甘蔗分子伴侣ShDnaJ基因克隆及在甘蔗线条花叶病毒胁迫下的表达分析

【目的】克隆甘蔗分子伴侣基因Sh DnaJ,并分析其在甘蔗线条花叶病毒(SCSMV)胁迫下的表达模式,为探究ShDnaJ基因在甘蔗应答SCSMV侵染过程中的功能和作用机制提供理论参考。【方法】通过同源克隆技术克隆ShDnaJ基因完整开放阅读框(ORF)序列,利用生物信息学软件对其进行分析,再利用绿色荧光蛋白(GFP)融合表达法分析ShDnaJ蛋白的亚细胞定位,采用实时荧光定量PCR检测ShDnaJ基因在甘蔗不同组织及在SCSMV胁迫下的表达水平。【结果】ShDnaJ基因ORF全长1260 bp,编码419个氨基酸残基,蛋白分子量为45682.47 Da,理论等电点(pI)为8.78,属于稳定的亲水蛋白,含有DnaJ结构域,属于DnaJ超家族成员,定位于内质网。ShDnaJ蛋白的二级结构由113个α-螺旋、31个β-转角、78个延伸链和197个无规则卷曲组成。ShDnaJ蛋白与高粱SbDnaJ蛋白的氨基酸序列相似性最高,为96.93%,说明两者亲缘关系最近。ShDnaJ基因在甘蔗根、茎和叶中均有表达,且根和茎中的相对表达量显著高于叶中(P<0.05,下同),但未成熟茎Sh DnaJ基因的相对表达量高于成熟茎;成熟叶ShDnaJ基因的相对表达量高于未成熟叶。随着处理时间的推移,SCSMV胁迫组和对照组(磷酸缓冲液处理)中ShDnaJ基因的相对表达量整体呈下降趋势,但SCSMV接种后不同时间点ShDnaJ基因的相对表达量均显著高于对照组。【结论】ShDnaJ基因具有组织表达特异性,且组织的成熟程度会影响其表达水平。SCSMV胁迫下该基因表达上调,推测该基因参与调控甘蔗植株对SCSMV的抗性。

河八王转录组SSR和SNP序列特征及系统发育分析

【目的】对甘蔗野生种河八王转录组SSR和SNP序列特征及系统发育进行分析,为深入研究甘蔗属植物分子标记开发、种质资源利用、种群遗传结构和分化历史动态提供参考。【方法】基于河八王转录组数据,利用MISA和SOAPsnp软件对获得的Unigenes进行SSR和SNP位点发掘及序列特征分析,并从JGI数据库下载二穗短柄草、水稻、谷子、高粱、玉米物和拟南芥转录组数据,采用最大似然(ML)方法构建系统发育进化树,并估算物种分歧时间。【结果】通过河八王转录组测序共获得171000000条Raw reads,经过数据过滤获得156800000条Clean reads,经进一步组装后获得130393条Unigenes,其中有14233条Unigenes含有16372个SSR位点,发生频率为12.56%。含有1个以上SSR位点的Unigenes有1839条,复合型SSR位点有656个。SSR重复基元类型丰富,从单核苷酸到六核苷酸重复均有分布,共有612种SSR重复基元种类,数量最多的类型为三核苷酸重复类型(49.16%),其次是二核苷酸重复(25.54%)和单核苷酸重复(18.30%)。在所有的核苷酸重复类型中,重复基元占SSR位点总数比例<0.50%的类型有14种,出现频率较高的3种重复基元分别为CCG/CGG、A/T和AG/CT。SSR序列长度为12~191 bp,其中长度≤25 bp的SSR位点共有15123个,占SSR位点总数的96.23%,其中长度为15 bp的数量最多,占SSR位点总数的32.16%。SSR重复基元的重复次数为4~24次,且以5、6和7次重复为主。河八王转录组序列共有222106个SNP位点,平均每条Unigenes上有1.70个SNP位点,核苷酸转换类型的比例(65.92%)明显高于颠换类型(34.08%),6种单核苷酸变异类型中,A/G发生频率最高(33.07%),其次是C/T(32.84%)。系统发育分析和物种分化时间估算结果显示,河八王与高粱的亲缘关系最近,分化时间为14.6百万年(Ma)。【结论】河八王转录组中SSR和SNP位点非常丰富,具有较高的遗传多态性,说明利用转录组测序开发甘蔗SSR和SNP分子标记是一种切实可行的方法。利用转录组数据构建系统发育进行树的方法可用于其他缺乏基因组数据的物种系统发育研究。

