谷子抗除草剂基因的发现及其应用

谷子田间除草一直是阻碍谷子产业化发展的主要因素之一。谷子抗除草剂品种的出现,解决了谷子田间除草难的问题,有利于谷子大面积的栽培,使谷子产业化发展成为可能。本文围绕谷子抗除草剂基因的发现、类型和机理以及抗除草剂品种在谷子生产中的应用情况等方面进行阐述,探讨谷子抗除草剂应用对环境的影响,并对谷子抗除草剂研究中存在的问题及应用前景进行了展望。     

园艺植物耐盐细胞突变体的筛选和鉴定

本文介绍了园艺植物耐盐细胞突变体获得途径及其耐盐性鉴定的研究进展。     

拟南芥干旱突变体远红外成像技术的筛选和特性鉴定

利用化学诱变剂甲基磺酸乙酯(EMS)对模式植物拟南芥(Arabidopsis thaliana)进行化学诱变获得突变体筛选群体。在干旱胁迫下,以叶片的温度差异为筛选指标,利用远红外成像技术进行突变体的筛选,获得了对干旱不敏感突变体dri1(drought-insensitive 1)和敏感突变体drs1(drought-sensitive 1)。实验结果表明dri1和drs1为单基因隐性突变,气孔密度同野生型无差异,而叶片温度、气孔开度和叶片失水率则有明显改变。在MS培养基上的种子萌发实验表明在ABA、甘露醇和NaCl胁迫下dri1萌发率要比野生型高,而drs1则比野生型低。对突变基因的研究有待进一步进行。     

拟南芥光形态突变体的筛选与基因鉴定

以哥伦比亚(Columbia)野生型拟南芥(Arabidopsis thaliana)为实验材料,用含有激活标记双元质粒pCB260的农杆菌浸花进行转化,构建拟南芥T-DNA插入突变体库.通过突变体的筛选和表型分析,获得了两株光形态突变体,子叶下胚轴伸长的光抑制效应减弱.通过TAIL-PCR(thermal asymmetric interlaced-PCR)技术,成功扩增出突变植株T-DNA插入位点侧翼序列,经NCBI序列比对,T-DNA分别插在CRY1第一和第三外显子部位.突变体的表型分析及PCR鉴定结果表明,T-DNA插入CRY1并影响到突变植株的光形态建成.     

高稳定人胰岛素的晶体学研究:Ⅲ,A21-Asp突变体的结晶和初步晶体学分析

研究一系列有明确意义改性胰岛素的结构将有益于新型胰岛素分子的设计。经蛋白质工程制备的AspA21—人胰岛素(ADHI)基本保持了生物活力,而在酸性溶夜(pH3—4)中的稳定性比天然胰岛素在中性溶液中高5—10倍。本文报道ADHI的结晶、初步晶体学研究及中等分辨率衍射数据的收集。ADHI晶体属R3空间群:a_H=b_H=82.72埃,c_H=34.02埃。     

斑马鱼长时记忆缺陷突变体的筛选

目的:在化学物质乙基亚硝基脲(ENU)诱变的F1代斑马鱼中筛选学习记忆缺陷的突变体,为学习与记忆相关机制的研究提供新的模式动物。方法:通过抑制逃避反应的行为学方法筛选出斑马鱼突变体,然后利用qRT-PCR检测基因表达对突变体进行鉴定。结果:筛选到一例斑马鱼突变体fgt。该突变体在训练后24 h的长时记忆显著的低于野生型。其F2代在训练后的24 h的长时记忆中有将近一半(13/30)显著的低于野生型,而另一半则相对正常。对一个新的环境的探索后,学习记忆相关的早期即刻基因(IEGs)c-fos在将近一半突变体F2代中(13/30)的表达与野生型的对照相比明显升高,且有统计学上的显著性差异,另外一半相对正常,与行为学结果是一致的。结论:筛选获得的斑马鱼fgt突变体是一个显性长时记忆缺陷的突变体。     

体细胞突变体HX-3抗水稻白叶枯病基因的鉴定

以感病杂交稻恢复系明恢63的成熟胚为外植体,利用离体筛选技术获得了抗水稻白叶枯病细胞突变体HX-3。连续8年以我国长江流域白叶枯病代表菌析浙173（IV型）对HX-3的R1到R9代进行抗性鉴定,HX-3的抗病性可以稳定遗传。抗性遗传分析表明HX-3的抗性由1对显性核基因控制。1999～2000年连续两年利用我国、菲律宾和日本的32个水稻白叶枯病菌株,测定HX-3及IRBB1等13个具不同显性抗病基因的近等基因系抗性,HX-3抗谱广,且与已知显性抗病基因的抗谱不同。在此基础上,以抗白叶枯病近等基因系IRBB4、IRBB7、CBB12和IRBB21和HX-3杂交,进行等位性分析,4个杂交组合的F2代均出现抗、感分离,说明HX-3与这4个基因不等位。综合以上研究结果,HX-3具有1个新的抗白叶枯病基因,暂命名为Xa-25(t）。     

