陆地棉背景的Pima棉染色体片段置换系创制

染色体片段置换系(CSSLs,chromosome segment substitution lines)基因组内只有1个或少数几个纯合的供体亲本染色体片段,而其余部分与受体亲本相同,是进行QTL分析的理想材料。本研究以陆地棉中棉所8号(CCRI8)为受体亲本,海岛棉Piam90-53为供体亲本在BC3F1-3借助分子标记辅助选择培育了一套182个株系构成的染色体片段置换系。这套置换系置换片段平均长度21.0 c M,总长度19957.8 c M,是棉花基因组总长度4168.7 c M的4.7倍。每个株系内置换片段长度不一,最短为0.7 c M,最长是83.2 c M,导入片段数量为1~11个。CSSLs在纤维品质性状上的分布表现为相对连续的正态分布,部分株系较CCRI8有了明显提高。本研究为进一步开展棉花纤维品质QTL定位以及陆地棉纤维品质育种研究提供了新材料。     

小麦抗白粉病相关基因GST克隆与表达

以从小麦抗白粉病相关基因差异表达分析中获得的EST-3 (Genbank序列号EX567360)为标签,采用电子克隆的方法对其进行延伸,并对电子克隆结果进行半定量RT-PCR验证,最后对白粉菌不同侵染时间进行了表达分析.经RT-PCR扩增,EST-3表达的带型变化趋势与其在抑制性消减杂交SSH-cDNA的差异显示情况一致,且RT-PCR获得的序列与电子克隆的序列一致性达98％.生物信息学分析表明,该序列是由875 bp核苷酸组成的,具有完整的开放阅读框架,编码蛋白为229个氨基酸,GenBank序列号JK841279,含有一个N端和C端谷胱甘肽硫转移酶结构域,该序列与小麦谷胱甘肽硫转移酶基因(GST)一致性较高,达97％.表达分析结果显示,白粉菌侵染24 h表达受到抑制,48 h开始表达,侵染72 h表达最强,96 h又开始下降,表明GST基因属于白粉菌诱导型相关基因,参与小麦对白粉病的应答反应.     

海岛棉GbHyPRP1克隆及其转基因拟南芥抗黄萎病验证

在对黄萎病菌胁迫处理的海岛棉Pima 90-53根组织全长c DNA文库分析中,筛选到一个与黄萎病胁迫相关的杂合富含脯氨酸蛋白(hybrid proline-rich protein)基因,将其命名为Gb Hy PRP1。该基因c DNA序列全长1747 bp,开放阅读框945 bp,编码一个由314个氨基酸残基组成的蛋白,包含信号肽、N端富含脯氨酸域及C端Pollen Ole e I域。同源序列分析显示,Gb Hy PRP1与来自雷蒙德氏棉、陆地棉和亚洲棉的Hy PRP1蛋白序列相似性最高,分别为95.95%、93.87%和91.34%。q RT-PCR分析结果显示,受黄萎病菌胁迫后海岛棉根部Gb Hy PRP1表达显著下调。将Gb Hy PRP1基因克隆至植物超表达载体,农杆菌介导转化拟南芥获得转基因植株。病指统计分析表明Gb Hy PRP1过量表达显著降低了拟南芥对黄萎病的抗性。据此推测Gb Hy PRP1参与棉花抗黄萎病,可能是一个重要的负调控因子。     

乌裕尔河-双阳河流域湿地景观格局演变及其驱动机制

明确湿地格局演变特征与驱动机制是开展湿地管理与保护工作的重要前提。利用1980—2015年7期土地遥感解译数据,运用空间分析、景观指数、转移概率矩阵和增强回归树模型定量分析乌裕尔河-双阳河流域湿地格局演变特征与驱动机制。结果表明:(1)1980—2015年间湿地面积持续减少,减少了738 km~2,较1980年减少了16.43%;沼泽地占湿地的75%以上,面积也持续减少。1990—1995年是湿地面积减少速率最大的时段。(2)1980—2015年间湿地景观变化趋势为最大斑块的优势地位降低,破碎度加剧,且空间分布趋于离散,连通性减弱。沼泽地的景观变化特征与湿地相似,而水域与之相异。(3)1980—2015年间湿地损失集中分布在乌裕尔河两岸、双阳河中游及流域尾闾,主要转出为水田、旱地、草地和盐碱地,总的转移概率约为20%。(4)气候因素是导致湿地损失的主要因素,贡献率达到50%。道路修建对湿地损失的影响范围约为1.8 km;高海拔会增加湿地损失的风险;耕地周围2 km的湿地易被开垦;自然保护区的建立有效遏制了湿地损失。未来湿地损失风险较大的区域为乌裕尔河中游、双阳河中下游及流域尾闾。     

低酚棉种质资源耐盐性鉴定

为了解决粮棉争地矛盾,棉花向更加盐碱干旱区域发展是大势所趋。因此进行耐盐鉴定筛选抗性种质意义重大。本研究在培养室条件下,利用发芽盒和石英砂对179份来源不同的低酚棉种质资源的耐盐性进行了评价。结果表明,179份低酚棉资源材料中,没有高抗材料;抗盐材料4份,占所鉴定材料的2.2%;耐盐材料54份,占30.2%;盐敏感材料121份,占67.6%。筛选出8份耐盐性突出的材料,其耐盐性达到了耐盐或抗盐的水平,包括豫无424、衡无87-306、中无1651、中无3385、多毛101、中无374-G、中无1038和中无642,这些材料在盐胁迫下的相对成活苗率均在70%以上。国内材料耐盐性好于国外材料,国内材料中河北省、山东省、河南省的材料耐盐性明显好于其他省份。本研究筛选出了耐盐性好的低酚棉材料,为低酚棉育种提供了优异的种质资源。     

小麦-黑麦二体异附加系分子细胞遗传学鉴定

用形态学、细胞学、生化及分子标记方法,对小麦-黑麦衍生系N9436-0-2-29-9进行分析鉴定,以明确N9436-0-2-29-9中具体的外源染色体。农艺性状调查表明,N9436-0-2-29-9衍生系在形态上整齐一致,对白粉病高抗;细胞学分析表明,染色体构型稳定,2n=44=22Ⅱ;Giemsa C-分带和SSR分析表明,该衍生系为普通小麦-黑麦6R二体异附加系;高分子量麦谷蛋白亚基分析(HMW-GS)表明,外源染色体的导入使该衍生系的高分子量麦谷蛋白亚基表达受到影响。     

数据挖掘在生物信息学中的应用——文献计量学视角

基因组和蛋白质结构与功能方面已积累了海量数据。如何从海量数据中获取有效信息成为生物信息学迫切要解决的问题。本文以相关主题词检索文献,分析了该领域历年文章数量、发文最多的机构和作者、被引用频次居前论文、期刊载文量,并对关键词和被引用频次居前论文的作者进行共现分析。我们发现,生物信息学中运用数据挖掘方法的文献逐年增多,该领域30.1%的文献发表在十个期刊上,分类、聚类、特征选择和支持向量机等数据挖掘方法使用较多。本研究描绘了生物信息学与数据挖掘这一交叉领域的研究概况,为后续数据挖掘方法与生物信息学研究相结合提供帮助。