhTFL1基因开放阅读框为543 bp,编码180个氨基酸,拥有PEBP蛋白家族的保守的D-P-D-x-P和G-x-H-R结构域,91、115、145、147和159位的氨基酸与拟南芥TFL1保守的His88、Glu112、Ser142、Asp144和Asp156残基相同,系统进化树显示其属于TFL1-like亚家族。基于AhTFL1基因与拟南芥TFL1基因序列同源,所以利用拟南芥tfl1突变体进行功能互补试验验证其功能。35S::AhT⁃FL1互补拟南芥tfl1突变体表现为主茎增高、侧枝变长、荚果数增加、主茎侧枝数增多、莲座侧枝数减少,基本恢复至野生型性状。转化拟南芥野生型和tfl1突变体的35S::AhTFL1阳性株系都表现开花延迟,说明AhTFL1基因功能为促进营养生长,延迟营养生长向生殖生长的转变。

植物病程相关蛋白PR10及其在花生中的研究进展

【目的】了解植物PR10蛋白的研究进展,以期为植物抵御逆境胁迫分子机制解析和抗逆基因挖掘奠定基础。【方法】通过搜集查阅国内外植物PR10蛋白相关文献,对植物PR10蛋白家族的基本结构、生物学功能以及响应逆境胁迫下的信号转导途径等方面进行了总结归纳。【结果】PR10蛋白广泛存在于高等植物基因组中,是一类不含信号肽,具有核酸酶活性的胞内蛋白,其核酸酶活性与自身高度保守的“P-loop”基序(GXGGXG)密切相关。PR10s存在组成型和诱导型表达两种模式,在植物抵御逆境胁迫中发挥重要作用,但明确的调控机理研究仍待深入解析,花生中PR10蛋白的研究进展较为缓慢。【结论】花生中与抗逆境胁迫相关PR10基因的克隆及其调控机制研究有待加强,进一步挖掘优异等位变异可为培育耐逆性花生新品种提供基因资源。

高油酸花生品种脂肪及脂肪酸积累动态分析

籽仁脂肪含量和脂肪酸组分是决定花生及其加工产品营养保健价值、加工特性与效率、耐储藏性以及市场竞争力的重要指标。为探寻高油酸花生籽仁发育过程中不同脂肪酸组分的积累规律,在借鉴前人研究的基础上,开发一种新的花生不同发育时期荚果和籽仁的取样技术,测定了花生籽仁脂肪含量和脂肪酸组分的积累动态,对同一品种脂肪酸组分间的相关性和基于脂肪组分的品种间的相关性进行了分析。结果表明:脂肪含量和油酸含量随发育进程而逐渐升高,硬脂酸含量的变化比较复杂,其他脂肪酸含量呈现随发育进程下降、基本不变或先升高后下降的趋势;在荚果发育的早期脂肪酸含量变化剧烈,从果针入土30 d开始高油酸品种籽仁的脂肪酸组分主要是油酸,普通品种主要是油酸和亚油酸;油酸含量与棕榈酸含量呈高度负相关;高油酸品种油酸含量与亚油酸含量呈显著负相关;品种的亲缘关系越近,基于脂肪酸的相关系数越大。

花生网斑病抗性遗传分析

花生网斑病严重影响花生的产量和品质。为探究花生网斑病抗性遗传机制,本研究利用植物数量性状主基因+多基因混合遗传模型对感病品种豫花22和抗病品种冀农99杂交得到的F2:3群体进行了网斑病抗性遗传分析。对病斑面积比和病情指数的分析结果表明,花生网斑病抗性主要由1对主基因加性-显性效应控制,主基因遗传率分别为76.72%和65.45%,一对主基因加性效应值(da)分别为8.11和21.95。本研究可为花生网斑病抗性育种提供一定的理论基础。

花生油酸和亚油酸含量的遗传模式分析

【目的】利用F2遗传群体分析油酸和亚油酸含量的遗传模式,为高油酸种质的利用奠定基础。【方法】利用高油酸亲本wt08-0932和wt08-0934与普通(低)油酸含量品种配制杂交组合,建立不同杂交组合的遗传模型,并进行遗传参数估计,明确控制油酸性状的主基因个数、加性或显性效应值、遗传力等。【结果】获得控制油酸和亚油酸性状遗传的2对主基因加性-显性-上位性遗传模型,油酸和亚油酸性状的2对主基因遗传力分别为66%—89%和70%—85%,并存在多基因效应。控制油酸含量的2个主基因显性效应值均为负值,控制亚油酸含量的2个主基因的显性效应值均为正值。【结论】花生的油酸和亚油酸性状分别由2对主基因控制,同时存在基因互作及多基因效应。第一对主基因的加性和显性效应均大于第二对主基因。2对主基因同时变异形成高油酸性状;2对主基因之间的加性和显性效应的差异导致在1对主基因变异时形成中低油酸含量和中高油酸含量的性状表现。

