甘蔗斑茅的杂交利用及其杂种后代鉴定系列研究 Ⅲ.甘蔗斑茅远缘杂交后代细胞遗传分析

以甘蔗与斑茅杂交和回交后代为供试材料 ,进行染色体计数与核型分析 ,结果表明 ,在 5个供试材料中 ,海南斑茅 92 1 0 5的体细胞染色体数 2n =6 0 =6 0m ,属原始的 1A型染色体 ,其他材料的核型均属 2B型。以拔地拉 ( 2n =80 =70m + 1 0sm)为母本、海南斑茅 92 1 0 5为父本的杂交后代崖城 96 6 6的体细胞染色体数目为 2n =70 =6 8m + 2sm ;以崖城96 6 6为母本、CP84 1 1 98( 2n =1 2 0 =1 1 4m + 6sm)为父本杂交的后代崖城 0 1 3的体细胞染色体数为 2n =1 0 5 =95m + 1 0sm。结果说明甘蔗斑茅杂交后代染色体以n +n的方式进行传递。

甘蔗和斑茅的杂交利用及其杂种后代鉴定系列研究(四)甘蔗与斑茅抗旱生理生化差异性分析

进行了水分胁迫及复水过程中斑茅和甘蔗活性氧代谢和渗透调节变化的研究。结果表明,随着水分胁迫程度的提高,斑茅丙二醛(MDA)含量提高幅度低于拔地拉,但超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)比活性较高,同工酶谱带较强(SODb1、SODb2和PODa1)且明显不同于拔地拉,而且其在严重胁迫后复水出现与拔地拉相同的新的诱导谱带PODb2。过氧化氢酶(CAT)比活性分析结果还表明,拔地拉在水分胁迫下,比活性明显下降,而斑茅则里上升趋势。

CP基因遗传转化甘蔗品种Badila与福农91-4621的抗病性差异分析

利用含甘蔗花叶病病毒E株系外壳蛋白基因(CP)的质粒pUbi-SCMV-CP,用基因枪轰击法遗传转化不同甘蔗品种,所获得的转基因无性系经过3代的抗病性鉴定和H2O2代谢的分析.结果表明,Badila(TB1)转基因植株具有较强的抗花叶病能力,而福农91-4621在转基因无性系T1、T2中表现出较强的抗病性,但在T3中其抗病性开始退化,发病率高达68%;抗病生理分析表明,转基因无性系的抗病性与H2O2清除和积累有关.经RT-PCR克隆和测序分析,福农91-4621所感染的SrMV-H的CP基因氨基酸序列与转化的SCMV-E的同源性较低,仅为73.2%,福建Badila所感染的是SCMV-D,与SCMV-E同源性高达97.8%.说明CP基因对本身所来源的病毒或是与原病毒亲缘关系较近的病毒可能具有较强的抗性,而对同属于SCMV的其他病毒虽有抗性,但抗性较弱,且随着转基因世代数的增加而降低.

甘蔗常用亲本及其衍生品种的抗旱性评价

【目的】为获得抗旱性强的甘蔗亲本及其衍生品种提供依据。【方法】利用已建立的甘蔗抗旱生理鉴定技术对38个中国常用甘蔗亲本及其衍生品种进行盆栽人工水分胁迫抗旱性评价。【结果】通过聚类和判别分析将其抗旱性分为3类。【结论】抗旱亲本桂糖11及其衍生的品种云蔗89-351、桂糖89-5表现较强的抗旱性;中高抗亲本CP72-1210和新台糖1号衍生品种的抗旱性取决于另一亲本的抗旱性,与抗旱性强的亲本粤农73-204、湛74-141衍生的品种粤糖93-159、福农95-1702和福农91-4621表现为较强抗旱性,选择不抗旱亲本科5和闽糖69-243组配组合选育的福农91-4710和福农94-0403的抗旱性为中低抗;不抗旱亲本选15衍生的品种闽糖92-505等基本不抗旱。其它亲本种质如斑茅、福农81-745、崖90-33和崖73-512等经鉴定为抗旱种质或亲本。