甘蔗组培苗继代培养中内源激素与绿苗生根率关系研究

对甘蔗继代培养绿苗中的内源激素进行测定、分析 ,同时进行生根诱导。结果表明 :甘蔗组培苗在继代过程中 ,IAA ,CTK ,GA1+ 3 有积累效应 ,其中IAA的积累较慢 ,CTK ,GA1+ 3 积累在第 9代后较快 ,同时第 9代后生根率也明显下降 ,在第 10代出现不能诱导生根的矮化丛生苗。绿苗中IAA ,CTK ,GA1+ 3

水曲柳腋芽离体快繁研究初报

以水曲柳带顶芽、腋芽茎段为外植体进行离体培养,研究其适宜的灭菌方法、基本培养基种类和激素对腋芽萌发、丛芽产生、芽苗增殖的影响。结果表明,水曲柳的腋芽茎段为快繁的适宜外植体,茎段灭菌以用0.05%HgCl2处理2 min最好。在萌芽培养中,BA和2ip均可促进腋芽萌发,但以8 mg.L-1BA处理时萌发效果最好,萌发率达100%;将腋芽萌发后长成的新枝转入添加ZT的培养基中,出现丛芽,在添加1.0 mg.L-1的ZT的培养基中增殖效果最好,增殖系数达到3.0。无论在萌芽培养还是增殖培养中均发现WPM培养基最适合水曲柳腋芽的离体快繁。

甘蔗与河八王、五节芒、滇蔗茅属间交配性及杂种F_1无性系的形态学和同工酶分析

用甘蔗近缘植物河八王、五节芒、滇蔗茅与甘蔗栽培品种进行属间有性杂交，结果都获得了杂种实生苗，没有出现完全不可交配性。大多数杂种Ｆ１无性系分蘖多，生长旺盛，耐旱性、抗病性、抗虫性和宿根性强；茎硬度大，空心或蒲心，汁少；主要性状如茎径、锤度介于双亲之间，而株高、节间长度则表现超亲现象。茎、节间、芽、叶的形状和叶鞘５７号毛群等性状可作为识别杂种的形态标记。杂种Ｆ１无性系酶谱表型复杂，除包含来自双亲部分同源酶带外，还产生１～５条新酶带，酶谱表型有双亲酶带互补偏母本型和杂种型两种模式。

甘蔗组织培养配方中不同激素效应的研究

为防止甘蔗接种物的褐变、坏死而在培养基中加入ＰＶＰ条件下，比较了不同激素对分化苗增殖、分化苗变异率、分化苗的叶绿素含量、促根培养的发根数以及鲜物质与干物质积累的效果．结果表明，较高浓度 ＫＴ和 ６－ ＢＡ ２种外源激素混合使用，不仅有利于促进分化芽增殖，而且也能获得高素质的分化苗．

配合力分析在甘蔗育种上的应用

本文总结了以往１０ａ所开展的９次不完全双列杂交的试验结果，侧重分析了甘蔗有性世代农艺性状的遗传效应、常用或新引进亲本农艺性状和抗性的一般配合力效应以及较好组合的特殊配合力效应．分析结果认为，甘蔗育种上应用不完全双列杂交技术和配合力分析方法，有助于甘蔗育种者合理评价亲本的遗传特点和育种潜力，提高组合选配的预见性和后代选择的效率．文章还简要讨论了甘蔗更多性状的配合力分析、配合力与环境互作以及亲本创新的问题。

果蔗组织培养快繁技术研究

采用蔗株的茎尖培养出绿苗或茎梢嫩叶诱导出愈伤组织 ,再分化出绿苗 ,均有较好效果。茎尖培养用 MS+6 - BA2 .0 m g· L- 1 +NAA0 .3m g· L- 1附加活性炭 0 .0 5 % ;MS+2 ,4 - D1.0～ 3.0 m g· L- 1对诱导愈伤组织效果较佳 ,但含 2 ,4 - D1.0 mg· L- 1的处理对黑皮果蔗仅能诱导生根而无法诱导出愈伤组织 ;MS+6 - BA1.0mg· L- 1 +KT 1.0 m g· L- 1 +NAA 0 .3mg· L- 1 对分化绿苗及其增殖效果最好 ;生根培养基选用 1/ 2 MS+IBA1.0 m g· L- 1 +NAA1.0 m g· L- 1 附加活性炭 0 .0 5 %。具有根系的完整植株的组培苗移到苗圃假植 ,待苗高 2 0 cm以上 ,分单株定植大田 ,成活率 90 %以上 ,若将丛苗再分单株袋栽成活后定植大田 ,成活率可达 10 0 %。

