快中子辐照结合组织培养培育花生新品种宇花7号

为开拓新的花生育种方法,对辐照诱变结合组织培养创造花生新种质、培育新品种进行了研究。以我国北方地区主栽花生品种鲁花11号成熟种子为试材,经快中子辐照处理后取种子胚小叶进行组织培养,通过胚胎发生途径获得再生苗。再生苗经嫁接驯化后移栽田间,83个单株获得种子。后代按系谱法进行选育,从83个再生植株后代中获得了107份突变体,分别在主茎高、分枝数、荚果形状和大小、种皮颜色、内种皮颜色、含油率、蛋白含量等性状上发生了明显变异。从突变体后代中选育出了低油早熟耐涝大花生新品种宇花7号,其产量比亲本鲁花11号增产14%以上;其含油率(47.0%)比鲁花11号低5.1个百分点。宇花7号2016年参加辽宁省新品种登记试验,比对照品种白沙1017平均增产13.8%。2018年通过了国家非主要农作物品种登记,登记号为"GPD花生(2018) 370105"。研究结果说明,辐照结合组织培养是创造花生新种质、培育新品种的有效方法。     

花生小GTP结合蛋白基因AhRabG3f启动子的盐胁迫响应元件分析

为研究花生小GTP结合蛋白基因AhRabG3f对盐胁迫响应的分子机制,文中克隆了花生AhRabG3f基因起始密码子上游1 914 bp的启动子片段(3f-P)。将该启动子5''末端截短获得5个片段(3f-P1-3f-P5),长度分别为1 729、1 379、666、510、179 bp。构建了将这6个启动子片段与gus基因融合的植物表达载体,利用农杆菌介导法转化烟草。对转基因烟草进行GUS表达分析和酶活性检测,结果表明,在转入各启动子片段的烟草中,都能检测到gus基因的表达,其中全长启动子3f-P的驱动活性最弱,而截短片段3f-P3的驱动活性最强。对转基因烟草进行盐胁迫处理后,3f-P、3f-P1、3f-P2和3f-P3所驱动GUS酶活性是未经盐诱导的3.3、1.2、1.9、1.2倍,表明AhRabG3f启动子是盐诱导型的,在3f-P至3f-P3之间可能存在对盐响应的正调控元件。通过对盐胁迫处理后各启动子片段驱动的GUS活性分析,推测在AhRabG3f启动子上游1 930–1 745 bp、682–526 bp之间存在可能对盐响应的正调控元件MYB、GT1和富含TC的重复序列,1 395–682 bp之间存在可能对盐响应的负调控元件MYC。研究结果可为利用诱导型启动子调控花生的耐盐性提供指导。     

利用离体诱变培育花生新品种宇花4号

为了丰富花生遗传资源,开拓新的育种方法,本研究对离体诱变创造花生新种质、培育花生新品种进行了研究。利用花生品种花育20号胚小叶作为外植体,平阳霉素(PYM)作为诱变剂进行离体诱变培养,然后在含有羟脯氨酸(HYP)的培养基上进行定向筛选,最终获得了15个再生小苗。再生小苗经嫁接移栽田间,从后代中获得了23个高油株系,3个产量显著提高的品系,其中一个高产高油品系2015年通过了安徽省新品种登记鉴定,定名为宇花4号,在参试的品种中名列第一,比对照白沙1016增产16.63%。宇花4号为早熟、小粒、高油花生品种,经农业部油料及制品质量监督检验测试中心(武汉)化验,籽仁含油率达56.10%,达到高油标准,比诱变亲本花育20号(含油率49.50%)高6.6个百分点,荚果产量比花育20号增产15%以上。本研究结果表明,离体诱变结合离体定向筛选是创造花生新种质、培育新品种的有效途径。     

