基于田间表型和Bru1基因检测分析甘蔗褐锈病抗性遗传

由黑顶柄锈菌(Puccinia melanocephala)引起的甘蔗褐锈病具有产孢量大、流行性强的特点,可导致甘蔗产量和蔗糖分的严重损失,了解抗病性遗传有助于抗锈病育种中的亲本选择和组合配制,而有效的抗性鉴定技术则是分离个体选择所必需的。本研究以甘蔗分离群体为材料,利用表型与抗褐锈病主效基因Bru1检测相结合,研究甘蔗褐锈病抗性遗传倾向并评价Bru1基因检测与表型抗性的关联性。结果显示,发病盛期,感病个体中,Bru1基因未检出率为96.7%,但未感病个体中,Bru1基因的检出率仅为66.0%,且高抗组合CP84-1198×云蔗89-7群体中的未感病个体,该基因检出率为0,尽管也发现有2个组合的未感病个体中,该基因的检出率为100%。说明由Bru1基因控制的抗性可根据该基因的检测结果判断其抗/感病性,同时,甘蔗基因池中还存在其他未知的控制抗病性状的主效基因。值得强调的是,父母本的抗病性均影响杂交后代的抗病性,但以抗病亲本为父本的组合,其分离群体的感病个体明显减少,说明父本对杂交后代的褐锈病抗性影响可能更大。

基于GISH的甘蔗与斑茅F_1染色体遗传与核型分析

斑茅在甘蔗育种的利用是现代甘蔗育种种质创新的热点，育种者期望把斑茅中优异的特性通过杂交渗透到甘蔗中。甘蔗与斑茅的F1是斑茅利用研究的难点也是基础。本研究利用基因组原位杂交技术（GISH）分析甘蔗与斑茅的F1染色体构成和核型，探讨甘蔗与斑茅F1染色体的遗传行为。GISH结果表明，甘蔗与斑茅杂交F1的染色体众数68-69条，其中40条来自甘蔗热带种Badila，28-29来自海南斑茅，未发现有染色体的交换或易位现象。参试材料大部分染色体都属于中部着丝点（m）的染色体，少数为近中部着丝点（sm），YCE95-41核型属2B型，其余的核型都属为1B型。甘蔗与斑茅的染色体按n ＋ n的方式传递给F1，本研究结果为斑茅种质在甘蔗育种中的利用及其杂交后代染色体细胞遗研究提供参考依据。

3个甘蔗与斑茅远缘杂交后代BC_1的染色体遗传分析

对3个甘蔗与斑茅远缘杂交后代BC1进行真实性鉴定及染色体核型分析,以探讨甘蔗与斑茅BC1的染色体传递方式。利用2对鉴定斑茅真实杂交后代的特异引物对3个甘蔗与斑茅BC1进行鉴定,采用根尖分生区细胞去壁低渗涂片法制片,显微拍照计数染色体数目,并进行染色体核型分析。3个BC1材料均为斑茅的真实杂交后代,崖城01-69体细胞染色体核型公式为2n=121=120 m+1 sm,其染色体按2n+n方式传递;崖城01-116的体细胞染色体核型公式为2n=122=118 m+4 sm,其染色体传递方式为2n+n;崖城01-134的体细胞染色体核型公式为2n=121=120 m+1 sm,其染色体传递为2n+n。推断甘蔗与斑茅BC1的染色体以2n+n的方式传递。