利用聚乙烯吡咯烷酮防止甘蔗组织培养接种物褐变的研究

用聚乙烯吡咯烷酮（PVP）预处理甘蔗顶端外植体，并以PVP作为附加成分直接加入培养基，均可取得防止接种物褐变坏死的良好效果；但同时发现，当加入培养基中的PVP达到一定浓度，则会表现出延缓分化芽增殖速度的不良作用；对PVP在植物组织培养中的应用作出评价．

渗透胁迫下外源DNA导入甘蔗变异后代的抗氧化代谢分析

应用愈伤组织浸渍处理将甘蔗近缘植物竹、芒和割手密的DNA导入甘蔗栽培种中,结果在不同组合出现了许多甘蔗常规组培过程中未曾发现的变异。从5个组合中选育出11个稳定遗传的变异系,其叶圆片经PEG渗透胁迫后的抗氧化代谢分析结果表明,外源DNA导入甘蔗变异系的抗氧化代谢反应基本介于DNA供体和受体之间,竹、芒、割手密DNA处理选育的变异系均不同程度地提高了抗渗透胁迫能力,尤其是芒DNA处理效果优于割手密和竹,表现为较高的SOD、CAT活性和GSH含量以及较低的MDA含量和质膜透性,最后还对DNA导入后代产生变异的机理进行了初步分析。

从配合力探讨新CP甘蔗品种的育种潜力

为探讨新CP甘蔗品种作杂交亲本的遗传特点,采用6×4不完全双列杂交设计,估算5个产量和品质性状的一般配合力(gca)和特殊配合力(sca).方差分析表明,5个性状的母本gca极显著,而组合sca只有丛重,株高和茎径显著.V_(gca)∶V_(sca)表明,在后代群体性状表达上,加性遗传方差组分占有明显优势,根据配合力效应,侧重评价了新CP甘蔗品种的育种潜力,发现CP72—1210和CP67—412为母本易于将高糖高产基因传递给后代,CP65—357为母本的后代茎径和锤度也较理想,F_1群体育种潜力大的组合有CP72—1210×Ya84—125,CP72—1210×Ya82—96,CP67—×Ya71—374和CP65—357×Ya71—370,可用于今后的甘蔗有性杂交育种计划。

近年来海南甘蔗育种场甘蔗开花诱导与新种质杂交利用研究

对Ｂａｄｉｌａ、 Ｂｌａｃｋ Ｃｈｅｒｉｂｏｎ、 Ｃｒｙｓｔａｌｉｎａ、粤糖５７－４２３、 Ｃｏ４１９、闽糖７０－６１１以及新引进的热带种５７ＮＧ１５５、ＩＪ７６－３１５和Ｋｏｒｐｉ等进行了人工开花诱导试验。除Ｂｌａｃｋ Ｃｈｅｒｉｂｏｎ和Ｃｒｙｓｔａｌｉｎａ外，其它参试品系均成功地诱导开花。这些品种在适当的处理条件下，开花率达３０％以上，始花期提早至１１月上旬至１２月上旬，有效地解决了在海南甘蔗育种场自然条件下不开花或花期太迟的问题。１９９５／９６～１９９８／９９杂交季，海南甘蔗育种场利用新热带种资源（包括Ｂａｄｉｌａ）与当地的细茎野生种和斑茅、新引进的大茎野生种以及印度种进行基础杂交，共做了５０个与新引进热带种有关的组合，生产了６６个杂交花穗，定植８７００多株实生苗，选育出一批遗传基础广泛的基础杂交后代。

甘蔗腋芽液体培养萌发与内源激素关系

对甘蔗不同芽位腋芽进行液体培养及内源激素的测定表明 :不同芽位间培养结果有差异 ,处于上部的芽位萌发生长快 ,处于下部的芽位萌发生长差 ,甚至萌发出根。腋芽内源激素呈有规律变化。IAA呈“U”型曲线变化 ,CTK ,GA1+ 3 随芽位下降含量降低 ,ABA则随芽位下降含量升高 ,芽位间各内源激素含量差异达极显著水平。

海南甘蔗育种场甘蔗种质种性研究(Ⅲ)

本文报道了1997年及1998年海南甘蔗育种场甘蔗基础种质种性研究及其近年研究的综合评价。通过产量性状、糖分及抗病（黑穗病、嵌纹病）性诸方面的综评推荐一批优良原种种质作为基础杂交亲本。通过基础杂交、培育与选择，期望快速、有效获得用于经济杂交的新型种质与亲本，从而扩大甘蔗遗传育种基础，提高品种水平．

