小麦TabHLH112-2B基因克隆及每穗小穗数相关功能标记开发

bHLH(basic Helix-Loop-Helix)转录因子在植物生长发育过程中发挥着重要作用。本研究克隆了小麦TabHLH112-2B,该基因由7个外显子和6个内含子构成,编码444个氨基酸,在315~364位氨基酸处具有一个典型的HLH保守结构域。组织表达模式分析表明TabHLH112-2B在小麦幼苗期、拔节期、抽穗期和开花期的各个组织中均有表达,其中在叶和根中表达量较高。顺式作用元件分析发现TabHLH112-2B启动子区含有植物激素应答、胁迫响应、与分生组织发育相关的多种顺式作用元件, qRT-PCR结果显示其表达响应ABA、IAA、MeJA等植物激素和干旱、高盐、低温、高温等胁迫处理。基因组序列多态性分析检测到启动子区域的2个SNP,分为2种单倍型。根据SNP-682开发分子标记并进行关联分析,发现该标记与干旱、高温等多种环境下的每穗小穗数显著相关,Hap-2B-2为每穗小穗数多的优异单倍型。研究结果为培育高产广适小麦新品种的分子标记辅助育种提供了优异基因资源和技术支撑。

直穗小檗叶绿体基因组特征及系统发育分析

【目的】本研究旨在丰富小檗属植物的叶绿体基因组资料,为进一步研究直穗小檗的遗传资源、物种资源鉴定和系统发育分析提供依据。【方法】基于高通量测序技术,利用生物信息学方法获取直穗小檗完整叶绿体基因组序列,分析其简单重复序列、密码子偏好性和反向重复区的扩张与收缩情况,并对直穗小檗及其近缘类群进行系统进化分析。【结果】直穗小檗叶绿体基因组全长167036 bp,GC含量38.16%,共编码144个功能基因;直穗小檗叶绿体基因组序列中共发现109个微卫星位点,A/T碱基组成的单核苷酸重复序列占比最高(73.4%);系统发育分析表明,直穗小檗与朝鲜小檗、黄芦木以及威宁小檗的亲缘关系较近,同时与十大功劳属的阿里山十大功劳和阔叶十大功劳聚为一支。【结论】叶绿体全基因组序列分析在一定程度上支持了小檗科植物的系统发育关系。

普通小麦、斯卑尔脱小麦、密穗小麦和轮回选择后代材料ISSR分子标记遗传差异研究

首次采用ISSR(Inter SimpleSequenceRepeat)分子标记 ,对我国北方冬麦区普通小麦 (14份 )、斯卑尔脱小麦 (10份 )、密穗小麦 (11份 )和一批以外源小麦为主要血缘的优良轮回选择后代 (12份 )共 4 7份材料进行了遗传差异研究 ,以探讨拓宽杂交小麦育种亲本遗传基础的途径 ,并分析利用ISSR分子标记构建小麦杂种优势群的可行性。所用 11个ISSR引物在 4 7份材料中共扩增出 2 38条带 ,其中 2 0 8条具有多态性 ,占总数的 87.4 %。每个引物可以扩增出 11～ 38条多态性带 ,平均为 18.8条。比较分析发现 ,不同类型材料群体内的ISSR多态性都很高 ,其中以普通小麦最高 (80 .3% ) ,轮回选择后代次之 (78.7% ) ,斯卑尔脱小麦 (75 .0 % )和密穗小麦 (74 .9% )相对较小。遗传距离(GD)计算结果表明 ,不同类型材料群体间的平均遗传距离在 0 .3115～ 0 .344 2之间 ,明显高于不同类型材料群体内的GD平均值 (0 .2 35 1～ 0 .2 74 3) ,特别是轮回选择后代材料与普通小麦、斯卑尔脱小麦和密穗小麦之间也具有较大的遗传差异 ,平均遗传距离分别为 0 .32 17、0 .32 5 6和 0 .3198。聚类结果显示 ,普通小麦、斯卑尔脱小麦、密穗小麦和轮回选择后代材料明显划分为 4大不同类群。斯卑尔脱小麦、密穗小麦及以外源小麦 (含国内 )

