植物数量性状变异的分子基础与QTL克隆研究进展

探讨数量性状变异规律以便对其进行遗传操纵一直是植物遗传学的一个重要领域。DNA分子标记和QTL作图技术的发展以及拟南芥和水稻全基因组测序的完成极大地促进了植物数量性状分子基础的研究。现已克隆了拟南芥ED1、水稻Hdl、玉米Tb1、番茄fw2．2和Brii9-2-5等控制目标数量性状的基因。数量性状表型变异不仅源于多个数量性状基因（QTL）的分离．而且还受到内外环境的修饰。QTL等位基因变异与孟德尔基因变异具有类似的分子基础,即基因表达或蛋白质功能发生改变。通过分析已克隆的植物QTL的变异特征及分子基础,讨论了植物QTL克隆技术策略,并对QTL研究所面临的挑战和应用前景进行了展望。     

多基因抗性的QTL作图及其在作物持久性抗病育种上的应用

QTL作图已成为解析生物复杂性状遗传基础和基因座之间互作机制的一种有效的研究工具。多基因抗性没有明显的生理小种特异性,一般表现为数量性状。多基因抗性的QTL作图在植物持久性抗病育种中有重要的应用价值,有助于分离到广谱性抗病基因。从作图群体(F1、F2、DH、RIL、BIL和NIL)构建、抗性表型测定和标记辅助育种等方面论述了多基因抗性QTL作图的最新研究进展。     

一种快速鉴定转基因植物纯合体的新方法

植物转化中鉴定转基因植物的整合性是一个很重要的步骤,常规方法是对独立分离的转基因T1代植株产生的T2代进行转基因分离比率研究,以检测T1代的转基因整合状态,不仅费时费力,而且浪费了T1代资源。本介绍一种应用双重定量实时PCR技术鉴定转基因植物纯合子的新方法：以T1代植物DNA为模板,根据转基因后代的Ct表型值鉴定其转基因整合状态,Ct值接近2的为转基因纯合型,Ct值接近1的为转基因杂合型。用这种方法,可以同时对数十个T1代转基因幼苗的整合状态进行快速鉴定,准确率为100％。     

转基因植物的表型变异、分子检测与遗传分析

本讨论了转化方法、体细胞克隆和选育过程等影响转基因植物表型变异的因素,并对转基因植物不同群体的表型变异组成和效应进行了比较分析,提出了转基因植物分子检测和遗传分析的技术策略。多数情况下,分析转基因植物回交后代(BClF1)比分析T1代能获得更可靠和有价值的结论。     

硫苷在甘蓝型油菜中的作用及合成代谢研究

硫苷及其降解产物在植物风味、植株防御、人类抗癌保健等方面都发挥着重要作用,特别是近年来广泛应用于植物病虫害的生物防治中,但菜籽中的硫苷在加工过程中会生成对禽畜类有毒害作用的物质,严重降低了菜籽粕的饲用价值,因此通过基因工程手段来实现油菜种子中硫苷含量降低而其它组织中硫苷有效保留甚至提高,具有重要的现实意义。该文综述了甘蓝型油菜中硫苷的作用及其合成代谢途径中相关基因研究进展,并就存在问题和未来硫苷代谢调控在油菜育种中的应用进行了探讨和分析。     

单核苷酸多态性在作物遗传及改良中的应用

单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism,SNP）是等位基因间序列差异最为普遍的类型,可作为一种高通量的遗传标记。已建立了PCR扩增目标序列及其产物测序和电子SNP（eSNP）等多种发现和检测SNP的方法。玉米和大豆等作物也已开展了SNP分析。一些栽培作物种质的多样性不断减少,其结果使连锁不平衡（linkage disequilibrium,LD）增加,这有利于目的基因座上SNP单元型（haplotype）与表型的相关性分析。SNP已在作物基因作图及其整合、分子标记辅助育种和功能基因组学等领域展示了广泛的应用价值。 Abstract:Single nucleotide polymorphism(SNP) is the most common type of sequence difference between alleles,which can be used as a kind of high-throughput genetic marker.Several different routes have been developed to discover and identify SNP.These include the direct sequencing of PCR amplicons,electronic SNP(eSNP) and so on.SNP assays have been made in many crop species such as maize and soybean.The elite germplasm of some crops have been narrowed in genetic diversity,increasing the amount of linkage disequilibrium(LD) present and facilitating the association of SNP haplotypes at candidate gene loci with phenotypes.SNP analysis has been broadly used in the field of plant gene mapping,integration of genetic and physical maps,DNA marker-assisted breeding and functional genomics.     

甘蓝型油菜低温诱导下的bZIP转录因子挖掘及聚类分析

植物响应低温胁迫的过程是一个复杂的网络过程,涉及众多转录因子的调控。本文通过对低温胁迫下的甘蓝型油菜转录组数据进行生物信息学分析,获得108个序列编码bZIP转录因子。经过序列比对、染色体定位和聚类分析,发现这些转录因子定位在19条染色体上,在抗寒过程中表现动态变化;同时发现这些转录因子在A亚族、C亚族、I亚族、G亚族、S亚族中聚集最多,B亚族和D亚族中很少聚集;取4个在所有胁迫阶段皆表现差异的基因进行定量分析,发现其调控变化与测序分析的变化趋势相同,不仅证明了测序数据的可靠性,而且证明甘蓝型油菜bZIP转录因子对低温胁迫的响应是一个动态的调控过程。     

甘蓝型油菜BnDGAT1基因表达的特异性分析

该研究从甘蓝型油菜中克隆获得了二酰甘油酰基转移酶基因（DGAT）,命名为BnDGAT1,并对该基因编码的氨基酸序列、蛋白结构域和系统进化树进行分析。结果表明:该基因编码的氨基酸序列包含二酰甘油酰基转移酶等多个功能结构域,并具有8个疏水跨膜结构区。系统进化分析表明,BnDGAT1与芥菜、拟南芥、旱金莲中DGAT1系统进化关系相对较近。利用定量PCR对BnDGAT1基因的RNA转录表达分析表明,在不同组织和角果的不同发育阶段,BnDGAT1基因的表达具有组织特异性,且在角果不同发育阶段,其RNA转录水平随着角果发育的成熟表达明显下调。     

基因组信息的整合与植物功能基因组学研究的策略

近年来,随着许多植物基因组测序和可利用序列的增加,相继建立了一些基于靶基因诱变的“反向”遗传学研究策略,如T—DNA诱变、基因敲除、基因沉默和超表达分析等。同时,DNA微阵列和基因芯片技术的发展使得快速、定量检测植物发育不同时期和不同组织器官的基因转录时空变化成为现实。作图技术的改进和来自不同物种基因组信息的整合也正在加速图谱克隆程序的简化和发展。因此,随着生物基因组测序工作日益增多,整合不同类群植物基因组的信息和资源,在植物功能基因组学研究中的重要性日趋显著。