水稻抗s－氨乙基半胱氨酸细胞突变体的筛选

应用水稻花药培养技术,通过对抗s－氨乙基半胱氨酸(AEC)突变体的选择,研究了细胞水平筛选高含量赖氨酸水稻种质的效果。结果表明,AEC可抑制水稻花药(粉)愈伤组织的形成与生长,用O．5mmol,L AEC进行诱导或继代筛选,可获得抗性愈伤组织并再生绿苗,但仅有少数个体自然加倍正常结实,并保持对AEC的抗性。经多代选择与鉴定,获得了丰产优质突变体A一87306,其糙米游离赖氨酸含量0．43％,较对照增加34．38％。初步认为以AEC为外源胁迫因子,离体筛选水稻高赖氨酸含量的细胞突变体是有效可行的。     

利用细胞工程技术筛选小麦抗根腐病突变体的研究

以小麦根腐病菌002号菌株产生的致病培养滤液为选择剂,选用春、冬小麦品种、品系以及杂种的花药和幼德进行离体培养,并结合物理诱变技术,已获得抗根腐病的植株,用根腐病菌分生孢子接种鉴定,再生植株50株中有12株抗病。     

谷子CPP基因家族鉴定及外源硒响应分析

【目的】探究谷子CPP家族成员基本特征及其在外源硒处理下的响应模式,为谷子富硒高叶酸新品种选育提供新的遗传材料。【方法】借助生物信息学工具鉴定谷子CPP家族成员,采用qRT-PCR技术对CPP基因在不同组织及外源硒处理下的表达水平进行检测,为揭示谷子CPP家族生物学功能及外源硒响应机制奠定基础。【结果】(1)谷子基因组中包含9个CPP基因,定位于6条染色体上,依照基因在染色体的排布命名为SiCPP1～SiCPP9,氨基酸数目在220～899之间,相对分子量为23624.32～97253.16Da,等电点介于6.64～9.17之间,内含子数目为3～11个不等,亚细胞预测显示该家族所有成员均能在细胞核定位到,蛋白质二级结构预测表明该家族中占比最大的是α-螺旋其次是无规则卷曲。(2)系统进化分析表明,谷子CPP蛋白可分为4个亚家族,相同亚家族之间保守基序和结构域的数目及分布相似。(3)启动子分析发现谷子CPP家族中存在大量光、生长发育、激素以及胁迫响应元件。(4)荧光定量结果显示,谷子CPP家族成员在根、茎、叶和穗中差异表达。谷子CPP家族9个成员均对外源硒存在响应,其中SiCPP5、SiCPP6、SiCPP7和SiCPP8响应程度最强。【结论】谷子CPP家族成员具有组织表达特异性且对外源硒存在不同程度响应。     

谷子全生育期抗旱性鉴定及抗旱指标筛选

作物全生育期抗旱性对发掘和利用抗旱品种和抗旱基因至关重要,但谷子全生育期抗旱鉴定至今未有报道,抗旱鉴定缺乏鉴定指标。本试验在干旱池模拟干旱条件下,对苗期抗旱性表现不同的谷子品种进行了全生育期抗旱性研究,调查分析了根干重等形态和生理性状在干旱胁迫条件下的变化;采用相关和灰色关联度等方法,分析这些指标与抗旱性(DRI)的关系。结果表明,相对根冠比、相对单穗粒重和灌浆期光合速率、蒸腾速率同抗旱性表现极显著相关,可以作为谷子全生育期抗旱性鉴定的指标;而相对根干重、相对单穗重、相对株高和气孔导度则可以作为谷子全生育期抗旱性鉴定的参考指标;在供试的品种中,红根谷和大齐头白表现了良好的综合抗旱性。本文还讨论了抗旱性的复杂性以及不同性状对干旱胁迫的反应,所建立的指标对谷子全生育期抗旱鉴定具有指导意义。     

谷子逆境相关基因家族研究进展

植物抗逆分子机制是当前的热点研究问题之一,研究目的在于从分子水平上解释植物适应逆境的机制、获得各种抗逆基因并通过遗传工程提高植物抗逆性。介绍了植物响应逆境的分子机制,重点概述了近年来抗旱耐瘠典型作物谷子的抗逆相关基因家族的研究进展,同时展望了谷子基因功能研究的发展前景,以期为今后培育高效抗逆作物新品种提供思路。     

