马铃薯杂种无性株系的SSR鉴定及花粉育性和染色体构型分析

为明确马铃薯‘MB09’ב陇薯7号’杂种F1无性株系在DNA和细胞遗传学水平上的差异,该试验以亲本材料为对照,利用SSR分子标记技术对其20个优良无性株系(F1无性系一代)的DNA指纹特征进行分析,并采用常规制片镜检方法对已选出的8个杂种优良株系(F1无性系二代)的花粉育性及花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ(PMCMⅠ)的染色体配对构型进行了研究,为马铃薯杂交新品系选育提供分子细胞遗传学依据。结果显示:(1)试验共筛选出2对SSR特异引物C57和S25,通过PCR扩增建立了能识别出这20个杂种株系及其双亲的SSR指纹图。(2)杂种优异株系F1-1、F1-2、F1-7、F1-11、F1-13、F1-14、F1-15和F1-20的花粉可育率变幅为36.73%~87.08%,并以株系F1-7最高(87.08%),而且显著超过高亲(83.33%),说明各优良株系花粉育性有一定差异。(3)对8个优异株系花粉母细胞的PMCMⅠ观察发现,各优良株系的染色体配对构型明显不同,均包括单价体、二价体、三价体和四价体4类,其中二价体构型的比例最高,其介于49.13%~82.91%之间,其中以株系F1-7的二价体比例最高(82.91%)。该研究明确了20个马铃薯杂种优良株系的SSR指纹特征和8个优异株系的花粉育性及染色体配对构型差异。     

对江苏农学院主编的《植物生理学》中一些问题的修正意见

由江苏农学院主编的全国高等农业院校教材《植物生理学》,自1986年初版以来至1993年共印刷7次,印数近11万册,反映读者需求日众,影响颇大。为使该教材臻于完善,我们试将书中存在的问题—一指出,并略谈我们的看法,以供编著者参考。不当之处,尚望批评。PI倒8行光合作用发现的起始年代一般认为是1771年,而不是1790年［‘1。P25第2行作为本章主要探索对象的自养生物——绿色植物,其光合作用是不可能仅“利用外界的无机营养制造它所需要的一切有机营养物质”的,“光能”条件不可或缺。P27倒13行由于细菌没有叶绿体结构而细菌光合作用…     

马铃薯杂种F1的SSR鉴定

为选育抗黑痣病、高产优质的马铃薯新品种,选用引进品种‘大西洋’分别与‘陇薯6号’、‘陇薯7号’杂交,获得了杂种F1代,利用SSR标记技术对‘大西洋’与‘陇薯6号’的42个杂种F1、‘大西洋’与‘陇薯7号’的9个杂种F1单株进行了鉴定。从59对SSR引物中筛选出2对在亲本间存在差异、扩增稳定、条带清晰的引物S184和STM1049,用于‘大西洋’ב陇薯6号’杂种F1、‘大西洋’ב陇薯7号’杂种F1及其亲本的基因组DNA扩增。SSR带型分析显示,杂种F1的SSR带型呈双亲互补型、缺失型、父本型和母本型4类,依据带型特征鉴定出供试的51个马铃薯杂种F1单株均为真杂种,表明SSR分子标记技术用于马铃薯杂种真实性鉴定是可行的。该研究可为进一步开展马铃薯杂交后代目标性状优异株系选育提供依据。     

拟南芥AtCDPK1基因克隆与转化马铃薯的研究

以野生拟南芥生态型(Col-0)为材料,利用PCR和DNA重组技术,克隆了拟南芥钙依赖蛋白激酶基因(AtCDPK1)。AtCDPK1基因全长为2 269bp,碱基序列与已知基因At1g18890完全一致。构建AtCDPK1基因的植物表达载体pCHF3-CDPK1,并利用农杆菌介导法将pCHF3-CDPK1转入马铃薯品种‘费乌瑞它’的脱毒试管微型薯中,经筛选与植株再生,共获得50个抗性再生植株。PCR检测显示,有36个植株基因组中含有AtCDPK1基因。RT-PCR分析证实,AtCDPK1基因在这些马铃薯植株的基因组中均能正常转录表达。这一结果为进一步开展AtCDPK1基因功能分析及转基因抗旱马铃薯新品种选育研究奠定了基础。     

