基于SSR标记的重庆市水稻区试新组合的遗传多样性研究

评价参试品种的遗传多样性,能够客观、全面地了解当前水稻育种现状和种质基础。为了探讨重庆市水稻区试新组合的遗传多样性,利用SSR标记对22份水稻组合进行遗传多样性研究。19对SSR引物共检测出44个等位变异,平均每个位点有2.3个等位变异;供试材料间最大遗传距离为0.47,最小为0.09;聚类分析显示,在遗传距离为0.34处,供试材料可分为3个组,其中第Ⅰ组有18个组合,第Ⅱ组有3个组合,第Ⅲ组只有1个组合。结果表明,虽然大多数新组合与对照品种有较大差异,水稻遗传改良也取得了一定进展,但总体上遗传背景相似性较高、多样性不够丰富,有待加强新的基因资源鉴定利用及育种材料创制。

重庆市水田和旱地资源动态变化研究

【目的】开展重庆市水田、旱地两类耕地资源动态变化特征研究,探明驱动水田、旱地资源流失的主要因素,分析耕地资源利用的区域差异,为提高耕地资源利用率、加强省域农业资源管理、保障区域粮食安全提供支撑。【方法】基于历史遥感影像数据的解译结果,运用地理重心分析、耕地资源流失率等指标和方法,对重庆地区1980—2000年、2000—2018年两个历史阶段的水田和旱地动态变化特征及空间分异进行定量研究。【结果】重庆市各区县近40年的水田、旱地面积均有所减少,水田流失面积少于旱地,但水田流失率更高。随着时间推移,水田和旱地均呈由缓慢零散占用到快速集聚流失的趋势,二者面积重心逐渐由经济发展速度快、耕地质量较好的渝西低海拔区域向经济增速较慢、耕地质量较差的东北方向丘陵区转移。1980—2000年,水田、旱地面积重心转移距离分别为0.58、0.97 km;2000—2018年的重心转移距离分别为2.14、1.57 km。耕地资源流失率结果表明大部分区县水田和旱地属于缓慢流失类型,2000—2018年流失速度远高于1980—2000年。水田严重流失区主要集中在主城区及近郊区县,快速流失区主要聚集在渝东北地区;旱地严重流失区和快速流失区均集中在主城区,呈缓慢流失的区县离主城区有一定的距离。建设占用和生态占用是旱地流失的两大因素;水田流失以建设占用为主,生态占用为辅。综合考虑区县耕地资源流失率及耕地转出类型,可将各区县水田、旱地的耕地资源动态类型归纳为建设占用主导、生态占用主导、无优势主导类型及内部调整4大类,结合流失速度的严重、快速、缓慢和无流失可细分为10小类。【结论】重庆水田和旱地流失的主要特征及驱动力存在区域差异,应基于区域耕地流失特征加强水田和旱地的分区管理,优化开发区现存耕地的生态功能和景观功能,提高耕地的资源利用率和综合生产能力,确保粮食安全。

基于空间统计的重庆市水稻生产地理集聚时空演变

掌握农作物区域地理种植格局动态变化是进行种植结构调整和优化的重要基础。本研究以2000—2015年重庆市属区县水稻生产调查数据为基础,运用排序方法、空间统计方法剖析了16年来重庆水稻种植时空分布特点、不同区县时空演变的趋同性和相异性、区域水稻种植重心的转移特征、重庆水稻产业的地理集聚程度与分布的演化路径,以量化重庆市水稻生产的空间演化格局与动态。结果表明,16年间重庆市水稻种植面积和产量都存在波动,2007年以前水稻面积不断下降,2008年后面积逐渐恢复;在研究的各个时段内,无论单产、面积占比还是总产,重庆市的水稻生产均呈现出西部高于东部,南部高于北部的特征。重庆市以区县为统计单位的水稻生产可分为大面积高单产、小面积高单产、大面积低单产、小面积低单产4个类型;重庆市水稻产量重心位于区域西南部,但逐年向东北方向偏移;重庆水稻产业表现出高值聚集的特征,但空间聚集程度随时间推移逐渐降低,空间均质化程度提高。区域自然条件、社会经济、种植技术发展、政策引导等影响水稻产业的集聚格局,在今后的工作中需针对区域特征进行水稻种植规划和优化管理。