谷子（Setaria italica）分子遗传研究进展

近年来不断发展和完善的生物技术为谷子的研究开辟了新的思路,且提供了新的手段。本文概述了谷子在分子标记、遗传图谱的构建、基因定位、功能蛋白基因的克隆、转基因技术等方面的研究进展,提出了谷子分子遗传研究中存在的问题,并对今后的发展趋势作了初步探讨。     

谷子初级核心种质生育酚的组分及其评价

利用高效液相色谱法(HPLC)对466份谷子初级核心种质资源进行了生育酚含量的测定与评价.结果表明:谷子子粒中生育酚总含量和(β+γ)-T的含量呈正态分布,α-T、δ-T的含量呈偏态分布,且(β+γ)-T是谷子生育酚的主要组成成分.在6大生态区中,淮河以南和西北内陆的生育酚总含量及(β+γ)-T的含量较高,而东北平原和西北内陆α-T的含量较高.同时发现黑色、褐色子粒生育酚及各组分的含量均高于其他粒色.文中对谷子种质资源生育酚及其组分含量的分布、分类进行了分析,并筛选出一批高生育酚含量和高α-生育酚含量的种质资源.     

鱼腥草组培体系优化及耐低温突变体的筛选

为解决豫北地区没有鱼腥草栽培,缺乏耐低温能越冬材料的需求,本实验以鱼腥草茎段为外植体进行不同植物生长调节剂及其浓度的组织培养诱导侧芽发生,优化了鱼腥草侧芽组织培养体系;使用不同浓度的甲基磺酸乙酯（EMs）诱变侧芽,诱导耐低温突变体,通过测定诱变材料可溶性糖含量、过氧化氢酶（CAT）和超氧化物歧化酶（SOD）活性变化鉴定材料耐寒性。结果表明茎段侧芽诱导的最佳植物生长调节剂组合培养基MS＋6-BA2．0mg·L-1＋NAA0．2mg·L-1;诱变处理的最佳组合为0．4％EMS处理6h,获得8株耐低温突变体;侧芽生根的最佳浓度组合为1／2MS＋NAA0．8mg·L-1。     

云南野生稻中的抗白叶枯病基因Xa21的鉴定

水稻白叶枯病是水稻生产上的主要细菌病害之一。从野生稻中发掘优异的水稻白叶枯病抗性材料,可以拓宽栽培稻抗白叶枯病遗传基础。经过温室接菌鉴定和PCR标记分析,对云南野生稻进行Xa21基因的检测鉴定。温室接菌鉴定表明,云南野生稻对广谱致病小种PX099及云南强致病菌Y8具有较好的抗性能力,特别是疣粒野生稻对致病菌株达到免疫程度;PCR标记分析表明,云南野生稻不含有Xa21基因,但含有与Xa21基因某些区域同源的片段。本研究结果为寻找新的抗源材料及快速发掘利用云南野生稻中的抗白叶枯病基因提供理论依据。     

谷子种质资源抗黑穗病鉴定与过氧化物酶研究

对全国2050份谷子种质资源进行了抗黑穗病鉴定,对不同抗、感黑穗病的谷子种质资源进行了过氧化物酶活性、过氧化物酶同工酶的比较研究。结果表明,谷子不同种质资源对黑穗病的抗性存在着明显的差异。谷子种质资源对黑穗病的抗性比较稳定。谷子感染黑穗病后,抗病品种的过氧化物酶活性明显高于感病品种。过氧化物酶同工酶可以作为一种遗传标记。     

具有增强蛋白质表达活性序列ER3的筛选及其功能区域的初步鉴定

目的:利用构建的增强子样序列筛选载体,筛选在大肠杆菌中增强外源蛋白质表达的序列,并利用删除突变体初步鉴定其功能区域。方法:以氯霉素乙酰转移酶(CAT)基因序列与人乳头瘤病毒(HPV)主要衣壳蛋白基因L1的截短序列L11连接作为报告基因,从采集的样品中筛选增强子样序列,通过蛋白质表达来检测其增强活性,并通过构建删除突变体来初步鉴定其功能区域。结果:成功筛选到一条增强子样序列,可使检测载体氯霉素抗体提高11倍,融合蛋白表达水平提高2.26倍,其功能区域主要集中在1~265bp。结论:从收集的样品中成功筛选出一个增强子序列,能提高外源基因在大肠杆菌中的表达。