东北春播区糜子核心种质的荧光微卫星标记鉴定

优异种质资源是糜子新品种选育和产业发展的基础。本研究以190份东北春播区糜子核心种质为材料,利用前期构建的SSR标记在5'端标注荧光,进行PCR扩增和毛细管电泳。根据毛细管电泳检测的片段有无采用“0/1”表示,利用ID Analysis4.0进行区分,使用PopGene、PowerMarker、MEGA、Structure、NTSYS进行遗传多样性分析。试验结果表明,3个荧光SSR标记组合(RYW3+RYW6+RYW28)可区分190份材料,共检测出等位变异73个,平均为24.3333;有效等位基因数(Ne)为5.4728(RYW3)~15.8922(RYW6),平均为9.6496;检出Shannon多样性指数(I)为2.0851(RYW3)~2.9457(RYW6),平均为2.4896;观测杂合度(Ho)为0.7529(RYW6)~0.9574(RYW28),平均为0.8876;期望观测杂合度(He)为0.8194(RYW3)~0.9398(RYW6),平均为0.8765;Nei’s基因多样性指数(Nei)为0.8173(RYW3)~0.9371(RYW6),平均为0.8741;多态性信息含量(PIC)为0.8656(RYW3)~0.9722(RYW6),平均为0.9198。基于UPGMA将190份资源划分为3个群组。基于Structure的遗传结构分析(K=3)将糜子核心种质分为3个类群,来源于东北地区的4个基因库(黑龙江、吉林、辽宁和内蒙古的一部分)。基于主成分分析将材料分为4个类群,与地理来源一致。利用在线二维码技术(https://cli.im/)构建了190份东北糜子核心种质的DNA分子身份证。

东北春播区糜子核心种质及其DNA分子身份证构建

本研究以500份东北春播区糜子资源为材料,利用169个SSR标记,采用UPGMA聚类分组,进行分层抽样,构建核心种质,同时应用ID Analysis 4.0软件构建分子身份证。利用等位基因数(Na)等遗传多样性衡量指标评估核心种质的遗传差异,并利用PCOA分析核心种质。结果表明,对169对SSR引物进行筛选,发现30对多态性好,利用30对SSR引物构建的糜子核心种质包含190份材料,占全部种质的38%,全部种质与核心种质的均检测出91个等位变异,保留了100%等位基因;有效等位基因数为2.2977~2.9975和2.2872~3.0173,平均值分别为2.8198和2.8297;Shannon多样性指数为0.9532~1.0990和0.9535~1.1162,平均值为1.0645和1.0667;观测杂合度为0.3434~0.8037和0.3162~0.7849,平均值为0.5399和0.5359;期望杂合度为0.5654~0.6672和0.5645~0.6707,平均值为0.6448和0.6473;Nei’s基因多样性指数为0.5648~0.6664和0.5628~0.6686,平均值为0.6441和0.6452;多态性信息含量为0.6657~0.8356和0.6493~0.8340,平均值为0.7974和0.7944。全部种质与核心种质的分子标记的相关指标进行t检验,结果无显著性差异,且PCOA分析表明核心种质与全部种质具有相似的遗传多样性和群体结构,同时发现8个SSR标记(RYW5、RYW8、RYW16、RYW28、RYW40、RYW53、RYW62和RYW67)可区分190份核心种质,构建了东北糜子核心种质的分子身份证。

基于分子动力学的沥青-集料界面水损伤研究

为探讨沥青-集料界面水损伤特性,首先开展基于冻融循环的室内拉拔试验;其次,构建沥青-集料界面水损伤模型,并进行分子动力学模拟。研究表明:沥青-集料界面拉拔强度随着冻融循环次数的增加而降低,降幅随着循环次数的增加而减小,最终趋于平缓;橡胶沥青的粘附力要优于基质沥青,碱性集料对沥青的粘结性能要优于酸性集料;随着水损伤程度不断加深,越来越多的水分子取代沥青分子吸附在集料表面,沥青集料之间的界面能随之下降,沥青与集料的粘结性能降低。