高油酸花生新品种宇花91的选育

宇花91是青岛农业大学选育的高油酸花生新品种。以普通油酸含量品种鲁花11号为母本,F435型高油酸花生品种开农1715为父本配置杂交组合。利用PCR产物测序法筛选获得F_1代真杂种,对F_2代单株提取叶片基因组DNA,利用PCR产物测序法筛选基因型纯合的单株个体。对当代收获的单株籽粒利用近红外法多粒模型测定油酸、亚油酸含量,筛选油酸含量在80%以上且油酸亚油酸比值在10.0以上的单株种植成株行,随后利用系谱法进行选择育种。宇花91荚果为普通型小果,网纹较细、较明显,百果重148.06 g,百仁重63.31 g,果皮薄,出米率75.15%。籽仁长椭圆形,种皮粉红色、无裂纹,内种皮白色。籽仁蛋白质含量26.57%,脂肪含量52.72%,油酸含量80.40%,亚油酸含量2.50%,棕榈酸含量5.57%,油酸亚油酸比值32.16。苗期生长旺盛,封垄早,结果集中,中抗叶斑病和青枯病。2017年参加山东省夏播多点试验,平均荚果产量215.79 kg/667 m~2,比对照花育20号增产15.27%;平均籽仁产量157.33kg/667m~2,比对照花育20号增产21.64%。2018年通过国家花生品种登记,登记号:GPD花生(2018) 370210,适于在山东花生产区种植。     

ACC氧化酶基因AhACOs对花生耐盐性的影响

ACC氧化酶(ACC oxidase,ACO)是催化乙烯合成的关键酶之一,乙烯参与植物的盐胁迫反应过程,而盐胁迫严重影响花生产量。本研究通过对AhACOs基因的克隆及功能验证,探究AhACOs在花生盐胁迫响应中的生物学功能,为花生耐盐品种的选育提供基因资源。以花生耐盐突变体M29的cDNA为模板扩增得到基因AhACO1和AhACO2,与植物表达载体pCAMBIA super1300重组后,通过农杆菌介导的花粉管注射法将重组质粒转化到花育22号中。收获后切取籽仁远胚端部分子叶,利用PCR检测筛选阳性籽仁。利用qRT-PCR分析AhACOs基因表达量,通过毛细管柱气相色谱法检测植株的乙烯释放量。阳性籽仁和对照籽仁种植21 d后浇盐水,观察其表型变化。结果发现,盐胁迫后,转基因植株生长状况好于对照组花育22号,并且其叶绿素相对含量SPAD(soil and plant analyzer development)值和净光合速率(net photosynthesis rate,Pn)均高于对照组花生。另外,AhACO1和AhACO_(2)转基因植株的乙烯释放量分别为对照组花生的2.79倍和1.87倍。这些结果表明AhACO1和AhACO2可显著提高花生的耐盐能力。     

花生β-1,3-葡聚糖酶基因启动子的克隆及功能分析

植物β-1,3-葡聚糖酶属于一种重要的植物病程相关蛋白（PR蛋白）,容易受到激发子的诱导而积累。用1.5 mmol/L水杨酸 （Salicylic Acid,,SA）对花生品种花育20号幼苗进行诱导处理,提取RNA利用 Real-time PCR技术检测β-1,3-葡聚糖酶基因的表达量。结果表明经诱导后24h,β-1,3-葡聚糖酶基因的表达量达到最高,是未经SA诱导的1.8倍。根据花生β-1,3-葡聚糖酶基因 cDNA序列（GenBank JQ801335）设计三个嵌套的5＇端特异引物,以花育20号基因组DNA为模板,利用TAIL-PCR方法扩增得到973bp的花生β-1,3-葡聚糖酶基因上游启动子片段, ,命名为Ah-Glu-Pro,,在NCBI网站注册序列号为GenBank KC290400。PLACE 和 PlantCARE 启动子在线预测分析表明,Ah-Glu-Pro序列中含有TATA-box和CAAT-box等核心元件,还含有病原菌及SA响应的顺式调控元件。根据Ah-Glu-Pro序列设计上下游引物,采用普通PCR法从花育20号基因组中扩增得到931bp的启动子序列,命名为Ah-Glu-P。将Ah-Glu-P取代pCAMBIA1301质粒中的CaMV35S启动子,构建植物表达载体 pCAMBIA1301-Ah-Glu-P。通过农杆菌介导法将 pCAMBIA1301-Ah-Glu-P 转化洋葱表皮细胞,经5.0 mmol/L SA诱导处理48h后进行GUS染色。结果表明：经SA诱导后的洋葱表皮细胞GUS染色显示为蓝色,未经诱导的洋葱表皮细胞GUS染色未显示蓝色,说明Ah-Glu-P是一个诱导型的启动子,可能含有对SA响应的顺式调控元件。