甘蔗抗旱种质资源的筛选与评价

从系统发育的角度,利用已建立的甘蔗抗旱生理鉴定技术评价甘蔗属5个种及其衍生品种资源的抗旱性,从中筛选出江西竹蔗、NCo310、ROC5、福建斑茅等几个在甘蔗育种中可利用的强抗旱种质材料。同时,研究结果还表明抗旱性强的种质材料或含有较高的割手密种血缘,一般都在12.5%以上,或基础种质的世代较低,或者这些抗旱性强的种质材料含有较高甘蔗近缘属植物斑茅的血缘。

水分胁迫下钙对甘蔗幼苗抗氧化酶活性的影响

选取甘蔗福农95-1702为材料,结合钙离子螯合剂EGTA预处理,对水分胁迫下Ca2+与甘蔗幼苗抗氧化酶类活性的关系进行研究,探讨逆境信号转导第二信使Ca2+在甘蔗抗旱性中的作用。结果表明,1￣3mmol/L的EGTA预处理对正常生长条件下甘蔗幼苗的相对生长率、可溶性蛋白含量及抗氧化酶活性均无显著影响。但30%PEG处理下,1￣3mmol/L的EGTA预处理降低了甘蔗幼苗的相对生长量,加剧了可溶性蛋白含量的下降:在处理的24小时,处理1E+D(1mmol/LEGTA+30%PEG)及3E+D(3mmol/LEGTA+30%PEG)中的可溶性蛋白含量分别比处理D(30%PEG)降低了40.2%和54.3%。同时,EGTA预处理抑制了PEG胁迫下超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性的升高,加剧了过氧化氢酶(CAT)活性的降低:在处理的24小时,处理1E+D及3E+D中的SOD活性分别比处理D降低了26.5%和29.9%;而POD活性则比处理D分别降低了31.3%和23.2%;处理3E+D的CAT酶活性比处理D降低了27.2%。这些结果暗示Ca2+可能参与了水分胁迫下甘蔗幼苗抗氧化酶系统的调节,Ca2+信号和活性氧(ROS)所介导的信号转导途径存在交叉互作。

与甘蔗抗黑穗病基因连锁的RAPD标记筛选(英文)

为了寻找与由黑粉菌 (UstilagosictamineaSyd .)引起的甘蔗黑穗病抗病基因连锁的分子标记 ,从而借助分子标记辅助选择 (MAS)手段提高抗病育种效率 ,用甘蔗抗病亲本Co10 0 1为母本 ,用感病亲本Ya71- 374为父本 ,配置杂交组合创制抗病性分离群体为材料 ,采用人工接种新植蔗 ,田间种植方法鉴定分离个体新植和宿根的抗病性 ,借助RAPD和集群分离分析法 (BSA) ,筛选出一个与抗病基因连锁的多态性片段 ,并在抗、感池中的个体和池外部分个体上得到验证 ,该片段大小约 5 2 0bp.对该片段的进一步克隆、测序和转换研究还在进行中 ,研究结果为抗病育种的MAS奠定了基础 .图 2表 3参

甘蔗斑茅属间远缘杂种真实性的ITS鉴定及其抗旱性分析

对甘蔗斑茅属间远缘杂种真实性进行ITS鉴定,同时在水分胁迫下对斑茅及其杂种后代的生理进行研究,参照已建立的甘蔗抗旱鉴定技术体系进行筛选和评价。结果表明:崖城96-40、崖21号、崖城01-3和崖城01-6等都是斑茅的真实杂种;海南92-105(斑茅)、崖城92-77(斑茅)都表现为高抗或特抗,可见斑茅具有很强的抗旱性。

甘蔗分离群体的黑穗病病情指数分析(英文)

