谷子和狗尾草核型分析

作者研究了我国谷子(Setaria italica Beauv.)和狗尾草的核型与Giemsa带,两者核型基本相同,均为2n=18=14m+2sm+2st(SAT)。带型亦相近,另外在谷子和狗尾草中都发现有四倍体。     

1980s-2010s华北夏谷区主栽谷子品种SSR遗传多样性分析

通过对20世纪80年代以来具有代表性的华北夏谷区审(鉴)定的20个主栽谷子品种进行SSR标记多态性分析,研究了华北地区育成谷子品种的遗传多样性。49对引物在20个谷子品种中扩增出具有多态性的条带,共检测出142个等位变异,平均每个位点检测出的等位变异数为2.96个。标记位点多态性信息含量(PIC)变幅为0.0904～0.6896,平均为0.4168。20份材料间的遗传距离变幅为0.0173～0.9000,聚类分析将其分成3个类群,其中谷丰1号自成一类,表明谷丰1号的遗传距离较其他品种大。不同年代谷子品种间遗传距离分析结果显示,各年代品种之间的平均遗传距离由大到小依次是1980s>1990s>2000s>2010s,表明随着年代的递进育成品种的遗传差异减小,亲缘关系增近。     

谷子种质资源抗黑穗病鉴定与过氧化物酶研究

对全国2050份谷子种质资源进行了抗黑穗病鉴定,对不同抗、感黑穗病的谷子种质资源进行了过氧化物酶活性、过氧化物酶同工酶的比较研究。结果表明,谷子不同种质资源对黑穗病的抗性存在着明显的差异。谷子种质资源对黑穗病的抗性比较稳定。谷子感染黑穗病后,抗病品种的过氧化物酶活性明显高于感病品种。过氧化物酶同工酶可以作为一种遗传标记。     

谷子PAL基因家族全基因组的鉴定和表达分析

苯丙氨酸解氢酶(phenylalanine ammonia-lyase,PAL)基因家族参与苯丙烷类代谢过程,通过调控植物抗病次生物质的合成在植物抗逆反应中发挥重要作用。为明确谷子PAL基因家族在逆境胁迫下的表达规律,该研究利用生物信息学方法对谷子PAL基因家族进行鉴定和表达分析。结果表明:谷子具有11个PAL基因,在进化树中可分为3个亚家族,SiPAL7独自进化为一支。通过构建蛋白结构域发现PAL基因家族成员均含有保守的PAL结构域。启动子分析显示,PAL基因含有应答激素、逆境胁迫等多种因子的顺式作用元件,说明PAL基因广泛参与不同生物学调控过程。RT-qPCR结果显示,谷子PAL基因家族多为诱导型表达,不同光照条件下PAL基因表达量变化明显,不同基因具有不同响应模式,说明谷子PAL基因家族在参与光调节反应中发挥重要作用。谷子PAL基因高度保守,广泛响应不同非生物胁迫,具有表达特异性。该研究结果为揭示PAL基因家族在调节谷子抗性及胁迫应答过程中的作用提供了参考。     

谷子弯孢菌海藻糖酶基因(ClTRE)及其启动子的克隆和序列分析

海藻糖代谢调控真菌生长、发育及致病性,为了进一步研究海藻糖代谢在谷子弯孢病菌中的功能,对海藻糖酶基因及其启动子进行了克隆.根据植物病原真菌海藻糖酶基因的保守序列设计简并引物,扩增得到海藻糖酶基因同源序列.通过RACE技术,首次在谷子弯孢病菌中克隆得到了海藻糖酶基因(ClTRE)全长cDNA序列.序列分析表明,该基因最大开放阅读框为2037 bp,编码679个氨基酸;二级结构预测表明,该蛋白含约40.48％的α螺旋,12.99％的延伸串,6.5％的β转角,40.03％的不规则卷曲;蛋白保守结构域分析发现其含有海藻糖酶特有的保守位点,与其他植物病原真菌中海藻糖酶基因有51％-86％同源性;利用SignalP3.0软件预测谷子弯孢海藻糖酶蛋白具有信号肽.通过染色体步移技术克隆得到其上游启动子序列,利用TFSEARCH软件分析含有多个与逆境胁迫相关的顺式作用元件,初步推测该基因与逆境胁迫相关.谷子弯孢病菌ClTRE基因及其启动子的克隆,为进一步研究该基因在病菌致病中作用以及以该基因为靶位点的化学防控奠定基础.     

