陆地棉遗传图谱构建及产量和纤维品质性状QTL定位

利用3458对SSR引物筛选陆地棉中棉所35和渝棉1号间的多态性引物,获得173对。以多态性引物检测(渝棉1号×中棉所35)F2群体180个单株的标记基因型,共获得178个标记位点。构建的遗传连锁图谱包括148个标记,36个连锁群,总长1309.2cM,标记间平均距离8.8cM,覆盖棉花基因组的29.5%。36个连锁群中的28个分别被定位于20条染色体,8个连锁群未定位于染色体。以渝棉1号×中棉所35的F2、F2:3群体的产量、纤维品质性状鉴定结果,利用区间作图方法,检测到4个产量性状QTL,即2个衣分(LP)、1个铃重(BW)、1个籽指(SD);5个纤维品质性状QTL,即1个纤维长度(FL)、2个纤维比强度(FS)和2个纤维细度(FF)。LP1、BW、SD、FL和FS1被定位于第7染色体,LP2、FS2、FF1和FF2被分别位于第15、21、9和20染色体。5个纤维品质QTL的有利等位基因均来源于渝棉1号。

利用F_2及其衍生群体定位陆地棉产量和纤维品质性状QTLs

以陆地棉(Gossypiumhirsutum L.)丰产品种中棉所35和优质品种渝棉1号杂交产生的F2群体为材料,利用SSR标记构建了包含46个连锁群和303个位点的连锁图谱.该图覆盖2 543.6 c M,约占四倍体棉花基因组的57.2%,标记间平均距离为8.4 c M.应用MQM作图法分析F2及其衍生群体家系的产量和纤维品质性状,共得到25个产量和23个纤维品质性状QTLs,其中1个QTL(qFS07-1)在3个环境下检测到,2个QTLs(qFS20-1和qFS21-1)在2个环境下检测到.在检测到的QTLs中,22个分布在A亚组,26个分布在D亚组.

甘薯地膜覆盖高产高效栽培理论与技术

甘薯地膜覆盖栽培具有保温增温、保墒防涝、改善土壤理化性状、促进甘薯生长发育、提高甘薯产量的作用,通过采用"选择脱毒壮苗、深耕整地、平衡施肥、覆膜栽插、科学管理"等高产高效栽培技术栽培,可以取得显著的社会和经济效益。

类黄酮物质及查尔酮合酶在油菜性状改良中的作用

类黄酮化合物(Flavonoids)是一类重要的植物次生代谢产物,查尔酮合酶(CHS)是类黄酮物质形成步骤中的一个关键酶,影响植物的多种重要性状。油菜是重要的经济作物,许多植物的CHS基因已经被克隆并进行了基因工程的研究,但CHS与油菜性状发育的关系和分子机理的研究还十分欠缺。本文简略综述了类黄酮物质的结构、分布、功能、CHS基因在类黄酮途径中的重要作用、植物界CHS基因克隆和基因工程的研究进展,重点论述了CHS在油菜的种皮色泽、花瓣颜色、异花传粉、花粉育性、抗紫外线能力、茎表紫色、抗病能力等性状形成中可能的重要作用,并提出了通过对CHS基因的表达调控来改良这些性状的可能性。

IT-ISJ标记及其在陆地棉遗传图谱构建中的应用

【目的】开发可用于植物遗传多样性分析和遗传图谱构建的新型标记。【方法】根据植物结构基因内含子拼接位点的保守序列,设计扩增内含子的内含子-外显子拼接位点(intron targeted intron-exon splice junction,IT-ISJ)标记引物,并用于陆地棉遗传图谱构建。【结果】利用704个IT-ISJ引物组合,对陆地棉高品质品种渝棉1号和多显性基因标记系T586进行多态性筛选,获得49个多态性引物组合,占筛选引物的7.0%。49个多态性引物组合在(渝棉1号×T586)F2:7重组近交系群体270个系中检测到58个位点。以58个IT-ISJ、150个SSR和8个形态标记进行连锁分析,构建的遗传连锁图包括22个连锁群、113个位点(49个IT-ISJ、62个SSR和2个形态标记)。连锁图覆盖714.5cM,占棉花基因组的16.1%,标记间平均长度为6.3cM。【结论】IT-ISJ标记多态性高,可有效地用于陆地棉遗传连锁图谱的构建。

