玉米萜类植保素代谢关键基因对小斑病侵染的防御响应分析

该研究选用小斑病差异抗性的玉米自交系Mo17（较抗）、‘郑58’（中抗）和‘吉419’（感）,分别于接种小斑病病原菌玉蜀黍平脐孺胞（Cochliobolus heterostrophus）0、6、12、24、36和48 h时采集接种叶片为材料,采用半定量和实时荧光定量PCR技术,检测倍半萜植保素Zealexin生物合成关键基因（TPS6、TPS11）、二萜植保素Kauralexin代谢关键基因An2以及茉莉酸合成关键基因AOC的表达模式,为阐明不同抗性品种对玉米小斑病的差异防御机制提供理论依据。结果显示：接种小斑病病原菌后,抗病自交系Mo17中TPS6、TPS11基因表达诱导不显著,An2基因表达迅速增加,AOC基因于接种12 h后表达明显上调。‘郑58’中TPS6、TPS11基因被快速诱导,在接种24 h时表达量达到最大,An2基因表达逐渐增加但差异不显著,AOC基因表达量于接种6 h后显著增加;感病自交系‘吉419’中TPS6、TPS11、An2基因在接种24 h后才显著上调,明显比抗性自交系缓慢,AOC基因表达先呈现递减的趋势然后上升,在24 h表达量最高并持续到48 h。研究表明,两类植保素代谢在玉米小斑病防御中具有不同的时间应答模式,但都受到茉莉酸介导。感病自交系中植保素代谢防御响应较慢,而抗病自交系中响应较快,符合其抗性差异。     

黄毛草莓FnMYB24转录因子基因和启动子的克隆及表达分析

该研究以黄毛草莓(Fragaria nilgerrensis Schltdl.)为材料,采用RT PCR技术克隆了黄毛草莓FnMYB24基因的cDNA和启动子序列。生物信息学分析表明,FnMYB24的cDNA序列长为1 033 bp(GenBank登录号为MN879283),其开放阅读框(ORF)长为609 bp,编码202个氨基酸,含有1个保守的MYB_DNA binding结构域。同源分析结果显示,黄毛草莓FnMYB24基因编码的氨基酸序列与森林草莓(Fragaria vesca)编码的氨基酸相似性较高;同时进一步克隆了该基因编码起始位点上游长度为718 bp启动子序列(GenBank登录号为MN879285),预测该序列包含激素响应元件、光调控元件等多个顺式作用元件。通过构建pFnMYB24∷GUS表达载体进行烟草瞬时转化,发现pFnMYB24启动子具有转录活性且能够驱动FnMYB24基因表达。实时荧光定量PCR结果显示：抗病品种黄毛草莓和易感病栽培品种‘妙香3号’的叶片接种胶孢炭疽菌(Colletotrichum gloeosporioides)后MYB24基因表达量均有上调,但‘妙香3号’的MYB24表达量始终低于黄毛草莓的表达量;SA处理后2个草莓品种的MYB24表达量均高于对照组,表明MYB24基因受水杨酸(SA)的诱导表达。研究表明,草莓MYB24基因可能参与调控抗炭疽病,为进一步研究MYB24基因在草莓抗炭疽病中的功能奠定了基础。     

