中国芒（Miscanthus sinensis）种质资源SSR标记遗传多样性分析

利用33对SSR引物对来自中国16个省的46份野生芒(Miscanthus sinensis)种质进行遗传多样性分析。结果显示:(1)33对SSR引物共扩增出87条DNA条带,75条为多态性条带,占86.21%,条带大小范围80～310 bp;(2)遗传多样性参数分析结果:Shannon’s信息指数(I)变幅为0.020～1.522,平均为0.745,引物多态性信息含量(PIC)变幅为0.040～0.738,平均为0.445,遗传相似系数(GS)的变幅为0.315～0.933,平均为0.569,说明我国芒种质资源遗传基础宽,遗传多样性丰富;(3)相似系数UMPGA聚类结果与主成分分析(PCA)结果一致,可将46份种质分为3大类群,类群Ⅰ主要由中部芒组成,类群Ⅱ主要由北方芒组成,类群Ⅲ主要由南方芒组成,西南芒在每个类群中均有渗透,这一结果说明芒种质资源的遗传分化与其种源的地理分布有一定的相关性,但与地理起源不能完全吻合。     

我国牧草种质资源创新研究进展

本文总结了几十年来我国牧草种质资源创新研究的方法和成果,详细阐述了种内杂交、远缘杂交、射线辐射、离子束注入、太空搭载、化学诱变及基因转化等不同技术方法在牧草种质资源创新中的应用,并对我国牧草种质资源创新的应用前景进行了讨论,以期为促进我国牧草种质资源创新和育种研究的进一步发展提供参考。     

高粱耐盐性评价方法研究及耐盐碱资源的筛选

用5.500 g/L盐水溶液对3～5叶期高粱幼苗进行处理,用幼苗相对成活率对568份高粱种质进行分级,结果显示:5%的种质具有3级以上的耐盐性。此法可以用来进行大量种质的苗期耐盐筛选。根据植株在不同含盐量的盐碱地上生长的性状差异,对成株期的高粱进行耐盐鉴定,利用处理间性状的差异及各性状与穗重和秆重的相关性构建一个耐盐指数来评价材料对盐碱的耐性,从而对18个高粱品种和品系进行了分级,以适合于盐碱地推广品种的筛选。     

燕麦雄性不育新种质在遗传改良中的应用

对燕麦CA雄性不育材料的特征与遗传表现的研究表明,该不育性状是由1对隐性核基因控制的。对原CA雄性不育材料进行改造,设计出培育不同类型不育材料的选育程序,并转育出性状独特、不育株分离比例较高的新种质。提出了利用不育新种质改进燕麦杂交技术的方法,采用改进的杂交技术建成具有高千粒重、高蛋白质、低脂肪、丰产、抗病等性状的,遗传基础丰富的后代选择群体供育种应用。     

STEME系统:一种助力体内定向进化的新工具

通过定向进化(directed evolution)可以快速进行蛋白工程改良及重要基因功能研究,以获得新型农艺性状突变体。近期,中国科学院遗传与发育生物学研究所高彩霞团队和李家洋团队合作构建了新型的饱和靶向内源诱变编辑器(saturated targeted endogenous mutagenesis editors, STEMEs),并在植物中实现了基因的定向进化和功能筛选。该系统融合了现有的2种单碱基编辑技术,成功实现在植物体内同时诱导C:G>T:A、A:T>G:C双碱基编辑,通过靶向OsACC羧基转移酶结构域编码序列定向进化出水稻除草剂抗性植株。这种在体内进行基因定向进化的新方法,对于今后农作物重要农艺性状的筛选和功能基因研究具有重要作用。本文对STEME系统的组成、编辑效率和应用原理进行介绍,并与已有的定向进化方法进行比较,为加速作物种质资源创新研究提供参考。     