应用GGE双标图分析甘蔗品种(系)的产量和品质性状

采用GGE双标图分析7个甘蔗参试品种(系)在7个试点的产量和品质性状。结果表明,云蔗05-51(YZ05-51)为单茎产量高且稳定性强的品种,福农39(FN39)和柳城03-1137(LC03-1137)的单茎产量较高,但稳定性较差;福农38(FN38)、粤甘35(YG35)和新台糖22(ROC22)有效茎数较高,但稳定性较差;福农39(FN39)和云蔗05-51(YZ05-51)为蔗茎产量较高且稳定性强的品种,福农38(FN38)和柳城03-1137(LC03-1137)蔗茎产量高,但稳定性较差;福农39(FN39)和赣南02-70(GN02-70)为甘蔗蔗糖分较高且稳定性强的品种,云蔗05-51(YZ05-51)和福农38(FN38)甘蔗蔗糖分较高,但稳定性较差;福农39(FN39)为产糖量较高且稳定性较强的品种,福农38(FN38)、云蔗05-51(YZ05-51)和柳城03-1137(LC03-1137)的产糖量较高、但稳定性较差。云南瑞丽和云南临沧2个试点单茎产量的代表性和区分力较强;云南保山和广西来宾2个试点有效茎数的代表性和区分力较强;广西崇左和云南临沧2个试点蔗茎产量的区分力较强;广西百色和柳州2个试点甘蔗蔗糖分的区分力较强;广西百色和云南临沧2个试点产糖量的区分力较强。

甘蔗过氧化物酶基因ScPOD02的克隆与功能鉴定

过氧化物酶(POD)广泛存在于植物各种器官及其不同发育阶段,在植物生长发育及应对逆境胁迫中起重要作用。本研究基于前期转录组数据,从黑穗病菌侵染2 d的甘蔗抗黑穗病品种崖城05-179中分离到ScPOD02基因的cDNA(GenBank登录号为KU593507)及基因组DNA(GenBank登录号为KU593508)序列。其cDNA全长为1434 bp,ORF区为1047 bp,编码348个氨基酸,而基因组DNA全长为1558 bp,含2个外显子和1个内含子。系统发育树显示,ScPOD02与水稻Os Prx11(GenBank登录号为gi|55700889)属于同一个进化分支,推测ScPOD02属于酸性胞外分泌/细胞壁类型的I.1型过氧化物酶家族。将该基因克隆到原核表达载体p ET 32a上,转化大肠杆菌BL21,经异丙基-β-d-硫代半乳糖苷诱导成功获得了大小约60 k D的融合蛋白,且该重组菌在聚乙二醇胁迫下的长势较对照快,表明其耐受干旱胁迫的能力更强。实时荧光定量PCR(q RT-PCR)分析表明,除ROC22和YZ03-103外,ScPOD02基因在甘蔗抗病品种(YZ03-258、YZ01-1413、YT96-86和LC05-136)中受黑穗病菌诱导上调表达,但在中感(GT02-467和FN39)和感病(FN40)品种中的基因表达量基本维持不变或略有降低;此外,ScPOD02积极应答水杨酸、脱落酸、聚乙二醇及氯化钠的胁迫。通过农杆菌介导法在本氏烟叶片上瞬时表达ScPOD02,结果显示出较深的DAB染色,且过表达后本氏烟中的目标基因(ScPOD02)及过敏性反应(HR)标记基因(Nt HSR201和Nt HSR203)和乙烯合成依赖基因(Nt EFE26和Nt Accdeaminase)均上调表达。以上研究结果显示,ScPOD02具有参与甘蔗免疫应答及抗旱和抗盐害的潜在功能。

基于HA-GGE双标图的甘蔗试验环境评价及品种生态区划分

采用遗传力校正的GGE双标图(heritability adjusted GGE,HA-GGE),分析基因型(G)、环境(E)、基因型与环境互作效应(GE)对产量变异的影响,对14个试验点的分辨力、代表性和理想指数进行分析,并对这些试验点的生态区进行划分。结果表明,甘蔗试验环境对产量变异的影响大于基因型和基因型与环境互作;互作因素中以环境×基因型的互作效应最大,基因型×年份的互作效应最小。广东遂溪(E3)和广西崇左(E6)为最理想试验环境,对筛选广适性新品种和鉴别理想品种的效率最高;福建福州(E1)、福建漳州(E2)、广东湛江(E4)、云南保山(E11)、云南临沧(E13)、云南瑞丽(E14)为理想试验环境;广西百色(E5)、广西河池(E7)、海南临高(E10)、云南开远(E12)为较理想试验环境;广西来宾(E8)、广西柳州(E9)为不太理想的试验环境。根据HA-GGE双标图分析结果,可将我国甘蔗生态区划分为3个,即以广西百色、河池、来宾和柳州为代表的华南内陆甘蔗品种生态区,以云南保山、开远、临沧、瑞丽为代表的西南高原甘蔗品种生态区,涵盖福建福州、漳州、广东湛江、遂溪、广西崇左等试点的华南沿海甘蔗品种生态区。