在田间进行2组试验以分析甘蔗分离群体的甘蔗黑穗病病情指数。新植蔗和宿根蔗分别有72份和50份无性系参试。采用孢子悬浮液浸渍法对新植蔗进行接种,并收集新植蔗和宿根蔗自第1个黑穗病鞭子出现至发病停止期间的数据。对所收集到的新植蔗3个病情指数茎感染率(SI)、丛感染率(PI)和病害进展曲线下的面积(AUDPC)的数据进行正态分布检验。结果表明:AUDPC与标准正态分布曲线最吻合,其3个特征值正态度、偏度和峰度分别为0.949,0.018和-0.721;PI的吻合程度次之;SI为第3。以上结果的置信度大于97.7%。不论新植蔗还是宿根蔗,3个病情指数两两间以及各病情指数与持续发病期(SDD)间均呈显著正相关,在AUDPC与SI间的相关系数最大,新、宿分别为0.929和0.888。除潜伏侵染期(LP)与PI间的相关外,LP与AUDPC、SI和SDD间的负相关均达到显著水平,LP与SDD间的负相关系数最大,为0.521。相关分析结果暗示,在进行甘蔗抗黑穗病性评价时,利用包括病情指数和病害流行学参数在内的多个参数综合评价抗病性是必要的。

甘蔗斑茅的杂交利用及其杂种后代鉴定系列研究(三)——拔地拉与斑茅耐盐性差异分析(英文)

以生长初期的斑茅和拔地拉(对照)为试验材料,分别用4 种NaCl 浓度(350,250,150,50 mmol/L )处理,测定在NaCl 胁迫与正常供水条件下植物的根系活力、叶片的叶绿素含量、丙二醛含量、过氧化物酶活性及同工酶谱、超氧化物歧化酶活性、盐胁迫蛋白的变化。结果表明,斑茅在遭受NaCl 胁迫时,通过叶片卷缩、减少叶面积来避免大量失水。在NaCl 胁迫处理条件下,斑茅的根系活力、叶绿素含量呈直线下降,与拔地拉的变化相似,但其下降幅度比拔地拉小;而丙二醛含量呈直线上升,但其上升幅度小于拔地拉;随胁迫处理时间的延长,斑茅和拔地拉的过氧化物酶活性、超氧化物歧化酶活性均出现先升后降趋势,但与拔地拉相比,斑茅的峰值出现较晚,且斑茅还产生了与拔地拉不同的盐胁迫蛋白。

甘蔗斑茅属间远缘杂种后代对NaCl胁迫的响应

以甘蔗(拔地拉)与斑茅的杂种F1(崖城96-66)、崖城96-66与商业栽培种(CP84-1198)的回交一代(崖城01-3和崖城01-6)为供试材料,从活性氧代谢角度探讨甘蔗与斑茅及其杂交后代对NaCl胁迫的响应。结果表明,在正常生长时,斑茅的POD活性及MDA含量显著高于甘蔗(拔地拉与CP84-1198),SOD,CAT活性和可溶性蛋白质含量比甘蔗(拔地拉与CP84-1198)低得多,叶绿素含量则介于拔地拉与CP84-1198之间;拔地拉与斑茅的杂种F1(崖城96-66)的SOD,CAT,POD活性均高于斑茅和拔地拉,叶绿素含量、可溶性蛋白质含量、MDA含量介于斑茅与拔地拉之间;崖城96-66与商业栽培种(CP84-1198)的回交一代(崖城01-3和崖城01-6)的SOD、CAT活性及MDA、叶绿素含量与其亲本相差无几,但POD活性则显著低于崖城96-66,而与CP84-1198保持在相同的水平。200mmol/LNaCl胁迫下斑茅的SOD活性上升,拔地拉、CP84-1198、崖城96-66、崖城01-3、崖城01-6的SOD活性下降,其中拔地拉与崖城96-66的SOD活性降幅最小,同时,NaCl胁迫下斑茅的CAT活性下降,在所有参试材料中降幅最小,POD活性上升,在所有参试材料中增幅最小,表明斑茅具有很强的抗盐性,维持活性氧代谢动态平衡的能力强。