花生FAD2基因RNAi载体转化及转基因籽粒脂肪酸分析

在构建了以花生△12脂肪酸去饱和酶(FAD2)基因自身启动子驱动、有内含子间隔的该基因编码序列反向重复片段的RNA干扰载体的基础上,对上述干扰载体进行了农杆菌介导的花生胚小叶的遗传转化,以期特异调控花生籽粒中油酸、亚油酸含量。在2个受体品种中获得105株抗性再生植株,用两对引物对其进行了PCR扩增,其中32株初步证实为转基因植株。采用近红外分析仪对转基因T1籽粒油酸和亚油酸含量的检测结果表明,转基因株系内油酸/亚油酸比值的变异高于对照,多数转基因株系油酸亚油酸比值平均数也显著高于对照。

河南省花生地方资源蛋白质和脂肪含量分析及育种利用策略

对233份河南省地方花生资源进行了蛋白质含量、含油量、油酸和亚油酸含量的全面测定,并与省外和国外资源的相关性状进行了比较分析。在河南地方品种资源中,蛋白质含量中等,平均含油量和油酸含量相对较高,但缺乏蛋白质含量超过30%或含油量超过56%、油酸含量超过70%的突出材料。河南省目前高油品种选育有明显进展,育成了一批高油花生品种,但育成品种蛋白质含量普遍偏低。提出了充分利用现有地方品种资源,积极采用远缘杂交、诱变、分子标记辅助选择技术及现代基因工程技术创制优良种质,选育优质专用品种的育种策略。

谷氨酰胺合成酶基因研究进展及其在植物氮代谢调控中的应用

谷氨酰胺合成酶是植物体内氮素同化与循环的关键酶,深入研究该酶的控制基因及其表达特性,对了解植物氮代谢调控机理并应用于农业生产具有重要意义。概述了谷氨酰胺合成酶在植物中的细胞、组织、器官分布特点,并从基因家族数目、基因结构以及不同水平的器官特异和发育时期表达调控等方面介绍了谷氨酰胺合成酶的分子生物学研究进展,回顾了谷氨酰胺合成酶基因调控在提高植物生长量、耐逆性等方面的应用,展望了谷氨酰胺合成酶基因调控在植物氮高效利用、氮营养诊断方面的应用前景。

以分子标记辅助连续回交快速提高花生品种油酸含量及对其后代农艺性状的评价

高油酸是花生重要的品质性状,高油酸花生及其制品具有较好的品质稳定性和较高的营养和保健价值。我国高油酸花生的育成品种类型较少,遗传背景不够丰富,育种手段比较单一。针对上述问题,本研究开发了AS-PCR-MP高油酸分子标记检测方法,优化了KASP分子标记检测体系,利用分子标记辅助连续回交,结合近红外品质快速检测技术及南繁加代技术,以河南省大面积推广的豫花15、远杂9102、豫花9327、豫花9326四个不同类型品种为轮回亲本, 5年内连续回交4代、自交4代,定向获得了4个轮回亲本遗传背景的BC4F4和BC4F5稳定高油酸改良材料24个。调查分析了BC4F4和BC4F5单株的13个农艺性状与轮回亲本的相似度,并利用轮回亲本与非轮回亲本之间的差异SNP的KASP分子标记进行了BC4F4和BC4F5株系的轮回亲本遗传背景检测。结果表明,轮回亲本的遗传背景在BC4F5的比例为79.49%～92.31%。本研究为快速高效改良花生油酸含量探索了新的方法,获得的新品系拓展了高油酸花生的遗传背景,获得的一系列近等基因系可作为遗传研究材料进一步加以利用。