甘蔗ScWRKY4基因的克隆与表达特性分析

WRKY是植物中特有的转录因子家族之一,在植物对生物和非生物逆境胁迫的应答反应中起重要调控作用。本研究基于课题组前期构建的甘蔗(Saccharum spp.)转录组数据库,从新台糖22(ROC22)中成功克隆到1个WRKY基因,命名为Sc WRKY4(Gen Bank登录号为MG852087)。序列分析发现,Sc WRKY4基因c DNA全长1265 bp,包含1个741 bp的完整开放读码框,编码246个氨基酸,该蛋白具有1个WRKYGQK保守结构域和C2H2锌指结构域,属于IIc类WRKY转录因子。生物信息学预测分析发现,Sc WRKY4蛋白为碱性的不稳定亲水性蛋白,不存在信号肽和跨膜结构域,蛋白二级结构元件缺少β螺旋。在本氏烟(Nicotiana benthamiana)叶片瞬时表达中,Sc WRKY4蛋白定位于细胞核。酵母杂交实验结果显示,Sc WRKY4不具有转录激活活性。实时荧光定量PCR分析表明,Sc WRKY4基因在甘蔗的根、叶、芽和皮中的表达量无明显差异,在蔗肉中的表达量最高,为对照蔗根的18.38倍;黑穗病菌侵染0~72 h,Sc WRKY4在抗病品种崖城05-179中下调表达,在感病品种ROC22中表达较稳定;受到外源激素脱落酸、水杨酸和茉莉酸甲酯以及非生物胁迫因子氯化钠和聚乙二醇胁迫后,Sc WRKY4基因均被诱导上调表达。上述研究结果表明,Sc WRKY4基因可能不参与甘蔗对黑穗病的抗性反应或在该防御方面起负调控作用,但积极响应甘蔗对盐和干旱胁迫的应答。

一个甘蔗Ⅱd类WRKY转录因子基因的克隆和表达分析

【目的】WRKY是植物特有的一类转录因子,在生理调控和逆境响应过程中有着重要作用。通过分析WRKY转录因子基因在甘蔗生长发育及抗逆境过程中的作用,为甘蔗抗逆分子育种提供优良的基因资源。【方法】从甘蔗转录组数据库中挖掘到一条WRKY基因Unigene序列,并通过RT-PCR扩增得到cDNA全长序列,利用ORF finder、Smart、ExPaSy、Prabi、NetPhos、Cell-PLOC 2.0和DNAMAN6.0软件对该基因序列及其编码蛋白序列进行生物信息学分析,并使用MEGA6.0软件构建系统进化树;构建pCAMBIA1300-WRKY-GFP融合表达载体,通过农杆菌转化本氏烟(Nicotiana benthamiana),确定WRKY蛋白在烟草叶片中的亚细胞定位;利用酵母杂交试验验证WRKY是否具有转录自激活活性;采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)方法分析WRKY在甘蔗品种ROC22中的组织特异性(根、蔗芽、叶、蔗髓和皮)及其在MeJA(100μmol·L-1)、SA(5 mmol·L-1)、PEG(25%)、NaCl(250 mmol·L-1)、CuCl2(500 mmol·L-1)和CdCl2(500 mmol·L-1)胁迫条件下表达量的变化。【结果】从甘蔗品种ROC22中克隆获得一个WRKY转录因子基因,命名为ScWRKY6(GenBank登录号为MH393927)。该基因序列全长1 289 bp,包含1个1 059bp的ORF,编码352个氨基酸,并具有45个磷酸化位点;理论等电点为9.73,不稳定指数为50.23,亲水性为-0.579,推测其为碱性不稳定亲水性蛋白。ScWRKY6蛋白具有1个WRKY结构域和1个锌指结构域(CX5CX23HXH),该蛋白氨基酸序列与高粱(Sorghum bicolor)WRKY(XP_002464211.1)的同源性最高,根据系统进化树分析可以推测其属于WRKY家族Ⅱd亚类。亚细胞定位结果显示,ScWRKY6::GFP融合蛋白定位在细胞核上。酵母转录激活验证试验显示,ScWRKY6蛋白不具有转录自激活活性。qRT-PCR分析表明,ScWRKY6在甘蔗中为组成型表达,其表达量由大到小依次为蔗芽、叶、根、皮和蔗髓,其中蔗芽、叶和根的表达量分别为蔗髓的2.05、1.55和1.37倍。ScWRKY6在NaCl、PEG、MeJA、重金属Cu2+和Cd2+胁迫诱导下表达量均上调,其在NaCl处理12 h时表达量最高,为对照的4.18倍;在PEG处理3 h时表达量最高,为对照组的6.88倍;在CuCl2和CdCl2诱导24 h时表达量最高,分别为对照组的3.63倍和4.86倍。【结论】ScWRKY6蛋白定位在细胞核上,不具有转录自激活活性;该基因在甘蔗不同组织部位中均有表达,且受NaCl、PEG、CuCl2和CdCl2等胁迫的诱导,推测ScWRKY6可能在甘蔗干旱应答、耐盐及金属离子胁迫响应中发挥作用。