甘露糖对甘蔗外植体再生的影响

在甘蔗外植体再生体系的基础上,在甘蔗愈伤组织继代、胚性愈伤组织芽分化以及幼芽生根阶段的培养基中附加甘露糖,研究甘露糖对甘蔗外植体再生的影响,以确定用于甘蔗遗传转化筛选的最适浓度.结果表明,甘露糖对甘蔗茎尖愈伤组织诱导、愈伤分化和幼芽根形成均产生抑制作用.愈伤组织生长、分化、生根3个阶段的抗性筛选浓度分别为3-5、4-5和3 g.L-1.

利用pmi标记基因筛选培育转EaDREB2B基因甘蔗

利用已构建的植物表达载体prd29a-dreb-hyg,通过酶切连接到含有磷酸甘露糖异构酶基因(pmi)的表达质粒pZMLR14上,构建植物表达载体pDREB-PMI。利用基因枪轰击转化甘蔗愈伤,经过甘露糖筛选,共获51株抗性苗,转化再生频率为4.25%。对转基因植株进行分子检测,结果表明有8株为阳性转基因无性系。氯酚红试验表明标记磷酸甘露糖异构酶基因在转基因株系中均有表达。对转基因T_1代甘蔗植株进行分子检测,结果表明EaDREB2B基因在转基因甘蔗无性系T_1代中稳定遗传。该结果为进一步研究EaDREB2B基因在甘蔗抗旱方面的作用奠定了基础。

水分胁迫下Ca^(2+)与甘蔗内源ABA的关系

本文选取甘蔗(Saccharum officinarumL.)福农95-1702为材料,结合钙离子螯合剂EGTA预处理,对水分胁迫下Ca2+与内源激素ABA的关系进行研究。结果表明,30%PEG处理下,甘蔗幼苗叶片中的内源ABA含量升高。1-3mmol/L的EGTA预处理显著抑制了水分胁迫下内源ABA的累积。这些结果表明Ca2+可能参与了水分胁迫下ABA的合成和释放,第二信使Ca2+与ABA所介导的信号转导之间可能存在交流与互作,协同调节甘蔗的抗旱性。

中国斑茅种质资源分子多态性分析

采用ISSR分子标记技术,对采自我国8省区的30个斑茅〔Erianthusarundinaceus(Retz.)Jesw.〕无性系的分子多态性进行了分析,共扩增出87条多态带,平均每个引物扩增的多态带数为5.1条,多态性条带比率(PPB)为64.89%,多态信息量(PIC)为0.58,说明我国斑茅具有较丰富的遗传多样性。根据研究结果进行聚类和主成分分析,可将30个斑茅无性系归为4大类,同一地区的斑茅无性系基本聚在同一类,呈现出一定的地域性分布规律。

微量大豆种子基因组DNA的快速制备

用改良的CTAB法,从微量大豆种子样品中快速提取了基因组DNA,并从大豆基因组中扩增到了大豆蛋白酶抑制剂基因。

干旱胁迫下斑茅消减文库的构建及分析

以干旱胁迫下斑茅（Saccharum arundinaceumRetz.）叶片组织的cDNA为Tester,正常生长条件下斑茅叶片组织cDNA为Driver,利用抑制性消减杂交技术（Suppression Subtractive Hybridization,SSH）构建斑茅干旱胁迫消减文库。文库克隆总量约为30 000个,克隆重组率为99.2%;随机从文库中挑取3500个克隆分析表明,插入片段长度主要集中在200-1 000 bp之间,500 bp以上的有463个克隆,500 bp以下的有3 037个克隆,平均长度约450 bp;通过随机对16个文库阳性克隆的测序及分析,3个克隆与ATP-NAD kinase、Aldo/keto reductase和锌指蛋白高度同源,3个克隆没有同源性,10个与逆境相关,是功能未知的EST。选择编号为EL0149和EL0145两个克隆进行Northern杂交验证,结果表明EL0149克隆为干旱胁迫上调表达的EST序列,而EL0145在正常供水和干旱条件下均无明显的的杂交信号。说明本研究克隆的SSH文库质量较高,可以进一步利用SSH文库结合芯片表达谱分析作物水分胁迫下的相关抗旱基因网络。