中国野生毛葡萄VqTLP15基因的克隆与抗病性功能研究

该研究以抗病品种中国野生毛葡萄‘商 24’和感病品种欧洲葡萄‘红地球’为材料,利用 RT PCR 方法克隆TLP15基因,分别命名为 VqTLP15 和 VvTLP15(GSVIVT01018769001),对其进行生物信息学分析、亚细胞定位、转化拟南芥,并接种不同病原菌观察分析转基因株系的抗性,采用qRT PCR 检测SA 和 JA/Eth信号途径以及调控气孔运动的相关基因表达。结果显示：(1)成功克隆获得 VqTLP15 基因的开放阅读框 (ORF);氨基酸序列比对显示,VqTLP15基因与葡萄基因组网站欧洲葡萄‘黑比诺’VvTLP15 和‘红地球’克隆的 VvTLP15基因的同源性分别为 98.99％ 和 99.66％。 (2)亚细胞定位表明,VqTLP15 定位于细胞质。(3)成功获得 VqTLP15 转基因拟南芥株系(L1、 L2、 L3)。(4)接种观察发现：白粉菌处理 7 d后转基因株系对白粉菌的抗性较野生型(Col 0)提高,且其叶片的白粉菌孢子浓度显著低于Col 0;灰霉菌诱导的叶片坏死性损伤在转基因株系(L1、L2 和L3病斑面积>40%的比例分别为 71%、62%和67%)中显著大于 Col 0(43%);接种 PstDC3000后转基因株系叶片的病害表型没有 Col 0 明显,叶片孔径减小程度大于 Col 0,且细菌浓度低于 Col 0。(5)组织化学染色分析表明：白粉菌处理后转基因株系叶片胼胝质沉积、细胞死亡率和 O₂^-·水平都显著大于 Col 0;灰霉菌处理后转基因株系的细胞死亡率、H₂O₂和 O₂^-·水平均高于 Col 0; PstDC3000 处理后细胞死亡率和 O₂^-·积累水平都高于 Col 0。(6)qRT PCR 检测显示：接种白粉菌后,转基因株系中PR1 和 ICS1 的表达水平均升高,PR1 表达在接种72 h时达到峰值,而 ICS1 在 接种120 h时达到峰值,LOX3 的表达水平逐渐降低,并于接种120 h时降至最低水平,但仍高于 Col 0;接种灰霉菌后,转基因株系中 PR1、NPR1 和 PDF1.2 基因的表达均上调,并在接种 48 h时达到峰值,LOX3 基因的表达水平下降,但仍高于 Col 0;接种 PstDC3000 后,转基因株系中 PR1、PDF1.2 和 NHL10的表达均高于 Col 0,但WRKY53的表达低于Col 0, L1 中 COI1、FRK1、ATPPC2、FLS2、OST1 的表达水平高于 Col 0;接种flg22 或 LPS后, L1 中 COI1基因的表达低于 Col 0,但ATPPC2、FLS2、OST1基因的表达水平高于 Col 0。研究表明,过量表达 VqTLP15 基因降低了对白粉菌和 PstDC3000 的敏感性,增加了对灰霉菌的敏感性。 VqTLP15 基因可能通过介导水杨酸 (SA) 和茉莉酸/乙烯 (JA/Eth) 信号转导途径以及气孔免疫反应来参与植物的抗病防御反应,为葡萄抗病分子育种提供了一个可能的候选基因。     

茶树SBP box转录因子的比较基因组学与遗传分析

SQUAMOSA启动子结合蛋白(SBP box)是植物特异性转录因子,在植物生长发育中发挥重要作用。该研究利用生物信息学分析方法,对不同‘铁观音’、‘黄棪’、‘舒茶早’和‘龙井43’茶树基因组的SBP基因进行鉴定和比较,通过qRT PCR技术分析CsTGY_SBP家族成员在不同茶树品种中的表达模式,为探究SBP基因在茶树杂种和亲本上的遗传规律提供参考。结果显示：(1)在茶树品种‘铁观音’、‘黄棪’、‘舒茶早’和‘龙井43’基因组中分别鉴定出21个、25个、24个和23个SBP家族基因。(2)系统进化树将其分为8个亚家族,共线性分析发现茶树和拟南芥、葡萄的SBP基因共线性关系与水稻相比更强,同物种内发现‘铁观音’与‘黄棪’的共线性关系更显著。(3)qRT PCR结果表明,CsTGY_SBP5、CsTGY_SBP9和CsTGY_SBP14在F₁‘金观音’中呈中亲表达的模式;大部分CsTGY_SBPs基因在F₁‘黄观音’呈低于双亲表达模式,CsTGY_SBP5和CsTGY_SBP8在F₁‘金牡丹’中显著高于亲本;CsTGY_SBP5、CsTGY_SBP7、CsTGY_SBP12、CsTGY_SBP16和CsTGY_SBP18在F₁‘紫玫瑰’中的表达量显著高于亲本,呈超高亲表达的模式;CsTGY_SBPs基因在F₁‘紫牡丹’中整体表达趋于亲本铁观音,在F₁‘瑞香’中整体呈现低于亲本‘黄棪’的表达模式。研究表明,CsTGY_SBP5在F₁‘金牡丹’和F₁‘紫玫瑰’中的表达均显著高于亲本,推测CsTGY_SBP5可能是茶树杂种优势的重要调控因子。     

