基于SCoT分子标记的甘薯及其野生种遗传多样性分析

为揭示甘薯及其野生种之间的遗传多样性,分析甘薯及其野生种之间的遗传关系,利用SCoT分子标记对22份甘薯及其野生种三浅裂野牵牛和三裂叶薯的PCR扩增结果、遗传多样性、进化关系、群体结构进行分析。结果表明:43条SCoT引物共检测到278条稳定条带,每条引物可检测4~12个条带;SCoT-8、SCoT-20、SCoT-26、SCoT-36、SCoT-355条引物多态性丰富,可用于甘薯及其野生种研究的分子标记。基于分子标记的遗传多样性分析表明,三浅裂野牵牛的遗传多样性最高,甘薯次之,三裂叶薯最小。遗传聚类和群体遗传结构分析结果将参试22份种质材料分为三大类群,各材料归类基本和其所属物种一致,不同物种间的血缘交流少,遗传组成相对单一,比较而言,甘薯与三浅裂野牵牛之间的血缘交流比三裂叶薯之间的血缘交流多,其与三浅裂野牵牛之间的遗传关系较三裂叶薯更近。综上,研究结果初步证明SCoT分子标记在甘薯进化研究中具有潜在应用价值,同时揭示了甘薯与其近缘野生种之间的不同遗传关系,为今后甘薯育种中引入三浅裂野牵牛等野生种血缘,提高甘薯遗传多样性提供了理论支持。

魔芋组培快繁中常见的几个问题及对策

针对魔芋组织培养过程中存在的污染,外植体褐变,玻璃化现象,组培苗的遗传变异,移栽成活率低等问题进行了综述并探讨了相应的解决对策,为魔芋组培工厂化提供了一定理论依据。

魔芋组织培养中不同生长阶段同工酶变化的研究

利用聚丙稀酰胺电泳分离了楚魔花1号、魔白10号和谢君魔芋和魔野14号4个种组织培养中的3个时期(苗期、生根期、结薯期)的酯酶和过氧化物酶,分析比较了2种同工酶在4个魔芋种的3个时期酶谱数量、酶活性的变化,得出了3个时期酶谱和酶活性变化的规律。结果表明:酯酶酶带数以生根期最多,苗期和结薯期的变化没有规律;酶活性在楚魔花1号、魔白10号和谢君魔芋3个魔芋种的生根期和结薯期的变化不是很大,都强于苗期的酶活性,魔野14号的酶活性则是苗期和生根期的相似,且稍大于结薯期。过氧化物酶酶带数在4个种中没有变化,只是不同生育时期酶谱迁移率略有不同;酶的活性除谢君魔芋外都呈现,结薯期最强,生根期次之,苗期最弱。谢君魔芋的酶活性变化则是苗期最强,生根期次之,而结薯期最弱。结果表明2种同工酶在魔芋的不同阶段都有选择性的表达,在一定的程度上参与了魔芋的形态建成。

马铃薯种薯脱毒方法

马铃薯种性迅速退化是马铃薯生产中存在的严重障碍,而病毒感染又是促成种薯退化的主要原因。近年来,许多地区积极生产并推广的脱毒种薯,在防止马铃薯退化和大幅度提高产量方面取得了显著的成效。目前,主要是采用马铃薯茎尖分生组织培养来生产脱毒种薯。

紫色甘薯不同组织器官的同工酶研究

采用聚丙烯酰胺凝胶电泳技术,选用过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)、细胞色素氧化酶(CYT)、淀粉酶(AMY)、酯酶(EST)、苹果酸脱氢酶(MDH)等6种同工酶系统对紫色甘薯叶片、叶柄、茎段和块根等部分组织器官进行了同工酶分析。结果表明,紫色甘薯不同组织器官的同工酶酶谱具有特异性,叶片的同工酶最稳定且最具多样性,可作为进行紫色甘薯亲缘关系分析和品种鉴定的可靠生化标记。

马铃薯StPR1基因克隆及表达特异性分析

为了探究病程相关蛋白(Pathogenesis related protein,PR蛋白)与马铃薯抗病的相关性,检验其在马铃薯中抗软腐病、青枯病、干腐病的能力。在前期的马铃薯抗病性研究中对PRs的17个家族基因结合转录组数据进行分析及基因的筛选,最终确定PR1为试验的研究对象。选用马铃薯大西洋品种为材料,由黑龙江省农科院提供,主要进行StPR1基因的克隆,并对其进行生物信息学分析;将真菌接骨木镰孢、燕麦镰孢以及导致软腐病和青枯病等细菌为胡萝卜软腐欧文氏菌、菊欧氏菌、胡萝卜软腐欧文氏菌马铃薯黑胫亚种、茄科雷尔氏菌接种到马铃薯块茎后进行StPR1基因表达特异性分析。结果显示,StPR1基因长度为540 bp,编码179个氨基酸,蛋白质疏水性及亲水性预测PR1蛋白序列的GRAVY值在+4～-3之间,含有亲水区及疏水区,蛋白质二级结构预测其属于混合型蛋白,蛋白质三级结构预测发现其为紧密复杂的螺旋结构,具有SCP_PR-1_like保守结构域,其与辣椒PR1基因在一个进化分支上,相似性较高。qRT-PCR结果显示,StPR1基因的表达量表现为抗真菌胁迫高于细菌胁迫,并预测其抗干腐病的能力强于抗软腐病及青枯病的能力。综上所述,当马铃薯受到外界病原菌侵害时,StPR1在马铃薯的抗病过程中发挥着重要的作用。

山药DoIPTs基因克隆及珠芽发芽期表达分析

为了克隆山药异戊烯基转移酶基因,预测该基因编码蛋白的结构和特性,并检测该基因在山药珠芽发芽期的表达特征,采用同源克隆的方法克隆山药IPT基因,使用生物信息学的方法预测蛋白质的序列和结构,通过实时荧光定量PCR检测基因的表达量。结果表明,在山药中克隆到了长为1398,1044,1349 bp的3条核酸序列,依次命名为DoIPT1、DoIPT5a和DoIPT5b,基因登录号依次是:MW353160、MW353016、MW353017,各基因的阅读框长度依次为1137,861,1011 bp,编码氨基酸长度分别为378,286,336 aa。分析氨基酸生物信息得知,DoIPTs属于不稳定外在膜亲水性蛋白,DoIPT5b存在2个信号肽,其余无信号肽;3个蛋白的二级结构预测与三级结构模型图相符;DoIPTs的编码区与其他植物的异戊烯基转移酶蛋白高度同源。DoIPTs编码区域显示,DoIPTs N端含有P-loop NTPase结构域GXXGXGKS(T),具有催化形成细胞分裂素的能力。实时荧光定量PCR分析结果表明,在22℃无外界水条件下珠芽发芽时表皮中DoIPT5a的表达量最高,在潮湿环境下DoIPT1和DoIPT5b基因的表达量最高;多效唑处理能够使DoIPTs基因的表达上调。结果为进一步研究山药DoIPTs基因的功能奠定了基础。