甘蔗CIPK基因的同源克隆与表达

CIPK （calcineurin B-like-interacting protein kinase）是植物特有一类的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,该蛋白在植物响应逆境胁迫中发挥着重要的作用,尤其与非生物逆境胁迫（干旱、高盐、ABA等）的信号传导密切相关。根据玉米CIPK15基因（EU957447.1,2247 bp）核酸序列保守区域设计1对同源克隆PCR引物,以甘蔗品种崖城05-179的cDNA为模板,通过RT-PCR扩增得到甘蔗CIPK基因的一条全长cDNA序列（GenBank登录号为 KM114052）。序列分析结果表明,甘蔗ScCIPK基因全长1782 bp,具有完整的开放阅读框（ORF,91~1631 bp）,编码513个氨基酸,该基因具有CIPK基因的2个特征结构域（Kc-like superfamily和AMPKA-C-like superfamily）。生物信息学分析显示该基因编码的蛋白定位于内质网,为可溶性蛋白,不存在信号肽,二级结构元件多为α-螺旋,含有多个保守功能域,主要参与中间代谢。实时定量PCR表达分析表明,该基因表达具有组织特异性,虽在甘蔗各组织中均有表达,但在芽中的表达量最高。该基因在PEG、NaCl、ABA、SA和MeJA的胁迫诱导过程中,受ABA胁迫后表达量最高,约为对照的5.3倍,推测该基因的表达与甘蔗抗干旱和抗渗透胁迫有关。

甘蔗Ca^(2+)/H^+反向运转体基因的克隆与表达分析

CAX(Ca^(2+)/H^+antiporter)是植物细胞膜Ca^(2+)主动运输体系的一个大类。本研究以高粱的CAX1基因(GenBank登录号为XM_002441593)为探针,利用电子克隆并结合RT-PCR技术,获得甘蔗CAX1基因的1条cDNA序列,命名为Sc CAX1(GenBank登录号为KT799799)。生物信息学分析显示,ScCAX1基因全长784 bp,包含1个645 bp的开放阅读框,编码1个214个氨基酸的蛋白质。ScCAX1蛋白被定位于叶绿体类囊体膜,为稳定的疏水性蛋白,不存在信号肽。蛋白二级结构元件多为α-螺旋,具有1个Na_Ca_ex superfamily。实时荧光定量PCR分析表明,甘蔗ScCAX1基因的表达具有组织特异性,在各组织中均表达,但在茎中表达量最低,叶中的表达量最高。在PEG、NaCl、SA、ABA和Me JA胁迫过程中,ScCAX1基因的表达均受到调控。其中ABA、SA和PEG胁迫下表达量上调,均在胁迫24 h达到最大值。SA胁迫24 h的表达量为对照的5.47倍,而ABA胁迫24 h的表达量为对照的3.5倍。NaCl胁迫6 h的表达量达最大值,为对照的2.14倍。推测ScCAX1基因能够响应逆境胁迫,其表达可能与甘蔗的抗盐、抗渗透胁迫性状有关。

