玉米相对饱和遗传连锁图谱构建与一种新的AFLPs共显性分析方法探讨

利用一个F2作图群体(X178×B73),首先构建了一个含有130个SSRs的玉米连锁框架图,然后用119个AFLPs位点增加图谱密度,得到一个全长1659·3cM,标记间平均间距6·66cM的玉米相对饱和连锁图。同时,对SSRs和AFLPs的一些遗传特性进行了分析,探讨了AFLP标记进行共显性分析的一种新方法。分析表明SSRs和AFLPs分子标记具有多态性和可靠性高等特点,是构建高密度分子标记遗传连锁图的有效技术。加密的玉米遗传连锁图谱为比较基因组研究、数量性状位点(quantitativetraitloci,QTLs)克隆、杂种优势机理研究以及标记辅助选择等提供了技术基础。     

转基因改良植物抗真菌病害的策略及其进展

随着近几年来生物技术的迅猛发展,一系列新的广谱持久性抗病基因已经被鉴定、克隆并应用于转基因改良抗病性的实践。概述目前植物抗真菌病害的基因工程策略及其研究进展：（1）基于寄主－病原菌相互识别和信号传导体系的基因工程策略;（2）基于抗真菌蛋白的基因工程策略。     

玉米耐深播优异种质的表型与生理特征分析

深播是我国干旱半干旱地区玉米抗旱保苗的一个重要栽培措施,因此,玉米耐深播优异种质资源具有重要应用育种与生产价值。本研究对玉米耐深播种质资源CGJ和普通材料郑58,分别进行2 cm正常播深和20 cm深播处理,于2叶1心期进行了表型和生理特征分析鉴定。结果表明,深播处理下,CGJ的主要特性是中胚轴显著伸长,CGJ中胚轴为10.68 cm,为郑58的2.5倍;电镜观察结果表明CGJ中胚轴细胞纵向延伸能力显著增强,比郑58长14μm。与常规材料相比,深播条件下的CGJ萌发期要更早;CGJ叶片和胚芽鞘中生长素变化不明显,而中胚轴中的生长素含量提高了47.72 ng/m L,并且CGJ各部位的赤霉素含量都大于郑58,其中,中胚轴内植物生长素和叶中的赤霉素增长极显著。该结果暗示中胚轴生长素激素水平升高可能是其耐深播的生理基础。本研究为玉米耐深播优异种质资源CGJ的基础研究与育种和生产应用奠定了表型与生理分析基础。     

植物肌动蛋白解聚因子ADF的研究进展

肌动蛋白解聚因子/丝切蛋白(actin depolymerizing factor,ADF/cofilin)是一种重要的肌动蛋白结合蛋白。在植物细胞中,ADF/cofilin通过与肌动蛋白相结合,在植物生长发育以及响应外界刺激方面起着重要的作用,以此对各种动态生命活动进行调控。该文对国内外近年来有关ADF/cofilin家族的序列结构特征及定位,与肌动蛋白的互作机制、促进细胞生长、抗生物和非生物逆境胁迫能力等的生物学功能,以及磷酸化作用、环境pH、PIP2对其功能影响的调控模式和作用机制进行了综述,为ADF/cofilin新的抗逆功能机制解析提供参考。     

玉米dbf1基因与耐旱相关性状的关联分析

脱水响应元件结合因子(DBF1蛋白)是高等植物体内DRE/CRT顺式元件的结合因子,是水分胁迫信号传导的核心构件。本文以玉米自交系郑22为材料,采用PCR技术分离得到dbf1基因区域基因组DNA(gDNA)全长949 bp,起始密码子至终止密码子序列长654 bp。该基因由1个外显子组成,无内含子。dbf1基因在175份玉米自交系中共检测到9个SNP变异(平均每57.3 bp一个),没有检测到In/Del变异,在3个多态性位点间存在较高程度的连锁不平衡(r20.5)。在干旱胁迫下,dbf1基因中的多态性位点397与ASI和单穗粒重显著关联(P0.05),位点477与单穗粒重和结实株数百分率存在显著关联(P0.05)。位点397对ASI和单穗粒重的贡献率分别为6.94%和10.03%;位点477对单穗粒重和结实株数百分率的贡献率分别是1.01%和3.66%。根据2个位点将175份自交系分成4种单体型,其中单体型4含有能使ASI减小、结实株数百分率增加的等位基因位点,包含早49、丹598、丹黄02等耐旱和中度耐旱自交系,推测单体型4可能是dbf1基因的耐旱单体型。研究结果为基于dbf1因开发耐旱功能标记提供信息。     