密穗小麦高分子量谷蛋白亚基组成分析密穗小麦高分子量谷蛋白亚基组成分析

采用十二烷基硫酸钠 -聚丙烯酰胺凝胶电泳 ( SDS- PAGE)方法 ,分析了 32份密穗小麦的高分子量谷蛋白亚基 ( HMW- GS)组成。在 3个位点上一共检测到 12种不同的亚基类型。在 Glu- B1位点上 ,密穗小麦的高分子量谷蛋白亚基组成具有其明显的组成特点 ,表现为 2 1和 13+16亚基出现频率较高 ,分别为 34 .83%和 18.75% ,而这 2种亚基在普通小麦和斯卑尔脱小麦中为极稀有亚基 ;密穗小麦在 Glu- A1和 Glu- D1位点上的主要亚基变异形式与普通小麦相似 ,即以 null( Glu- A1)、2 +12和 5+10 ( Glu- D1)为其主要变异形式。另外 ,本研究还筛选出了 7份具有 5+10优质亚基的材料 ,这将为提高密穗小麦与普通小麦种间杂交种的品质杂种优势提供了材料基础。

小麦种间杂种优势研究: Ⅰ.普通小麦与斯卑尔脱小麦及密穗小麦种间杂种产量和品质优势

以6个普通小麦为母本,5个斯卑尔脱小麦和5个密穗小麦为父本配制6×10种间NCⅡ双列杂交组合,对其杂种F1的产量及品质性状进行了研究.结果发现:小麦种间杂种在产量上具有明显的杂种优势,其中斯卑尔脱小麦与普通小麦所配的30个种间杂交组合产量杂种优势平均为109.24%(43.14%～187.96%),单株穗数及千粒重平均优势较大且与产量优势的相关分别达极显著水平和显著水平;密穗小麦与普通小麦所配的30个种间杂种的杂种优势为77.19%(-2.18%～143.42%),单株穗数和主穗粒数优势较大且与产量优势的相关均达极显著水平.种间杂种的品质指标中籽粒硬度大多降低,但农大3226所配组合均具正向优势,密穗小麦所配种间杂种籽粒蛋白质含量及湿面筋含量低于普通小麦.但是种间杂种沉淀值的杂种优势比较普遍.认为,种间杂种的品质性状在一些组合中比普通小麦有所提高.

大穗小麦产量性状的配合力与遗传力分析

采用 Griffing( 6-2 )对 3个推广品种和 3个大穗材料的配合力与遗传力分析 ,结果表明 :( 1 )株高、小穗数以加性效应为主 ,遗传力高 ;不孕籽以非加性效应为主 ,遗传力低 ;其余性状 GCA与 SCA方差均达显著或极显著水平 ,主穗粒数、穗长遗传力高 ,抽穗期中等 ,单株穗数、单株产量低。 ( 2 ) 1 0 5-2 -3-6的穗长、主穗粒数、小穗数的 gi最高 ,Vsi最高 ,F1 正向超亲显性或部分显性 ,有利于作大穗粒多的杂交亲本 ,同时便于早期选择 ;攀 82 0 0 7-1株高、抽穗期 gi最高 ,Vsi最高 ,部分隐性遗传 ,可作早熟、矮杆种质利用 ;兰考 770 2 0 5-9-1是穗长短、主穗粒数多、分蘖少的矮杆密穗小麦资源。 ( 3)新春 6号× 1 0 5-2

密穗小麦(Triticum compactum)农艺性状分析

对来自19个国家的60份密穗小麦(Triticum compactum)材料进行农艺性状分析.结果表明,密穗小麦抽穗期从151～195 d,包括了早熟到晚熟的各种类型,多表现为晚熟.植株高度总体偏高,少数适中.单株有效分蘖数大多在10个以上,有效穗数变幅为6.8～30.2个,成穗率平均为70%.穗长、小穗数和单位长度着生小穗数存在一定差异,但均表现为密穗型.大部分材料穗粒数较多,但千粒重明显偏低.多数材料严重感染白粉病,仅有8份材料抗白粉病.性状相关分析表明,随着抽穗期缩短,穗粒数和千粒重增加,但小穗数有减少的趋势.

