小麦提型不育系和杂交种种子生活力遗传改良初探

本试验共选用了4个提型不育系(A系)及其保持系(B系)、4个恢复系(R系)及其川7B/R4份F~1|代材料,用不同遗传背景的B、R系及川7B/R材料与A系杂交,种子成熟时收获干燥考种,度过休眠期后进行发芽试验。结果表明,父本对F~0|种子千粒重存在胚乳直感现象;川3A、川4A与其它B系杂交,其F~0|种子的千粒重、饱满度、发芽率和发芽势均有不同程度的提高;川4A×R和川6A×R的杂种种子千粒重多分别比川4A×川7B/R和川6A×川7B/R的高,但前种组合(A×R)的种子发芽和发芽率远不如后一种组合(A×川7B /R)的种子,且前种组合的穗发芽率也较高。作者认为,利用A系与农艺性状相近、但遗传背景各异的B系杂交,或在R系中输入抗提型细胞质负影响的高种子生活力基因, 是提高A系和杂交种种子生活力的值得注意的途径。 Abstract:The objective of this paper is trying to grope for ways of improving sced viability of A-line and hybrid in wheat with T.timopheevi cytoplasm.Four A lines and their B lines,4 restorers (R line) and 4 crosses of Chuan 7B/R were used.The combinations of A×B,A×R and A×Chuan 7B/R were madc,and 1 000-grain weight (GW),rate of pre-harvest sprouting(RPHS),germinating energy(GE) and germination percentage (GP) of their F0 seeds were investigated.The results showed that the GW,full weight,GE and GP of the seeds of Chuan 3A and 4A×other B lines were higher than those of Chuan 3A×3B and chuan 4A×4B;although the GW of Chuan 4A and 6A×R were heavier than those of Chuan 4A and 6A×Chuan 7B/R,the GE and GP of the latter crosses increased largely and their RPHScs were less.Therefore,it was considered as effective ways for improvement on seed viability,that A lines cross with other B lines having different genetic background but similar agronomic characters and that the gene(s) concerning high seed viability were transferred into restorers.     

华南鲤选育群体不同世代遗传多样性与遗传结构的微卫星分析

为了解人工选育对华南鲤(Cyprinus carpio rubrofuscus)选育群体遗传结构的影响, 采用微卫星技术分析了华南鲤4个连续选育世代(F₁、F₂、F₃和F₄)的遗传多样性和遗传结构。结果显示:在4个选育群体中, 16对微卫星引物共扩增得到99个等位基因, 每个微卫星座位检测到的等位基因数为3—10个, 平均为6.1875个。随着人工连续选育的进行, F₁到F₄的平均等位基因数(N_a)从5.6875下降到4.6755, 平均观测杂合度(H_o)从0.7943下降到0.7135, 平均多态信息含量(PIC)从0.6577下降到0.5834。F₁与其后各代的遗传距离逐代增加(从0.1486上升到0.2181), 遗传相似系数逐代减小(从0.8619下降到0.8041), 而相邻世代间的遗传分化指数(F_st)逐代变小(F₁与F₂为0.062, F₂与F₃为0.058, F₃与F₄则为0.051), 遗传相似性逐步升高。世代间F_st值配对比较结果显示4个世代间的遗传分化处于中等水平, 表明人工选育已对华南鲤选育群体的遗传结构产生了影响。实验结果表明, 华南鲤经过4代选育后, 虽然遗传杂合度和遗传多样性存在下降的现象, 但遗传多样性水平依然较高, 还具有进一步选育的潜力。研究结果为下一步制定华南鲤新品种选育计划提供基础遗传数据。     

一种新的以细胞表面受体为靶向的基因导入系统

鉴于胰岛素样生长因子Ⅰ号及Ⅱ号的受体 (IGFⅠR ,IGFⅡR)在人原发性肝癌中过量表达 ,以及表皮细胞生长因子受体 (EGFR)在多种人恶性肿瘤过量表达 ,设计和合成了针对IGFⅠR及IGFⅡR的 1 4肽E5和针对EGFR的 1 6肽GE7,以及流感病毒血凝素功能域 2 0肽HA2 0作为内吞小体释放寡肽 (Endosomereleasingoligopeptide,EOP) ,将它们分别与多聚阳离子多肽 (Polycationic polypeptide ,PCP)———多聚赖氨酸 (Polylysine ,PL)或鱼精蛋白 (Protamine,PA)共价连接 ,藉静电效应与DNA形成一个复合体 (E5 PCP/DNA/PCP HA2 0 ,GE7 PCP/DNA/PCP HA2 0 ) ,即构建的新的受体介导的靶向性非病毒型基因导入系统 .体内、外实验结果表明它们相对靶向且高效地将外源基因导入人恶性肿瘤细胞并得到预期表达     