外源褪黑素提高草莓黑斑病抗性的效果和作用机制初探

该研究以黑斑病抗性较弱的草莓主栽品种‘红颊’为试验材料,先从病株中分离和鉴定草莓黑斑病的致病菌,然后进行外源喷施褪黑素和接种黑斑病菌处理,通过统计病菌致病性、褪黑素的抑菌效果和促进草莓的抗菌性能力,并测定各处理草莓发病过程中叶片相关酶活性和抗性基因的表达水平,初步探讨外源褪黑素提高草莓对黑斑病抗病性的作用机理。结果表明：(1)通过病菌分离、序列分析和侵染试验结果证明,‘红颊’草莓黑斑病致病菌为链格孢菌。(2)在含有不同浓度(1、2、4和8 mmol/L)褪黑素的 PDA培养基上链格孢菌菌丝的生长速度受到不同程度的抑制,褪黑素浓度越高病菌生长速度越慢,并在8 mmol/L褪黑素的培养基上链格孢菌菌丝的抑制率达 68.9%。(3)外源褪黑素预处理草莓叶片和匍匐茎24 h后接种致病菌(链格孢菌),侵染的草莓叶片和匍匐茎的黑斑病发病进程得到有效延缓,抑制效果随着褪黑素浓度的升高而升高, 并以0.5 mmol/L褪黑素抑制病原菌侵染的效果最佳。(4)0.5 mmol/L外源褪黑素预处理可显著提高接菌草莓叶片抗病相关酶 CAT、 POD、 PAL和 PPO的活性,其中 PPO活性变化最大,比对照显著提高了23.8%。(5)0.5 mmol/L外源褪黑素处理可显著提高草莓抗病相关基因 PR1A like、 PR10、 WRKY1、 PPO和 CCR等的表达量。研究发现,外源褪黑素能有效抑制黑斑病致病菌链格孢菌的菌丝生长,延缓其发病进程,并以0.5 mmol/L浓度最佳;WRKY1转录因子在提高草莓黑斑病抗性的过程中起到了重要的调控作用,外源褪黑素可能通过激活该转录因子的表达调控相关抗病基因的表达和相关抗氧化酶和防御酶的活性,从而提高草莓对黑斑病的抗性。     

Pi-ta+基因和几丁质酶基因双价基因导入水稻的研究

为了提高‘云资粳41’和‘云资粳43’的抗稻瘟病能力,利用农杆菌介导法将二价表达载体pCAMBIA1300-Pi-ta⁺-Bchi转化到水稻愈伤组织中。经组织培养获得再生苗,再通过氯酚红显色法、PCR检测和抗稻瘟病鉴定法获得抗稻瘟病的转基因植株,为进一步创建持久、广谱抗稻瘟病水稻新材料奠定基础。结果显示:(1)抗性愈伤组织经分化和生根培养后,共获得T⁰代水稻再生苗137株,其中‘云资粳41’14株,‘中花11’82株,‘云资粳43’41株。(2)经氯酚红显色法和PCR对再生苗检测,‘中花11’、‘云资粳41’、‘云资粳43’的转化苗阳性率分别为66%、43%和55%。证明2个外源基因已经整合到水稻基因组中。(3)对转化阳性植株温室接种稻瘟病病菌66b鉴定结果显示,转基因植株较非转基因植株对稻瘟病的抗性明显增强,而且转Pi-ta⁺基因和几丁质酶基因双价的水稻植株比转单价Pi-ta⁺基因或几丁质酶基因的水稻植株抗稻瘟病能力强。（4）氯酚红检测结果存在一定的假阳性,PCR检测结果更真实可靠,但氯酚红显色法方便、快速,结果观察直观,可对大量的转基因植株进行初步筛选。研究表明,转Pi-ta⁺基因和几丁质酶基因双价基因的水稻植株具有更高的抗稻瘟病能力。     

