小麦改良的可利用资源：黑麦抗病基因

黑麦(Secale cereale)蕴藏着丰富的抗病基因,是改良小麦抗性的重要资源,黑麦抗病基因的导入一直是小麦育种的重要研究课题。本文综述了黑麦抗病基因的染色体定位、分子标记研究和含黑麦抗病基因的小麦种质资源在我国小麦育种中的应用,对应用中存在的问题进行了分析,并对今后的研究方向进行了展望。     

动物远缘杂交研究进展

远缘杂交是指亲缘关系在种间及种间以上的生物之间的杂交,它可以使基因组从一个物种转移到另一个物种中,从而导致杂交后代的表现型和基因型都发生改变.如果远缘杂交后代两性可育,则可以通过自交繁衍形成遗传变异的品系,它们在生物进化、遗传和育种方面具有重要作用.本文在分析和归纳大量国内外有关动物远缘杂交文献的基础上,结合本实验室长期从事鱼类远缘杂交的研究结果,对动物远缘杂交研究的最近概况及其相关问题进行了较全面综述,其中介绍了动物门间、纲间、目间、科间、亚科间、属间和种间的杂交状况,阐述了鱼类远缘杂交品系的形成规律和遗传变异特性及它们在生产上的应用等.本文在生物进化和动物遗传育种方面具有意义.     

鱼类基因组操作与定向育种

水产养殖已成为全球范围内发展最快的农业产业之一,可持续发展水产养殖的关键在于培育具有优良性状的养殖品种.基因组操作技术为快速、定向的鱼类遗传育种提供了一条重要的可行性途径.本文回顾了基于经典基因组操作技术的鱼类育种方法学历史,如多倍体育种及细胞核移植等.然后重点介绍并展望了基于转基因技术及新近发展的基因组编辑技术的鱼类定向育种方法.后两种技术的发展和应用将会为未来的鱼类种业带来更加高效和更具预见性的育种新方法.     

能源植物麻疯树分子育种研究进展

麻疯树作为一种重要的能源植物,虽然在常规育种方面的研究比较多,但在分子育种上仍处于起步阶段。在详细综述了国内外能源植物麻疯树基因的克隆,组织培养再生体系的建立相关研究进展的基础上,重点介绍了农杆菌介导转化法、基因枪介导转化法和纳米载体转化法等几种新技术在麻疯树育种中的应用,提出了当前麻疯树分子育种中存在的问题,并对其前景进行了展望。     

Burkholderia sp.ZYB002中lipA基因的敲除对细胞脂肪酶活性的影响

Burkholderia sp.ZYB002菌株不仅能产生大量的胞外脂肪酶,还能产生大量的细胞结合脂肪酶。对细胞结合脂肪酶的种类进行定性研究,将为开发全细胞脂肪酶催化剂奠定基础。通过分析与Burkholderia sp.ZYB002菌株具有较高同源性的Burkholderia cepacia J2315菌株的脂肪酶基因家族,推测潜在的细胞结合脂肪酶编码基因。通过同源重组插入失活Burkholderia sp.ZYB002菌株的lipA基因,筛选出突变体转化子;测定突变体菌株细胞结合脂肪酶的活性,并与野生型菌株比较。试验结果表明,lipA基因插入失活的Burkholderia sp.ZYB002-ΔlipA菌株的细胞结合脂肪酶活性降低了42%。     

质谱非标记定量分析小麦抗条锈病近等基因系蛋白质变化

利用基于液相色谱串联Orbitrap质谱(Q Exactive)的非标定量(Label-free)技术,对小麦抗病单基因近等基因系Taichung29*6/Yr10和背景品种Taichung29叶片的蛋白质表达进行了比较分析。经MASCOT软件搜库,在两个样品中共同鉴定到2 257个蛋白,其中有准确定量信息的蛋白共1 549个,含量变化大于2倍的差异蛋白有102个。对102个差异表达蛋白进行了Gene Ontology(GO)功能注释和分析,发现他们多数定位于细胞基质和核糖体等细胞器,具备结合、催化等功能,主要参与代谢、细胞过程、应激等生物学进程,其中超氧化物歧化酶、甲硫氨酰氨肽酶、溶酶体-β-葡萄糖苷酶和铁蛋白等可能与小麦抗病单基因近等基因系Taichung 29*6/Yr10的抗病性有一定相关性。     

解脂耶氏酵母诱变育种及发酵产α-酮戊二酸条件优化

对具有发酵产α-酮戊二酸能力的解脂耶氏酵母(Yarrowia Lipolytica)ZY-4进行了紫外诱变和NTG诱变育种,筛选得到产量提高的突变株,并对突变株的发酵培养基进行了优化,结果表明,紫外诱变和NTG诱变后筛选到的突变株分别比原始出发菌株产量提高了67.8%和110%。优化后发酵培养基成分为甘油8%,氯化铵5.0 g/L,硫胺素1.0μg/L,磷酸二氢钾1.0 g/L,七水硫酸镁0.5 g/L,培养基优化后α-酮戊二酸产量比原始出发菌株提高了232.4%。     

神舟十号飞船搭载对小麦品种济麦22的生物效应研究

探索空间环境对农作物生长的影响是充分发掘和利用航天育种技术优势的重要前提和基础。利用神舟十号飞船搭载小麦主推品种济麦22,对幼苗的生长势、苗高、鲜重和根长等主要指标进行对比分析,利用植物特异的叶绿素荧光技术研究上述指标变化的生理原因,并检测遗传物质的表观修饰状态。结果表明,飞船搭载小麦种子萌发的幼苗与地面对照相比鲜重降低,根长变短,根系数变少。叶绿素荧光参数测定发现,经过空间搭载的种子产生幼苗各种生长指标的差异是空间环境对植物产生的生理胁迫原因所致。经过空间飞行的种子萌发产生的幼苗,其基因组的甲基化修饰程度与对照相比发生了明显改变。     

小麦高分子量麦谷蛋白亚基基因 Dx5 的克隆与生物信息学分析

小麦籽粒中高分子量麦谷蛋白的含量与小麦的品质密切相关。通过Blast检索和生物信息学分析设计小麦高分子量麦谷蛋白亚基基因Dx5的特异引物,以优质小麦济麦20基因组DNA为模板,通过PCR扩增后测序,获得长度为2 619 bp的序列。生物信息学分析表明其开放阅读框长度为2 520 bp,编码839个氨基酸残基,与GenBank数据库中的Dx5蛋白质一致性最高达到99%,且具有高分子量麦谷蛋白亚基结构域。该序列命名为JMDx5,提交GenBank数据库后被接收,登录号为KJ144185,为后续研究其表达机理及改良小麦品质奠定了基础。     

褐煤精华液对无盐及盐胁迫下小麦萌发的影响

初步研究了褐煤精华液(brown coal distillate,BCD)溶液的组成成分及其对小麦种子萌发的影响。用不同浓度的BCD处理小麦种子烟农19和鲁原301,在无盐胁迫和125 mmol/L NaCl胁迫条件下培养小麦3 d后测定种子发芽率、胚芽鞘的相对伸长速率、质量、渗透调节能力、丙二醛含量及胚根质量。结果显示,BCD能促进小麦种子的发芽,增加胚芽鞘和胚根的质量,提高发芽种子在盐胁迫下的渗透调节能力,降低胚芽鞘中膜脂过氧化产物的增加量。由此推断,BCD可以缓解盐对小麦萌发阶段的伤害,促进小麦种子的萌发。