囊式分子弹簧隔振器力学性能分析

结合囊体变形分析和水分子侵入疏水微孔的过程,建立了囊式分子弹簧隔振器的力学模型,推导了隔振器受力过程的力-位移关系,采用准静态试验验证了力学模型,并通过仿真和试验分析了隔振器性能的影响因素。结果表明:理论与试验结果一致性较好;囊式分子弹簧隔振器表现出高-低-高的分段刚度特性,且阶段Ⅱ刚度较阶段Ⅰ有极大降低;微观层面的孔径、接触角、孔容积以及宏观层面的材料用量和氯化钠溶液浓度等参数均会对隔振器阶段Ⅱ产生影响,调整这些参数可以灵活调节隔振器性能,适应不同的工程需求。

基于金属骨架材料分子弹簧隔振器力学性能研究

将金属有机骨架材料和水的混合物作为工作介质置于密闭容器中,形成基于金属有机骨架材料的分子弹簧隔振器;当隔振器受到外部载荷时,水分子在外压作用下侵入和逸出金属有机骨架材料的疏水微孔,实现能量的储存与释放。通过微观力学平衡和宏观体积变化关系模拟了水分子大量侵入金属有机骨架材料微孔的过程,推导隔振器在受力过程的力位移关系,采用准静态试验验证推导的力学模型,经仿真和试验分析隔振器性能的影响因素。结果表明,理论与试验结果一致性较好,基于金属有机骨架材料的分子弹簧隔振器表现出高-低-高的分段刚度特性,金属有机骨架材料的最小接触角、最大孔径、钴配比和孔容积等参数均会对隔振器的阶段Ⅱ产生影响,调整这些参数可灵活调节隔振器的性能。

国外著名实验室跨学科基础研究的经验与启示

通过跨学科研究推出基础研究原创成果,已经成为现代学术创新的重要模式之一。卡文迪许实验室、英国分子生物学实验室和冷泉港实验室都在深入开展单一学科研究的基础上,以探寻新的学术方向为目标,以重大社会需求为动力,组建跨学科团队,“孵化”出大量基础研究原创成果。3个实验室积极引进与培养跨学科人才,营造跨学科学术文化,扶持原创性基础研究,使跨学科团队成为原创性基础研究的生力军。为了实现前瞻性基础研究、引领性原创成果重大突破,我国要借鉴国外大学及研究机构的经验,倡导高校围绕基础研究关键领域,组建跨学科团队,培养跨学科基础研究拔尖人才,“孵化”原创学术成果。

黄淮南片冬麦区主导品种春化基因及冬春性分析

以1950～2007年黄淮南片冬麦区的127个主导小麦品种为材料,利用第5同源群的春化基因分子标记对其进行了春化基因检测,并分析了小麦品种的春化基因与其冬春性的对应关系及黄淮南片冬麦区8次品种更换中春化基因与品种冬春性的演变规律。结果表明,参试品种中没有品种携带显性Vrn-A1基因,7个品种含有Vrn-B1基因(5.5%),2个品种含有Vrn-B1+Vrn-D1基因(1.6%),56个品种含有Vrn-D1基因(44.1%)。春化基因类型与品种冬春特性基本相符,春化基因控制着小麦品种的冬春特性。主导品种含春化显性基因频率的变化趋势与冬春性变化规律存在较大差异,与传统方法相比,仅用春化基因来确定品种冬春性存在一定的不完善之处。采用春化基因分子标记与传统的冬春性鉴定方法相结合来认识品种冬春性、预测品种的抗寒性对黄淮南片冬麦区的小麦品种利用更具有指导意义。

小麦春季抗寒性研究进展

近年来气候异常现象频繁发生,春季低温冻害已成为影响小麦生产的限制因素之一。关于小麦春季抗寒性已开展大量研究,并取得一定进展。本文根据国内外相关研究报道分别从小麦对倒春寒敏感期的鉴定、响应倒春寒的生理生化、倒春寒对小麦产量及其构成因素的影响、小麦春季抗寒性分子生物学研究等方面进行概述,并据此探讨了此领域研究中存在的问题及今后可能的研究思路。