沙棘种子形成发育过程中油脂合成积累关键基因的表达分析

为探讨沙棘种子油脂积累与相关基因表达的关系,以不同发育期间（6月25日、7月6日、7月17日、7月28日、8月8日和8月19日）的近缘高油品系‘新俄3号’和低油品系‘绥棘1号’种子为试材,利用氯仿甲醇法测定含油率,采用实时荧光定量PCR方法分析限速酶基因的表达模式,验证各基因在天然高低油种子间的表达差异。结果表明：（1）除7月17日外,其他时期‘新俄3号’的种子含油率均高于‘绥棘1号’;7月6日~7月28日期间油脂迅速积累,而且‘新俄3号’种子含油率增速大于‘绥棘1号’。（2）油脂迅速积累期的GPD1基因高表达,可能通过促进3 磷酸甘油合成进而加速‘新俄3号’种子油脂高积累;油脂积累过程中DGAT1和DGAT2基因在‘新俄3号’种子中的表达量一直高于‘绥棘1号’。研究认为,GPD1、DGAT1和DGAT2基因可能与‘新俄3号’种子油脂的相对高积累有关。本研究结果为进一步深入验证沙棘油脂合成限速酶基因功能奠定基础。     

苹果炭疽叶枯病病原学研究

炭疽叶枯病菌能够侵染苹果叶片造成病叶早期干枯、脱落,侵染果实引起坏死性斑点。该病害近年来在我国一些苹果产区被发现,并有迅速蔓延的趋势。对采自河南和陕西的苹果炭疽叶枯病的病原菌进行了形态学、培养特性、致病性及分子系统发育研究,明确了引起该病害的病原为果生刺盘孢Colletotrichum fructicola和隐秘刺盘孢C.aenigma。经致病性测定,证明C.fructicola和C.aenigma对嘎拉、秦冠、金冠、粉红女士、太平洋玫瑰、金世纪、蜜脆等以金冠为亲本的品种叶片致病;在有伤接种时,C.fructicola和C.aenigma对嘎拉、金冠、秦冠、太平洋玫瑰、新红星、富士等品种果实具有致病性;在无伤接种时,C.fructicola对嘎拉、金冠果实致病,C.aenigma对嘎拉果实致病。研究结果表明,C.fructicola和C.aenigma对不同品种叶片和果实的致病性都存在明显的分化现象。     

富士苹果MdWRKY40b基因克隆及其对白粉病的抗性分析

WRKY是植物抗病相关的一个大转录因子家族基因,为了揭示WRKY40基因在调控白粉病抗性方面的作用,以富士苹果(Malus domestica Borkh.cv.Fuji)为试材,利用特异引物进行RT-PCR基因克隆,并用实时荧光定量PCR方法分析组织中基因的表达及接种苹果白粉菌和用1 mmol·L^-1水杨酸(SA)喷施处理后对基因表达的影响。结果表明:（1）克隆到的片段长度为1 240 bp,包含一个完整的开放阅读框,长1 002 bp,编码334个氨基酸,其氨基酸序列与AtWRKY40、HvWRKY1/2/3等8个序列一致性为48.96%;该基因与拟南芥AtWRKY40同源,故命名为MdWRKY40b,GenBank登录号为JX112907。（2）基因表达分析表明,MdWRKY40b在苹果根、茎、叶、花均有表达,其中根、叶、花中表达量基本相当,茎中表达量最低。（3）该基因明显受苹果白粉菌和SA的强烈诱导表达且持续时间较长,并且两者表达趋势相同、出现最高表达量的时间相近。研究推测,富士苹果容易感白粉病的主要原因可能与MdWRKY40b的持续长时间的高表达有关。     

