一粒小麦种质遗传多样性分析

为了从野生一粒小麦中发掘有用基因,随机选取33个普通小麦EST-SSR标记和定位于小麦A基因组的41个普通小麦基因组DNA-SSR标记,对35份一粒小麦、3份四倍体小麦和1份普通小麦进行了遗传多样性分析。结果表明,在扩增这些标记位点的引物中有45对在一粒小麦上有扩增产物,其中33对检测出位点多态性,而且基因组DNA-SSR标记的多态检测率明显高于EST-SSR标记多态检测率。这些多态位点包括211个等位位点,平均每个位点有6.03个等位变异。利用PHYLIP分析软件按UPGMA方法对这些一粒小麦种质进行了聚类分析,以遗传距离0.5为界,可以将其分为7种类型。这种聚类关系与对应种质的白粉病抗性呈现出一定的相关性,因此根据聚类结果可以在一定程度上推测相关种质所携带的抗白粉病基因的起源和变异。对一粒小麦与野生二粒小麦种质的遗传距离的分析结果表明,不同来源的二粒小麦的A基因组可能有不同的起源。

水稻谷蛋白突变体的筛选及遗传分析

通过对国内外水稻品种种子的全蛋白分析 ,筛选到 3个谷蛋白突变材料。其中编号W36 6 0种子中 37～ 39kDa与 2 2～ 2 3kDa谷蛋白亚基的含量较普通水稻明显降低 ,而 13kDa醇溶蛋白多肽含量则大幅升高 ;W2 0 4和W379种子中 37～ 39kDa与 2 2～ 2 3kDa谷蛋白亚基的含量介于普通品种与W36 6 0之间 ,W379还具超大含量的 5 7kDa多肽 ,实验证明此多肽属谷蛋白成分。用W36 6 0和普通水稻栽培品种惊人糯 (Otorokimochi)构建了杂交群体。后代种子总蛋白SDS PAGE分析显示 ,低谷蛋白和高醇溶蛋白性状总是相伴出现 ;F1种子全部呈现低谷蛋白含量和高醇溶蛋白含量特性 ;F2 种子中呈现低谷蛋白和正常蛋白性状的比例约为 3∶1;从F3 种子分析推断出的F2 植株基因型 ,其低谷蛋白纯合型 ,杂合型和正常型的分离比例符合 1∶2∶1。表明 ,W36 6 0的低谷蛋白和高醇溶蛋白性状是由单显性基因控制 。

二倍体和四倍体扬花萝卜的品质特性及抗寒性比较研究

对二倍体扬花萝卜及其同源四倍体萝卜的生长和品质特性及幼苗在低温胁迫下的生理生化特性进行比较研究。结果表明:(1)与二倍体萝卜相比,四倍体萝卜叶片极显著增厚、增宽、增重、叶色加深,叶片中的还原糖和VC含量极显著提高(P<0.01);肉质根的长、直径、重量和小区产量均极显著增加,其可溶性蛋白、还原糖和VC含量极显著提高,而硝酸盐含量则极显著降低(P<0.01)。(2)经过2℃、10 d低温胁迫后,四倍体幼苗的可溶性蛋白、脯氨酸和叶绿素含量大于二倍体,SOD、POD活性大幅度提高且高于二倍体,MDA含量低于二倍体。研究发现,四倍体较二倍体萝卜在叶片和肉质根形态上表现出巨大性,优质高产,且耐寒能力强于二倍体。