基于地形梯度的重庆市近40年水田及旱地时空演变特征

【目的】探索水田、旱地分布及变化特征是阐明区域耕地变化规律的基础,为实施耕地保护提供数据支持和决策依据。【方法】利用地理空间信息技术和重庆市1980、2000和2018年LandsatTM影像的土地利用类型解译结果,分析了区域的水田、旱地的转移特征,并重点对比两类耕地在不同海拔、坡度、坡向上的分布和转变情况。【结果】水田和旱地的分布和转变在不同地形空间上表现出复杂性和差异性。水田主要分布在坡度15°以内,低于600 m海拔的区域;而旱地在各个海拔分布更为均匀,对坡度的适宜性更广。水田与旱地与各用地类型之间相互转移特征在不同海拔、坡度、坡向条件下存在较大差异。水田、旱地在1980—2000和2000—2018年两个时期均以转出为主,流失的水田主要转变为建设用地;受城市建设占用、退耕还林还草等因素影响,旱地与其他地类之间的转换更频繁。受多因素的综合影响,水田的耕作优势区逐渐从低海拔缓坡区域朝中低海拔、中坡度的区域迁移,而旱地的主要耕作优势区主要向中海拔和中度坡度地区转移。【结论】地形条件约束农业生产活动,需重点加强低海拔、较平坦地区耕地流失的管理。

抗草甘膦转基因玉米研究进展

草甘膦是广谱灭生性、内吸传导型除草剂,广泛应用于玉米生产,随着植物基因工程技术的发展以及全球转基因作物种植面积的不断增加,抗草甘膦转基因玉米研发已成为玉米育种的重要内容。介绍了草甘膦的作用机理,详细分析了抗草甘膦转基因植物基因工程策略。较为系统地分析了当前国内外抗草甘膦转基因玉米研发及商品化应用进展,进而提出了针对我国抗草甘膦转基因玉米研发的策略。以期为我国抗草甘膦转基因玉米研究提供参考。

农杆菌介导抗虫基因GmCry1F转化玉米的研究

培育转基因抗虫玉米是防治玉米螟虫的有效途径之一。本研究通过对来源于苏云金芽孢杆菌Cry1F野生型基因编码区密码子优化改造获得新型抗虫基因Gm Cry1F,使用农杆菌介导的玉米幼胚遗传转化法将目的基因转入玉米材料Hi-II,最后应用PCR法与蛋白免疫学法对试验结果进行鉴定检测。结果表明:成功构建了植物表达载体CUB-ubi::Gm Cry1F-35s::bar,经光照培养分化获得到转化苗25株,其中有17株的PCR和试纸条检测均呈阳性,说明Gm Cry1F基因已经整合到玉米基因组中。这一研究结果为下一步开展转基因抗虫玉米育种工作提供了较好的研究材料,也为玉米抗虫基因工程育种研究提供参考。

辣椒苗期耐低温弱光鉴定指标研究

为提高辣椒耐低温弱光鉴定方法的客观高效性,以5份具有不同耐低温弱光特性的辣椒为材料,采用营养液水培法,对辣椒苗期耐低温弱光鉴定指标进行了研究。结果表明,与28℃/25℃(昼/夜)、300μmol·m^(-2)·s^(-1)条件下生长的对照组植株相比,10℃/5℃(昼/夜)、100μmol·m^(-2)·s^(-1)低温弱光处理5 d后的辣椒幼苗叶片的SPAD值、光合系统Ⅱ(PSⅡ)最大光化学量子产量(Fv/Fm)、光化学淬灭系数(qP)和相对电子传递速率(ETR)等光合指标,以及根系长度、根系表面积、根系直径、根系体积和根尖数等均发生了变化,但变化幅度存在品种间差异。28℃/25℃(昼/夜)、300μmol·m^(-2)·s^(-1)恢复生长28 d后,5份材料的叶绿素荧光参数均恢复到正常水平,SPAD值、根系形态、茎叶干重、根系干重、整株干重和根冠比的恢复情况存在品种间差异。低温弱光处理5 d后辣椒幼苗的SPAD值、Fv/Fm和根系直径,以及恢复生长后的茎叶干重、根系干重、整株干重和根冠比等7个指标与冷害指数相关性较高,可作为辣椒苗期耐低温弱光鉴定指标。这些指标可直接通过仪器和软件分析获得,避免了复杂的样品处理和主观判断等因素干扰,实现了简便化、数量化和客观化,可为辣椒耐低温弱光鉴定体系的优化提供参考。