菱叶绣线菊彩叶园艺品种‘粉霜’和‘黄金喷泉’的叶绿体基因组研究

基于菱叶绣线菊(Spiraea×vanhouttei)培育出了很多的彩叶园艺品种,其中‘粉霜’彩叶绣线菊(‘Pink Ice’)和‘黄金喷泉’菱叶绣线菊(‘Gold Fountain’)是两个性状优良的品种,这两个彩叶品种的形成机制尚缺乏深入研究。该研究基于二代测序的浅层测序技术,对‘粉霜’和‘黄金喷泉’的叶绿体基因组进行组装、注释、绘制其叶绿体基因组图谱;结合网上已有的绣线菊属植物的叶绿体全基因组开展比较基因组学研究。结果表明,两个品种的叶绿体基因组均为典型的四分体结构,即含有1个LSC、1个SSC及2个IR;‘粉霜’和‘黄金喷泉’的叶绿体基因组大小分别为155 953和155 941 bp,各含有130个基因,包括85个蛋白编码基因,37个转运RNA基因和8个核糖体RNA基因;分别含有67、69个简单重复序列,其中,单核苷酸重复序列最多。筛选出这两个叶绿体基因组内7个高变异区域,分别为trnH_GUG-psbA、trnK_UUU、trnR_UCU-atpA、trnT_ GCU-psbD、ndhC、rpl32、ycf1。菱叶绣线菊、‘粉霜’和‘黄金喷泉’虽有非常近缘的关系,但并未聚成单系。该研究首次获得了两种绣线菊属彩叶品种的叶绿体基因组,为进一步理解绣线菊属及其彩叶园艺品种的亲缘关系提供了大量有用信息,并为今后该属更多园艺资源的发掘奠定了基础。     

玉米细菌性条斑病非寄主抗性基因Rxo1转化水稻的研究

水稻细菌性条斑病是我国重要的水稻病害之一,但是在水稻种质资源中尚未发现抗细菌性条斑病单个主效基因。利用农杆菌介导的转化系统将从玉米中克隆的细菌性条斑病非寄主抗性基因Rxo1转入我国2个杂交稻恢复系和2个常规水稻品种。转基因植株的PCR和Southern分析结果表明Rxo1基因已整合到受体基因组中,Rxo1基因单拷贝整合的转化体在自交T1代呈现抗感3∶1分离。人工接种实验和病菌的生长曲线表明携带Rxo1的转基因植株对水稻细条病菌可以产生过敏性抗病反应。上述结果为利用非寄主抗性基因防治该病害提供了有用的信息。     

玉米细菌性条斑病非寄主抗性基因Rxo1转化水稻的研究

水稻细菌性条斑病是我国重要的水稻病害之一,但是在水稻种质资源中尚未发现抗细菌性条斑病单个主效基因。利用农杆菌介导的转化系统将从玉米中克隆的细菌性条斑病非寄主抗性基因Rxo1转入我国2个杂交稻恢复系和2个常规水稻品种。转基因植株的PCR和Southern分析结果表明Rxo1基因已整合到受体基因组中,Rxo1基因单拷贝整合的转化体在自交T1代呈现抗感3∶1分离。人工接种实验和病菌的生长曲线表明携带Rxo1的转基因植株对水稻细条病菌可以产生过敏性抗病反应。上述结果为利用非寄主抗性基因防治该病害提供了有用的信息。     