普通小麦与鹅观草属间杂种F_1及BC_1的分子细胞遗传学、育性和赤霉病抗性研究

通过胚拯救,成功获得鹅观草Roegneria kamoji(2n=6x=42,SSHHYY)和普通小麦中国春Triticum aestivum(2n=6x=42,AABBDD)的正反交属间杂种F1,并对这些杂种F1及其BC1的形态学、减数分裂配对行为、育性和赤霉病抗性进行研究。结果表明,(鹅观草×中国春)F1和(中国春×鹅观草)F1的形态介于双亲之间。杂种F1花粉母细胞减数分裂中期I染色体构型分别为40.33I+0.78II+0.03III和40.40I+0.79II。杂种F1高度雄性不育,用中国春花粉与其回交可获得BC1代种子。(鹅观草×中国春)F1×中国春BC1植株的染色体数目主要分布在55～63之间,单价体较多,植株高度不育;(中国春×鹅观草)F1×中国春BC1植株染色体数目也主要分布在55～63之间,但其中部分植株拥有整套小麦染色体且能正常配对、分离,可形成部分可育花粉粒,能收到少量自交结实种子。在(鹅观草×中国春)F1中有1株穗型趋向中国春,其染色体数目为2n=63,经染色体分子原位杂交(GISH)检测,含有42条小麦染色体和21条鹅观草染色体。该杂种F1在减数分裂中期I平均每个花粉母细胞有26.40I+18.30II,但植株高度雄性不育,用中国春花粉回交能收到BC1种子。(鹅观草×中国春)F1(2n=63)×中国春BC1的染色体数目主要分布在40～59之间,其中的外源染色体已经逐渐减少,虽然该BC1的穗型已接近中国春,但仍然高度不育。赤霉病抗性鉴定结果显示,所有杂种F1及大部分BC1对赤霉病均表现出较好的抗性。

一种快速微量提取植物叶片DNA的方法

介绍了一种快速提取微量DNA的方法。该方法简单易行,无需任何特殊设备,所需样品量少。提取的DNA纯度高,D260nm/D280nm在1.9～2.1之间,可满足RAPD、SSR、转基因植株的PCR检测等以PCR扩增为基础的实验需要。

恢复基因的渗入对红莲型不育系粤泰A纯度的影响

通过模拟生物学混杂试验,于2004-2006年在江苏南京和海南陵水调查粤泰A的纯度并分析其杂株类型及成因。结果表明,粤泰A不育性稳定,生物学混杂导致恢复基因的渗入是粤泰A纯度迅速下降的主要原因。常用的保持系、恢复系和温敏核不育系等的恢复基因可直接渗入粤泰A,或者间接通过对粤泰B的渗入而渗入到粤泰A,产生F1杂株及其"同质恢"后代。粤泰A、B异交结实率高,抽穗扬花期与生产上常用品种同步,是它容易发生生物学混杂的重要因素。排除恢复基因后严格隔离是确保粤泰A、B纯度的主要技术措施。

温敏核不育基因在籼型三系遗传背景下的育性表达

用3个温敏核不育系培矮64S、6311S和360S与7个籼型质核互作型水稻雄性不育系及相应的保持系、3个恢复系配组,观察了51个组合的F1、19个F2及6个BC1的育性表现。结果表明培矮64S温敏核不育性状由2对隐性基因控制,具有对质核互作型雄性不育系育性的强恢复基因;6311S温敏核不育性状由1对隐性基因控制,同时具有1对弱恢复基因;360S温敏核不育性状由1对隐性基因控制,但没有恢复基因。进一步利用4个细胞质雄性不育系/6311S组合F2群体中4个温敏核不育株与5个细胞质雄性不育系CMS配组,研究了杂交F1的育性,表明在可育细胞质背景下,三系恢复基因对温敏核不育基因的表达没有影响;在不育细胞质背景下,三系恢复基因是温敏核不育基因表达的关键。由此提出了选育不育细胞质背景的光温敏核不育系和温敏核不育背景的质核互作型不育系的策略。

水稻株型突变体rad-1和rad-2的鉴定与功能基因克隆

株型是决定水稻等作物产量的核心因素之一,是品种选育的重要指标。本研究从粳稻品种Asominori的辐射诱变中分离出2个稳定的株型突变体,rad-1和rad-2,它们均表现出苗期弯曲生长、成熟期株高矮化、粒长变短、千粒重降低和产量下降等特征。等位性测验结合连锁分析证实rad-1和rad-2等位,且位于水稻第7染色体上约230kb的范围内。对定位区段的序列分析后确定OsFH5为候选基因,该基因呈现组成型表达,编码水稻Ⅱ型成蛋白。突变体rad-1在OsFH5基因第2个外显子上缺失8个碱基,导致移码;而rad-2则在第14内含子上发生单碱基的变异,发生异常剪切。两类突变最终均导致OsFH5基因翻译提前终止,产生截短的蛋白。相比野生型,rad-1和rad-2在幼苗中OsFH5基因的表达下调。细胞学研究表明,OsFH5基因的功能缺失会导致幼苗叶鞘细胞大小不均,呈现不规则生长,在成熟的颖壳中细胞显著变短。对生长素响应的ARF因子进行表达量检测发现,rad-2中一系列ARF成员表达均显著下调,推测OsFH5极有可能影响了植株对生长素的响应。