海岛棉NBS类型抗病基因类似物的起源、多样性及进化

利用已克隆植物的R基因NBS序列中保守模体合成简并引物,以海岛棉品系Pima 90(Gossypium barba—dense)基因组DNA为模板进行PCR扩增,通过T／A克隆、测序和序列比较分析共得到31条RGAs,其中19条具有连续的ORF。利用海岛棉的31条RGAs与GenBank中陆地棉种质系M—249(Gossypium hirsutum)的RGAs进行了比较分析,RGAs可分为两大类：其中第Ⅰ类全部为陆地棉的RGAs;第Ⅱ类分别包括了陆地棉和海岛棉的RGAs。同时对海岛棉RGAs的核苷酸和氨基酸序列进行系统发育树分析,表明海岛棉RGAs可分为TIR(Drosophila Toll or human inter—leukin receptor—1ike)和non—FIR两类,与前人所报道的R基因进化一致。对19条具有连续ORF的RGAs进行了结构分析,结果表明它们包括P—loop、Kin—2、“PLAL”及Meyers等所定义的RNBS—A、B、C3个模体。结果表明,可能海岛棉NBS类型抗病基因类似物和其他物种具有同样的起源和进化机制。     

新型标记SRAP在棉花F2分离群体及遗传多样性评价中的适用性分析

将新型分子标记SRAP(Sequence-related Amplified Polymorphism)应用于棉花的遗传研究,并建立了完整的PCR反应体系,此体系稳定可靠、扩增效果好、可重复性强。采用30个SRAP引物组合对海岛棉品种“Pima90”和陆地棉品种“邯郸208”进行比较扩增,29个引物组合可以获得多态性扩增,显示了较高的多态性。对上述两个品种的F2群体进行检测,共产生149个多态性条带,平均每个组合产生5．14个,单引物组合最多可产生13个多态性条带。用SRAP标记对11份陆地棉材料进行遗传多样性检测,30个引物组合中15个组合有多态性,得到22个多态性条带,显示了较高的多态性比率。研究结果表明,SRAP标记可在棉花分子生物学领域中广泛应用。     

四倍体栽培棉种产量和纤维品质性状的QTL定位

陆地棉和海岛棉是两个不同的四倍体栽培种 ,但在生产上各有其特点 ,陆地棉丰产性强 ,海岛棉纤维品质优良 ,利用其种间杂交群体定位产量和品质性状的QTL ,对于分子标记辅助的海岛棉优质纤维向陆地棉转移很有意义。以SSR和RAPD为分子标记 ,陆地棉与海岛棉杂种 (邯郸 2 0 8×Pima90 )F2 群体为作图群体 ,构建了一张含 12 6个标记的遗传图谱 ,包括 6 8个SSR标记和 5 8个RAPD标记 ,可分为 2 9个连锁群 ,标记间平均距离为 13 7cM ,总长1717 0cM ,覆盖棉花总基因组约 34 34% ;以遗传图 12 6个标记为基础 ,对F2 :3 家系符合正态分布的 10个农艺性状及纤维品质性状进行全基因组QTL扫描 ,结果发现 2 9个QTL分别与产量和品质性状有关。其中与衣指、籽指、皮棉产量、子棉产量、衣分等产量性状相关的QTL分别有 1、3、5、6和 1个 ,与纤维长度、整齐度、强度、伸长率和马克隆值等品质性状相关的QTL分别有 2、4、2、4和 1个。各QTL解释的变异量在 12 4 2 %～ 47 0 1%之间。其中比强度有关的 2个QTL能够解释的表型变异率分别为 34 15 %和 13 86 %。     

在自然衰老和诱导条件下棉花悬浮细胞程序性死亡的发生

棉花胚性悬浮细胞在MS 0.1mg/L2,4-D 0.1mg/LKT培养基中培养生长良好,但在不继代的情况下会自然衰老。培养至第17天,细胞生活力开始下降;至第21天可检测到核小体大小倍增的DNA梯(DNALadder)存在。42±3℃热激、10μmol/L喜树碱、20μmol/L串珠镰孢菌毒素和50mmol/L放线菌酮等胁迫诱导可分别引起MS 0.1mg/L2,4-D 0.1mg/LKT培养基中的棉花悬浮细胞发生程序性死亡。在MS 0.1mg/L2,4-D 0.1mg/LKT和MS 0.1mg/LIBA 0.1mg/LKT培养基中悬浮培养的棉花胚性细胞处于不同的生理状态,两种不同状态的棉花悬浮细胞对热激、喜树碱、串珠镰孢菌毒素等胁迫因子的反应不同。     

