抗旱作物上岗记

一边是水资源的严重短缺，一边是干旱导致的农业减产，无疑使世界粮食危机雪上加霜。水资源正成为世界多数国家制约农业发展的重要因素，培育“不怕渴”农作物品种成为摆在世界育种学家面前的共同难题，也是节水农业中最有效的技术手段。     

转昆虫抗冻蛋白基因增强甘薯抗冻能力

为明确昆虫抗冻蛋白基因转入甘薯(Ipomoea batatas)后是否能提升其抗冻能力,进而为培育甘薯抗冻育种材料奠定基础,将黄粉虫(Tenebrio molitor)抗冻蛋白基因TmAFP导入植物基因表达质粒,经农杆菌介导的遗传转化获得抗冻甘薯新材料。以甘薯品种Huachano为受体材料建立甘薯植株高效再生体系,并采用不同成分的体细胞胚成熟培养基培养胚性悬浮细胞。胚性愈伤组织对除草剂的敏感性测试结果表明,转基因阳性植株筛选的最适培养基为MS+0.2 mg·L–12,4-D+0.8 mg·L^–1 GAP+100 mg·L^–1 Carb。将表达质粒分别转化Huachano后共获得7个胚性愈伤团并最终获得42株再生抗性植株,其中转pSUIBEV3-AFP有23个株系,转pCAMBIA-AFP有19个株系,经PCR、Southern杂交和RT-PCR检测后证实TmAFP基因已整合至甘薯基因组中并获得表达。将转基因甘薯及对照植株在–1℃下处理15小时后转移至室温,结果表明,转基因甘薯植株的抗冻能力显著提升。     

《亚热带植物科学》投稿须知

《亚热带植物科学》主要刊载亚热带植物的育种栽培、生理生化与分子生物学、形态结构、生态、分类、资源保护与开发利用,以及园林绿化、园艺花卉等方面最新的研究论文、报告、简报及综述。     

茄子果实相关农艺性状全基因组关联分析研究进展与展望

茄子是重要的园艺作物,也是茄科植物中种植最广泛的蔬菜之一。茄子果实相关农艺性状是一种复杂的数量性状,传统育种选育效率低、周期长。高通量测序技术与生物信息学技术的快速发展,使得全基因组关联分析(genome-wide association study, GWAS)在解析茄子果实相关复杂农艺性状的遗传规律方面展现出巨大的应用前景。本文对全基因组关联分析在茄子的果形、果色等果实相关农艺性状中的研究进展进行了综述;针对茄子数量性状遗传研究中普遍存在的“丢失遗传力”(missing heritability)问题,从4个GWAS策略在茄子果实相关农艺性状研究中的应用热点出发,提出了未来茄子GWAS的发展对策;并结合当前茄子遗传改良的实践需求,展望了GWAS策略在茄子分子育种领域的广阔应用前景。本文为今后利用GWAS解析各种茄子果实相关性状的遗传基础以及选育符合消费者需求的果实材料提供了理论依据和参考。     

梯棱羊肚菌单孢及杂交群体的栽培出菇试验和极性分析

羊肚菌的极性和单孢出菇至今未有确切的实证,这限制了对羊肚菌生活史的深入理解和遗传育种工作的开展。本研究选用梯棱羊肚菌(Morchella importuna)栽培菌株(F0),采取显微操作从其正常出菇的子囊果获得F1单孢群体;随机选取其中的7个F1单孢菌株和10对单孢杂交(F1两两混合,记为F2)进行栽培试验,记录和分析了栽培出菇时间、采收期、产量和其他生产性状。此外,分析了F0亲本菌株、F1单孢群体、F2子囊果以及2个F1单孢菌株出菇的F2子囊果的F3单孢群体的交配型基因型。结果表明:除了F1单孢菌株MM32未出菇以外,其他供试菌株均正常出菇。各菌株的出菇潜能不同,3个F1单孢菌株的平均单产高于出发菌株,其中MM34菌株平均单产最高,达1.01 kg/m^2,是F0亲本菌株(0.68 kg/m^2)的1.49倍; 10个单孢杂交的F2平均单产在0.21～0.97 kg/m^2之间。F0亲本菌株和所有的F2出菇子囊果中均含有2种交配型基因,F1和F3单孢群体仅含有2种交配型基因中的1种。虽然F1单孢群体大部分菌株均正常出菇,然而F2子囊果和F3单孢群体的交配型基因型分析结果表明,单孢菌株在栽培生产中自然引入了具有相反交配型基因的细胞核,这种自然引入可能是由无性孢子传播引起。出菇试验和交配型基因分析确证梯棱羊肚菌为异宗结合真菌。本研究有利于深入理解羊肚菌生活史,促进羊肚菌育种工作的开展。     