温泉水中嗜肺军团菌污染调查及分子分型研究

目的探讨温泉水环境中嗜肺军团菌的污染状况和分布规律,了解其主要血清型别及基因型别。方法采取随机抽样方法采集温泉场所蓄水池、温泉池、客房淋浴水等,浓缩后用细菌培养法分离得到可疑菌株,用血清学与荧光定量PCR技术进行嗜肺军团菌的鉴定。对分离的菌株用脉冲场凝胶电泳(PFGE)和多位点序列分型方法(SBT)进行基因分型。结果65份温泉水中35份检出嗜肺军团菌,检出率为53.85%。嗜肺军团菌计数范围在20CFU/100mL-16 000CFU/100mL之间。血清分型以LP1、LP3为主。分离的嗜肺军团菌菌株均携带dot基因。对40株嗜肺军团菌菌株进行了PFGE聚类分析,得到10种不同的带型。40株菌株13种ST型可以被分为3个克隆群和1个单态群。结论本地区温泉水嗜肺军团菌污染程度较高,分子分型结果表明这些菌株具有遗传多样性。

宁夏春小麦种质资源Wx基因分子鉴定及其分布

为明确宁夏春小麦种质资源Waxy基因的分布情况,利用Wx-A1、Wx-B1和Wx-D1位点的6个STS标记(PA1、PA2、PB1、PB2、PD1、PD2),对299个宁夏春小麦种质资源进行等位变异检测。结果表明,供试小麦种质的Waxy基因组成以野生型(Wx-A1a/Wx-B1a/Wx-D1a)为主,占参试材料总数的88.3%。在Wx-A1、Wx-B1和Wx-D1基因位点上,发现Wx-A1b、Wx-B1b和Wx-D1b突变型材料分别有2、32和2个,分别占材料总数的0.7%、10.7%和0.7%;其中,有1个材料为Wx-A1b/Wx-B1b突变型,占材料总数的0.3%。宁夏春小麦种质资源中Wx-B1基因缺失类型的分布频率相对较高,在新品种和高代品系中该类型逐步增加。该研究有助于了解宁夏优质面粉小麦品种的生产现状,为该区和我国其他相关春麦区优质面条小麦的选育奠定基础。

新疆部分春小麦品种(系)相关品质性状基因等位变异的分子检测

【目的】准确、快速鉴定小麦品质基因,为小麦品质改良和分子育种提供亲本材料。【方法】利用高分子量麦谷蛋白亚基Dx5标记、1B.1R易位系特异性SCAR标记、2A和2D染色体的PPO18、PPO16、PPO29标记以及7A染色体上的YP7A相关品质基因的分子标记,对新疆部分春小麦材料进行基因等位变异检测。【结果】在所检测的小麦材料中Dx5、1B.1R易位系、黄色素含量和籽粒多酚氧化酶(PPO)活性基因等位变异存在一定差异。其中,含Dx5材料的分布频率为28.9%,含低黄色素含量Psy-A1b等位变异分布频率为34.0%,同时在2A和2D含低PPO活性的Ppo-A1b和Ppo-D1a等位变异材料只有2份。97份材料中聚合多种优质基因的材料很少。【结论】所用的标记可以准确鉴定其等位基因的变异,并在品质育种中可直接利用进行分子标记辅助选择。

59份CIMMYT春小麦品系的HMW-GS组成及其品质状况

为了给小麦品质遗传改良提供参考,对59份CIMMYT春小麦材料的HMW-GS组成及其品质状况进行了分析。结果表明,供试材料中Glu-A1上的HMW-GS有3种类型,分别是1、2*和null,其中1出现的频率最高,为44.07%;Glu-B1位点有9种类型,其中6+8和14+15出现的频率最高,分别是37.29%和32.20%;Glu-D1位点有11种类型,其中10亚基出现的频率最高,为25.42%。总共检测到33种HMW-GS组合变异类型,其中1/14+15/10出现频率最高,为10.17%。59份CIMMYT春小麦材料的综合品质均较差,不适合直接推广,但有些优质亚基出现的频率较高,因而可以作为改善我国春小麦现有品种亚基组成状况的亲本材料加以利用。

