空间搭载水稻种子后代基因组多态性及其与空间重离子辐射关系的探讨

神舟三号飞船搭载带核径迹辐射探测器的水稻种子装置,回收后应用随机扩增多态性DNA(randomamplified polymorphic DNA,RAPD)技术,分析了201粒升空种子长出植株的基因组多态性。在检测的189个基因座位范围内,30.2%的植株中发现与地面对照不同的扩增带,单株的多态性座位数为1￣25。特异扩增带的测序及单核苷酸多态性(single-nucleotide polymorphism,SNP)分析进一步证明了空间搭载水稻种子确实可导致当代植株基因组发生变异。同一技术分析个别种子连续世代的基因组多态性,结果显示,当代的部分多态性可遗传至后代。7粒受空间高原子序数、高能粒子轰击的种子,在当代植株均显示不同程度的基因组多态性,从胚受粒子击中的3粒种子后代中,筛选出农艺性状明显变异的突变株系,初步暗示了空间高能重离子辐射对诱导基因组的多态性,乃至遗传性表型变异的有效性。     

基于单片段代换系的水稻芽期耐冷QTL定位和聚合北大核心CSCD

芽期耐冷性是华南双季稻地区水稻育种的一个重要目标。虽然水稻芽期耐冷QTL的标记定位已取得了一定的进展,但是这些QTL/基因尚未在水稻育种中得到有效的应用。定位稳定表达的芽期耐冷QTL,开展QTL聚合育种是水稻芽期耐冷性育种取得突破的关键。在本研究中,利用以粳稻IR65598-112-2为供体,籼稻华粳籼74为受体构建的单片段代换系(SSSL)开展芽期耐冷QTL定位,并进行聚合育种。通过评价SSSL与受体华粳籼74的芽期耐冷性差异,定位了2个稳定的芽期耐冷QTLs(qCTBB-3和qCTBB-12)。试验表明,分别携带有耐冷QTL qCTBB-3和qCTBB-12的SSSL在冷处理后都比华粳籼74表现出更高的幼苗成活率。通过代换作图,发现在qCTBB-3区间存在2个紧密连锁的耐冷QTLs(qCTBB-3a和qCTBB-3b)。利用本研究携带qCTBB-3a/qCTBB-3b的单片段代换系和前期研究鉴定出的芽期耐冷QTL qCTBB-6的单片段代换系为亲本进行杂交,通过分子标记辅助选择,获得了2份含有这3个QTL的聚合系。耐冷性评价表明,来源于两个供体/亲本的QTL不存在显著的上位性效应,聚合系的芽期耐冷性较亲本显著增强。可见,通过聚合芽期耐冷QTLs qCTBB-3a/qCTBB-3b和qCTBB-6能显著提高水稻芽期的耐冷性,获得的QTL及三耐冷QTL聚合系为水稻芽期耐冷性分子育种提供了优良的基因资源和亲本材料。     

泛基因组及其在植物功能基因组学研究中的应用

参考基因组是现代功能基因组学的核心框架,以此为基础的现代基因组学技术在过去20年对植物遗传变异发掘、功能基因克隆等研究起了巨大的推动作用。然而,越来越多的研究发现,单一或少数参考基因组不能完整代表和呈现物种或特定群体内的所有基因组变异,因此其在功能基因组学研究中应用存在很大的局限性,甚至会导致错误的结果。泛基因组是指物种或特定群体内全部基因或基因组序列的总和。泛基因组通过完整捕获和呈现群体内全部的基因或基因组序列,代替单一参考基因组应用于功能基因组学研究,可以突破单一参考基因组的局限性。泛基因组在植物功能基因组学研究中有广泛的应用,以泛基因组为基础,结合最新的基因组学技术可以高效、精准鉴定种质资源中的遗传变异。泛基因组研究是目前植物基因组学研究的前沿和热点。本文综述了泛基因组概念的起源和发展,泛基因组组装的技术和策略,以及泛基因组在植物基因组学研究和分子育种方面的应用和最新进展,最后对植物泛基因组研究目前存在的问题和今后研究方向进行了展望。本综述可为植物泛基因组研究和应用提供参考。