甘蔗条纹花叶病毒HC-Pro、P3N-PIPO、CP和VPg基因酵母双杂交诱饵表达载体的构建及自激活检测

为探索甘蔗条纹花叶病毒与甘蔗的互作机制,利用酵母双杂交技术筛选与SCSMV互作的甘蔗因子基因,利用PCR技术克隆了SCSMV的HC-Pro、P3N-PIPO、CP和VPg的编码区,构建到酵母双杂交诱饵载体p GBKT7上,获得了p GBKT7-HC-Pro、p GBKT7-P3N-PIPO、p GBKT7-CP和p GBKT7-VPg 4个诱饵载体。结果显示,将重组质粒转化酵母Y2HGold酵母菌株后,酵母菌株在SD/-Trp平板上生长良好,表明重组诱饵质粒表达产物对酵母细胞无毒性;在SD/-Trp/X-α-gal平板上长出白色菌落未变蓝,在SD/-Leu、SD/-Trp/-Ade、SD/-Trp/-His和SD/-Trp/X-α-gal/Ab A平板上不能生长,表明重组诱饵质粒表达产物对MEL1、ADE2、HIS3和AUR1-C报告基因无自激活作用。构建的诱饵表达载体可以作为诱饵用于文库筛选,为探索SCSMV侵染机制和发病机理奠定了基础。

不同行距与群体密度对甘蔗生长的影响

对福农15号、福农28号和福农39号等3个甘蔗品种在2种行距、3种群体密度下的农艺性状表现和冠层结构特点进行研究,以探明不同行距和群体密度对甘蔗生长的影响。结果表明,福农15号伸长前期长势稳健,中期快,后期慢,适于宽行稀植;福农39号伸长前期、中期长势稳健,后期持续伸长期最长,亦表现出宽行稀植的增产潜力。此外,针对上述品种特性提出了机械化栽培技术要点。

我国甘蔗锈病病原菌及甘蔗品系抗褐锈病基因Bru1的分子检测

为了解我国甘蔗锈病病原菌发生以及优良甘蔗新品种(系)抗褐锈病基因Bru1的分布频率情况,以来自我国5省(区)81份疑似甘蔗锈病叶片样品为材料,分别用Pm1-F/Pm1-R和Pk1-F/Pk1-R引物对进行褐锈病菌(Puccinia melanocephala)与黄锈病菌(Puccinia kuehnii)分子鉴定。结果表明,锈病病原菌检出率为40.7%,除了福建省福州市叶片样品仅检测到P.melanocephala外,其他省(区)的叶片样品均检测到2种锈病病原菌,且存在混合侵染现象。对24份黄锈病菌阳性PCR产物(527 bp)克隆并测序,结果发现P.kuehnii间隔区1(ITS1)第183个核苷酸存在单核苷酸多态性(SNP),其中,A碱基(183A)、G碱基(183G)位点的病菌分离物分别占29.2%和25.0%,2种碱基(183A/G)位点的混合病菌分离物有45.8%。通过R12H16与9020-F4/Rsa I两种分子标记对40份甘蔗新品种(系)抗褐锈病基因Bru1进行分子检测,结果表明,42.5%参试新品种(系)含抗褐锈病基因Bru1,这些材料可作为甘蔗抗褐锈病新品种加以推广应用。