青稞NBS LRR类基因HvtRGA的克隆与条纹病胁迫表达分析

为探索青稞(Hordeum vulgare L. var. nudum)NBS LRR类基因在青稞抗条纹病中的分子作用机制,该研究以抗条纹病青稞品种‘昆仑14号’和感病品种‘Z1141’为材料,从叶片中克隆了HvtRGA 基因。HvtRGA基因长3 544 bp,包含一个3 306 bp开放阅读框,编码1 101个氨基酸。序列测序后比对发现,‘昆仑14号’与‘Z1141’的碱基序列相似性为99.89%,‘Z1141’的碱基在1196和1945位置处由G替换成A,但氨基酸序列相似性为100%。蛋白质序列分析表明,HvtRGA为亲水性的不稳定酸性蛋白,具有NB ARC保守结构域和5个LRR结构域,属于 NBS LRR 家族。HvtRGA蛋白与大麦的rgaS 9217、rgaS 226编码的NBS LRR氨基酸序列相似性分别为96.55%和88.72%。进化树分析表明,青稞与小麦族的大麦、硬粒小麦和二穗短柄草NBS LRR聚为一个分支,且与大麦 rgaS 9217编码的蛋白亲缘关系最近,其次是大麦rgaS 226编码的蛋白,而与狗尾草和栗的亲缘关系最远。qRT PCR结果表明,条纹病胁迫下,抗病品种和感病品种的HvtRGA基因的表达量极显著升高,且抗病品种‘昆仑14号’感病后基因表达量显著高于感病品种‘Z1141’。研究推测,HvtRGA 基因在青稞抗条纹病的调控过程中可能发挥着重要作用。     

岷江百合WRKY转录因子基因的克隆与功能分析

WRKY转录因子家族在植物应对非生物和生物胁迫的防卫反应中起重要作用。岷江百合(Lilium regale Wilson)是高抗枯萎病的野生百合,该研究基于前期转录组测序分析,采用RT PCR方法从岷江百合中克隆得到WRKY转录因子基因LrWRKY4并分析其功能,以探讨岷江百合对枯萎病菌尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)侵染的转录调控机制,为进一步研究岷江百合WRKY基因家族的功能奠定基础。结果显示：(1)LrWRKY4开放阅读框为993 bp,编码330个氨基酸,LrWRKY4含有一个高度保守的‘WRKYGQK’七肽序列和一个C₂H₂锌指基序,属于Ⅱc类WRKY转录因子。(2)成功构建GFP LrWRKY4融合载体并通过根癌农杆菌介导转化洋葱表皮细胞,激光共聚焦显微观察发现,GFP LrWRKY4融合蛋白表达的绿色荧光特异性地分布在洋葱表皮细胞的细胞核中。(3)成功构建了过表达载体pCAMBIA2300s LrWRKY4并转化烟草,得到11个T₂代转基因烟草株系,且转LrWRKY4基因烟草与野生型烟草(WT)在表型上无明显差异;尖孢镰刀菌接种根部和叶片的实验结果显示,转LrWRKY4基因烟草对尖孢镰刀菌的抗性较WT明显增强;qRT PCR分析显示,岷江百合LrWRKY4基因在11个转基因烟草株系中均有表达,且转基因烟草中JA/SA信号途径相关基因的表达上调,并诱导了部分病程蛋白相关基因以及抗氧化相关基因的表达上调。(4)岷江百合鳞片浸染LrWRKY4 RNAi载体后的腐烂程度和病变面积均远大于RNAi空载转化的鳞片;瞬时表达LrWRKY4 RNAi载体的岷江百合鳞片中LrWRKY4基因的表达水平较对照下降了约45.7%,接种尖孢镰刀菌72 h后表达水平下降了93.8%;瞬时表达LrWRKY4 RNAi后,一些JA/SA信号途径相关基因的表达水平明显下降。研究表明,岷江百合LrWRKY4编码一个定位于植物细胞核的Ⅱc类WRKY转录因子;LrWRKY4基因能够在转基因烟草中稳定表达,且过表达LrWRKY4基因提高了烟草对尖孢镰刀菌的抗性;但瞬时表达LrWRKY4 RNAi降低了岷江百合JA/SA信号途径相关基因的表达并增强了对尖孢镰刀菌的敏感性。推测LrWRKY4基因是岷江百合抗尖孢镰刀菌防卫反应中的正调控因子,可能通过参与JA/SA介导的信号传导途径,诱导防卫相关基因的表达从而调节其对尖孢镰刀菌的抗性。     