粘、易型1B/1R小麦雄性不育系产生单倍体的遗传机理及育性恢复性能的研究

调查了ms(Ae.kotschyi)-77(2)和ms(Ae.variabilis)-77(2)低、高世代和在转育、组配中单倍体频率的变化趋势及在不同胞质间、核型间存在的变异。结果表明:(1)粘、易型1B/1R小麦雄性不育系产生单倍体的遗传机理是由于1B/1R卵细胞与粘、易胞质的专一互作,并在花粉蒙导下而导致孤雌生殖的结果;(2)1B·1B/1R杂合核型比1B/1R·1B/1R纯合核型产生的单倍体频率高,1B/1R·1B/1R纯合核型世代间单倍体诱导频率相对稳定;(3)在同一核背景下,诱导单倍体频率粘质高于易质;(4)用不同来源的1B/1R易位系来转育粘、易型不育系及用不同核型的父本与其组配杂种,诱导单倍体频率明显不同;依此差异进行亲本选择,分别可选出与组配出不产生或很少产生单倍体的粘、易型1B/1R不育系和F_1杂种。此外,分析了粘、易型1B/1R不育系一般恢复度不高的内在原由,认为与1B·1B/1R杂合核型中的易位染色体在减数分裂中能否正常联会配对直接相关。     

草鱼野生与选育群体线粒体DNA控制区D-loop遗传变异分析

为探究经过2个选育世代后选育群体遗传多样性和遗传结构的变化, 研究对4个野生群体(邗江、九江、石首和吴江)和2个选育世代(F1和F2)进行了线粒体DNA控制区(D-loop)序列的遗传变异分析。实验结果表明, 4个野生群体在单倍型数目(H)、单倍型多样性(H_d)、核苷酸多样性(π)、平均核苷酸差异数(K)水平上均高于2个选育世代, 在2个选育世代内表现为F1代群体的核苷酸多样性(π)和平均核苷酸差异数(K)大于F2代群体, 但单倍型多样性(H_d)小于F2代群体; 单倍型分析结果表明, 6个群体间无共享单倍型, 4个野生群体间共发现2种共享单倍型(Hap1和Hap3), 石首群体和2个选育世代共享1种单倍型(Hap15); 遗传分化指数(F_st)分析结果表明, 邗江、九江、吴江3个野生群体和2个选育世代间存在较大的遗传分化(F_st范围为0.41475—0.55128), 石首群体与F1代群体之间存在较小的遗传分化, 与F2代群体之间存在中等水平的遗传分化, 同时F1代群体与F2代群体之间存在较小的遗传分化; 基于6个群体276个个体构建的邻接(Neighbor-Joining, NJ)进化树和基于27种单倍型构建的单倍型网络图也得到了相似的结论, 即邗江、九江、吴江3个野生群体和2个选育世代间的亲缘关系较远, 石首群体和2个选育世代两两之间的亲缘关系较近。以上结果表明, 经过2个世代的选择育种, 选育群体的遗传结构已发生了变化, 并且随着选育的进行, 选育世代的遗传多样性下降的较为明显, 这警示着我们在今后的育种工作中应适当改变现有的选育方案, 并实时监测选育群体的遗传多样性, 以便为今后进一步的选育工作打下坚实的基础。     

原生质体电融合构建酵母多倍体的研究

为考察将STA基因导入酿酒酵母的可能性和研究糖化酵母在不同核倍性下STA基因的表达效应,从酿酒酵母HU-TY-1A及糖化酵母5101-7C、5206-1B、5301-14D出发,通过原生质体电融合技术,构建了11株核倍性分别为2n、4n、5n及8n的酵母多倍体.所用电融合参数为:交变电场强度200v/cm,频率1MHz;电脉冲强度9kv/cm,宽度40μsec,脉冲数2个,间隔10sec,波形为方波.在糖化酵母单一亲株融合组合中,融合株检出采用菌落形态作为初检指标取得一定效果.其它融合组合则采用遗传标记检出更为可靠.所得融合率约为5×10~(-5)—1×10~(-3).所有融合株经15代以上传代培养,遗传稳定.     

