棉花芽黄突变体十个叶绿体蛋白编码基因RNA编辑位点的测定及分析

RNA编辑是陆生植物叶绿体转录后基因表达调控的一种方式。已有研究表明植物黄化或白化可能与叶绿体RNA编辑有关。本实验采用PCR,RT-PCR及测序的方法,确定棉花芽黄突变体V1子叶与真叶的10个叶绿体蛋白编码基因中各有34个编辑位点,有6个位点存在编辑效率的差异。将这些编辑位点与柯字310比较发现,芽黄突变体多5个编辑位点。运用生物信息学软件对34个编辑位点进行分析,结果表明accD-109,clpP-187,ndhB-50,ndhB-196,ndhD-128,ndhD-225等13个位点会影响相应蛋白二级或三级结构,表明上述编辑位点的改变可能对其蛋白的正确组装及功能的发挥起重要作用。

棉花早熟芽黄突变体叶绿素荧光动力学特性研究

以中棉所58及其航天诱变芽黄突变体为研究对象,利用快速叶绿素荧光诱导动力学测定和JIP-test数据分析方法,研究了晴天条件下野生型(Wild type,WT)和突变体5个叶位叶片(倒1叶至倒5叶)的原初光化学反应的变化。结果表明,突变体倒2叶最大光化学效率(Fv/Fm)最低,至倒5叶时恢复正常。突变体叶片较高的K点的相对可变荧光值(Wk)表明放氧复合体受到损害。与野生型相比,突变体新生叶片的O-J-I-P荧光诱导曲线的初始斜率(Mo)升高,标准化后的O-J-I-P荧光诱导曲线、最大荧光强度及y轴之间的面积(Sm)、用于电子传递的量子产额(φEo)、反应中心捕获的激子中用来推动电子传递到电子传递链中超过QA-的其它电子受体的激子占用来推动QA-还原激子的比率(ψo)值降低,表明叶片发育早期PSⅡ受体侧的QA-大量积累,电子传递链受阻。通过分析突变体光合机构的比活性参数发现,在叶片发育的早期,突变体单位反应中心吸收的较多的能量以热和荧光的形式被耗散掉。突变体新叶发育前期黄化、后期变绿,推测早期叶绿素合成受阻,造成光系统损伤、光合性能下降。

黄瓜芽黄突变体的超微结构分析

利用电镜技术,对黄瓜芽黄突变体yh叶片的超微结构进行了分析。结果表明:黄瓜芽黄突变体yh与正常体在叶绿体的基粒片层数、基质、嗜锇滴的数量和线粒体的嵴等方面存在明显差异。

陆地棉芽黄突变体杂种优势及配合力分析

【目的】本文研究了陆地棉芽黄突变体的杂种优势及配合力,为后续对芽黄材料的种质创新及杂交棉品种选育提供理论依据。【方法】以4个芽黄突变材料和4个常规优良品系配制16个杂交组合,采用不完全双列杂交设计,分析F1代产量和纤维品质相关性状的杂种优势和配合力。【结果】从16个组合的竞争优势分析结果看,利用芽黄突变材料进行F1代杂种优势研究,可以提高棉花产量,尤其衣指和籽指的增加;从各亲本材料的一般配合力效应值看,芽黄突变体53-39和优良品系XNY16-1 2个材料各性状一般配合力较好,可作为优良的杂交亲本材料;就各组合特殊配合力效应而言,组合K15、K3和K10分别在衣分、纤维长度和纤维比强度性状上具有较高的特殊配合力;综合分析各组合的总配合力效应,组合K5,K13,K14,K15,K16的总配合力效应在大部分性状上表现为正向效应,组合综合表现良好。【结论】陆地棉芽黄品系和常规品种杂交,F1代的产量相关性状杂种优势明显;芽黄材料53-39各性状的一般配合力较好,且与其组配的杂交组合综合表现优良;筛选出5个杂交组合具有较高的总配合力效应,可进一步应用与杂交棉强优势组合选育研究。

黄瓜正常品种及一个芽黄突变体的核型分析

对黄瓜(Cucumis sativus L.)6个正常品种和1个芽黄突变体的根尖细胞染色体进行计数,并对其核型进行了分析。结果表明,正常黄瓜与芽黄突变体黄瓜的染色体数目均为2n=14,属于二倍体植物,染色体基数为7。芽黄突变体的染色体核型公式与正常黄瓜品种长春密刺(C.sativus cv.Changchunmici)、津研4号(C.sativus cv.Jinyan No.4)、津优2号(C.sativus cv.Jinyou No.2)、津优3号(C.sativus cv.Jinyou No.3)、农城3号(C.sativus cv.Nongcheng No.3)、新泰密刺(C.sativus cv.Xintaimici)的染色体核型公式一致,均为2n=14=12m+2sm;核型不对称系数为55.49%～57.45%,核型类型均为1A型,属对称核型。在系统演化上,黄瓜可能属于较原始的种类。通过对不同黄瓜材料间的染色体长度进行方差分析,结果P>0.05,说明在染色体水平上芽黄突变体与正常的黄瓜几乎没有区别。