Rd29A启动子驱动AtCDPK1基因转化马铃薯的研究

为获得抗旱性强、生长正常的转基因马铃薯植株,以野生拟南芥生态型(Col-0)为材料,利用PCR和DNA重组技术,克隆了拟南芥Rd29A(responsive to dehydration)基因ATG上游+83bp至-1 441bp共1 524bp的启动子区域,其DNA序列与已知拟南芥Rd29A 5'端启动子序列同源性为100%;构建了Rd29A启动子驱动AtCDPK1基因表达的植物表达载体pCHFRd-CDPK1。以马铃薯品种‘费乌瑞它’的试管微型薯为材料,利用农杆菌介导法,将构建成功的pCHFRd-CDPK1载体转入马铃薯中,经筛选与植株再生,获得抗性再生植株。通过PCR和Southern blot检测显示,Rd29A启动子驱动的AtCDPK1基因已整合在马铃薯的基因组中。利用PEG模拟干旱胁迫后,经RT-PCR分析证实,当用20%的PEG胁迫转基因马铃薯植株时,Rd29A启动子驱动AtCDPK1基因表达的转基因马铃薯各个株系中AtCDPK1基因表达量明显增强,而在无胁迫的条件下,植株中AtCDPK1基因基本不表达;同时发现35S控制AtCDPK1转基因植株在PEG胁迫前后,基因转录未见明显差异。形态学观察还表明,在30%PEG胁迫下,转基因植株能正常生长,其长势优于未转基因的对照,且对照植株略有萎焉。该结果可为进一步利用逆境诱导型启动子驱动抗逆基因在农作物中的表达研究及其遗传改良提供依据。     

基于SRAP分子标记的冰草遗传连锁图谱构建

构建高密度遗传连锁图谱是冰草抗性、品质、产量等重要性状QTL精细定位及标记辅助育种研究的基础。该试验以四倍体杂交冰草F2群体的202个分离单株及其亲本为材料,利用SRAP分子标记技术和Join Map 4.0作图软件对冰草的遗传连锁图谱进行了构建。结果表明:(1)共筛选出22对多态性好、标记位点清晰稳定的SRAP适宜引物,对冰草杂种F2分离单株的基因组DNA进行PCR扩增,共获得510个SRAP多态性标记位点,其比率占88.2%。(2)偏分离分析表明,偏分离标记比率仅为14.12%,符合遗传作图的要求。(3)成功构建了冰草的SRAP分子标记遗传连锁图谱,该图谱有14个连锁群、510个标记,连锁群间长度范围86.4～179.0cM,覆盖基因组总长度1 912.9cM,标记间平均间距3.75cM,为高密度遗传图谱。     

造血干细胞的代谢调控规律

造血干细胞(hematopoietic stem cells, HSCs)是成体一种非常重要的成体干细胞,能自我更新和分化形成所有血液细胞,并被广泛用于血液疾病的治疗。研究提示,诸多内在因素以及外在造血微环境因素对HSCs命运决定具有重要的调控作用,但是具体机制亟待阐明,同时这也是HSCs临床应用所亟需解决的问题。该综述总结了目前已有报道的HSCs代谢的主要特征和代谢调控机制:成体HSCs定位于相对低氧的骨髓微环境,并以糖酵解作为能量的主要来源,线粒体的氧化磷酸化在一定程度上也维持着HSCs干性;此外,脂类和氨基酸等营养物质代也对HSCs功能具有决定作用; MEIS1/HIF1A和ROS等信号参与了HSCs代谢特性和功能的维持。开发基于有限HSCs数量的新型精准代谢分析体系,有助于阐明HSCs不同营养物质的时空代谢规律。     