陆地棉叶绿素质量分数QTL定位

为了在分子水平上探讨棉花叶绿素质量分数的遗传规律,利用重组近交系群体T586×渝棉1号的270个F2:7家系为材料,构建了包括604个标记和覆盖棉花基因组3 140.9 cM的重组近交系遗传连锁图谱;2007-2008年在西南大学歇马科研基地,用日本产叶绿素计(SPAD-502)测定亲本和家系的叶绿素质量分数;采用复合区间作图法(MQM),对棉花叶绿素质量分数进行数量性状位点(QTL)分析.检测到4个与叶绿素质量分数相关的QTL,分别位于第6,15,19和25染色体,其中有2个QTL在1个环境下检测到,解释表型变异的5.4%和4.6%;在2个环境下检测到2个QTL,解释表型变异的8.2%,4.8%,23.9%和14%.本研究的QTL定位将有助于叶绿素质量分数的精细定位和棉花高光效育种的分子标记辅助选择.

陆地棉种子物理性状QTL定位

定位棉花种子性状的基因对揭示棉花种子性状的遗传规律,以及明确棉花种子、产量、纤维品质等性状间的遗传关系具有重要意义。以(渝棉1号×T586)F2:7重组近交系群体构建的遗传连锁图谱,在鉴定270个家系3个环境种子物理性状的基础上,利用MQM作图方法,共检测到34个种子物理性状QTL,包括9个种子重(qSW)、5个短绒重(qFW)、3个短绒率(qFP)、8个种仁重(qKW)、6个种子壳重(qHW)和3个种仁率(qKP)QTL,它们可解释4.6%～80.1%的性状表型变异。9个QTL在2个或3个环境中被检测到,其中包括第12染色体显性光子位点的短绒重与短绒率QTL,以及另外7个微效应QTL。34个QTL分布于15条染色体,其中A染色体组20个,D染色体组14个。有12个染色体区段分布有2个或2个以上的QTL,而且同一染色体区域同一亲本所具有的不同性状QTL的方向大多数与性状表型相关系数的正负一致。

微生物絮凝剂产生菌的筛选及其絮凝特性初步研究

目的:从海口市白沙门污水处理厂活性淤泥中分离微生物絮凝剂产生菌,并对其絮凝特性进行初步研究。方法:稀释平板法进行菌株分离,高岭土悬浊法进行菌株的筛选以及菌株产絮凝剂特性、絮凝剂活性成分和热稳定性的研究;通过形态学和生理生化试验进行菌株的初步鉴定。结果:筛选到2株具有高絮凝活性的产生菌XN-6和XN-8,分别属于乳杆菌属(Lactobacillus sp.)和不动杆菌属(Acinetobater sp.)。菌株XN-6和XN-8发酵液絮凝率最高时,菌株XN-6的最佳pH值、最适温度和最佳转速分别为7、30℃、120r/min;XN-8的最佳pH值、最适温度和最佳转速分别为8、32℃、120r/min;菌株产絮凝剂活性成分热稳定性较差。菌株XN-6和XN-8单独处理污水的絮凝率分别为81.01%和76.78%,联合处理污水的絮凝率为79.08%,基本上不存在协同作用。结论:菌株XN-6和XN-8可作为原始菌株用于开发微生物絮凝剂,有望能应用于污水的处理。

叶片数量调控对雾培马铃薯生长发育的影响

通过去叶和植株下放的处理方式改变雾化栽培马铃薯植株的源强来探讨源器官调控对植株生长的影响。结果表明:去叶和植株下放能显著增加雾化栽培马铃薯植株的高度,但会极显著降低植株的茎粗、分枝数、根系体积、单株匍匐茎数和单株合格薯块数。

甘蓝型油菜MYB4基因RNA干扰载体构建

拟南芥(Arabidopsis thaliana)MYB4(AtMYB4)编码负调控转录因子,通过对苯丙烷途径中关键酶C4H(肉桂酸4-羟化酶)基因的抑制来调控重要次生代谢物质芥子酸酯的生物合成,在防御紫外线中起重要作用。同为十字花科的芸薹属(Brassica)有多种重要的油料、蔬菜和园林作物,如甘蓝型油菜(B.napus)、白菜(B.rapa)、甘蓝(B.oleracea)和芥菜(B.juncea)等。本研究克隆了甘蓝型油菜MYB4基因家族的RNA干扰片段BMYB4I,将其反义片段、正义片段采用NcoI+AatII和BamHI+XbaI分别插入到改进型植物RNA干扰基础载体pFGC5941M的启动子与间隔区、间隔区与终止子之间,形成重组载体pF-GC5941M-BMYB4I(简称为pBMYB4I)。经复合PCR鉴定表明,载体构建成功,并转化根癌农杆菌获得工程菌株。为揭示芸薹属MYB4基因调控芥子酸酯等苯丙烷物质合成的分子机理以及探索抗紫外线分子育种奠定了基础。

