禾本科牧草和草坪草雄核发育与单倍体育种研究进展

禾本科牧草与草坪草在农业可持续发展、城市绿化和生态环境保护方面起着至关重要的作用。近年来, 随着生物技术的发展, 国内外在牧草及草坪草雄核发育与单倍体育种研究方面取得了较大进展。该文在归纳总结该领域研究成果的基础上, 对影响禾本科牧草及草坪草雄核发育与单倍体育种的几个主要因素进行了探讨。大量研究结果表明, 供试材料的基因型是影响培养效率的最主要因素。小孢子发育到单核中期至晚期时有利于提高培养效率。培养前花药经过低温和甘露醇等预处理不但可以提高愈伤组织的诱导效率, 还可提高愈伤组织的质量。适宜的激素种类和配比也是影响培养成败的关键因素。同时, 总结了雄核发育再生植株的倍性鉴定方法和加倍技术, 对单倍体育种技术在禾本科牧草及草坪草育种中的应用前景进行了展望。     

青花菜ProDH基因的克隆及功能鉴定

脯氨酸是水分胁迫植物中最常见的渗透保护物质之一,脯氨酸脱氢酶(ProDH)是存在于线粒体内的催化脯氨酸降解的关键酶,构建RNAi表达载体转化青花菜可以抑制脯氨酸分解提高其抵抗干旱胁迫和盐胁迫的能力。本研究利用同源重组和RACE技术克隆青花菜脯氨酸脱氢酶基因(ProDH),以酶切、连接的方法利用载体pFGC1008构建植物RNAi表达载体pFGC-PDHi。序列分析表明,本文首次克隆了1595bp的青花菜脯氨酸脱氢酶基因cDNA全长,该序列编码498个氨基酸;序列比对发现该核酸序列与拟南芥、甘蓝型油菜、芜菁分别有83.26%、89.07%和97.73%的同源性,其氨基酸序列和拟南芥、甘蓝型油菜、芜菁分别有89.78%、91.38%和98.80%的同源性。测序和酶切鉴定表明青花菜ProDH基因RNA干扰表达载体已经构建成功,并将其转化青花菜得到转化株,经PCR检测,转化株均为阳性株,证明干扰载体的T-DNA区已经成功地整合到了青花菜基因组中。研究还发现在外源的L-脯氨酸存在时,转化株的脯氨酸脱氢酶的活性受到了明显的抑制。本研究为青花菜的抗旱育种提供了非常有价值的新种质材料。     

影响花椰菜农杆菌介导转化因素的研究

以花椰菜赛雪的带柄子叶为外植体,以MS为基本培养基,GUS基因为报告基因,分析了遗传转化过程中的影响因子,如预培养时间、农杆菌菌液浓度、侵染时间、共培养时间、乙酰丁香酮浓度、延迟筛选时间等对外植体瞬间表达和稳定表达的影响。结果显示,以花椰菜的带柄子叶为外植体,预培养2d,农杆菌菌液为OD6000.3～0.4,侵染8min,共培养2d,乙酰丁香酮浓度为100μmol/L,延迟筛选7d,卡那霉素筛选压为5mg/L为最优的遗传转化方案,转化率最高可达35.7%。另外,GUS瞬间表达率和转化率并不存在绝对的相关性,但瞬间表达分析仍然可以作为外源基因进入受体细胞的指示。花椰菜农杆菌介导转化方案的优化研究为芸薹属蔬菜高效遗传转化提供了技术保障,有利于芸薹属蔬菜遗传育种与种质创新研究。     

十字花科蔬菜基因组含量的测定与分析

以我国14种重要十字花科蔬菜为材料,利用流式细胞术测定基因组合量.其中青苤蓝、乌塌菜、雪里蕻、芥蓝的基因组含量属首次报道.本试验数据与国外文献提供的相关数据对比,发现青萝卜、结球甘蓝、青花菜和根用芥菜的基因组含量与已报道数值基本吻合,而大白菜、花椰菜的基因组含量值与报道数据存在差异.造成同一物种基因组含量值差异的因为可能是品种的不同,也可能与生长环境或测定时参考标准选用等因素不同有关.     

RNA干扰在植物抗根结线虫病基因工程应用中的研究进展

植物根结线虫病对农业生产的危害连年加重,以轮作和化学农药为主的传统防治难以满足现代农业生产的需要.以常规的抗性育种和表达外源蛋白为主的抗线虫转基因育种主要受限于抗性基因的匮乏.而近来RNA干扰技术的应用为抗线虫基因工程带来新的突破,通过构建RNA干扰载体,在转基因植物中表达寄生线虫重要基因的dsRNA或siRNA,并经口针取食被导入线虫体内,并引发线虫的系统性RNA干扰反应,导致其出现寄生、发育、代谢、运动等障碍甚至致死,从而使转基因植物实现对寄生线虫的抗性.本文综述了RNAi介导的抗根结线虫基因工程方面的研究进展,分析探讨了这种新的策略的特点并展望了它的应用前景.     

利用全测序基因组数据对被子植物纤维素合成酶基因的进化分析

利用已经分离的植物纤维素合成酶基因的Cellulose_synt结构域为检索序列,从NCBI和其他数据库中调取已完成测序的物种的纤维素合成酶的氨基酸序列,共涉及10个物种的171个基因,基于以上氨基酸序列,应用MEGA4.0生成系统进化树。结果表明:CesA基因和Csl基因直向的相似度远大于平行的相似度,且它们的分化可能在单子叶和真双子叶植物分化之前,单子叶和真双子叶植物的最近共同祖先中至少存在7个CesA基因,综合已知的模式植物CesA基因的功能(初生壁或次生壁形成特异性),可为推测其他物种中该基因的功能提供帮助。