不同耕整地方式对甘蔗耕层结构特性及产量的影响

为探讨不同耕整地方式对甘蔗地耕层土壤结构特性和产量的影响,以1.4 m和1.6 m两种种植行距为主处理,以深松35 cm+旋耕25 cm、深翻50 cm+旋耕25 cm、不深松(旋耕25 cm)3种耕整地作业方式为副处理,对甘蔗产量性状,土壤容重、紧实度、孔隙度、三相容积率、田间持水量、土壤贯入阻力和抗剪强度等土壤结构特性进行研究。结果表明:1.6 m行距处理甘蔗蔗茎产量显著低于1.4 m行距处理;1.6 m行距处理土壤紧实度显著小于1.4 m行距,容重显著高于1.4 m行距处理,1.6 m行距处理显著改善土壤贯入阻力和抗剪强度。与对照不深松(旋耕25 cm)相比,深松35 cm+旋耕25 cm及深翻50 cm+旋耕25 cm处理通过增加土壤耕作深度,显著改善了耕层土壤紧实度和耕层土壤容重,改善了耕层的整体疏松程度;深松作业通过提高耕层土壤总孔隙度,尤其增加了30~40 cm土层的毛管孔隙度,提高了深层土壤的保水能力,对甘蔗中后期株高伸长和茎径增粗产生显著的促进效应。深松35 cm+旋耕25 cm与深翻50 cm+旋耕25 cm均显著降低了耕层土壤贯入阻力,但对土壤抗剪强度的改善效果不显著;深松35 cm+旋耕25 cm的固相容积率最小,气相容积率最大,不深松(旋耕25 cm)耕作措施的固相容积率最大,气相容积率最小,3种耕作措施的液相容积率没有显著差异。深松35 cm+旋耕25 cm和深翻50 cm+旋耕25 cm均对土壤物理结构的改善具有积极作用,能显著提高甘蔗产量,在具有大马力拖拉机和高质量深松器的蔗区建议采用深松35 cm+旋耕25 cm的耕整地方式,在缺乏大马力拖拉机和高质量深松器的蔗区,可以采用铧式犁深翻50 cm+旋耕25 cm的耕整地方式来代替深松,以达到增厚耕层的目的。

甘蔗属起源及其与近缘属进化关系研究进展

阐述了甘蔗起源、进化、分子遗传学在甘蔗与其近缘属的进化关系研究上的应用,回答了甘蔗的起源中心、甘蔗属及其近缘属之间的进化关系,以及当前如何利用细胞学手段和分子标记技术,从微观分子的角度来研究和分析其遗传多样性、生活史进化等生态和进化问题,最后对其发展前景进行了简要的探讨。

甘蔗黄叶病毒与花叶病毒CP基因RNAi载体构建与转化甘蔗研究

甘蔗黄叶病和甘蔗花叶病是我国甘蔗最主要的病毒病,感病品种产量下降和品质变劣,传统方法难以防治。RNA干扰技术使培育抗病毒甘蔗品种成为可能。本研究根据甘蔗黄叶病毒和侵染甘蔗的高粱花叶病毒结构与功能特性,广泛收集不同来源病毒分离物CP基因序列,经过比对选取保守序列作为干扰序列。通过在序列两端添加酶切位点,合成并连接成双价甘蔗黄叶病和花叶病毒干扰序列,然后构建到中间载体p HANNIBAL上,形成双价RNAi干扰结构,最后插入到p ART27上形成干扰表达载体。利用基因枪轰击甘蔗品种福农15号愈伤组织进行转化,经G418筛选获得抗性再生植株。通过提取DNA和RNA分析,证实双价RNAi干扰结构不仅以不同拷贝整合到甘蔗基因组中,而且得到了转录表达。