甘蓝型油菜透明种皮12(TT12)基因家族反义抑制植物表达载体的构建

【研究目的】构建一个同时反义共抑制甘蓝型油菜(Brassica napus)透明种皮12基因家族(BnTT12)转录的植物表达载体。【方法】通过PCR扩增得到BnTT12家族一段503bp的特异保守片段TT12A,通过亚克隆整合到中间载体pCambia2301G,构建TT12反义植物表达载体pCambi-a2301G-TT12A。采用液氮冻融法将其转化到根癌农杆菌。【结果】经过PCR鉴定、酶切鉴定和DNA测序证实载体构建成功,并转化到根癌农杆菌LBA4404菌株中形成TT12反义表达载体的工程菌株。【结论】pCambia2301G-TT12A的成功构建为利用此反义载体通过遗传转化获得转基因新型黄籽油菜和进一步探明TT12基因在甘蓝型油菜种皮色素合成途径中的分子生物学机理奠定了基础。

植物转录抑制子的结构特征及其作用机理

转录因子依转录调控能力可分为激活子和抑制子。植物转录抑制蛋白的分类依据很多,从作用方式上可分为主动抑制子和被动抑制子两大类;根据与DNA结合的方式则可分为锌指类、MYB类、AP2/EREBP类、bHLH类和bZIP类等。植物主动抑制子通过其含有的抑制域对转录直接起抑制作用。抑制域又可分很多类,但多数为含有类似EAR基序的保守性基序,其上具有几个保守性亮氨酸残基。植物转录抑制子主要通过对激活子或基本转录复合物产生作用及改变染色体结构3种方式来抑制目标基因的转录。有关植物转录抑制子的研究虽很欠缺,但以拟南芥SUPERMAN等抑制子的EAR基序为代表的研究表明,抑制域是阐明植物转录抑制子功能和下游基因表达调控机理的核心对象,而融合抑制子沉默技术(CRES-T)也为人为调控基因沉默带来了新的技术手段。

植物蛋白负调控因子

介绍植物蛋白负调控因子的调控机制,它们在激素调节、生长发育尤其是花器官形成、抗病性和耐逆性中的作用,以及在激素信号、光敏色素信号、抗病信号、耐逆信号转导途径中的定位和作用的分子机制研究进展。

芸薹属查尔酮异构酶基因家族RNA干扰载体的构建

作为类黄酮途径的第二步关键酶,查尔酮异构酶(chalcone isomerase,CHI)催化四羟基查尔酮成为柚皮素,用于合成各种类黄酮物质,影响多种性状。芸薹属含有多种重要的油料、蔬菜和观赏植物。本研究从甘蓝型油菜克隆了芸薹属CHI基因家族的干扰片段BCHII(761bp),采用NcoⅠ+AatⅡ和BamHⅠ+XbaⅠ双酶切方案分别将其反义片段和正义片段亚克隆到植物RNA干扰(RNAi)平台载体pFGC5941M的启动子与间隔区、间隔区与终止子之间,形成了11674bp的RNAi载体pFGC5941M-BCHII(简称pBCHII),多种PCR检测表明2个片段的插入方向正确,重组载体完整,将其转化根癌农杆菌菌株LBA4404以后获得了工程菌株LBA4404-pBCHII-①。本研究结果将促进研究CHI与芸薹属异花授粉、植株色彩、黄籽和抗逆性等性状的关系和开展相关分子育种。

芸薹属原花青素跨膜转运蛋白TT12、AHA10基因家族RNA干扰载体的构建

拟南芥TT12和AHA10基因分别编码MATE类型和H+泵类型的跨膜转运蛋白,介导原花青素单体向液泡的转运,对种皮色素的积累起重要作用。甘蓝型油菜是重要的油料作物,但缺乏黄籽基因型,现有黄籽材料表型不稳定,黄籽性状的分子机理不清,缺乏相关的分子育种。克隆了芸薹属TT12和AHA10基因家族的RNA干扰载体片段BTT12I和BA-HA10I,以基于pFGC5941而改造的植物RNA干扰基础载体pFGC5941M为骨架,构建了相应的RNAi载体pFGC5941M-BTT12I(简称pBTT12I)和pFGC5941M-BAHA10I(简称pBAHA10I),通过分子鉴定后转化农杆菌,获得工程菌株,有利于通过基因沉默技术研究TT12和AHA10基因在芸薹属种皮色素跨膜转运中的作用和机理,探索黄籽性状的分子育种。

