大豆滞绿(stay-green)突变体诱变后代表型性状变异分析

本文利用大豆滞绿突变体Z-94320经60Co-γ射线诱变的突变体后代M5、M6代为材料,进行两年的田间性状观察记录统计,用相关性分析、主成分分析、聚类分析对其17个主要表型性状统计分析。结果表明:诱变后代产生了丰富的变异,出现了多种种皮色和子叶色,产生了非滞绿性状,形成了各种生育周期,且分离出晚熟性状。通过相关性分析发现,单株粒重与株重、茎粗、主茎荚数、分枝荚数、一粒荚数、二粒荚数、三粒荚数、瘪粒荚数、虫食数呈极显著正相关,这些性状可以对产量进行预测;主成分分析在M5代提取出“产量因子”、“株型因子”、“粒荚因子”、“茎荚因子”四个主成分,对农艺性状累计贡献率达到70.50%,M6代提取出“产量因子”、“虫害因子”、“株型因子”、“茎杆因子”四个主成分,对农艺性状累计贡献率达到71.54%;聚类分析将M5、M6代材料分别划分为6类,发现同代中各类群农艺性状情况大致相似,但是各农艺性状在两代之间的变化明显,在株重、结荚高度、单株粒重等方面M6代显著高于M5代,并筛选出两株高产品系和一株特色滞绿品系。本研究逐步完善了对滞绿大豆突变体库的构建,为滞绿大豆诱变后代的遗传多样性研究提供了基础的数据分析。     

不同大豆品种抗旱性综合评价

选用10个不同生态类型的大豆品种,在盆栽和大田条件下进行抗旱性研究.在正常供水与水分胁迫条件下,分别测定并分析了开花结荚期与品种抗旱性有关的多项生理生态指标.把大豆各性状的抗旱系数作为衡量各单项抗旱能力大小的指标,用主成分分析将各单项抗旱系数综合成几个新的、相互独立的综合指标,再利用隶属函数求出综合指标的隶属值,可以较准确地评价各大豆品种（系）的抗旱性.通过该方法评选出两个高抗旱大豆品种晋大74号和晋大53号,评定结果符合生产实际.     

锌指核酸酶技术在植物基因工程中的应用

锌指核酸酶(zinc finger nucleases,ZFNs)由3到4个锌指结构(zinc fingers,ZFs)和FokⅠ核酸内切酶的剪切结构域组成。锌指核酸酶(ZFNs)通过锌指结构(ZFs)与特异核酸位点结合,再利用FokⅠ的酶切作用切割DNA,引起特异位点DNA双链断裂(double strand break,DSB)。DNA双链断裂可以通过非同源末端连接(non-homologous end joining,NHEJ) 或同源重组(homologous recombination,HR)来修复。在修复过程中实现对基因组DNA的靶向修饰。介绍了锌指核酸酶结构、人工构建途径,作用机理和试验步骤,重点综述了锌指核酸酶技术在植物基因工程的应用。     

大豆两个C2H2型转录因子基因序列特征及表达分析

干旱气候已严重影响需水作物大豆的产量,而植物中C2H2型转录因子在应答非生物逆境中起到重要作用,因此充分挖掘优异抗旱大豆种质的基因资源及功能研究,为利用基因工程手段获得抗旱大豆种质奠定理论基础。本研究从大豆叶片中克隆到2个基因,分别命名为GmZAT9-like和GmZAT5-like。序列特征分析表明二者都属于C2H2型转录因子,均包含典型双锌指结构域和EAR保守基序,且氨基酸同源性低于其他物种同源基因。分子进化树分析表明,2个基因分别与拟南芥AtZAT9和ATZAT5基因划分为一类。基于荧光实时定量PCR技术检测到2个基因分别在叶片和根部组织特异性表达。通过半定量RT-PCR和荧光定量PCR分析大豆幼苗在PEG、SA、ABA、NaCl和4℃胁迫处理条件下2个基因的表达模式。结果表明,在PEG和SA胁迫条件下,叶片中GmZAT9-like基因表达在处理后期有升高趋势,而根部GmZAT5-like基因在处理早期受到诱导表达;ABA胁迫条件下,2个基因均在处理初期呈现表达升高趋势而后下降;盐和冷胁迫条件下,叶片中GmZAT9-like基因表达受到抑制,而根部GmZAT5-like基因表达在冷胁迫处理初期呈现升高趋势。因此推测这两个基因与大豆非生物胁迫响应相关。     

山西不同生态型大豆品种苗期耐低温性综合评价

为探明山西不同生态型大豆(Glycine max)品种对苗期低温胁迫的应答表现, 寻求大豆苗期耐低温性综合评价指标和评价方法, 选取了山西普遍种植的‘晋大53’、‘晋大70’和‘晋豆24’ 3个不同生态型大豆品种, 在苗期将材料分别置于14、17和20 ℃人工气候箱中, 保持昼夜恒温, 进行低温胁迫处理。分别测定了各品种光合与产量性状值, 用基因型主效应及其与环境互作(GGE)双标图分析各性状对品种的效应及性状间的相关性, 应用隶属函数法综合评价各品种的苗期耐低温性。结果显示: 低温胁迫下不同生态型大豆品种苗期延长1-12天; 苗期光合性状值均下降, 其中, 叶片气孔导度(G_s)和蒸腾速率(T_r)下降最明显; 产量性状值均呈下降趋势, 单株生物量和单株荚数下降最明显; 各项性状在不同品种中对低温的应答效应不同, 且性状间存在明显的相关性, 可作为耐低温性的评价指标。品种‘晋大70’的耐低温性最佳。     