普通小麦、斯卑尔脱小麦和密穗小麦基因组中SSR和ESTSSR分子标记的遗传差异研究

采用基因组微卫星SSR和EST SSR分子标记 ,对 2 8份普通小麦 (Triticumvulgare)、 13份斯卑尔脱小麦 (T .spelta)和 11份密穗小麦 (T .compactum)群体内 (间 )的遗传差异进行了分析 .结果表明 ,普通小麦群体内的多态性最高 ,斯卑尔脱小麦次之 ,密穗小麦最小 .比较分析发现 ,不同类型材料群体间的平均遗传距离高于群体内的平均值 ,且在A ,B和D三个染色体组上也具有相同的趋势 .由于斯卑尔脱小麦和密穗小麦与普通小麦杂交一代育性正常 ,所以可望用来扩大小麦育种亲本之间的遗传差异 ,特别是丰富D染色体组上的遗传变异 .与斯卑尔脱小麦相比 ,普通小麦和密穗小麦之间的遗传差异相对较小 ,说明两者之间存在更近的亲缘关系 .在此基础上 ,又对六倍体小麦的起源和演化进行了分析与讨论 .研究还发现 ,虽然EST SSR揭示出的多态性低于基因组SSR ,但也能很好地反映出不同基因型之间的遗传差异 .由于EST SSR标记是对基因组转录区域变异的直接评价 ,有可能与形态或生理生化特征联系起来 .因此 ,EST SSR标记是进行小麦遗传差异研究的一种理想标记形式 .

普通小麦、斯卑尔脱小麦和密穗小麦中y型高分子量谷蛋白亚基基因的多态性

采用PCR方法对普通小麦、斯卑尔脱小麦及密穗小麦在Glu A1、Glu B1和Glu D1位点上 y型高分子量谷蛋白亚基基因的多态性进行了分析。研究结果显示 ,y亚基基因在分子水平上的多态性与SDS PAGE分析结果完全吻合 ,其中以Glu B1位点上的遗传变异类型最多。研究还发现 ,针对y亚基基因重复区域设计的特异引物能够将Glu 1Dy12和Glu 1Dy10亚基明显区分开来。由于Glu1 Dx5与Glu 1Dy10亚基及Glu 1Dx2与Glu 1Dy12亚基紧密连锁 。

大穗小麦发育特性研究初报

在中等地力水平下研究了目前我省种植的几个代表性大穗小麦品系的发育特性，结果表明，大穗小麦穗分化速率，穗分化时间品系间差异较大；大穗小麦有效分蘖少，分蘖形成速度慢，分蘖成穗率低，抽穗开花较晚单产不高。提出目前关中麦区大穗育种应注重穗多、穗匀、稳重并举，选育穗分化速度快，偏春性或对光周期反应不敏感的类型，丰产性与适应性相结合。

密穗小麦(Triticum compactum Host.)醇溶蛋白遗传多样性分析

采用酸性聚丙烯酰胺凝胶电泳(A-PAGE)对来自美国、澳大利亚、巴基斯坦、意大利、土耳其等24个国家的70份密穗小麦材料进行了醇溶蛋白位点的遗传变异分析.结果表明,70份供试材料出现了69种醇溶蛋白带型.共电泳分离出54条谱带,其中每份材料可分离出14～29条带,平均22条.谱带在α、β、γ、ω四个区都存在较大的差异,分别有36、27、37和63种变异类型,表明密穗小麦醇溶蛋白位点具有较丰富的遗传多样性.聚类分析发现,多数材料的遗传聚类关系与其来源地有一定相关性.

巨穗小麦种质主要特异性状的遗传和相关性研究

本文分析了来源相同的 14种巨穗小麦种质的主要特异性状间的相关性 ,回归分析了性状对间的数量关系 ,并结合基因定位的结果探讨了性状间的相关性与基因连锁程度的关系 ,结果表明 :小穗数与穗粒数的正相关程度最高 (r =0 .96 2 5 ) ;千粒重与多数性状间呈负相关 ;株高与多数性状间的正相关程度较高 (r >0 .8) ;控制相关性状的基因多位于同一染色体或染色体的同一臂上 ,且正相关程度越高的性状对 ,其控制基因连锁程度越高 ;3A染色体上控制千粒重的基因的作用效应 ,以及该基因与 3A染色体上控制其它性状的基因间的连锁关系是造成千粒重与其他性状呈负相关的主要遗传因素。

巨穗小麦种质高分子量谷蛋白亚基组成

The high molecular weight subunits of wheat Glutenin in 9 giant spike wheat germplasms were determined by electrophoretic analysis. The subunits 7+9 controlled by Glu-Bl exist almost in each germplasm.The subunits controlled by Glu-Al are null in most of germplasms.The subunits controlled by Glu-Dl are 2+12 in most of them,and 5+10 in some other germplasms.

