山西省小麦育成品种遗传多样性分析

采用102对SSR标记,对山西省1949年以来162个小麦育成品种进行遗传分析。研究结果表明,标记的平均等位变异丰富度为3.94,多态信息含量(PIC)的变幅为0~0.810,平均多态信息含量为0.446,说明山西省小麦育成品种的遗传多样性较丰富,其中2000-2005年审定品种的遗传多样性最高。根据Nei's遗传距离进行聚类分析,将山西省小麦品种分为8个类群,分类主要与育成年代和生态地理分布有关,其中第Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ和Ⅷ类群的遗传距离较大、遗传差异较明显。通过分析品种间穗粒数、千粒重和叶绿素含量相关的位点后发现,不同年代的品种中优异等位变异频率随着年代逐渐增长,但部分位点的优异等位变异频率仍然偏低,表明重要农艺性状仍有较大的改良潜力。     

大豆种质资源遗传多样性研究进展

我国拥有丰富的大豆种质资源,大豆种质资源遗传多样性研究也取得了较大进展。总结了近年来大豆种质资源组成、保存、研究、利用等几方面的研究进展,讨论了大豆遗传多样性的重要性和发展方向,以期为大豆优良品种培育相关研究提供参考。     

小麦生长素结合基因 TaABP1-D的定位表达及染色体定位

生长素影响了植物生长发育的诸多过程。生长素结合蛋白 ABP1 (auxin binding protein) 作为一种生长素受体,在质膜上生长素诱导的快速反应中起重要作用。小麦中已经克隆得到了TaABP1-D,但其在细胞中的作用位置以及在染色体定位情况仍不明确。本实验利用洋葱表皮细胞瞬时表达系统对小麦生长素结合基因 TaABP1-D进行亚细胞定位,表明TaABP1-D蛋白为膜蛋白,存在于细胞质和细胞膜中;同时利用中国春缺体-四体材料和信息学方法,将TaABP1-D定位在小麦5D染色体长臂的近着丝粒位置上,距两侧EST标记BE490079和BE405060的遗传距离分别为0.51 cM和0.28 cM。     

粗山羊草CCT家族基因序列分析及激素响应

开花是植物生长发育的重要过程。CCT家族基因在植物中广泛存在, 参与植物花期的调控过程。该文从粗山羊草(Aegilops tauschii)全基因组中分离出26个CCT基因, 它们分布于7对染色体上, 按照排列顺序将其命名为AetCCT1-26。AetCCT蛋白分子量介于14.9 kDa (AetCCT3)-83.2 kDa (AetCCT12)之间, 其中有25个蛋白包含完整的CCT保守结构域。系统发育分析显示, 12对粗山羊草/乌拉尔图小麦(Triticum urartu) CCT蛋白和9对粗山羊草/水稻(Oryza sativa) CCT蛋白为直系同源蛋白。通过公共数据的数字表达分析表明, AetCCT具有组织特异性和组成型2种表达形式, 其中AetCCT3、AetCCT4、AetCCT7及AetCCT9等9个基因在大部分组织中都有表达, 而AetCCT15、AetCCT21和AetCCT25等基因分别在种子、叶和根等少数组织中特异表达。AetCCT家族可以响应不同外源激素, 施用激素24小时和72小时后各成员对激素响应整体表现一致, 但不同成员对于不同激素的响应存在差异, 表明该家族成员在功能和行使方式等方面具有一定的多样性, 可能参与不同生长发育过程。光照条件影响AetCCT的表达, 说明光照和春化作用是影响与调控该家族基因表达的重要因素。研究结果有助于探索小麦(T. aestivum)进化、驯化和演变的规律, 以及认识重要农艺性状的形成与互作网络。     

小麦三雌蕊性状的遗传分析与连锁标记开发

CH257是‘三粒小麦’与普通小麦‘石优20’回交3次后选育的一个三雌蕊材料,可大幅度增加小麦的穗粒数。为了解析小麦三雌蕊性状的遗传方式,挖掘其控制基因并开发相关分子标记,该研究利用CH257和‘中国春’配制组合,获得其F₁、F₂和BC₁F₁群体进行遗传分析;使用纯合正常和纯合三雌蕊F₂株系,采用分离群体分组分析法(bulked segrgant analysis,BSA)构建单雌蕊、三雌蕊混池进行90K基因芯片扫描,根据芯片结果在相应区段开发分子标记。结果表明：CH257中三雌蕊的发育受1对显性单基因Pis CH257控制;使用90K基因芯片扫描将Pis CH257定位于2DL染色体上,在2DL相应区段开发标记,共获得5个与Pis CH257连锁的共显性SSR标记,其顺序为2DL07、2DL17、2DL22、Pis CH257、2DL25、2DL38,Pis CH257两侧的连锁标记2DL22、2DL25与其遗传距离分别为1.1cM和2.5cM。本研究结果为克隆控制小麦三雌蕊性状的基因奠定了基础。     