甘蔗栽培种单倍体基因组SSR位点的发掘与应用

甘蔗是世界上最重要的糖料作物之一,由于尚未完全破译栽培种基因组,导致SSR标记匮乏,难以覆盖全基因组,限制了甘蔗遗传研究的进展。本研究以栽培种R570的4660个BAC文库片段序列(累计总长为382 Mb,预测到25,316个编码蛋白基因)组装成的一套甘蔗单倍体基因组的模板,利用MISA (Microsatellite identification tool)软件,发掘SSR位点;并综合分析其与4种禾本科植物(高粱、玉米、水稻和二岁短柄草)SSR位点的分布特征;选取50对以TG和AG重复基序的SSR引物,分别利用4个甘蔗属材料(R570、ROC1、LA purple和SES208)和24个重要甘蔗亲本,对SSR引物进行扩增效率验证和多态性分析。共发掘到27,241个SSR位点,平均每个BAC片段有6.29个SSR位点,平均密度为71.33个SSR Mb?1,远低于高粱的平均密度(350.00个SSR Mb?1)。在重复基序中,占比前2位的分别为单核苷酸基序(11,079个)和三核苷酸重复基序(6447个),合计占总SSR位点数的64.33%。与甘蔗不同的是, 4种禾本科植物中的三核苷酸基序类型数量最多、占比最大。此外,在单核苷酸重复基序中, A/T所占比例最高,为84.8%, C/G所占比例最低,为15.2%;在三核苷酸重复基序中, TGT/ACA所占比例最高,为16.04%。总之,禾本科植物基因组富含A/T的基序。在50对SSR引物(TG基序41对和AG基序9对)的多态性验证中,共有45对(90%)能够扩增出清晰的条带,其中35对(70%)在4个甘蔗材料上呈现多态性。进一步利用20对多态性较高的SSR引物对24个甘蔗重要亲本材料进行分析,共扩增到95个等位基因,平均每对引物扩增4.75个,验证了这些引物应用于甘蔗遗传多样性研究的可行性。本研究鉴定的甘蔗栽培种单倍体基因组SSR标记,有效增加了甘蔗遗传研究中可用的分子标记数量,可直接用于甘蔗群体遗传多样性分析和重要性状遗传机制的解析,为甘蔗分子育种的深入研究奠定了基础。

甘蔗硫氧还蛋白基因ScTRXh1的克隆及表达特性分析

硫氧还蛋白(thioredoxin,TRX)家族是一类古老的小分子蛋白,已被证明在维持生物体内氧化还原平衡、调控生物信号传导和应答多种非生物逆境胁迫中起重要作用。本研究从甘蔗(Saccharumcomplex)茎全长cDNA文库中分离克隆了一个甘蔗硫氧还蛋白h型基因的cDNA全长序列,命名为ScTRXh1。ScTRXh1全长786bp,5'非翻译区长96bp,3'非翻译区长306bp,开放读码框长384bp,共编码127个氨基酸。实时荧光定量PCR分析表明,甘蔗中ScTRXh1基因的表达在处理前期分别受到ABA的抑制和H2O2的促进;PEG和NaCl胁迫处理对ScTRXh1基因表达的影响不显著;甘蔗中ScTRXh1基因的表达受SA的诱导而显著上调,其表达丰度在处理周期内维持在对照的6倍以上。以上结果表明ScTRXh1基因参与了甘蔗对SA、ABA和氧化胁迫等逆境因子的应答过程。甘蔗不同组织器官的定量表达结果分析表明,ScTRXh1基因在甘蔗根、茎和芽中的相对表达丰度高,分别是其在叶中的33倍、17倍和12倍以上。本研究结果为后续TRX基因在甘蔗抗逆相关机理研究和抗逆育种中的应用奠定了基础。

甘蔗与斑茅若干杂交后代抗性初步评价

本研究以甘蔗与斑茅杂交后代为材料,利用人工接种花叶病毒和黑穗病菌,人工水分胁迫,初步评价甘蔗和斑茅杂交后代的抗花叶病、抗黑穗病和抗旱性表现.结果表明:不同的甘蔗与斑茅杂交后代抗黑穗病、抗花叶病和抗旱表现分离.初步评价出了甘蔗与斑茅杂交后代BC1YCE01-134和YCE01-116,其对花叶病和黑穗病表现"0"感染率且抗旱性生理指标良好,有望成为供甘蔗育种利用的高抗的抗源亲本.

甘蔗品种主要性状的基因型与环境及其互作效应分析

用AMMI模型双标图对国家第六轮甘蔗品种区域试验5个试点的12个甘蔗品种试验数据进行分析,研究甘蔗区试中不同品种的产量稳定性问题。结果表明,参试品种的6个产量性状在品种间和地点间差异显著,品种与地点的互作效应差异显著;FN30、YG16蔗茎产量和含糖量高,稳定性强,属于高产、稳产性较好的品种。AMMI模型很好地解释了甘蔗品种产量性状的基因型效应、环境效应和GE互作效应。