晋旱125×昔野501杂交后代抗旱生理指标的研究

以晋旱125×昔野501杂交组合的亲本及选育的有代表性的4个特殊类型的后代为试验材料,通过实验室检测和大田考察相结合的方法,在正常供水和干旱胁迫的条件下,测定苗期和花荚期与抗旱性相关的生理指标,在花荚期水分敏感期对叶片相对含水量、持水力、脯氨酸含量、超氧化物歧化酶、过氧化物酶以及酯酶同工酶等酶活性及谱带进行测定和分析,初步认为这一群体中抗旱性从强到弱的次序为:晋旱125、731(尖叶白花)、732(圆叶紫花)、昔野501、733(圆叶白花)、734(尖叶紫花)。     

~(60)Co诱变大豆后代农艺性状的研究

用60Co对晋豆24号进行辐射处理,对诱变后代M4、M5代16个主要农艺性状进行主成分分析,将与产量密切相关的各项指标转化成"单株产量构成"因子、"株型和粒型"因子和"粒重"因子等三大主成分.以M5代春播群体为代表进行的聚类分析将后代分为高产、中产和低产三类,确定"单株产量构成"因子(第一主成分)为影响大豆产量的主导因素.     

干旱胁迫对大豆鼓粒期叶片光合能力和根系生长的影响

以晋大70(抗旱型)和晋豆26(敏感型)2个大豆品种为材料,采用盆栽方法,在鼓粒期设置充分供水、轻度干旱和重度干旱3种水分处理,研究了干旱胁迫对大豆鼓粒期叶片光合能力和根系生长的影响.结果表明： 随着干旱程度加剧,2个品种的叶面积、叶绿素含量、净光合速率、叶片气孔导度、蒸腾速率、胞间CO₂浓度、株质量、株高、籽粒产量和收获指数均降低;根长和根质量在轻度干旱胁迫下增加,在重度干旱胁迫下减少;根冠比随干旱程度加剧而升高.重度干旱胁迫下,抗旱型品种晋大70根冠比的增幅达到135.7%,大于敏感型品种晋豆26根冠比的增幅(116.7%),晋大70的叶面积和叶绿素含量分别为对照的69.3%和85.5%,均优于晋豆26,晋大70的气孔导度和净光合速率分别下降了67.9%和77.9%,降幅均小于晋豆26,晋大70的收获指数的降幅为43.8%,小于晋豆26 (78.8%).不同干旱处理下,2个品种的叶面积、叶绿素含量、净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、胞间CO₂浓度两两之间均呈显著正相关;株质量、株高、根长、根质量、籽粒产量、收获指数两两之间均呈显著正相关;根冠比与根质量呈显著正相关,而与其他5个指标呈显著负相关.     

不同基因型大豆花荚期抗旱性综合评价

为了解不同基因型大豆花荚期抗旱表现,挖掘抗旱种质资源,在称重法人工控水条件下,通过干旱棚盆栽试验,在大豆植株的花荚期,测定22个品种(系)的茎粗、株高、分枝数等与抗旱相关的18个表型性状和生理生化指标,以各项指标的干旱胁迫系数作为衡量抗旱性的指标,利用隶属函数值法、主成分分析和聚类分析对其抗旱性进行综合评价,结果表明,在水分胁迫条件下,大豆花荚期形态和生理生化指标抗旱系数都存在一定的变异,且变异系数均大于10%。主成分分析结果显示,5个主成分累计贡献率为84.82%,可代表大豆抗旱性84.82%的原始数据信息,利用抗旱性度量值(D值)进行聚类,可将供试品种(系)划分为抗旱性强、中和弱3种类,晋大78、晋大74、晋大70和晋大73具有较强的抗旱能力,晋大75、扁茎豆、黑珍珠抗旱能力弱;其他15个品种(品系)具有中等抗旱能力。利用主成分分析与模糊聚类对大豆的抗旱性进行综合评价,可避免单一性状的片面性和不稳定性,为大豆抗旱性综合评价及抗旱品种选育提供一个较为有效的鉴定方法。     

导入TaNHX2基因提高了转基因普那菊苣的耐盐性

我国部分地区土地盐碱化的日益严重,对作物的生长和生态环境产生了显著影响,因此通过植物基因工程手段培育耐盐碱的转基因作物品种对改善作物的生存能力和生态环境,提高作物产量具有重要的意义。采用农杆菌介导法将来自小麦(Triticum aestivum Linn)的Na⁺ /H⁺逆向转运蛋白的基因(vacuolar Na⁺/H⁺ exchanger or antiporter,简称NHX、NHE或NHA),对普那菊苣(Cichorium intybus L.cv.Puna)植株进行了遗传转化。经抗生素筛选以及针对TaNHX2基因的PCR检测和Southern杂交分析,证明获得了28株转TaNHX2基因的普那菊苣植株。用不同浓度NaCl溶液对普那菊苣野生型和T₀代种子、愈伤组织和幼苗生长情况胁迫的研究,结果表明:转TaNHX2基因普那菊苣植株表现出一定的抗性,比野生型明显提高。在300 mmol/L NaCl胁迫下转基因植株种子的出芽率、外植体出愈率和分化率是野生型植株的2-4倍,而500 mmol/L NaCl浓度为野生型和转基因外植体能否生长的临界点。在此临界值下野生型外植体或不能形成愈伤组织、或幼苗不能正常生根、或已生根幼苗不能正常成长,而转基因外植体可以继续形成愈伤组织并正常生根生长。同时对500 mmol/L NaCl胁迫下野生型和转基因普那菊苣幼苗其体内丙二醛含量(MDA)、过氧化氢酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性进行测定,结果表明 转基因植株比野生型植株的MDA含量降低了1-3倍,POD活性提高了1-3倍,SOD活性提高了2-3倍,分析发现普那菊苣的耐盐性与其体内的丙二醛含量(MDA)、过氧化氢酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性密切相关。