甘蔗主要性状的配合力和亲本组合的评价

以６×３不完全双列杂交衍生的１８个家系实生苗为材料，估算了６个性状的遗传方差、一般配合力（ｇｃａ）和特殊配合力（ｓｃａ）效应．结果表明，甘蔗有效茎数、株高、茎径和锤度的遗传主要受加性基因效应的控制，母本对除茎径外的３个性状的方差贡献较大，而丛重和锤重的遗传主要是非加性基因效应作用的结果．根据ｇｃａ效应和ｓｃａ方差评价亲本．认为Ｃｏ１００１、ＣＰ６７－４１２、崖７１－３７４、ＣＰ７２－１２１０和新台糖１号是大多数性状的优良配合者，可作为生产性亲本用于甘蔗杂交育种计划．从性状平均值和ｓｃａ效应值分析，Ｃｏ１００１×崖７１－３７４、ＣＰ６５—３５７×崖７１－３７４、ＣＰ６７－４１２×崖７１－３７４、ＣＰ７２—１２１０×崖８２—９６、新台精１号×崖８４－１５３和新台糖１０号×崖８２－９６是同母异父半同胞家系中的优良组合，要继续选配以扩大实生苗群体．

不同辐射剂量对果蔗种芽苗期生长的影响

采用 30 Gy、5 0 Gy、70 Gy三种等级的 6 0 Co射线对果蔗种芽进行辐射处理 ,结果果蔗苗期生长受到不同程度的影响 ,表现为出苗率、移栽成活率、分蘖率低 ,果蔗植株生长、叶片生长慢。并且随着辐射剂量的增加 ,影响程度随之加重 ;6个果蔗品种对 6 0 Co辐射敏感性不一 ,白鳝蔗对 6 0 Co辐射敏感性较弱 ,同安果蔗。

海南甘蔗育种场开展基础杂交培育新型亲本续报

本文报道了海南甘蔗育种场自1995年以来开展基础杂交，培育新种质亲本的情况。在研究甘蔗新种质种性基础上，选择基础杂交亲本，应用光周期诱导技术，促进难花亲本抽穗开花，配置甘蔗属内种间，及甘蔗属与蔗等属属间的远缘杂交，培育较突出的杂种（F1）34新品系，及一批待选育种材料。初步回交（BC1）证明这些基交新品系可供我国新世纪甘蔗育种作为经济杂交亲本，以扩大当前甘蔗遗传育种基础．

甘蔗杂交育种早代叶冠形态与产量性状的关系

对甘蔗１５个杂交组合有性世代（ＰＣ）与无性世代（ＦＣ）的叶冠形态因子与产量因子进行数量遗传分析．结果表明，叶冠形态因子在ＰＣ和ＦＣ均存在极显著的组合间差异，利用它们对广义遗传率较低的一些产量性状进行间接选择效果较理想．随着育种进程的推进，育种策略倾向于以蔗茎产量的提高促进蔗糖产量的增加．角度指数与叶宽是高产高糖基因型中期评价的有益指标．通过选择叶片宽大、叶姿紧凑的基因型，可望获得较理想的蔗茎与蔗糖产量．

甘蔗杂交后代锤度的选择

对甘蔗22个家系F_1群体的遗传变异分析表明,锤度是高度可遗传的品质性状,对选择有较大的响应.在锤度平均值高、遗传变异系数大的家系中选择高糖基因型的效果好,可获得较高的遗传进展.根据锤度与株高、茎径、茎数和丛重遗传相关的方向和程度,对不同家系高糖高产基因型的选择确定相应的策略,能达到选育高糖高产品种的最佳效果.

甘蔗光周期诱导开花和杂交利用研究

本文报道了１９９８年度云南省甘蔗研究所光周期诱导甘蔗开花及杂交利用结果。本研究以４月１日和６月１日两种起始处理时间，１２ｈ２５ｍｉｎ和１２ｈ１５ｍｉｎ两种固定日长处理，于１０月１日起日递减光３０ｓ至抽穗时止的光周期诱导技术分别对７个难花亲本和７个常用亲本进行了开花诱导。结果表明：在不同的光周期处理下，粤糖５７／４２３、Ｃｏ４１９、闽糖７０／６１１、罗汉蔗等４个难花亲本被诱导开花；７个常用亲本全部孕穗或开花，并提早花期３－４个月。利用诱导开花亲本分别与割手密（Ｓ．ｓｐｏｎｔａｎｅｕｍ）、斑茅（Ｓ．ａｒｕｎｄｉｎａｃｅｕｍ）、滇蔗茅（Ｅ．ｒｏｃｋｉ）、芒（Ｍ．ｓｉｎｅｎｓｉｓ）、河八王（Ｎ．ｐｏｒｐｈｙｒｏｃｏｍａ）等野生种成功地进行杂交或远缘杂交，获得大量实出苗，为野生资源的利用及优良品种的选育奠定了基础。