建国以来黑龙江省春小麦抗白粉病基因检测及其组成分析

为了解黑龙江省春小麦抗白粉病基因的组成及分布规律,本研究利用已开发的Pm2、Pm3b、Pm4、Pm8、Pm13和Pm21抗白粉病基因分子标记对黑龙江省推广的123份小麦品种进行了检测和分析。结果表明,在123份小麦品种中分布4种抗白粉病基因,其中Pm2、Pm3和Pm13分布频率较高,分别为95.1%、95.1%和94.3%,Pm8分布频率较低,仅为0.01%,且不存在抗白粉病基因Pm4和Pm21;黑龙江省春小麦抗白粉病基因组合共有7种类型,其中Pm2/Pm3b/Pm13类型所占比例最高,为88.6%,其次为Pm2/Pm3b、Pm2/Pm13和Pm3b/Pm13,所占比例分别为3.3%、2.4%和2.4%,Pm2和Pm2/Pm3b/Pm8/Pm13所占比例最低,为0.8%。本试验结果明确了建国后黑龙江省春小麦品种抗白粉病基因的组成和分布频率,为高效开展小麦抗白粉病育种提供了一定的理论依据。

黑龙江省春小麦主要品质性状和慢锈抗病基因的分子标记检测

1B.1R易位系、高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)、多酚氧化酶(Polyphenol oxidase,PPO)活性、黄色素含量等因素都对小麦加工品质有重要影响,慢锈基因Lr34既抗叶锈,又抗条锈、白粉和秆锈病。为了明确这些基因在黑龙江小麦品种中的分布,并为优质抗病小麦分子标记辅助育种提供材料和方法,本研究利用高分子量谷蛋白亚基Dx5、By8、1B.1R易位系、PPO、PSY基因和Lr34位点的特异性分子标记对黑龙江省不同地区的169份小麦品种进行鉴定。结果表明,Dx5亚基的频率为43.2%,By8亚基的频率为30.8%,1B.1R易位系的频率为4.7%,Ppo-A1b的频率为33.1%,Psy-A1b的频率为33.7%,含Lr34位点的频率为24.9%;不含1B.1R易位系、同时又具有Dx5和By8、Ppo-A1b、Psy-A1b及Lr34位点的品种只有2份,占1.2%。

以半冬性甘蓝型油菜为亲本增强春性甘蓝型油菜杂种优势

以春性恢复系与半冬性品种(系)杂交后选育的16份新春性恢复系及其4个亲本系[2个半冬性甘蓝型油菜品种(系)和2个春性甘蓝型恢复系]、2个春性甘蓝型不育系为材料,利用SSR、SRAP和AFLP分子标记技术分析材料间的遗传差异,同时利用以上2个春性不育系分别与12个新春性恢复系和1个春性亲本恢复系Ag-5进行NCII双列杂交,测定其杂种优势及杂种表现。16份新恢复系中除931和帐23外,其余的14份新恢复系与2个不育系的遗传距离均大于其春性亲本恢复系与相应不育系的遗传距离,说明导入半冬性品种遗传成分能扩大春性恢复系与不育系间的遗传差异;配制的26个杂交组合中,其双亲中不育系所对应保持系单株产量为高亲值的组合有15个,其中13个组合单株产量超亲优势都强于所对应不育系与亲本恢复系Ag-5所配杂交组合,说明导入半冬性品种遗传成分可增强甘蓝型春油菜杂种优势;12个新恢复系分别与2个不育系所配24个组合中18个组合的单株产量都分别超过所对应不育系与亲本恢复系Ag-5所配杂交组合,说明导入半冬性品种遗传成分能提高甘蓝型春油菜杂种的产量;新恢复系与2个不育系杂交后代的抗病性均强于其亲本恢复系与相应不育系杂交后代的抗病性,说明导入半冬性品种遗传成分能提高春性甘蓝型油菜杂交种抗菌核病的能力。研究结果表明,半冬性甘蓝型油菜品种可为春油菜杂交育种提供有价值的遗传资源。