茄子耐热相关EST-SSR分子标记的研究

本研究通过分析茄子热胁迫抑制性消减杂交(SSH-cDNA)上调表达文库中获得EST序列以及基因组数据库中收集到的与耐热相关的EST序列,对茄子耐热相关的EST-SSR分子标记进行了搜索分析。在茄子热胁迫SSH-cDNA文库中找到了9个SSR位点,结合收集到的耐热EST序列中的25个位点,共设计了32对SSR引物。进一步的引物筛选结果表明,引物对EG6靶向文库EST序列YP249,在不同茄子材料中扩增显示多态性。YP249经实时荧光表达验证确定为热胁迫上调表达序列,考虑EG6的扩增位点为茄子热胁迫相关的SSR多态性候选位点。

分子标记技术在辣椒研究中的应用进展

分子标记是生物学研究的一个重要工具,在作物新品种选育等方面发挥着越来越重要的作用。为了构建辣椒分子标记辅助育种技术体系,以实现常规育种技术与现代生物技术的有机结合,归纳了分子标记技术在辣椒种质遗传多样性、分子连锁图谱构建、分子标记辅助选择育种和基因定位等方面的已有研究成果;认为分子标记技术在辣椒上的应用研究系统性还不强、基础分子信息比较缺乏、遗传图谱还不精细,建议在实用新型分子标记开发、核心种质分子信息库建立、优良作图群体及精细遗传图谱构建等方面加强系统深入的研究。

加工型辣椒花药培养技术研究

为了满足重庆辣椒高效育种与良种创新的需要,以2个加工型辣椒材料578和186及一个甜椒品种‘海丰28’为试材进行花药培养研究。研究了预处理与预培养的时间与温度,并通过正交试验设计,探讨了基本培养基、植物生长调节物质、活性炭、硝酸银、碳源等主要因子对辣椒花药培养的影响。结果表明,高温预培养35℃7天时辣椒578、186、甜椒‘海丰28’的植株诱导率分别为4.86%、2.50%、0.56%,是对3种材料都适合的预培养条件。通过正交试验分析得到对2个基因型特异的优化培养基配方,并且通过比较得到一个对2个基因型都较适合的培养基配方。对花药培养再生的植株进行倍性鉴定,证明3个基因型均得到了具有12条染色体的单倍体植株。以饱和对二氯苯与0.2%秋水仙素浸泡生长点24h进行加倍,成功获得了双单倍体植株。

不同基因型玉米幼胚愈伤诱导及植株再生研究

本研究通过对不同基因型的玉米幼胚进行愈伤组织诱导实验,从49份玉米自交系材料中筛选出了5个胚性愈伤组织诱导率较高的自交系,其中,K6-64,K6-39,DL283-1诱导出的Ⅱ型胚性愈伤,具有很强的长期继代能力和再生能力,适宜作为转化受体材料进行遗传转化研究。对玉米幼胚在离体培养过程中影响因素进行了研究,1.5～2.0 mg/L 2,4-D能够较好的诱导玉米幼胚产生胚性愈伤组织。一定浓度的6-BA和KT都能够较好的促进玉米愈伤组织分化。

转Bt毒蛋白基因玉米的研究进展

此文首先回顾了国内外抗虫转基因玉米研究发展历程,归纳总结了转Bt毒蛋白基因玉米的常用转化方法和转基因玉米转化体的鉴定方法,对转Bt毒蛋白基因玉米后续实验的抗虫性分析鉴定及遗传稳定性评价与利用也进行了介绍。进而探讨了Bt毒蛋白基因在玉米遗传转化上善待解决的问题以及未来的发展方向。认为应加大力度对瓶颈技术进行深入研究,以期转Bt毒蛋白基因玉米能够获得更好的发展。