芸薹属ANR(BAN)基因家族RNA干扰载体的构建

花青素还原酶(ANR)是原花青素生物合成的关键酶,对种皮色素的积累起重要作用。黄子是油菜的重要优质性状,但甘蓝型油菜中其基因型缺乏,表型不稳定,分子机理不清。该实验克隆了芸薹属ANR基因家族的RNA干扰片段BANRI,将其反义片段、正义片段采用NcoI+AatII、BamHI+XbaI分别插入到改进型植物RNA干扰基础载体pFGC5941M的启动子与间隔区、间隔区与终止子之间,形成重组载体pFGC5941M-BANRI(简称为pBANRI),复合PCR鉴定表明载体构建成功,并转化根癌农杆菌菌株LBA4404,获得工程菌株。pBANRI的构建有助于揭示芸薹属物种种皮色素合成的机理,探索对油菜等植物种皮色素进行分子育种的可能性。

芸薹属类黄酮3′-羟化酶基因家族RNA干扰载体的构建

目的:构建芸薹属类黄酮3′羟化酶(F3′H)基因家族的RNAi载体。方法:采用PCR克隆了607bp的芸薹属F3’H基因家族的RNAi片段,将其反义片段、正义片段分别采用NcoⅠ+AatⅡ、BamHⅠ+XbaⅠ插入到改进型植物RNAi基础载体pF-GC5941M的启动子与间隔区、间隔区与终止子之间,形成11366bp的重组载体pFGC5941M-BF3′HI(简称为pBF3′HI),复合PCR鉴定后转化根癌农杆菌,获得工程菌株。结果:载体构建成功。结论:构建了RNAi载体pBF3′HI,可用于芸薹属植物花色、种皮色泽、茎叶色彩等性状的机理研究和遗传修饰。

农杆菌介导转化油菜中几种影响玻璃化频率的因素

在用农杆菌介导法转化甘蓝型油菜的组织培养过程中,常会伴生着试管苗玻璃化现象的发生,此现象的发生会降低转基因的频率.本试验结果表明,影响玻璃化发生的因素较多,包括激素体积质量分数、蔗糖体积质量分数、琼脂体积质量分数和接种密度等.其中,激素6-BA和ZT体积质量分数对诱芽率和玻璃化率都有显著影响,随着体积质量分数的升高,玻璃化率升高,以6-BA体积质量分数为1mg/L,ZT体积质量分数为2mg/L时结果较为理想.蔗糖体积质量分数和琼脂体积质量分数对玻璃化率也有显著影响,当二者体积质量分数升高,玻璃化率降低,同时诱芽率也降低.综合分析,当蔗糖体积质量分数为50g/L,琼脂体积质量分数为10g/L时最适宜.接种密度对玻璃化的发生有显著影响,密度越高,玻璃化倾向越严重,而密度对诱芽率影响不明显.试验结果分析发现,接种密度为20～30个/皿最适宜.

甘蓝型油菜种皮花青素相对含量测定方法研究

在配合甘蓝型油菜育种工作中,花青素含量的变化是重要的一个测定指标,笔者介绍了一种改进的测定甘蓝型油菜种皮中花青素相对含量的方法pH差示法,同常用的盐酸甲醇法相比较,同样不需要标准样品,成本低廉,测定简便快捷,同时能有效的去除甘蓝型油菜种皮中褐色物质对测定结果的干扰,所得结果能更准确地表现出不同色泽的种皮中花青素含量的变化。pH差示法在简便,快捷的基础上,所测定甘蓝型油菜种皮花青素相对含量更为准确、有效。

芸薹属查尔酮合酶基因家族RNA干扰载体的构建

采用PCR法克隆芸薹属CHS基因家族的RNAi片段,经T-载体克隆并测序后,用特定的双酶切方案将其反义片段、正义片段分别亚克隆到平台载体pFGC5941M的启动子与间隔区、间隔区与终止子之间,形成RNAi载体,转化大肠杆菌,完成复合PCR鉴定,然后转化根癌农杆菌。结果表明:经测序,以甘蓝型油菜BnCHS1基因为模板克隆的芸薹属CHS基因家族的RNAi片段BCHSI为831 bp,采用Nco+Aat和BamH+Xba分别将其反义和正义片段亚克隆到pFGC5941M中;经复合PCR鉴定,11 814 bp的RNAi载体pFGC 5941M-BCHSI(简称pBCHSI)构建成功,并获得了根癌农杆菌LBA4404的工程菌株。芸薹属CHS基因家族RNAi载体的成功构建,将促进甘蓝型油菜、白菜、甘蓝等芸薹属物种类黄酮性状的研究与修饰。