DNA甲基化在动植物遗传育种中的研究进展

DNA甲基化是真核生物表观遗传学重要的机制之一,对基因转录水平的表达具有重要的调控作用。近年来,DNA甲基化在动植物遗传育种领域的研究引起了人们广泛的关注。我们从DNA甲基化与基因的表达调控、动植物基因组的甲基化状态、甲基敏感扩增片段多态性方法、DNA甲基化与杂种优势,以及DNA甲基化与分子标记等方面,简要综述了国内外有关DNA甲基化在动植物遗传育种研究中的进展,着重于全基因组DNA甲基化模式在动植物遗传育种中的相关研究和应用。     

mRNA差别显示技术研究进展及其在水稻中的应用

随着基因组计划的顺利实施,大量的生物信息被解析,分离和鉴定差异表达基因已成为分子生物学研究的热点.mRNA差别显示技术(DDRT-PCR)是目前有效筛选、分离差异表达基因的方法之一.就DDRT-PCR的基本原理、存在的问题及相应的改进方法作了简要概述.阐明了该技术在水稻生长发育、杂种优势、抗逆性基因研究中的应用、取得的成绩,最后对该技术在水稻突变体及抗药性上的应用前景做了有益探讨.     

陆地棉核不育株扦插繁殖与宿生保持及杂种优势利用

利用广西南宁冬季无霜冻的气候特点,对陆地棉(Gossypium hirsutum L.)洞A细胞核雄性不育扦插株与宿生株及其杂交一代进行比较研究.结果表明:(1)1 a生扦插株开花较早,茎粗、主茎节间长度、铃重、子指4个性状显著好于实生株,但扦插株的种子产量显著低于实生株,其原因是果枝扦插形成的僵苗占扦插株的23.04%,而且扦插株全为不育株,实生株中则有50%左右的可育株;(2)2 a生扦插株性状与实生株无显著差异;(3)由扦插繁殖的不育株和种子繁殖的不育株配制的杂交F1代的产量与纤维品质无显著差异.因此认为,扦插繁殖陆地棉核不育株用于多年杂交制种是可行的,选择营养枝扦插是陆地棉核不育株扦插繁殖需要注意的关键问题. 宿生株及其杂交一代进行比较研究.结果表明:(1)1 a生扦插株开花较早,茎粗、主茎节间长度、铃重、子指4个性状显著好于实生株,但扦插株的种子产量显著低于实生株,其原因是果枝扦插形成的僵苗占扦插株的23.04%,而且扦插株全为不育株,实生株中则有50%左右的可育株;(2)2 a生扦插株性状与实生株无显著差异;(3)由扦插繁殖的不育株和种子繁殖的不育株配制的杂交F1代的产量与纤维品质无显著差异.因此认 ,扦插繁殖陆地棉核不育株用于多年杂交制种是可行的,选择营养枝扦插是陆地棉核不育株扦插繁殖需     

籽粒镉低积累水稻地上部镉高积累遗传特性分析

农田土壤镉（Cd）污染日益严重,导致稻米Cd含量超标事件频繁出现,使粮食安全问题备受关注。因此,合理利用Cd污染农田、降低水稻籽粒Cd含量成为亟待解决的问题。籽粒Cd低积累水稻雅恢2816的地上部具有较强的Cd积累能力,研究旨在弄清其地上部Cd积累能力的遗传稳定性,进一步揭示控制该性状的遗传基础,为利用分子标记辅助选育地上部Cd富集能力强、籽粒Cd安全的水稻提供途径。以水稻雅恢2816和3个不同品种水稻分别组配获得的F₁为研究对象,分析地上部Cd积累相关性状的杂种优势。进一步以优势组合C268A/雅恢2816构建F₂作图群体,对地上部Cd积累相关性状进行QTL定位分析。结果表明：（1） F₁地上部Cd积累相关性状杂种优势明显,遗传稳定性强。地上部Cd积累相关性状属数量性状,F₂中/超亲分离现象明显。（2）在第4、6号染色体上共挖掘到1个控制水稻地上部生物量和3个控制地上部Cd积累量的QTL位点,分别为qSB-6、qSCdA-4、qSCdA-6-1和qSCdA-6-2,表型贡献率为10.6%—14.4%,且增效等位基因均来自雅恢2816。（3）地上部Cd积累量与地上部生物量、Cd含量,根、糙米的生物量、Cd积累量,根-地上部转移系数均呈极显著正相关,与地上部-籽粒转移系数呈极显著负相关,存在4个QTL集簇区Cl-4-1、Cl-6-1、Cl-6-2和Cl-6-3。（4）区间marker 04171-marker 04197控制着地上部生物量和Cd积累量,与控制糙米Cd含量的QTL不重叠。研究表明：籽粒Cd低积累水稻雅恢2816携带控制地上部Cd高积累的等位基因,可在世代间稳定遗传,QTL位点qSCdA-4、qSCdA-6-1、qSCdA-6-2是控制该性状的重要遗传基础,可为分子标记辅助选育地上部Cd高积累、籽粒Cd低积累水稻提供理论依据。     