巨穗小麦种质小穗数的染色体定位研究

巨穗小麦新种质材料是一具有茎秆粗壮、叶片短宽直立、穗大、粒大、结实率高等特点的种质资源。应用单体分析和双端体分析方法对"241"材料进行遗传学研究,结果表明,小麦新种质材料"241"的3A、1B、2B和6B染色体上具有控制小穗数的隐性基因,其中3A、1B和2B染色体上的基因表现为强效,6B染色体上的基因表现为弱效。通过双端体分析进一步将控制小穗数的基因定位到3AS、1BL和6BS上,其中3AS、6BS上可能具有控制"241"小穗数的新基因。控制"241"穗粒数和控制小穗数的基因可能存在一定的连锁关系。

巨穗小麦种质株高的基因定位

巨穗小麦新种质材料是一具有茎杆粗壮、叶片短宽直立、大穗、大粒、高结实率等特点的种质资源。本研究应用单体分析和双端体分析方法对241材料进行了遗传学研究。结果表明,小麦新种质材料241的1A,3A,5A和4B染色体上具有控制株高的隐性基因,6B染色体上具有控制株高的显性基因,其中3A,5A和6B染色体上的基因表现为强效,1A和4B染色体上的基因表现为弱效。通过双端体分析进一步将控制株高的基因定位到1AS,3AS,5AL和4BL上。

利用巨穗小麦种质培育的小麦新品系抗旱特性

对利用巨穗小麦种质为基础培育的 1 6个春小麦品系的抗旱生理指标进行了测定和在水分胁迫条件下对其主要农艺性状进行了考察。结果表明 ,利用巨穗小麦种质为基础培育的品系较当地生产上大面积种植的栽培品种有良好的抗旱特性 ,巨穗小麦种质有可能作为小麦抗旱节水育种的良好遗传资源。

密穗小麦(Triticum compactum)Glu-1位点亚基组成分析

采用十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)对来自21个国家的50份密穗小麦Glu-1位点亚基组成进行了鉴定与分析。结果表明,在3个位点共检测到15种不同的亚基类型,21种组合形式。其中, 以2*,7+8,2+12和N,7+8,2+12组合为主,各占22％和16％。在各位点等位变异中,Glu-B1位点变异类型最多,共10种,以7+8(42％)、20(20％)和21(12％)为主。Glu-Al和Glu-D1位点各有3种和2种等位变异,分别以N(50％)和2+12(88％)为优势亚基。更为重要的是选出一些具有优质亚基的材料,其中1份材料亚基组合为(1、7+8、5+10),品质评分达到满分(10分)可供小麦遗传改良。

巨穗小麦种质C-分带特征分析

对5个不同类型巨穗小麦种质材料进行C－分带分析，发现均有一对特征染色体存在，初步确定这对染色体为小麦－黑麦1BL／1RS易位染色体。

断穗小麦和节节麦黏壳、断穗基因SSR位点的遗传多样性

为探讨云南小麦中黏壳、断穗基因的起源,以马卡小麦和欧洲斯卑尔脱小麦为对照,利用定位在第二部分同源染色体的与黏壳性基因Tg-2BS、Tg-2DS及定位在第三部分同源染色体上的与断穗基因Br-3AS、Br-3BS紧密连锁的26对SSR引物来研究云南小麦、西藏小麦和节节麦在黏壳、断穗基因SSR位点上的遗传多样性和它们之间的亲缘关系。结果表明,无论是在与Tg-2BS、Tg-2DS还是与Br-3AS、Br-3BS紧密连锁的SSR位点上,云南小麦的遗传多样性都比西藏小麦的丰富。在黏壳性基因SSR位点上,云南小麦和西藏小麦之间的亲缘关系比西藏小麦和马卡小麦之间、西藏小麦和斯卑尔脱小麦之间的关系远;而在断穗基因SSR位点上,云南和西藏小麦之间的亲缘关系又比它们各自与斯卑尔脱小麦之间的关系更近。但是这些结果不能确切说明云南小麦黏壳、断穗基因的来源。另外,在与Tg-2DS紧密连锁的SSR位点上,节节麦strangulata亚种与4个六倍体断穗小麦亚种的亲疏关系比taushii亚种与六倍体断穗小麦之间、typical变种与六倍体断穗小麦之间的关系远。说明六倍体断穗小麦的D染色体组供体可能不是strangulata亚种,而可能是taushii亚种的基因型。

转基因大穗小麦与受体小麦差异基因的初步研究

文章以转基因大穗小麦和春麦761幼苗叶片为实验材料,采用化学发光生物素探针标记Southern杂交法检测转基因大穗小麦中的特异性外源DNA片段,为进一步研究分析转基因大穗小麦中该特异性外源DNA片段奠定基础。结果表明,大赖草生物素标记探针与转基因大穗小麦酶切总DNA杂交有一条特异性杂交条带,片段长度约为750 bp~1000 bp,与春麦761酶切总DNA杂交后为空白,推测特异性条带所显示的外源性DNA片段来自大赖草总DNA。