小麦苗期盐胁迫下DREB基因的表达

为了从全基因组和转录组水平鉴定响应盐胁迫的小麦DREB (dehydration responsive element binding,DREB) 基因,该研究对小麦耐盐材料CH7034苗期施加盐胁迫后的根部样本进行Illumina转录组测序,从中分离TaDREB家族成员的表达数据和可变剪接信息,并对其下游靶基因进行预测;利用 qRT PCR对盐胁迫响应TaDREB成员和预测靶基因进行验证。结果显示：(1)从小麦中共鉴定出48个DREB成员(204个拷贝序列),命名为TaDREB1~TaDREB48,分布于21条染色体。(2)TaDREB家族分为14组(G1~G14),位于G2、G5、G10和G14的TaDREB成员受NaCl胁迫后转录水平均无显著变化,其余组中共有25个(52%) TaDREB成员表现出对盐胁迫不同程度的响应;其中有9个成员在盐胁迫后持续上调(含5个新报道基因),有2个成员表现为持续下调;蛋白互作预测结果显示,下调成员TaDREB35的编码蛋白可能会受到1个小麦RING型E3泛素连接酶作用而降解。(3)盐胁迫后有9个成员TaDREB3、TaDREB6、TaDREB16、TaDREB19、TaDREB21、TaDREB24、TaDREB25.12、TaDREB43和TaDREB47发生了可变剪切变化。(4)从转录组差异表达基因中进一步鉴定出3个起始密码子上游2 000 bp序列,包含DRE/CRT元件且在A/B/D组间表达趋势一致的候选靶基因TaRD29、TaGLOS和TaCKX。(5)qRT PCR验证结果显示,上调成员中,除TaDREB19外,其余成员以及TaDREB16均表现出持续上升的趋势;下调成员中只有TaDREB25和TaDREB35的表达量呈持续下降的趋势;3个预测靶基因的表达量均持续上升,验证结果与转录组测序结果一致。该研究鉴定出的11个盐胁迫响应TaDREB成员以及预测的3个下游靶基因为小麦耐盐机制解析和分子育种奠定了基础。     

小麦生长素结合基因TaABP1-D的表达与染色体定位

生长素影响了植物生长发育的诸多过程。生长素结合蛋白ABP1(auxin binding protein)作为一种生长素受体,在质膜上生长素诱导的快速反应中起重要作用。小麦中已经克隆获得了TaABP1-D,但其在细胞中的作用位置以及在染色体的定位情况仍不明确。本研究利用洋葱表皮细胞瞬时表达系统对小麦生长素结合基因TaABP1-D进行亚细胞定位,结果表明TaABP1-D蛋白为膜蛋白,存在于细胞质和细胞膜中;同时利用中国春缺体-四体材料和信息学方法,将TaABP1-D定位在小麦5D染色体长臂的近着丝粒位置上,距两侧EST标记BE490079和BE405060的遗传距离分别为0.51 c M和0.28 c M。     

高粱SBP-box基因家族全基因组鉴定及表达分析

SQUAMOSA PROMOTER BINDING PROTEIN box (SBP-box)基因家族编码一类绿色植物特有的转录因子,其功能涉及作物遗传改良的许多方面,如产量、株型、抗逆性等,具有重要的实际应用价值。本研究通过生物信息学方法从高粱(Sorghum bicolor L.)全基因组中鉴定出18个SBP-box基因,分布于9条染色体上,其中8个基因位于基因组重复区域。系统发育分析表明高粱SBP-box基因家族可分为6个亚家族,其中SbSBP12、SbSBP3和SbSBP15分别与玉米ZmLG1、ZmTGA1和ZmUB2/3直系同源。基于RNA-seq数据的表达分析发现高粱SBP-box基因在花序原基中表达量最高,SbSBP9和SbSBP17为花序原基特异表达基因,SbSBP5、SbSBP8和SbSBP18等基因受外源ABA和PEG胁迫上调表达,表明SBP-box基因可能参与高粱对非生物逆境的响应。本研究为高粱SBP-box家族重要基因的克隆提供了参考,相关基因可作为高粱遗传改良的候选基因。     

小麦抗条锈基因Yr69的连锁标记开发

抗条锈病基因Yr69对我国小麦条锈菌(Puccinia striiformis f.sp.tritici)小种具有广谱抗性,在小麦抗条锈病育种中具有重要价值.为提高分子标记辅助选择育种的效率,加快Yr69在小麦抗病育种中的应用,本研究利用条锈菌小种CYR34对包含340个小麦家系的'Taichung29/CH7086'...     

小麦新抗源CH5383抗条锈病基因的遗传分析及分子定位

CH5383是新育成的源于中间偃麦草的渗入系,对小麦条锈病和白粉病均表现免疫。为明确其抗性来源、遗传方式和抗病基因在染色体上的位置,将CH5383的系谱材料及其与高感条锈病品种(系)杂交的F1、F2和F2:3家系群体进行条锈病抗性鉴定。结果表明,CH5383对条锈病的抗性源于中间偃麦草,对条锈病生理小种CYR32的抗性由一对显性核基因控制,将此基因暂时命名为YrCH5383。从476对SSR引物中筛选到3对引物Xgwm108、Xbarc206和Xbarc77与抗病基因连锁,遗传距离分别是8.2 cM、10.7 cM和13.6 cM。根据这两对标记在染色体上的位置,将抗病基因定位到3B染色体的长臂上。3B染色体的长臂还未见有正式命名的抗条锈病基因的报道,推测YrCH5383可能是一个源于中间偃麦草的新抗条锈病基因。