对生玉米籽粒品质性状的杂种优势和配合力分析

本文利用对生基因转育获得的对生与互生自交系及其杂交组合,研究了对生性状对玉米主要品质性状的杂种优势和配合力的遗传效应的影响。结果表明:对生自交系籽粒品质性状的配合力效应一般高于互生玉米,在蛋白质含量上,对生F1杂种优势与普通互生F1无明显差异,而在油份和淀粉含量上对生F1较互生表现出明显的优势。不同组配方式对F1对生群体籽粒品质性状的杂种优势存在差异,在对生组合利用中通过互×互组配较对×对组配能使F1获得更高的蛋白质含量;选育含油量较高的对生系,利用对×对组合有助于选育高油杂交种;选育淀粉含量较高的含有不同对生基因的互生自交系作亲本,利用互×互组配有助于选育高淀粉对生杂交组合。     

盛花期抗虫杂交棉及其亲本叶片基因表达差异与杂种优势

采用DDRT-PCR技术,以棉花盛花期项尖叶片cDNA为材料,对上海生物工程公司合成的专用于基因差异显示分析的3个锚定引物和全套26个随机引物进行筛选,最后选择了15个扩增差异带丰富的随机引物。采用3个锚定引物和这15个随机引物组成的45对引物组合对24个抗虫棉杂交组合及其10亲本盛花期叶片cDNA进行扩增和差显,2次扩增重复率达70．1％,表明在扩增过程中存在较高的假阳性,通过重复PCR扩增,统计稳定扩增的条带,可减少假阳性干扰。根据基因表达方式,将其划分5种模式：MI为双亲表达沉默,双亲出现条带而杂种没有条带;M2为单亲表达沉默,带仅出现在亲本之一,包括仅母本有带而父本和杂种无带和仅父本有带而母本和杂种无带2种表达方式：M3为杂种特异表达,带仅出现在杂种,双亲无带;M4为单亲表达一致,带在双亲之一和杂种中出现,而在另一亲本中不出现,包括母本、杂种中有带而父本无带和父本、杂种中有带而母本无带2种方式;M5为基因表达一致,带在双亲和杂种中均出现。差显表达模式比例与产量性状和杂种优势分析表明：M4与所有产量性状均呈正相关,并且与单位面积铃数相关达显著水平,其他各种模式与杂种产量性状表型值均未达到显著水平;M2与单位面积铃数杂种优势呈显著负相关,M3与皮棉产量杂种优势呈显著正相关。上述结果表明,盛花期叶片中的基因显性表达和杂种特异表达有利于产量形成和杂种优势发挥。     

由细胞质雄性不育系（CMS）配制的小麦F1杂种优势形成机理的比较蛋白质组分析

分别以苗期（分蘖）、拔节期、抽穗期叶片和花粉母细胞减数分裂期、小孢子双—三核期、花粉粒时期的花药为材料,对由小麦CMS与恢复系杂交F1杂种优势形成机理作了比较蛋白质组分析。结果表明,F1杂种中有超亲、亲二型和低亲三种蛋白质表达类型出现,出现频率为亲二型＞低亲＞超亲。对这三种类型共17个蛋白质斑点作了质谱分析,其功能涉及DNA和蛋白质合成、能量代谢、环境防御,基因转座及光合作用等。苗期生长特性如叶鲜重、叶干重、叶片数,F1杂种倾向于双亲,没有观察到杂种优势现象,这与F1叶片中蛋白质表达多数呈亲二型相吻合。但F1中分蘖数多于双亲,因此其总鲜重、干重、总叶片数明显呈现出杂种优势,然而这种杂种优势现象与蛋白质组的变化是否有关需进一步研究。     

RAPD技术在我国鱼类研究中的应用

论述了RAPD技术的原理,RAPD技术在我国鱼类遗传进化、遗传多样性、分类、种群亲缘关系、种质鉴定、育种和杂种优势利用等研究方面的应用及其取得的效果。     

氮肥对杂交小麦组织氮转运及其杂种优势的影响

研究了施氮和不施氮条件下6个杂交小麦及其7个亲本不同器官的氮转运,结果表明:施氮时叶中的氮转运受到极显著的促进,其氮转运量为不施氮的4倍,总麦草90%以上的氮转运来自叶片;无论施氮与否,叶中氮的转运率和贡献率最大,穗壳次之,施氮与否的同一器官并无显著差异;不施氮的各器官氮的转运量、转运率和贡献率多表现正的杂种优势,施氮的多呈负向优势.     

RAPD在三色堇(Viola wittrockiana)自交系遗传关系研究及杂种优势预测中的应用

用RAPD技术分析了18个三色堇(Viola wittrockiana)自交系的遗传多样性。21个随机引物扩增了167条带,其中127条具多态性,显示自交系间存在较大的遗传变异。用UPGMA法可将自交系聚为五大类,其分类结果与花径和材料来源地基本一致。以其中的5个自交系进行双列杂交试验,研究了RAPD遗传距离与三色堇杂交后代10个性状杂种优势的关系,实验结果表明:RAPD遗传距离仅与花数达到0.1的显著水平,而与其它8个性状杂种优势的相关性不显著;用RPAD遗传距离预测三色堇的花数杂种优势具有一定的可靠性,但用于对其它性状杂种优势的预测目前是不可行的。