黄瓜芽黄突变体抑制消减杂交文库的构建及初步分析

利用抑制消减杂交技术（suppression subtractive hybridization,SSH）分离了黄瓜芽黄突变体及其野生型之间差异表达的cDNA片段.以突变体和野生型分别作检测子和驱赶子,建立正向和反向两个消减杂交cDNA文库;经阳性克隆鉴定,在正向文库中获得特异表达的阳性克隆有133个,在反向文库中得到的阳性克隆有73个.测序后将所得到的159条非重复且非黄瓜的ESTs（登录号：GH270133~GH270291）进行序列同源性比对分析,发现这些ESTs分别与叶绿素合成、光合系统、信号转导、转录因子、氨基酸代谢、糖类代谢、脂类代谢等相关酶及蛋白基因高度同源.

棉花航天诱变芽黄突变体蛋白组学分析

以中棉所58及其航天诱变芽黄突变体中棉所58vsp倒2叶为材料,利用等电聚焦和第二向SDS-PAGE技术获得棉花叶片总蛋白图,通过ImageMaster-2D Elite 7.0分析软件分析各个差异蛋白在两种叶片中的相对表达量,并进行MALDI-TOF/TOF鉴定。结果表明,从中棉所58及其突变体的双向电泳图谱中共检测到41个差异蛋白点,这些差异蛋白质点的等电点分布集中在4.0～7.0之间,分子量分布集中在15.0～95.0 kD之间,进一步质谱分析鉴定后获得了14个差异蛋白点,包括核酮糖-1,5二磷酸羧化酶/加氧酶、S-腺苷甲硫氨酸合成酶、黄烷酮3-羟化酶等多种蛋白,涉及到光合作用和光呼吸、乙烯和多胺的合成、类黄酮的合成等生物代谢途径。

蔬菜芽黄突变体研究进展

植物芽黄突变体是在幼苗或生长点前期黄化,随着植物生长而转绿的一种叶色突变,对于研究植物光合作用、叶绿素合成、叶色突变机理以及遗传育种等理论有着重要的作用。蔬菜芽黄突变体在蔬菜育种上简化良种的繁育过程和提高种子纯度上有着重要作用。综述了蔬菜芽黄突变体的来源、产生原因、遗传规律以及芽黄突变体叶绿体超微结构、叶绿素、光合特性等研究进展,介绍了至今在蔬菜上发现的芽黄突变体以及蔬菜芽黄突变体的应用价值,并对今后的研究进行了展望,旨在为以后蔬菜芽黄突变体研究提供理论基础。

三个陆地棉芽黄突变体的遗传及育种利用研究

棉花芽黄性状是一种优良的指示性状,在棉花杂种优势研究中具有重要的利用价值。本研究以3个芽黄突变体71-7、62-17和115-23为试验材料,配制了33个杂交组合,研究芽黄性状分离规律、芽黄性状的回交转育和优势组合选配。结果表明:71-7和115-23两个突变体的芽黄基因为单基因控制的隐性性状,62-17材料为单基因控制的不完全显性性状;通过回交转育方法,创制了9份带有芽黄标记性状的陆地棉三系种质资源;通过配制的12个优势组合综合性状分析,筛选出组合Y34和Y26具有较高的籽棉产量和皮棉产量,并可作为早熟杂交棉新品系选送新疆维吾尔自治区早熟陆地棉组进行品种参试。本研究结果可为新疆棉花种质创制、新基因挖掘及新品种培育提供新的亲本及基因来源。

一个携有Bt基因的芽黄突变体初报

2005年在徐州农业科学研究所试验地发现1个陆地棉芽黄突变体。经研究证明:芽黄性状遗传稳定,属单基因隐性遗传;经卡那霉素检测,此芽黄突变体携有Bt基因。Bt基因与芽黄基因是否在一条染色体上以及控制此芽黄性状的基因与国内外诸多芽黄材料的基因是否是等位的,尚待进一步研究。

