上海农作物种质资源数据库的设计和构建

随着农作物种质资源数量的不断增加,种质资源交流的日益频繁以及种质资源利用的逐步深入,农作物种质资源数据库的建设对农作物的应用研究和基础性研究至关重要。上海市农业生物基因中心借助于本中心保存的近21万份种质资源的信息,开发了一套上海农作物种质资源数据库,本文主要阐述了该数据库设计和构建的目的、原则和数据库的架构、运行环境以及主要功能模块。上海农作物种质资源数据库采用了B/S结构,平台系统利用多层逻辑架构实现了对农作物种质资源数据信息的收集、存储、查询、统计分析等功能。外部用户通过浏览器即可访问平台系统,浏览查询种质资源信息。内部管理员可使用平台的受限功能,需要认证成功后才可使用后台管理功能,实现对整个平台数据的管理。注册用户还可通过基因资源数据库提交引种申请,管理员结合管理信息系统实现对外供种全流程的网络化,借此可提高工作效率,增加工作流程的透明度。     

两种供氮水平下水稻生长后期相关性状的QTL定位

以特青为母本与Lemont杂交,然后用特青为轮回亲本回交,建立特青背景下的染色体片段置换系（CSSL）群体。在正常和低氮条件下分别在生长后期对株高（PH）、单株穗数（PN）、叶绿素含量（CC）、地上部干物重（SDW）和单株籽粒产量（YD）等性状进行了QTL分析,共检测到31个QTL。其中在正常供氮水平下控制PH、PN、CC、SDW和YD的QTL数目均为3个;在低氮水平下检测到5、4、5和2个影响PH、PN、CC和SDW的QTL,在低氮水平下没有检测到控制YD的位点。大部分QTL集中在第2、3、7、11和12染色体上,影响不同性状或在两种供氮水平下影响同一性状的QTL在染色体上成串或成簇分布。其中RM30-RM439、RM18-RM478、RM309-RM270、RM235-RM17等区域同时检测到控制两个以上性状的QTL,表现出明显的一因多效现象。推测仅在低氮水平下检测到的QTL可能跟水稻对低氮胁迫耐性有一定的关联。     

植物miRNA及其在植物发育进程和环境胁迫响应中的潜在功能

文章介绍植物miRNA的产生、作用和miRNA的靶基因发掘以及miRNA在植物发育进程和环境胁迫响应中的潜在功能研究进展。     

栽培稻种质资源的深根比鉴定评价北大核心CSCD

干旱是水稻生产中最严重的非生物胁迫,增强根系对深层土壤水分的吸取能力是提高水稻抗旱性的重要育种目标。为筛选优异抗旱稻种资源,本研究对2234份栽培稻种质资源进行了以深根比为鉴定指标的避旱性鉴定评价,在水分梯度抗旱大棚中对131份具有不同深根比的种质进行了孕穗期抗旱性鉴定评价。供试材料的深根比变异范围为8.6%~60.1%,平均深根比为25.8%,47.2%材料的深根比集中在20%~30%之间,25.2%材料的深根比低于20%,深根比超过40%的高深根比种质仅占6.1%;国外材料中高深根比种质比例达到了24.4%,其次是上海(17.9%)和湖南(15.6%),广东、贵州和广西的高深根比种质比例均低于1%;地方品种的深根比略高于育成品种(系),地方品种的高深根比种质比例也高于育成品种(系);粳稻深根比高于籼稻深根比,粳稻中高深根比种质比例是籼稻的3.6倍;在籼稻种质中,湖南籼稻材料中高深根比种质比例较高,而广东、广西和贵州等省的籼稻种质中都只有1份高深根比种质。孕穗期抗旱性鉴定结果显示,高深根比种质中的高抗旱材料比例是低深根比材料的3.2倍、是中等深根比材料的2.0倍。综合分析干旱胁迫和正常水分条件下的结实率以及两种情况下的每穗粒数比值和结实率比值等抗旱性鉴定指标,筛选获得26份抗旱性优异材料,可作为水稻节水抗旱育种优良亲本和应用于抗旱基因挖掘。     

杜鹃红山茶花粉萌发力及贮藏耐性的研究

以2～3年生嫁接的杜鹃红山茶(Camellia azalea)花粉为实验材料,研究了不同培养基、不同培养温度对其萌发的影响,同时探讨了不同贮藏条件和贮藏时间下花粉生活力的差异。结果表明:杜鹃红山茶花粉在不同培养时间下其萌发率呈抛物线型,花粉在15%蔗糖+0.02%硼酸的培养基上萌发率最高,30℃的培养温度比25℃、20℃更适合杜鹃红山茶花粉萌发。-20℃冷冻保存和液氮保存都是适合杜鹃红山茶花粉长期保存的方式。     