抗条纹叶枯病香稻新品种的分子标记辅助选育

为解决上海主栽水稻品种普遍对条纹叶枯病缺乏抗性、大多数品种成熟期偏晚且食味品质不佳的状况,该研究以高产、广适性粳稻品种‘武运粳7号’为母本,与高抗条纹叶枯病水稻品系‘武2699’进行杂交,获得F1种子,再以早熟、香型优质品种‘太湖香粳’为父本,与(‘武运粳7号’ב武2699’)F_1进行复交,开展聚合育种;并分别利用与水稻抗条纹叶枯病基因QSTV-11b紧密连锁和香味控制基因Badh2共分离的分子标记,对分离世代进行辅助选择,筛选到含这2个基因的纯合基因型单株,结合田间抗性鉴定及香味测定,育成具有香味、高抗水稻条纹叶枯病、高产、优质等特点的早熟晚粳新品种‘沪香粳151’。     

两个苜蓿品种营养器官解剖结构特征比较

为了明确具有极强抗虫特性的‘草原4号紫花苜蓿’(Medicago sativa L.‘Caoyuan No.4’) 营养器官的解剖特征,该研究选择具有抗蓟马特性较强的‘草原2号杂花苜蓿’(Medicago varia Martin.‘Caoyuan No.2’)为对照,采用显微镜观察比较两品种的根、茎、叶解剖结构特征,为揭示‘草原4号紫花苜蓿’ 抗蓟马特性提供理论依据。结果显示：(1)‘草原4号紫花苜蓿’根部解剖结构的皮层薄壁细胞厚度、内皮层厚度、形成层厚度、木质部厚度和木射线宽度等5个指标均极显著高于(P＜0.01)‘草原2号杂花苜蓿’,其中木射线宽度(159.37 μm)是‘草原2号杂花苜蓿’的1.82倍。(2)‘草原4号紫花苜蓿’的茎部厚角组织厚度(21.4 μm)极显著高于‘草原2号杂花苜蓿’(P＜0.01),而韧皮部宽度、髓直径却均极显著低于‘草原2号杂花苜蓿’(P＜0.01)。(3)‘草原4号紫花苜蓿’叶片解剖构造的7个指标均极显著高于‘草原2号杂花苜蓿’(P＜0.01),其中栅栏组织层数(2～3层)极明显地高于‘草原2号杂花苜蓿’(1~2层)。研究表明,‘草原4号紫花苜蓿’的组织结构特征具有明显的抗虫特征,且其组织的抗虫特征比‘草原2号杂花苜蓿’更为突出。     

水稻粒长新基因GL12 1定位与利用分析

水稻的粒长是水稻粒型构成的因素之一,直接影响水稻的单产,而粒长又是稻米品质的重要指标之一。该研究利用选育含有稻瘟病抗性基因Pigm 1的长粒恢复系R20 4为研究材料,通过图位克隆的方法,对粒长基因进行鉴定,并对该长粒性状在育种中的应用进行了分析。结果显示：(1)该长粒为显性基因控制的性状。(2)将粒长基因GL12 1初步定位在水稻第12染色体上Indel 12 3和Indel 12 7之间,物理距离约4.5 Mb。(3)通过进一步开发标记,最终将该粒长基因GL12 1定位在标记Indel 10和Indel 16之间,物理距离约900 kb。(4)长粒恢复系R20 4与‘庆源A’、‘定源A’和‘启源A’测交组合的粒长均表现R20 4表型,而与‘靓香A’测交组合的粒长比R20 4更长。研究表明,粒长基因GL12 1为显性基因控制的性状,可能为一个新的粒长控制基因,该研究为后期GL12 1基因的克隆、功能研究以及粒型分子育种奠定了基础。     