小麦低分子量麦谷蛋白亚基与面团流变学特性关系的研究

采用十二烷基硫酸钠-聚丙稀酰胺凝胶电泳 SDS-PAGE 分离方法,以牛血清蛋白 67kD 和卵清蛋白 43kD 为分子量标记,对甘肃河西灌区近几年选育的17个小麦品系以及大面积栽培的2个春小麦品种的低分子量麦谷蛋白亚基组成以及不同亚基对面团流变学特性 面团韧性P、延伸性L、面团筋力W 的影响进行分析.19个试验材料中共标记出从35.2～60.5kD的LMW-GS共32条谱带;通过单因素方差分析 ANOVA 和逐步回归分析确定出对面团流变学特性P、L、W值影响显著的7个LMW-GS,分子量由高到低为:52.7kD、52kD、49.3kD、46.7kD、44.8kD、44.2kD、35.2kD.其中35.2kD和46.7kD亚基能显著地增加面团P值,44.8kD亚基能显著地降低面团P值;44.2kD和49.3kD亚基显著增加面团L值,52.7kD亚基降低面团L值;44.8kD、52.7kD亚基能显著降低面团的W值,52.0kD和46.7kD亚基能显著提高面团W值.

基于分子模型的支化聚合物流变性能模拟

通过布朗(Brown)动力学方法模拟了有限伸展非线性弹性(FENE)珠-簧链支化聚合物分子模型在稳态和瞬态剪切流场中的运动,得到分子构象信息,同时对支化聚合物分子力场进行计算分析,模拟支化聚合物流变性质,研究支链长度、弹簧模型参数和剪切速率等对该模型定常与非定常流变性质的影响。结果表明,珠簧链模型能够较好地描述支化聚合物分子结构,随支链长度的增加,支化聚合物黏度升高,随剪切速率的升高,伴随有假塑性剪切变稀现象发生,并且弹簧拉伸常数不同,支化聚合物黏度稳态值也不同。

甘肃旱地春小麦及部分重要骨干亲本麦谷蛋白亚基组成分析

为明确甘肃主栽旱地春小麦品种资源的优质麦谷蛋白亚基组成及分布情况,选取高分子质量麦谷蛋白亚基Ax1/2*、Dx5、Bx7、By8、Bx14和低分子质量麦谷蛋白亚基Glu-A3d、Glu-B3b,采用STS分子标记的方法,对82份甘肃近年来育成的旱地春小麦品种(系)及部分重要骨干亲本进行检测。结果表明,82份供试材料中优质HMW-GS以Ax1/2*、5+10和7+8为主,分布频率分别为57.3%、31.7%和72.0%,14+15的频率为4.9%,在2份材料中检测到稀有亚基By8,频率为2.4%。LMW-GS中Glu-A3d、Glu-B3b频率分别为80.5%和42.7%。Glu-1 3个位点具优质亚基的小麦品种(系)共11个,Glu-3 2个位点具优质亚基的小麦品种(系)共31份。8份材料在5个位点都具有优质亚基。研究结果为改良甘肃旱地春小麦面筋质量、准确筛选优质种质资源和加快育种进程提供了重要依据。

简化线形大分子的动力学建模与仿真

为了通过简化方法来模拟线形大分子低能构像时存在的形态,提出了球-虚弹簧模型,并分别建立了线形大分子的横向伸缩振动和轴向扭转振动模型,探讨了影响线形分子柔性的力学问题.仿真结果表明,线形大分子中单个等效原子的伸缩振动是导致分子构象发生变化的重要因素,轴向扭转振动的影响则可忽略.

新疆春小麦品种(系)抗白粉病基因的分子检测

通过苗期抗性鉴定和抗病基因的分子标记检测,筛选对小麦白粉病具有抗性的春小麦品种(系),明确Pm4、Pm8和Pm21在新疆春小麦品种(系)中的分布现状,为新疆春小麦品种的合理布局及抗白粉病品种的选育提供依据。苗期抗性鉴定结果表明,新春38号和366S表现出抗性,高抗植株与中感植株的比率为2∶1,新春12号、新春15号、新春18号等29个小麦品种(系)对小麦白粉病均表现为高感。分子标记检测结果表明,新春27号、1354和1360含有Pm4基因;983-S、MJ307、HMJ555和1112含有Pm8基因;366S含有Pm21基因。采用苗期抗性鉴定和分子标记检测相结合的方法,可大大提高抗白粉病品种鉴定的准确性。