转录后基因沉默(PTGS)及其在作物遗传改良中的应用

转录后基因沉默(PTGS)或RNA干扰(RNAi)技术的发展为创造植物遗传变异体提供了新途径。PTGS于1 998年被明确为双链RNA(dsRNA)诱导的序列特异性基因沉默,短短几年内有关研究取得了突破性进展。结合利用PTGS技术进行的淀粉合成关键酶基因沉默研究,概述了PTGS的作用机理和特点、dsRNA表达载体设计、沉默效应的遗传稳定性及在作物改良应用方面的研究进展。研究表明,基因沉默效应可在子代间稳定遗传并可通过杂交进行重组,显示了其在农作物改良方面的应用潜力。

激素及光照对甘薯茎尖分生组织培养的影响

根据不同基因型甘薯茎尖分生组织在不同激素水平的生长反应，将４个河南主栽甘薯品种分为３类：激素不敏感易成苗型、激素敏感易成苗型和激素不敏感难成苗型。光照时数不是甘薯茎尖培养成苗的限制因素，以不低于１４ｈ／ｄ为好。

花生ahFAD2A等位基因表达变异与种子油酸积累关系

花生ahFAD2A是控制种子油酸、亚油酸含量和油亚比的关键基因。利用ahFAD2A基因特异引物检测远杂9102、豫花9416等52个花生品种的ahFAD2A基因等位变异,并比较其中13个品种的ahFAD2A基因序列。结果表明,花生ahFAD2A基因存在G-A两种单核苷酸等位变异(野生型ahFAD2A-wt和突变体ahFAD2A-m)。DNA序列比对结果证实,豫花9416等10个品种(突变体)与远杂9102、延津花籽和开农白2号(野生型)相比,在ahFAD2A基因的448bp处存在核苷酸G-A突变。应用real-timePCR检测ahFAD2A等位基因在种子不同发育时期的表达动态显示,突变体豫花9416等位基因(ahFAD2A-m)在种子发育中期表达量稍高,种子发育后期表达量下降速度较野生型远杂9102(ahFAD2A-wt)更快。进一步测定豫花9416和远杂9102在种子不同发育时期的油酸、亚油酸积累和油亚比动态,发现2个品种间存在明显差异,豫花9416在籽粒发育前期油酸相对含量已超过亚油酸,油亚比大于1并逐渐增加,而远杂9102到籽粒发育中后期油酸相对含量才高于亚油酸,油亚比逐渐接近于1左右。

花生种子脂肪含量的直接和母体遗传效应分析

种子脂肪含量是花生的重要经济性状。本研究旨在通过分析花生脂肪含量遗传的直接效应和母体效应,为高脂肪含量新品种选育、分子标记开发及基因组选择策略的确定提供依据。选用不同脂肪含量的中间型花生品种豫花9326及潍花6号,龙生型农家品种永城小麻壳,珍珠豆型品种湛油62及泉花6号,配置完全双列杂交组合,索氏残渣法分析5个亲本、20个杂交组合的F1和F2等3个世代种子的脂肪含量,利用广义遗传模型分析脂肪含量遗传的种子胚基因直接效应、母体效应及其遗传力。研究结果表明,双亲之一具有较高脂肪含量,另一亲本具有中等以上脂肪含量,则F1的脂肪含量较高;双亲脂肪含量中等,或者亲本之一脂肪含量较低,则后代脂肪含量较低。种子直接加性效应方差最大,其次为母体加性效应,母体显性效应的方差较小,种子脂肪含量无细胞质效应。种子直接效应的遗传力大于母体效应。高脂肪含量亲本的直接加性效应正值较大,低脂肪含量亲本的直接加性效应的负值较大,中间脂肪含量亲本的直接加性效应数值基本居中,方向有正有负。本研究表明脂肪含量的遗传主要受种子自身基因型的加性效应控制,其次是母体加性效应,无细胞质效应。高脂肪含量花生品种豫花9326和永城小麻壳是优良的高脂肪含量供体亲本。挖掘种子脂肪含量关键调控基因应该兼顾荚果皮中表达基因对种子脂肪含量的调控作用。杂交后代选择及分子标记开发应注重基因的累加效应和优良单倍型的选择。

水稻组织培养中Tos17诱发体细胞无性系变异纯合体筛选技术初探

利用PCR技术对从日本引进的Tos17插入水稻极限糊精酶基因变异体后代进行了插入位点鉴定和纯合体筛选分析。结果表明,利用Tos17末端2 6bpDNA序列和插入位点上下游各2 0 0bp和30 0bp处的目标基因序列片段设计引物,可以有效地进行Tos17插入突变纯合体筛选,为突变体的进一步利用提供了分子依据。