玉米抗甘蔗花叶病毒基因的比较定位

收集了玉米抗甘蔗花叶病毒基因/QTL定位信息, 借助玉米遗传图谱IBM2 2005 Neighbors进行了整合。在国内外研究中, 累计报道81个抗病毒基因位点, 分布在玉米7条染色体上, 比较定位发现这些位点集中分布于第3和6染色体。采用元分析技术, 确定3个“一致性”抗病毒QTL, 其中1个位于第3染色体, 在遗传图谱IBM2 2005 Neighbors上覆盖的范围为6.44 cM; 2个位于第6染色体, 覆盖范围分别为6.16 cM和27.48 cM。借助比较基因组学策略, 在第3染色体“一致性”QTL区间内筛选出4个抗病位置候选基因。该研究结果为确定和克隆抗病主效基因提供了基础。     

基于元分析的抗玉米丝黑穗病QTL比较定位

以玉米遗传连锁图谱IBM2 2005 Neighbors为参考图谱,通过映射整合不同试验中的抗玉米丝黑穗病QTL,构建QTL综合图谱。在国内外种质中,共发现22个抗病QTL,分布在除第7染色体外的9条玉米染色体上。采用元分析技术,获得2个“一致性”抗病QTL,图距分别为8.79 cM和18.92cM。从MaizeGDB网站下载“一致性”QTL区间内基因和标记的原始序列;采用NCBI网站在线软件BLASTx通过同源比对在2个“一致性”QTL区间内初步获得4个抗病位置候选基因。借助比较基因电子定位策略,将69个水稻和玉米抗性基因定位于玉米IBM2图谱上,在2个“一致性”QTL区间内分别发现1个水稻抗性基因,初步推断为抗病位置候选基因。本文结果为抗玉米丝黑穗病QTL精细定位和分子育种提供了基础。     

推测187份玉米自交系基因组血统与分子亲缘关系

为提高育种效率以及开展重要 QTL 和关键基因关联性分析研究, 以 187 份生产上重要玉米自交系为材料, 以 70 个均匀分布于全基因组简单重复序列(SSR)基因座鉴定出的290个等位基因多态性为分析数据, 采用联合连锁位点与混合模型分析, 推测这些自交系的基因组血缘构成以及分子亲缘关系, 并分析了全基因连锁不平衡。当亚群数目 K=5 时, 导致似然值 P 明显下降, 亚群数据 K > 6 时, 似然值 P 没有明显上升, 表明群体结构的亚群数 K 最佳推测为 6。六个亚群分别为 PA、BSSS (含 Reid)、PB、兰卡斯特 (Lancaster)、旅大红骨 (旅大红骨及其衍生系)、四平头 (唐四平头及其衍生系)。亚群间的Kullback-Leibler 距离自 0.13 至 1.06 不等, 平均为 0.599, 各亚群间区分度较好。全基因组连锁不平衡(LD)分析表明: 与四平头种质类群内相比, 遗传基础宽泛种质的基因组内存在 LD"区块"(LD block)少且小, 对重要 QTLs 与基因的关联性分析可以避免假阳性。本研究群体结构与基因组构成分析数据为这些材料育种应用与改良提供了重要信息, 也为基于这些材料的关联性分析奠定了分析基础。     

作物组学数据库的比较和应用

组学研究是生命科学研究的重要组成部分,是从整体角度研究全部组分及其相互关系的学科。组学数据库收集整理了与组学研究相关的所有信息,为组学研究提供了全面的数据基础。其中,作物组学数据库主要是以作物为对象建立的组学数据库,尤其是几大主要粮食作物的组学测序及信息挖掘,提升了作物科学的基础研发和生产水平,使我国粮食储备迈上一个新的台阶。本文以水稻、玉米和小麦为代表,通过搜集它们在组学研究中常用的数据库,概述了作物基因组学、转录组学、蛋白质组学、代谢组学及表型组学的主要研究内容,阐述了作物组学数据库在作物科学研究中的发展现状,揭示了在高通量信息时代下多种组学数据库的交叉及综合利用已经成为作物科学研究发展的重要方向和手段。