土壤中高产蛋白酶菌株产酶条件及酶学性质

【背景】微生物蛋白酶已经成为工业用蛋白酶的主要来源,筛选具有特殊环境适应性的微生物成为生物酶资源的开发热点。【目的】通过对青藏高原土壤微生物产蛋白酶菌株的筛选、优化及相关特性研究,寻找新的蛋白酶资源,为高原菌种资源利用提供科学依据。【方法】采用形态学和分子生物学对筛选菌株进行菌种鉴定,利用单因素试验和正交试验对菌株进行发酵条件优化及酶学性质的探究。【结果】筛选出一株高产蛋白酶菌株XC2,经鉴定菌株XC2为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)。XC2最优产酶条件:可溶性淀粉4.0%,牛肉膏1.0%,K~+0.6%,培养温度34°C、初始pH 7.0、接种量2.0%的条件下200 r/min振荡培养13 h,所产蛋白酶活力最高为638.5 U/mL。XC2所产蛋白酶最适反应温度60°C,最适pH9.0;40-50°C、pH8.0-10.0条件下酶活稳定性较高;Mn~(2+)对酶活力有明显激活作用,而Zn~(2+)、Cu~(2+)、Fe~(2+)、Fe3+对酶活力有明显抑制作用。【结论】枯草芽孢杆菌XC2有较强的产碱性蛋白酶的能力,具有较好的应用前景。     

地毯草黄单胞菌双组分系统VgrS-VgrR基因敲除及表型筛选

【目的】研究地毯草黄单胞菌双组分系统VgrS-VgrR与致病性的关系,为木薯细菌性病害的高效防控提供分子生物学证据。【方法】采用同源重组方法构建vgrS和vgrR的插入失活突变体,用可移动的cosmid载体p HM1构建互补菌株。检测突变体的致病性、细菌游动性、胞外酶、胞外多糖的变化,观察细菌对H_2O_2和金属离子胁迫的反应。【结果】相比野生型菌株,vgrS和vgrR突变体接种寄主植物木薯后致病力显著降低,突变体的游动性减少、蛋白酶活性减弱、H_2O_2耐受性降低,在高浓度金属离子Fe²⁺、Fe³⁺、Cu²⁺、Ni²⁺、Zn²⁺、Co²⁺的胁迫条件下菌体生长显著减弱。然而,vgrS和vgrR突变体的胞外多糖含量显著升高,分别是野生型的2.14和1.89倍。【结论】阐明了VgrS-VgrR系统在细菌致病过程中发挥的重要作用,为鉴定VgrS-VgrR调控机制提供线索,为药物筛选提供靶向目标。     

青藏高原植物种质资源数据库及应用平台建设

为了实现青藏高原植物种质资源信息数据的有效管理、保藏、共享、交流和利用,根据科技部基础性工作专项对项目成果共享的要求和青藏高原极端环境下野生植物种质资源调查和采集项目执行管理的需求,针对青藏高原植物种质资源本身固有的特征,通过关系数据库模式构建了青藏高原植物种质资源信息数据库,设计和开发了数据采集、审核、入库等实用工具.利用微软.NET技术,基于三层架构模式,构建了基于青藏高原植物种质资源数据库的应用平台,实现了植物种质数据的数字化存储、开放共享等功能.为青藏高原极端环境下植物种质资源调查和资源利用奠定了基础.     

常规诱变结合高通量筛选选育可利霉素高产菌株

可利霉素是通过基因工程定向育种技术获得的新型大环内酯类抗生素,是国家一类新药.[目的]为满足工业化生产需要,其工程菌株的发酵水平有待提高.[方法]多种常规诱变技术交替处理和高通量筛选方法选育可利霉素高产菌株,处理方法包括原生质体紫外诱变、DES(硫酸二乙酯)诱变、紫外光复活诱变、缬氨酸抗性筛选和正突变菌株的富集.[结果]高产菌株WSJ-1-7-49-133-82-43的摇瓶生物效价比出发菌株WSJ-1-7-49提高56％,500L中试发酵罐突变菌株效价较出发株高61％.[结论]说明多轮常规诱变育种结合高通量的筛选方法可以用于工业生产菌株的高效筛选.     

广西柿种质资源果实性状多样性分析与模糊综合评价

为进一步揭示广西柿种质资源信息,运用多样性分析和模糊综合评价法对不同生态气候区的柿种质资源果实性状进行研究和评价。结果表明:不同柿种质的果实性状存在丰富的多样性。86份柿种质的模糊综合评价指数FCI值在1.849～3.947之间,平均2.835。根据FCI取值范围将所调查的柿种质分成5个等级,FCI值最高的第5级种质数量最少,占所调查种质的3.49%;FCI值最低的第1级种质数量最多,占所调查种质的48.84%。月柿、牛心柿、大方柿、京柿、鸡心柿、小方柿和火柿等柿品种及一些实生单株的模糊综合评价指数较高,它们的果实综合性状表现较优,建议作为优良品种和单株加以开发和利用。部分单个性状比较优良的实生单株虽不适合于直接推广种植,但可作为柿品种改良的资源加以利用。