SSR标记技术在杂交水稻和杂交玉米种子质量鉴定中的应用研究

SSR标记具有快速、稳定、准确的技术优势,已经在品种鉴定等方面得到广泛的应用。为了鉴定生产用"两杂"种子样品的遗传多样性及纯度,利用36对SSR引物对39份杂交水稻样品进行了遗传多样性鉴定,其中2个样品为"同名异种"(遗传距离为0.11),有2个样品疑似"异名同种";利用33对SSR引物对36份杂交玉米样品进行了遗传多样性鉴定,同样存在"同名异种"和"异名同种"现象。在人为混杂的杂交水稻样本中,SSR标记检测值与实际混杂率u测验没有显著性差异;同时利用SSR标记和田间鉴定方法比较种子公司提供的10个杂交水稻样品纯度,尽管有3个样品SSR标记检测结果低于田间鉴定,但由于田间纯度鉴定以农艺性状为标准,遗传背景相似的单株难以区分,因此从加强种子质量监管角度考虑,SSR分子标记鉴定技术更为有利。

渝17S对低温胁迫的响应及耐冷机制初步研究

重庆及西南稻区水稻幼苗期倒春寒频发,常常导致秧苗生长迟缓,白化、烂秧等发生,制约了优质水稻安全生产和轻简化技术的应用。本研究以耐冷性较强的渝17S和对低温敏感的Y58S为材料,对比研究了3叶龄幼苗经4℃低温处理后,二者可溶性糖、海藻糖、脯氨酸、丙二醛和过氧化氢的含量,超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和抗坏血酸过氧化物酶的活性,以及荧光定量PCR检测胁迫相关的9个基因的表达情况。结果表明:与Y58S相比,渝17S具有更强的苗期耐冷性,在低温胁迫下,其死苗率为7.5%,而Y58S死苗率高达96.7%;低温胁迫下2个品种叶片中丙二醛和H_(2)O_(2)含量均升高,但渝17S增幅较小;渝17S叶片中抗氧化酶(超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和抗坏血酸过氧化物酶)活性,可溶性糖和海藻糖含量,以及OsCATB、OsSOD、OsAPx8,OsTPS1、OsTPP1、OsMKK6、OsMAPK3和OsICE1基因表达量均呈不同程度增加;2个品种叶片中脯氨酸含量和脯氨酸合成限速酶基因(OsP5CS)的表达量未见明显差异。初步认为,H_(2)O_(2)信号分子和海藻糖可以调控渝17S对低温胁迫的响应,从而增强其幼苗的抗寒性。

重庆加工型辣椒种质资源抗疫病鉴定的分子标记筛选

为筛选出适用于重庆加工型辣椒疫病抗性鉴定的分子标记,以63份重庆加工型辣椒种质资源为材料,研究了12个辣椒疫病抗性相关分子标记的筛选效率。结果表明,7个分子标记在种质间无差异条带,2个分子标记的扩增结果不稳定,只有ZL6203、ZL6726和E73等3个分子标记在种质间能扩增出差异条带。ZL6203筛选高抗、抗性和中抗材料的效率分别为87.50%、77.78%和63.64%;ZL6726筛选抗性和感病材料的效率分别为100.00%和66.67%;E73筛选抗性和高抗材料的效率分别为77.78%和62.50%。因此,同一辣椒抗疫病分子标记对不同抗性材料筛选效率存在较大差异,ZL6203、ZL6726和E73适用于重庆地区加工型辣椒抗疫病材料的鉴定。

转基因玉米研究现状及发展趋势

玉米作为世界主要的粮食作物和重要的饲料及工业原料,其转基因研究一直备受关注。近年来,应用基因枪、农杆菌介导、花粉管通道等转基因技术对玉米重要农艺性状进行遗传改良,在抗虫、抗除草剂、高赖氨酸、雄性不育、抗旱耐盐等转基因新品种方面取得了重大进展,抗虫和抗除草剂及两者复合性状的转基因玉米新品种已在全球16个国家大面积推广,产生了巨大的经济、社会和生态效益。本文概述玉米转基因技术及应用现状等方面的研究进展,并探讨了未来的发展趋势和研究方向。

重庆中高海拔区玉米灰斑病的发生危害特点及综合防控技术

文章介绍了重庆中高海拔区玉米灰斑病的发生概况、危害特征与流行特点,提出了选用抗病力强的品种、合理耕作、控减病害、适期播种、平衡施肥、合理用药、化学防治等玉米灰斑病综合防控技术。