启动子诱捕在棉花基因组中的功能分析

利用根癌农杆菌介导的遗传转化,将启动子诱捕（Promoter trapping）元件插入到棉花基因组,获得141个独立的转化子,其中97％的转化子经PCR扩增为阳性。不同组织中GUS基因的表达频率为：根部48％,茎的微管组织9．2％,叶5．2％,花51％;同时检测了不同植株中GUS基因的表达模式,发现GUS基因在不同株系的植株间的表达模式呈现较大的差异,有些植株中GUS基因是组织特异表达,有些则是器官特异表达,有些则在多个器官中均有表达。所建立的启动子诱捕系统中的GUS基因高频率、多模式和时空特异性表达为分离基因及其调节序列、开展功能基因组研究奠定了坚实的基础。     

陆地棉花药愈伤组织的诱导和继代培养

花药培养是自６０年代以来发展起来的一项生物技术,旨在诱导出单倍体花粉植株,应用于育种实践和基础研究〔１〕。以单倍体植株为基础的单倍体育种被认为在以下几个方面具有优越性：第一,缩短育种年限;第二,排除杂种优势对后代选择的干扰〔２,３〕。此外,花药培养在...     

撤除外源生长素诱发棉花胚性悬浮细胞程序性死亡

棉花胚性悬浮细胞在仅含生长素的MS培养基上培养时,生长良好;但当转入到不含生长素的MS培养基上培养时,大规模死亡.通过细胞学观察发现,在转入无生长素的MS培养基培养3～4 d后可见明显的核质浓缩、胞质收缩,而高温处理引起的细胞坏死无此现象.用抽提悬浮细胞基因组DNA进行凝胶电泳发现:这种细胞死亡还伴随有典型的DNA梯度出现,而坏死的细胞和对照无DNA梯度.表明这种由生长素撤除引起的细胞死亡是一种程序性死亡.这种细胞死亡能被水解酶抑制剂和半胱氨酸蛋白酶抑制剂抑制,表明水解酶和类半胱氨酸蛋白水解酶(CLP)参与细胞程序性死亡.     

黄萎病菌诱导的海岛棉抗病反应的SSH文库构建及分析

在Pima90幼苗接种黄萎病病原菌后2、4、8、12、24、48、72和96h分批取幼根以抽提棉花总RNA。以未接种病原的棉花cDNA为驱动方,利用SSH法对接种病原后的棉花cDNA进行差减杂交。对杂交后的cDNA进行T／A克隆并转化到大肠杆菌中完成文库构建,共获得了534个克隆。以M13引物对扩增插入片段进行PCR扩增,电泳结果显示插入片段大小从0．2—1．2kb不等,平均大小为0．5kb。将克隆中的插入片段点种于尼龙膜上,分别以病原诱导前后的总cDNA为探针进行反向Northern杂交。对78个在海岛棉的抗病反应中呈上升表达的克隆进行了测序并对测序结果去载体后在NCBI上利用Blastn和Blastx进行序列相似性分析。结果表明,大部分阳性克隆与拟南芥等多个物种不同逆境条件下诱导的相关基因或表达序列相同或同源,如棉花病程相关蛋白家族10,拟南芥抗病反应家族蛋白等。SSH文库的构建和分析将有助于了解棉花抗黄萎病反应的分子机制。     

转基因抗虫棉的产量、品质及抗虫性比较研究

对36个转基因抗虫棉品种(品系)进行试验,比较了它们的产量、抗棉铃虫和红铃虫特性以及纤维品质之间的差异,并进行综合评价。在不打药的情况下,筛选出252等13份皮棉产量比鄂抗9号显著提高、抗棉铃虫和红铃虫的种质材料,其纤维品质综合性状表现一般。     

转基因抗虫棉Bt基因插入区碱基组成分析

利用TAIL－PCR的方法克隆不同来源的转基因抗虫棉中外源基因插入区的侧翼序列并对其进行序列和结构分析,结果表明,同一个较基因的单构自交得到的不同株系中外源基因插入区的两侧DNA序列完全相同,不同的转基因抗虫棉虫的外源基因插入位置各不相同,不同来源的转基因品种外源基因插入的上游侧翼片段含有一段残留质粒片段,外源基因插入的下游侧翼片段为富含AT碱基结构,其中泗棉3号转基因抗虫品系中下游侧翼片段的AT碱基高达92％,Southern杂交结果显示这些侧翼序列为高AT含量的多拷贝序列,序列中没有发现拓扑异构酶的结合位点。