引进马铃薯种质资源抗旱性评价

马铃薯属于干旱敏感型作物,当前生产上的马铃薯品种多数不耐旱,中国马铃薯抗旱育种进程又受到遗传背景狭窄的制约。引进外来种质资源,拓宽我国马铃薯遗传背景,加快选育抗旱品种是马铃薯应对干旱的关键策略。2016年和2017年,在常规滴灌和雨养条件下,利用增广设计方法,以生产上常用的5个马铃薯品种为对照,对来自国际马铃薯中心的315份高代品系和中国已有的3个品种进行抗旱性评价。通过AMMI模型和GGE模型分析基因型、环境及二者互作对产量的影响,并结合抗旱指数筛选抗旱性稳定且产量高的材料。从整体上看,在雨养条件下,两年马铃薯平均产量差异较小,但是变异系数较大,常规滴灌条件下正好相反。马铃薯产量受基因型、环境及其交互作用的显著影响,其变异平方和分别占总处理平方和的43.39%、39.36%和17.26%;C93和YS902两年的抗旱指数均高于对照品种,稳产性好,C48虽然抗旱指数相对较低,但是高产和稳产性高于所有材料。筛选出来的材料不仅可以作为抗旱育种亲本,还可以通过进一步研究其抗旱机制,为抗旱育种提供理论支持。     

燕麦分子育种研究进展

燕麦是一种主要生长在温带冷凉地区的粮饲兼用作物,近年来燕麦的营养价值和降低胆固醇特性的发现使人们认识到燕麦及其制品是一种健康食品,促进了燕麦产业发展,对燕麦品种培育提出了更高要求。在此背景下,现代生物技术与常规育种技术结合是满足这一需求的重要途经。本文综述了国内外燕麦分子育种方面的研究进展:(1)我国燕麦种质资源的收集与遗传多样性研究。我国的燕麦种质资源收集工作起始于20世纪50年代,迄今收集并保存了5282份燕麦种质资源。对这些资源的遗传多样性分析研究表明,国内的燕麦种质资源中内蒙古和山西的资源多样性最高;(2)利用各种分子标记构建燕麦遗传连锁图谱研究;(3)一些重要农艺性状的QTL定位研究以及全基因组关联分析研究。包括产量、含油量、β-葡聚糖含量、蛋白质含量、抽穗期、抗病基因、抗冻性等重要农艺性状;(4)标记辅助基因组选择技术在燕麦中的应用;(5)燕麦遗传工程育种研究进展。同时,本文将国内的主要研究进展与国外相关的最新研究成果进行了比较,并对当前分子育种中存在的问题及今后的研究方向进行了探讨,希望能为今后通过生物技术手段培育燕麦新品种提供一定的参考。     

水稻稻瘟病抗性基因的克隆、育种利用及稻瘟菌无毒基因研究进展

稻瘟病是世界上影响水稻(Oryza sativa)粮食生产的主要病害之一, 抗病基因的发掘与利用是抗病育种的基础和核心。随着寄主水稻和病原菌稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)基因组测序和基因注释的完成, 水稻和稻瘟病菌的互作体系成为研究植物与真菌互作的模式系统。该文对稻瘟病抗病基因的遗传、定位、克隆及育种利用进行概述, 并通过生物信息学分析方法, 探讨了水稻全基因组中NBS-LRR类抗病基因在水稻12条染色体上的分布情况, 同时对稻瘟病菌无毒基因的鉴定及无毒蛋白与抗病蛋白的互作进行初步分析。最后对稻瘟病抗病基因研究存在的问题进行分析并展望了未来的研究方向, 以期为水稻抗稻瘟病育种发展和抗病机制的深入理解提供参考。     

富油脂微藻育种技术研究进展

微藻因生长迅速、光合作用效率高、分布范围广和油脂积累能力强等优势,已被认为是生产生物柴油的理想原料。诱变育种可改善野生型微藻生长缓慢、油脂含量低和环境适应能力弱等缺陷,提高了以微藻生产生物柴油的可行性。概述了物理、化学和基因工程三类诱变育种方法的研究现状,介绍了低场核磁共振和荧光激活细胞分选两种富油脂微藻筛选技术以及一种测定诱变藻株致死率的方法,讨论了三种诱变方法的应用前景,供相关研究人员参考。