新陆早33号芽黄突变体在杂交制种研究中的初步应用

本实验利用芽黄和鸡脚叶作为指示性状应用于杂种优势上,利用免去雄制种方法,不仅可简化制种程序,而且还能降低成本,提高制种工效。

北疆早熟陆地棉芽黄突变体杂种F_1优势分析及优良组合的筛选

[目的]培育适合新疆北疆棉区种植的早熟杂交棉品种,探讨杂种F1代的杂种优势,为北疆棉区提供高产优质早熟杂交棉品种。[方法]2011年以芽黄突变体为母本,配置14个杂交组合,并筛选出强优势组合。[结果]竞争优势分析结果表明:有11个参试组合子棉产量超过CK;有13个组合皮棉产量超过CK;其中组合KH1148和KH1150的早熟性好、丰产性突出且纤维品质综合性状优良。[结论]组合KH1148和KH1150可作为早熟杂交棉组合适于北疆棉区种植。株高、衣分、比强度存在正向杂种优势;以115-23和71-7为母本的组合,在农艺性状、产量等综合性状上有强的优势。

黄瓜芽黄突变体叶片的蛋白组学研究

为筛选影响芽黄现象的差异表达蛋白,采用双向电泳-质谱技术研究黄瓜芽黄突变体与正常黄瓜的蛋白表达差异。提取相同生长时期的芽黄突变体黄瓜yh与正常黄瓜的叶片组织的总蛋白,进行双向凝胶电泳,其结果应用PDQuest软件分析。共选取22个蛋白进行MALDI-TOF质谱分析,结果表明,22个蛋白中芽黄突变体中上调表达的有7个,正常黄瓜中上调表达的有6个,无明显差异的蛋白9个。本实验成功建立了黄瓜芽黄突变体双向电泳分析体系,并筛选出差异蛋白,为黄化突变体分子机制研究奠定了一定基础。

大豆芽黄新突变体vl-1的光合特性与基因定位

为发掘大豆叶色新基因资源,探讨叶绿素合成及光合作用机理,本研究以南农99-6芽黄新突变体vl-1和野生型(WT)品种南农99-6为试验材料,分析突变体与野生型形态、叶绿体结构、色素含量及光合特性,并进行遗传和基因定位研究。结果表明,突变体vl-1幼叶呈黄色,其类胡萝卜素、总叶绿素、叶绿素a、叶绿素b含量均极显著低于野生型,叶绿体内基质片层排列疏松且减少,原片层体居多;突变体vl-1成熟叶片的叶色转绿,其光合色素含量、叶净光合速率、气孔导度、蒸腾速率与野生型均无显著差异,但胞间CO2浓度显著低于野生型。突变体vl-1与2个正常叶色亲本杂交衍生遗传群体叶色分离比例分析表明,芽黄受1对隐性核基因控制。利用科丰1号×突变体vl-1 F2群体将芽黄基因vl1定位于第8号染色体顶端SSR标记BARCSOYSSR_08_0037和BARCSOYSSR_08_0073之间,物理距离为628 kb,该区段未见大豆叶色基因定位的报道,共包含76个预测基因。本研究结果为揭示大豆芽黄的遗传机制奠定了理论基础。

一个短季棉芽黄基因型的鉴定及生理生化分析

【目的】鉴定新的早熟棉花芽黄突变体,为揭示航天诱变机理和芽黄突变体的利用提供理论基础。【方法】以中棉所58芽黄突变体为材料与野生型、棉花中期库17份芽黄材料进行正、反交,通过遗传学分析、叶绿体的超微结构观察和抗氧化系统酶活性测定,比较中棉所58芽黄突变体Vsp与野生型的各性状差异。【结果】中棉所58芽黄突变体Vsp和野生型中棉所58正、反交F2叶色表现符合绿叶﹕黄叶为3﹕1的分离结果,说明该突变体的芽黄性状由隐性核基因控制,中棉所58芽黄突变体Vsp和其它17份芽黄材料正、反交,虽有材料杂交后代有极个别表现芽黄表型,但绝大部分(95%以上)都表现为正常绿色,说明控制中棉所58芽黄突变体Vsp芽黄性状的基因和其它17份已经鉴定的芽黄材料控制该性状的基因不等位。叶绿体的超微结构表明,芽黄突变体叶绿体发育存在一定的缺陷,发育比较滞后,基粒类囊体和基质类囊体垛叠数较少,排列比较混乱,但随着叶片的不断发育,之后逐渐达到野生型的发育水平。芽黄材料的株高、果枝数、大铃、小铃、产量和纤维品质显著低于对照,芽黄突变体的SOD和CAT活性低于对照,POD活性高于对照,说明其抗氧化能力远低于对照。【结论】利用航天诱变技术,经过多代连续自交,获得芽黄性状稳定遗传且不同于棉花中期库17份已有芽黄材料的芽黄突变体中棉所58Vsp,该芽黄性状受一对隐性核基因控制;该芽黄突体的抗氧化系统酶活性、色素含量、叶绿素合成前提物质及叶绿体的超微结构均受到一定的影响。