'土佐文旦'胚囊发育及其子代体细胞染色体的观察研究

选取母本‘土佐文旦’不同时期的花蕾及文旦杂交F1子代3~5 mm长的幼叶,采用石蜡制片法及柑橘染色体制片技术,观察不同时期母本子房结构及杂交F1子代体细胞染色体数目。结果显示:(1)追踪到母本大孢子的发生及不同时期胚囊的发育特征,获得了杂交F1子代清晰可靠、分散良好的体细胞染色体图像,母本石蜡切片观察结果为进一步确定2n雌配子的最佳诱导期提供依据;(2)杂交F1子代体细胞染色体观察结果表明,杂交F1子代中既有正常的二倍体也有三倍体,为进一步原位杂交技术及确认2n配子类型和可能的遗传效应奠定了基础。     

基于测序技术的畜禽基因组学研究进展

人类通过数千年的驯化和近代以来有计划性的育种,形成了当今多样化的畜禽品种,从而提供丰富的动物源性蛋白满足人类需求。在过去的100年里,数量遗传学应用于动物育种领域引发了畜禽育种技术的革命,但畜禽机体遗传发育体系相当复杂,一些性状仍然难以通过基于系谱的育种值进行高效选育,遗传潜能尚未充分发掘。人类基因组计划带来的理念和技术极大促进了畜禽基因组学的发展,使得人们可以从全基因组水平精准定位功能变异,挖掘功能元件的生物学意义,为畜禽分子设计育种提供重要的理论基础。本文对近10年来猪(Sus scrofa)、牛(Bos taurus)、牦牛(Bos grunniens)、山羊(Capra hircus)、绵羊(Ovis aries)、鸡(Gallus gallus)、鸭(Anas platyrhynchos)和鹅(Anser cygnoides)等主要畜禽的基因组学研究进展进行综述,分别从参考基因组构建和群体基因组学分析两个方面进行论述,并对畜禽基因组未来的研究工作进行了展望。     

普通小麦D2型CMS系恢复基因的遗传分析

在育性基因遗传特征研究的基础上,通过测交筛选出遗4060,M8003,6D／6R,GR1,960789,保769－22－6等几个高恢复系,F2代,F1BC1代的遗传分析结果和等位性测验,F1代自交可育株的连续选择结果证明这些恢复系的育性恢复受两对独立遗传的主效基因控制,同时存在剂量不等的微效基因,建议将这两对主效恢复基因定名为D^2Rf1,D^2Rf1,D^2Rf2,D^2Rf2。恢复系的选育应以模式C2（主效恢复基因＋微效恢复基因）为首选。     

携带IL-2/NK4双基因减毒沙门氏菌TPIN的遗传稳定性研究

对携带IL-2/NK4双基因减毒沙门氏菌TPIN的遗传稳定性进行研究。将TPIN连续传40代,取10代、20代、30代、40代菌落进行鉴定,包括菌落和菌体的形态、质粒的纯度和浓度、目的基因片段、双酶切结果及转染人肝癌细胞(HepG2)后目的基因体外表达活性。结果表明,每10代的菌落和菌体形态一致,其所含质粒的纯度和浓度在传代过程中无明显变化,PCR扩增的目的基因条带大小一致,双酶切鉴定结果正确,转染HepG2细胞后,每代间所表达目的蛋白浓度无明显差异。TPIN作为消化道肿瘤的生物治疗药物,在遗传方面有较好的稳定性,可进一步进行大量生产。     

肝素钠对肢体缺血/再灌注损伤大鼠肠系膜微循环的保护作用

目的:通过观察肝素钠对肢体缺血/再灌注(LI/R)过程中肠系膜微循环的动态变化和血液流变性的影响,探讨肝素减轻LI/R损伤的可能机制,为LI/R损伤的防治提供理论依据。方法:实验采用本室常规方法复制大鼠LI/R模型,正常雄性Wistar大鼠20只,随机分为2组(n=10):肝素组(H组)和单纯缺血/再灌注组(I/R组),两组动物均于再灌注损伤后2h时动态观察肠系膜微血管管径、血流速度、白细胞黏附、白微栓及微血管壁的完整性(管周出血)等情况,同时测定各组动物血液流变学指标和血清中P-选择素和细胞间粘附分子1(ICAM-1)的值。结果:肠系膜微动、静脉管径扩张,血流速度减慢,微血管中大量白细胞贴壁、粘附,白微栓形成增多,与I/R组比较,H组大鼠肠系膜微动脉血流速度(AFV)和微静脉血流速度(VFV)显著下降(P0.01);血浆黏度(ηp)、全血低切还原黏度(Lηre)、全血高切还原黏度(Hηre)、红细胞压积(Hct)、红细胞聚集指数(EAI)、血沉方程K值(ESRK)、红细胞刚性指数(TK)均显著下降(P0.01);红细胞变形指数(EDI)显著升高(P0.01);血清中P-选择素、ICAM-1水平均显著下降(P0.01)。结论:肝素可能通过降低血清中P-选择素和ICAM-1的水平而改善肢体缺血/再灌注损伤大鼠的全身微循环状态。     