7个马铃薯新品系的主要农艺性状与营养品质及其细胞学和SSR分析

为了明确从3个马铃薯杂交组合F1代分离群体中选育出的7个马铃薯新品系(NMS-A42、NMS-A187、NMS-A217、NMS-B53、NMS-B107、NMS-B327和NMS-C92)的主要农艺性状、分子和细胞遗传学差异,并为进一步新品种的育成登记与推广提供依据。该试验以5个亲本材料为对照,对7个新品系块茎的单株产量、商品薯率、营养品质、熟性、花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ(PMCMⅠ)染色体配对行为、花粉育性及SSR指纹特征等进行比较分析。结果表明:(1)NMS-A42的干物质和淀粉含量(24.15%和18.72%)显著高于其他6个品系,为全粉加工型新品系;NMS-B107为高花青素含量(319.49mg/kg)新品系;NMS-B327花青素含量(100.22mg/kg)较高,为彩薯新品系;其余4个新品系均为鲜食型。(2)NMS-B327为中早熟型品系,NMS-C92为晚熟型品系,其余5个新品系均为中熟型。(3)各品系平均单株产量和商品薯率变幅分别为1.02~1.84kg和81.10%~94.36%,且品系NMSB327均为最高;可育花粉率变幅为48.82%~87.69%,且以NMS-A42最低,NMS-B107最高。(4)7个新品系的染色体配对构型分别为:6.57Ⅰ+9.66Ⅱ+5.06Ⅲ+1.74Ⅳ、5.38Ⅰ+8.98Ⅱ+4.63Ⅲ+2.69Ⅳ、4.05Ⅰ+15.54Ⅱ+2.12Ⅲ+1.63Ⅳ、4.55Ⅰ+12.12Ⅱ+2.39Ⅲ+3.01Ⅳ、1.93Ⅰ+11.52Ⅱ+2.0Ⅲ+4.26Ⅳ、4.37Ⅰ+9.97Ⅱ+3.19Ⅲ+3.53Ⅳ和6.08Ⅰ+7.6Ⅱ+3.4Ⅲ+4.13Ⅳ。(5)从55对SSR引物中选出条带清晰、多态性丰富、重复性好的3对特异性引物(S25、S118和S153),PCR扩增建立了能清晰识别7个新品系和其亲本材料的SSR指纹图。研究发现,7个马铃薯优良新品系的块茎芽眼浅、薯形美观、结薯集中整齐,其熟性、产量、商品薯率和营养品质等性状表现各有特点,具有较高的应用价值。     

高梁314A、13A与苏丹草杂种F1代的农艺特性及细胞学分析

分析了雄性不育系高粱314A、13A与3种苏丹草杂交组合F1代的生育、株高、穗型、分蘖性、产量、光合性能及细胞遗传学等特性。结果表明：各杂交种F1植株高大,平均株高343～369cm,穗型呈双亲中间型,种子活秆成熟,生育期130～137d,分蘖性强,单株平均分蘖数6．3～9．O个,花粉可育率91％以上,自然结实率63．88％～67．79％;F1鲜草产量比各自父本苏丹草增加16．17％～32．73％,种子产量增加41．40％～52．97％,杂种超亲优势19．29％～48．68％,茎叶比3．05～3．66;F1净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度均明显超过其各自亲本,CO2固定能力强;F1代PMCMI染色体均能正常配对,平均构型为2n=2x=20(10Ⅱ),但棒状二价体频率明显高于其双亲,原亲本间的遗传组成仍存在着一定的差异;试验证明母本314A、13A的雄不育发生在减数分裂后的小孢子形成期。     

四种植物种子萌发及苗期抗旱性差异的研究

对四种豆科植物种子萌发及苗期抗旱性作了比较研究,结果表示：种子萌发期抗旱笥强的植物其苗期抗旱性亦强。干旱引起组织脱水,植株生长受到抑制,幼苗出现衩始萎蔫时间与细胞膜受害时间一致。四种植物显示萎蔫时土壤含水量明显不同,红豆草为４．８０％、羊柴２．２％、花棒１．７４％、柠条１．５１％．据种子相对发芽率、膜透性变化等生理指标综合评定四种植物种子萌发及苗期抗旱能力次序为：柠条＞花棒＞羊柴＞红豆草。