苹果MpSNAT1的克隆与表达特性分析

以‘富士’和‘嘎啦’苹果(Malus pumila)叶片总RNA为模板,克隆5-羟色胺-N-乙酰基转移酶(SNAT)基因,利用DNAMAN、MEGA 5.1等软件对该基因进行生物信息学分析,采用荧光定量PCR技术测定SNAT的表达水平。结果表明,获得的苹果SNAT全长c DNA序列为750 bp,编码249个氨基酸,命名为Mp SNAT1(登录号MF443136)。Mp SNAT1编码蛋白的理论分子量约27.8 k Da,为非分泌型、亲水的不稳定蛋白,具有乙酰基转移酶(GNAT)功能结构域。序列多重比对及系统进化树分析表明,Mp SNAT1编码氨基酸序列与桃和拟南芥的同源性高,一致性分别为91.2%和63.6%。炭疽叶枯病菌接种后,苹果叶中Mp SNAT1表达量升高,但‘富士’和‘嘎啦’中基因上调水平和持续时间存在显著差异。此外,外源褪黑素处理后,苹果叶中Mp SNAT1显著上调表达,但外源水杨酸(SA)处理后,Mp SNAT1表达量均不同程度降低,表明该基因表达不受SA诱导。     

青稞HvnRPS2基因克隆及其在条纹病胁迫下的表达分析

为探索NBS LRR类基因RPS2在青稞抗条纹病过程中的作用,该研究以抗条纹病青稞品种‘昆仑14号’和感病品种‘Z1141’为材料,参照转录组序列设计引物,克隆得到一个差异表达的青稞HvnRPS2基因,进行相应的生物信息学分析,并采用实时荧光定量PCR(qRT PCR)法分析HvnRPS2基因在条纹病侵染下不同抗性青稞品种的表达模式。结果表明：(1)HvnRPS2基因全长3 089 bp,无内含子,包含1个2 760 bp的开放阅读框,编码919个氨基酸,理论等电点为5.93,预测蛋白分子量为104.2 kD,其编码的蛋白为亲水性蛋白,二级结构主要由无规则卷曲和ɑ 螺旋组成。(2)蛋白质多序列比对及进化树分析表明,HvnRPS2含有高度保守的NB ARC和LRR结构域,属于NB ARC蛋白家族成员,与大麦HvRPS2和水稻OsRPS2亲缘关系最近。(3)qRT PCR分析显示,随着条纹病感病时间的延长,青稞HvnRPS2基因表达量呈先降低后升高再降低的模式;与正常叶片相比,感病叶片的HvnRPS2基因表达量显著下调,且感病品种表达量下调值显著低于抗病品种(P＜0.01)。研究认为,HvnRPS2在青稞抗条纹病过程中发挥重要的负调控作用。研究结果为进一步探究该基因在青稞抗条纹病中的调控机理奠定基础。     

转新型抗虫基因Vip3A棉花新种质的创制

该研究构建植物表达载体pBin438 Vip3A,通过农杆菌介导法转化棉花品种‘冀合713’,将新型抗虫基因Vip3A导入到棉花植株,创制对棉铃虫抗性的转基因棉花新种质。结果表明：(1)PCR检测Vip3A基因已经导入到棉花基因组中且能够稳定遗传。(2)室内抗虫性鉴定表明,与对照相比转基因植株对棉铃虫的抗性显著提高,并获得2株高抗和3株抗棉铃虫的转Vip3A基因株系。(3)Southern blotting结果显示,转基因株系BV01为单拷贝。(4)Elisa检测表明,外源Vip3A基因在BV01的根、茎、叶、花、种子中都有表达,在叶片中的Vip3A蛋白表达为苗期>蕾期>花期>铃期>吐絮期。该研究创制了新型抗虫转基因棉花材料,为培育棉花新型抗虫品种提供了种质资源。