谷子窄颖花突变体sins1的表型分析和突变基因定位

利用甲基磺酸乙酯(EMS,ethyl methyl sulfonate)诱变剂处理野生型Yugu1(豫谷1号),在后代中发现了一个可以稳定遗传的颖花明显变窄的突变体,将其命名为sins1。与Yugu1相比,突变体sins1的株高显著降低了3.89%,穗长和穗粗分别显著降低了17.42%和21.62%,旗叶叶长和叶宽分别显著降低了15.09%和25.78%,千粒重显著降低了40.96%,谷码数显著降低了25%,均达到显著水平(P0.05)。利用突变体sins1为母本、SSR41为父本构建F_2定位群体,F_2正常颖花与窄颖花植株数目的分离比例为3∶1,表明该突变性状由隐性单基因控制。利用F_2群体隐性单株,最终将突变基因定位在3号染色体上SSR标记3-2658与CAAS3031间约7.709 Mb的距离内,为下一步精细定位提供了基础,同时也为促进禾本科作物颖花的研究提供了方向。     

谷子初级核心种质生育酚的组分及其评价

利用高效液相色谱法(HPLC)对466份谷子初级核心种质资源进行了生育酚含量的测定与评价.结果表明:谷子子粒中生育酚总含量和(β+γ)-T的含量呈正态分布,α-T、δ-T的含量呈偏态分布,且(β+γ)-T是谷子生育酚的主要组成成分.在6大生态区中,淮河以南和西北内陆的生育酚总含量及(β+γ)-T的含量较高,而东北平原和西北内陆α-T的含量较高.同时发现黑色、褐色子粒生育酚及各组分的含量均高于其他粒色.文中对谷子种质资源生育酚及其组分含量的分布、分类进行了分析,并筛选出一批高生育酚含量和高α-生育酚含量的种质资源.     

抗、感黑穗病谷子品种几种酶活性的比较研究

本文对7个不同抗、感黑穗病的谷子品种在不同时期进行了超氧化物歧化酶、过氧化物酶、多酚氧化酶活性的比较研究。结果表明,谷子感染黑穗病后,体内超氧化物歧化酶、过氧化物酶、多酚氧化酶活性均显著增强。抗病品种的酶活性明显地高于感病品种。这些酶活性的变化能够削弱或消除病菌对谷子的毒害作用,在谷子抗黑穗病过程中发挥重要作用。     

谷子茎尖体外遗传转化体系的建立与优化

以谷子(Seteria italica)豫谷一号为实验材料, 建立了一套简便、稳定的体外茎尖遗传转化体系。通过根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导的茎尖转化法, 对转化受体采取不同的处理方式, 待拟转化株长到三叶期后进行PCR鉴定。探明了草丁膦(Basta)喷施处理用于谷子转基因幼苗筛选的最适浓度, 以及2种不同检测方式(直接PCR和喷施Basta+PCR)鉴定转基因植株的效果。在上述基础上, 对影响谷子遗传转化体系的多种因素进行优化。结果表明, 菌液浓度(OD₆₀₀)=1.4、侵染液中乙酰丁香酮浓度为800 μmol∙L ^-1、侵染压强为0.05 MPa、侵染40分钟有利于谷子茎尖的遗传转化。同时, 采用上述优化系统获得谷子转SiCBL4基因植株, 通过喷施草丁膦和实时荧光定量PCR对T₂代转基因植株进行遗传稳定性分析, 可节约检测时间。综上, 该研究初步建立了稳定的谷子体外茎尖遗传转化体系, 并开发了一种便捷的检测后代转基因植株的组合方法。     

甘肃省谷子地方品种营养品质的分析与评价

对甘肃省199份谷子地方品种子粒的营养品质分析结果表明：蛋白质和脂肪的平均含量较高,品种间差异大,变异丰富;不同地区谷子品种的营养品质存在差异,陇东地区谷子蛋白质和脂肪含量较高;不同粒色谷子营养品质也存在差异,青色籽粒的谷子其蛋白质、脂肪和赖氨酸含量较高。