小麦中编码未知蛋白的热胁迫响应基因TaWTF1的克隆和功能分析

WTF1 (What’s this factor 1)是包含“Domain of Unknown Function 860”(DUF860)的一类蛋白, 特异定位于植物细胞叶绿体或线粒体中, 在内含子的剪切中发挥作用。在研究小麦(Triticum aestivum)热胁迫转录谱时发现一个包含该结构域的探针受高温诱导表达。通过对其所编码的基因TaWTF1进行克隆并详细分析, 发现该基因的启动子区包含HSE、干旱、GA及SA等胁迫和激素响应元件, 且该基因在苗期和开花期均受热胁迫诱导表达。在开花期, TaWTF1在普通叶中的表达显著高于包括旗叶在内的其它组织器官。进一步将该基因在拟南芥(Arabidopsis thaliana)中超表达, 显著提高了转基因植株在热胁迫下的成活率, 说明TaWTF1参与了植物耐热性。该研究为解析植物耐热性分子机理开辟了新的领域, 并为作物耐热性分子育种提供了候选基因。     

作物耐热性的评价

对作物耐热性进行评价,是耐热性机制研究和耐热性品种选育的基础。在综述了作物耐热性评价的基础、评价方法以及评价指标的基础上,展望了作物耐热性评价的研究方向。     

普通小麦、斯卑尔脱小麦、密穗小麦和轮回选择后代材料ISSR分子标记遗传差异研究

首次采用ISSR（Inter-Simple Sequence Repeat)分子标记,对我国北方冬麦区普通小麦（14份）、斯卑尔脱小麦（10份）、密穗小麦（11份）和一批以外源小麦为主要血缘的优良轮回选择后代（12份）共47份材料进行了遗传差异研究,以探讨拓宽杂交小麦育种亲本遗传基础的途径,并分析利用ISSR分子标记构建小麦杂种优势群的可行性。所用11个ISSR引物在47份材料中共扩增出238条带,其中208条具有多态性,占总数的87．4％。每个引物可以扩增出11－38条多态性带,平均为18．8条。比较分析发现,不同类型材料群体内的ISSR多态性都很高,其中以普通小麦最高（80．3％）,轮回选择后代次之（78．7％）,斯卑尔脱小麦（75．0％）和密穗小麦（74．9％）相对较小。遗传距离（GD）计算结果表明,不同类型材料群体间的平均遗传距离在0．3115－0．3442之间,明显高于不同类型材料群体内的GD平均值（0．2351－0．2743）,特别是轮回选择后代材料与普通小麦、斯卑尔脱小麦和密穗小麦之间也具有较大的遗传差异,平均遗传距离分别为0．3217、0．3256和0．3198。聚类结果显示,普通小麦、斯卑尔脱小麦、密穗小麦和轮回选择后代材料明显划分为4大不同类群。斯卑尔脱小麦、密穗小麦以及外源小麦（含国内）为主要血缘的轮回选择后代单独聚在一起,是与其他材料明显不同的一个新的类群,表明利用轮选择方法创建新的小麦杂种优势群是可行的。另外,仅利用11个ISSR引物就能将所有供试的47份材料明显区分开来,并准确地确定各个基因型之间的遗传差异和亲缘关系。据此,提出了可以利用ISSR分子标记对小麦杂种优势群进行划分的结论。     

作物耐热性的评价

对作物耐热性进行评价,是耐热性机制研究和耐热性品种选育的基础.在综述了作物耐热性评价的基础、评价方法以及评价指标的基础上,展望了作物耐热性评价的研究方向.     

遗传与基因表达数据的整合—— eQTL的方法及应用

高通量的基因型分析和芯片技术的发展使人们能够进一步研究哪些遗传差异最终影响基因的表达。通过表达数量性状座位(eQTL)作图方法可对基因表达水平的遗传基础进行解析。与传统的QTL分析方法一样, eQTL的主要目标是鉴别表达性状座位所在的染色体区域。但由于表达谱数据成千上万, 而传统的QTL分析方法最多分析几十个性状, 因此需要考虑这类实验设计的特点以及统计分析方法。本文详细介绍了eQTL定位过程及其研究方法, 重点从个体选择、基因芯片实验设计、基因表达数据的获得与标准化、作图方法及结果分析等方面进行了综述, 指出了当前eQTL研究存在的问题和局限性。最后介绍了eQTL研究在估计基因表达遗传率、挖掘候选基因、构建基因调控网络、理解基因间及基因与环境的互作的应用进展。     

建国以来我国棉花品种遗传基础的分子标记分析

采用MPD分子标记、遗传距离和聚类分析方法,研究建国以来我国有代表性的166个棉花主栽品种(或品系)的遗传多样性。41个RAPD标记Nei’s遗传距离(GD)与两组不同来源实验数据的表型性状欧氏距离(UD)间相关系数分别为0．6445(n＝1770)和0．7078(n＝7140),表明RAPD可以揭示棉花品种间遗传差异。通过对不同棉种、不同品种类型、不同时期、不同种植区域和不同来源的棉花品种(系)遗传差异的比较,探讨我国棉花品种的遗传基础。各层次上遗传差异的比较表明：在我国主栽棉花品种中,海岛棉品种遗传基础窄于陆地棉品种;我国自育陆地棉品种的遗传基础窄于国外引进品种;杂交陆地棉品种的遗传基础窄于常规品种;上世纪80年代以后陆地棉品种遗传基础窄于70年代品种;长江棉区品种遗传基础窄于黄淮棉区品种,西北内陆棉区品种窄于长江棉区品种。启示我们如何在我国棉花育种的全局和不同层面上把握和制定拓宽棉花育种遗传基础的策略和手段,并为进步深入探讨建国以来我国棉花品种遗传改良规律打下基础。