上海地区芸薹属蔬菜遗传多样性研究

利用SSR分子标记分析和农艺性状鉴定对上海地区的17份甘蓝、44份白菜,共61份芸薹属蔬菜进行遗传多样性评价。UPGMA聚类结果显示,61份材料被聚类为两大类,甘蓝类和白菜类,其中白菜型蔬菜品种的相似系数在0．96～0．77之间,甘蓝型蔬菜品种的相似系数在0．93～0．63之间。聚类分析的结果说明,上海地区的甘蓝类蔬菜遗传多样性比较丰富,而白菜类蔬菜的遗传基础比较单一,急需保护现有的白菜型蔬菜品种的种质资源,防止遗传流失。本实验还说明通过SSR分子标记技术与农艺性状鉴定相结合,综合评价芸薹属蔬菜的遗传多样性比采用单一的方法更加准确有效。     

植物中表观遗传修饰研究进展

表观遗传是指DNA序列不发生变化, 但基因表达发生了可遗传的改变, 主要涉及DNA与染色体上的一些可逆修饰以及一些转录调控机制。DNA甲基化、组蛋白修饰和非编码RNA调控是表观遗传学研究的三大支柱。三者在植物生长发育、应对生物和非生物胁迫以及适应环境变化中发挥着极其重要的作用。该文综述了植物中DNA甲基化、组蛋白修饰、非编码RNA调控的研究进展及其对植物株高、生育期、花型、果实着色以及应对环境胁迫等方面的影响。     

水稻剑叶部分形态生理特性QTL分析以及它们与产量、产量性状的关系

光合产物是水稻产量的主要来源,因此对水稻后期功能叶片尤其是剑叶形态生理性状的遗传分析对水稻高产育种很重要。利用来源于籼／粳交后代的重组自交系群体为材料对水稻剑叶形态（叶片长、宽、面积）和生理性状（叶绿度、持绿性）进行了QTL定位,并对这些性状与产量、产量性状的相关性进行了分析。两年分别定位了17、6和14个与剑叶形态性状、叶绿度和持绿性有关的QTL,其中10个QTL在两年中共同检测到。相关分析表明,较大的剑叶可以增加穗粒数并显著增加产量,然而叶绿度和持绿性与产量、产量性状无关或呈显著负相关。叶绿度与剑叶大小呈显著负相关以及籼／粳交群体后代半不育是叶绿度和持绿性与产量、产量性状无关或呈显著负相关的可能原因。染色体4上的RM255-RM349区域同时控制3个剑叶形态性状并且解释的变异也较大,该区域可用于遗传改良以提高水稻产量。染色体3上的RM422-RM565区域重叠了3个与持绿性有关的QTL,它们对产量的贡献有待于通过构建近等基因系进行深入研究。     

水稻导入系群体的构建与保存

利用我国和国际水稻所的21个优良品种作轮回亲本、来源于24个国家和地区的188份品种资源作供体亲本,通过杂交、连续回交结合性状筛选,构建了近6万份具有轮回亲本遗传背景的近等基因导入系.通过初步的鉴定、整理、编目,共有41255份材料保存于上海市农业生物基因中心中期库,构建了专门的数据库,可实现全球范围的网络共享, 已分发利用了1200余份资源.     

适用于生菜叶片蛋白质双向电泳方法的建立及初步应用

以生菜(Lactuca sativa)叶片为研究材料,参考拟南芥和水稻的双向电泳方法,分析了等点聚焦时间和染色方法等影响双向电泳的关键因素,建立适合生菜叶片总蛋白质分离的双向电泳方法:采用三氯乙酸-丙酮沉淀法进行总蛋白质提取,用24cm固相pH梯度等电聚焦8000V×8h结合12%的SDS-PAGE进行双向电泳分离,银染法和考马斯亮蓝染色法染色都获得了较好的结果.应用Image-Master-Elite软件对考马斯亮蓝染色法染色的图谱进行分析表明:每张凝胶上都检测到超过1000个的蛋白质,不同凝胶之间蛋白质的匹配律达到98%,具有较高的分辨率和重复性.初步分析了生菜叶片蛋白质的等电点、分子量的分布情况,发现生菜叶片蛋白质的等电点以5.0～5.5之间最多而分子量主要集中在20～60kD之间.