‘金标’玉簪组培快繁技术研究

为筛选玉簪外植体最佳消毒灭菌处理方式,寻找适合‘金标’玉簪组培快繁的不定芽诱导、丛生芽增殖和生根诱导最佳培养基配方,以‘金标’玉簪腋芽为外植体,进行了组培快繁技术研究。结果表明,腋芽处理为0.1%HgCl2溶液消毒15 min;不定芽最佳诱导培养基为MS+(5 mg/L 6-BA)+(0.50 mg/L NAA);丛生芽最佳继代增殖培养基是MS+(4 mg/L 6-BA)+(0.50 mg/L NAA),增殖系数达到4.12;生根最佳培养基为1/2 MS+(0.50 mg/L IBA),生根率达到96.67%。将组培苗采用草炭∶珍珠岩(3∶1)作为基质移栽至育苗盘中,根据环境条件进行适时喷淋和遮阴,移栽成活率达到94.5%,建立了‘金标’玉簪组培快繁体系,可为‘金标’玉簪进行种苗繁殖规模化生产提供参考。

苏云金芽孢杆菌Cry1A.301-Vip3A融合杀虫蛋白原核表达及生物活性分析

【目的】对苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis,Bt)的杀虫蛋白基因(Cry1A.301和Vip3A)进行原核融合表达及生物活性分析,为玉米抗虫基因资源发掘和品种创制提供科学参考。【方法】利用连接肽构建不同杀虫机理的Cry1A.301和Vip3A融合基因,构建其原核表达载体,在大肠杆菌中进行诱导表达,对融合蛋白进行理化性质和结构域预测分析及定量检测,并采用人工饲料混合饲喂法测定融合蛋白对亚洲玉米螟(Ostrinia furnacalis)、棉铃虫(Helicoverpaarmigera)和草地贪夜蛾(Spodopterafrugiperda)的杀虫活性。【结果】构建的融合基因基本骨架为5'-Cry1A.301-Vip3A-3',中间由编码连接肽(8个氨基酸)的核苷酸序列(TCCACCTGCTCCACCTGCTCCACC)组装而成,经诱导表达形成融合蛋白Cry1A.301-Vip3A。该融合蛋白含有1409个氨基酸,分子量约为157 kD,为稳定的酸性蛋白,包含Cry1A.301和Vip3A蛋白家族的4个特征结构域。Cry1A.301-Vip3A融合蛋白在大肠杆菌BL21(DE3)细胞中成功表达,且Cry1A.301和Vip3A蛋白的表达量无显著差异(P>0.05,下同)。饲喂Cry1A.301-Vip3A融合蛋白7 d后,亚洲玉米螟、草地贪夜蛾和棉铃虫幼虫校正死亡率达100.00%。Cry1A.301-Vip3A融合蛋白与Cry1A.301蛋白对亚洲玉米螟的杀虫活性无显著差异,均显著高于Vip3A蛋白(P<0.05,下同)。Cry1A.301-Vip3A融合蛋白、Vip3A蛋白和Cry1A.301蛋白对棉铃虫的杀虫活性无显著差异。Cry1A.301-Vip3A融合蛋白和Vip3A蛋白对草地贪夜蛾的杀虫活性无显著差异,均显著高于Cry1A.301蛋白。【结论】原核表达的Cry1A.301-Vip3A融合蛋白结构稳定,对亚洲玉米螟、棉铃虫和草地贪夜蛾均具有较好的杀虫活性。

50份加工型辣椒DH系苗期耐低温弱光综合评价

以前期利用花药培养技术创制的50份加工型辣椒DH系为试验材料,以SPAD值、F_(v)/F_(m)、根系直径、茎叶干质量、根系干质量、整株干质量和根冠比7个指标的耐低温弱光指数为评价指标,采用模糊隶属函数和聚类分析法对其进行耐低温弱光综合评价。结果表明:50份DH系的耐低温弱光模糊隶属函数综合指数范围在0.20~0.76之间,聚类分析可将其分为两大类,根据耐低温弱光指数特点和模糊隶属函数综合指数可确定第Ⅱ类有7份DH系为耐低温弱光材料,即H201605-8、H201604-4-1、H201612-4-1、H201605-7、H201612-4、H201605-34和H201604-18。50份加工型辣椒DH系间耐低温弱光性差异较大,可作为相关机理研究的试验材料;筛选出的7份耐低温弱光DH系为培育适合设施栽培的优良辣椒新品种提供了材料基础,也为定向培育抗非生物逆境辣椒种质新材料提供了参考。