斑茅两个看家基因片段的克隆及其在基因芯片中的应用

根据已发表的同源基因序列,利用RT-PCR技术分离了斑茅(Erianthus arundinaceus)的GAPDH和APRT两个看家基因片段,用它们作为cDNA芯片阳性参照,以未经聚乙二醇(PEG)胁迫处理的斑茅叶片为对照,和PEG胁迫的4组材料同cDNA芯片进行杂交分析。杂交结果显示,GAPDH杂交的Cy5与Cy3平均信噪比(Signal/Noise,S/N)分别为56.12和60.8,APRT杂交的Cy5与Cy3平均信噪比分别为51.06和47.25,信噪比均很高;同时两个看家基因的杂交都显示出极强的信号,其中GAPDH的杂交信号值大于10000,APRT也在8000以上,杂交结果可靠。分析了PEG胁迫4个时段BADH与两个看家基因的表达,BADH的表达有明显变化,而看家基因表达均较稳定。上述结果表明所克隆的两个看家基因在斑茅中表达量高,且PEG胁迫下表达较为稳定,是基因芯片理想的阳性参照。

锌硼营养对苦瓜产量品质与叶片多胺、激素及衰老的影响

采用田间试验、植株生理生化测定方法 ,研究了锌硼营养对苦瓜 (株洲长白 )产量品质与叶片多胺、激素及衰老的影响 .结果表明 ,在锌硼缺乏的土壤中施用硫酸锌和硼砂均可提高苦瓜产量 ,并可提高苦瓜蛋白质、Vc和 17种氨基酸含量 ,尤其是人体必需氨基酸含量 ,降低NO3 -含量 ,改善苦瓜品质 .这与锌硼提高了叶片多胺 (PAs)、腐胺 (Put)、亚精胺 (Spd)、精胺 (Spm)、抗坏血酸 (ASA)、吲哚乙酸 (IAA)、赤霉素(GA3 )含量以及超氧化物歧化酶 (SOD)、过氧化物酶 (POD)、过氧化氢酶 (CAT)酶的活性 ,减少脱落酸(ABA)、丙二醛 (MDA)含量 ,从而抑制膜脂过氧化有关 .试验结果同时表明苦瓜产量与叶片PAs、Put、Spd、Spm、GA3 、SOD、POD、CAT呈极显著正相关 ,与叶片MDA与ABA含量呈极显著负相关 .叶片MDA含量与ABA呈极显著正相关 ,而与PAs、Put、Spd、Spm、ASA、IAA、GA3 、SOD、POD、CAT呈极显著负相关 .

斑茅-δOAT基因克隆及其序列分析

利用RT-PCR和RACE技术从斑茅(Erianthus arundinaceus)中分离出编码鸟氨酸-δ-氨基转氨酶基因的全长cDNA序列,序列全长1 680 bp,编码454个氨基酸。通过对哺乳动物、高等植物、微生物的-δOAT基因编码的氨基酸序列进行同源比对,发现斑茅-δOAT基因同其近缘属植物甘蔗的同源性最高(87%),同其他高等植物的同源性次之(约为70%),而同动物的同源性最低(约为60%)。在斑茅-δOAT基因编码的氨基酸序列的5′端未发现线粒体定位序列,同甘蔗-δOAT基因一样。斑茅-δOAT基因具有完整的鸟氨酸转氨酶功能区rocD。利用定量RCR(real-tim e PCR)对30%PEG胁迫下的斑茅-δOAT基因表达量进行研究,结果表明-δOAT基因在胁迫12 h表达量达到最高,约为对照的4.1倍;胁迫2 h-δOAT基因表达量反而有所降低。