超早熟小麦新品系“花特早”的诱导选育及特征特性分析

利用杂种Ｆ１花药培养，选育出了在北方冬麦区罕见的超早熟小麦新品系“花特早”。其突出特点是抽穗早，前期灌浆强度大，比一般小麦早熟７ｄ左右，高抗赤霉病；具有广泛的生态适应性，粒重稳定，丰产性好，为良好的早熟源及赤霉病抗源。

培养基有机成分及光照时数对甘薯脱毒苗试管快繁的影响

以 Ｍ Ｓ 培养 基为 基础， 探讨了 培养基 中的 有机营 养成 分（ 除 蔗糖外） 及 光照在 试管苗 快繁中的作 用。结果 表明，缺 乏有机营 养成分（ 除蔗糖外） 对试 管苗 生长 无显 著影 响。光 照不 仅影 响试管苗的 器官建 成，也影响 试管苗 的生长，光 照时数 以不低于 １６ ｈ／ｄ 为宜。

ahFAD2基因RNA干扰体的删除筛选标记载体构建及其遗传转化

将Napin启动子与含花生FAD2基因反向重复片段的RNA干扰结构连接,亚克隆至含雌激素诱导重组系统的植物表达载体pNCX相应位点中,构建完成由Napin启动子驱动的FAD2RNAi删除筛选标记表达载体pNCX-FAD2RNAi,经酶切鉴定,获得相应的启动子片段、FAD2RNAi片段及NCX-FAD2RNAi片段。利用农杆菌介导法进行遗传转化,已获得抗性丛生芽214丛。

花生巢式群体的脂肪含量遗传分析

巢式群体可以利用多个亲本解析复杂性状的遗传机制。本研究利用1个共同亲本与6个基础亲本所配置巢式组合F_(2:3)家系的种子脂肪含量数据,分析了花生脂肪含量的遗传模型,旨在探明不同的基础亲本组合中脂肪含量性状的遗传差异,为制定脂肪含量遗传改良的亲本选配和后代选择策略提供依据。6个组合的共同亲本为高脂肪含量的普通型大果品种豫花15号,其他6个基础亲本为不同脂肪含量和不同植物学类型的品种。结果表明,在不同杂交组合中脂肪含量的遗传模式有所不同,6个组合分别符合无主基因模型、1对主基因加性显性模型和2对主基因等显性模型3种遗传模式。各种遗传效应的估计值也各不相同,主基因遗传力从32%到80%,说明不同杂交组合中,控制脂肪含量的基因位点差异及其重组和分离方式不同。高脂肪含量双亲杂交后代的高脂肪含量个体较多,但主基因遗传力较低,不宜在早代实施表型选择;双亲脂肪含量差异较大的后代脂肪含量变异幅度更大,能够选择到不同脂肪含量的类型。本研究也表明,巢式组合具有较丰富的脂肪含量变异类型,揭示出脂肪含量性状遗传的复杂性和多基因调控的特点,为较全面地了解脂肪含量的遗传提供了基础。该巢式群体也将有助于进一步开展脂肪含量的QTL定位研究。

河南省龙生型花生农家品种农艺及品质性状的遗传分化

研究了河南省龙生型农家品种的农艺性状和蛋白质、脂肪含量等品质性状的变异规律,并进行了聚类分析。结果表明,河南省龙生型花生品种具有遗传多样性。河南省龙生型花生品种蛋白质和脂肪含量均属平均水平,但平均油酸含量高于平均水平。龙生型花生在中、小果型及单株荚果数、油酸含量方面性状表现突出,具有育种利用价值。南阳花生和柘城麻壳在低蛋白品种选育、东明集小花生及郏县三四粒在食用品质及抗病性方面具有利用潜力。

花药培养快速选育丰产稳产冬小麦豫麦37

针对花药培养育种实践中花粉出愈率及绿苗产量低,花粉绿苗染色体加倍率不高等限制因素,采用桥梁亲本、半浸根加倍法等技术,保证了较大的育种选择群体。充分发挥花培育种稳定快、选择效率高的优势,仅经一个分离世代选育而成的丰产稳产冬小麦豫麦37,是国内外利用花培技术选育、通过省级品种审定的少数冬小麦品种之一。