吉富罗非鱼群体遗传多样性的AFLP分析

为了分析吉富罗非鱼的遗传多样性,为其育种提供理论依据,本实验利用5对引物组合(E-AGG/M-CTT, E-AGG/M-CTG, E-AAC/M-CAG, E-ACA/M-CTG, E-ACA/M-CAG)对广东省化州光辉养殖场有限公司新选育的吉富罗非鱼第16代群体(F16)进行遗传多样性的AFLP分析.27个个体共检出187个扩增位点,其中多态位点163个,平均每对引物扩增出32.6个位点,多态位点比例87.17%;平均Nei's基因多样性0.2886;平均Shannon's指数0.4339.结果说明实验群体存在较丰富的遗传多样性且保持有较高的遗传杂合度,具有进一步育种和开发的价值.     

小麦幼苗磷利用率及相关基因的染色体定位

利用小麦'中国春-埃及红'代换系对调控不同水分和磷素胁迫处理下磷素利用效率及相关性状进行了染色体定位和遗传分析,为作物磷素高效利用的遗传改良研究奠定基础.结果表明,染色体7A和7D代换系在Hoagland营养液(WP)、10% PEG-6000 Hoagland营养液(-WP)、1/2P Hoagland营养液(W-P) 处理下,可能携带有对磷素利用有促进作用的基因.遗传分析表明,磷素利用率的遗传力、遗传进度、相对遗传进度都较高,说明该性状的变异由遗传作用引起的比重较大,环境因素对它的遗传影响不大,适合在遗传育种中进行早代选择.     

华北落叶松种子园不同世代间遗传多样性变化

华北落叶松是我国华北地区营造针叶树丰产林的首选树种,我国自20世纪60年代开始营建华北落叶松种子园,现部分种子园已建至第3代。但选优导致的种子园亲子代群体间的遗传多样性水平变化情况并不清楚,其分子水平的群体遗传基础也不明确,造成高世代育种及造林工作中种质资源不清等问题。本研究利用10对EST-SSR引物,分析了河北省龙头山林场华北落叶松良种基地种子园中1代、2代、3代优树群体的遗传多样性。每对引物的等位位点数为2~5个不等。1、2、3代的平均有效等位位点数分别为1.9204个、1.81个、2.0693个,Shannon指数分别为0.7127、0.7052、0.7908,且群体中杂合子过量。结果表明,1~3代种子园群体遗传多样性水平没有明显的差异,子代群体与亲代群体间遗传分化较小,遗传变异主要存在于每代群体内,而非世代群体间。     

栗属杂交F1代生长与枝条性状遗传变异及杂种优势分析

为探索栗属杂交F₁代幼林期生长、枝条性状遗传变异规律及杂种优势,并为栗属育种亲本选配及早期选择指标筛选奠定理论基础,该研究以锥栗、板栗种内和种间9个杂交组合子代及其亲本为材料,在分析F₁代幼林期生长、枝条性状遗传变异规律及杂种优势的基础上,利用SSR分子标记检测7个亲本的遗传距离,进而分析栗属杂交子代生长、枝条性状杂种优势与亲本遗传距离间的关系。结果显示：(1)栗属杂交F₁代生长、枝条性状均存在较高的遗传变异,各性状组合间F值的变动范围为5.08~22.03,组合内的变异系数范围为6.60%~27.69%;各性状广义遗传力均在0.5以上,性状受遗传影响较大;除地径外,其他性状遗传传递力均大于100%,性状遗传稳定性较高;各性状中亲优势率为-6.01%~44.40%,且F₁代生长、枝条性状存在普遍的超亲分离现象。(2)28对引物在7个亲本中共检测出115个多态性等位位点,每对引物的等位基因数3~5个不等,平均每对引物等位基因数为4.1个,多态性程度较高;Shannons 指数(I)、多态性信息含量(PIC)的平均值分别为1.25、0.674,亲本遗传多样性较为丰富。(3)相关分析表明,杂交子代一年生枝长、一年生枝粗及节间距的杂种优势与亲本遗传距离均存在显著的线性关系,并随遗传距离增大杂种优势增强。     

近交系小鼠过氧化氢酶-2遗传生化标记位点的研究

目的为了进一步完善近交系小鼠遗传生化标记检测方法,对近交系小鼠过氧化氢酶-2生化标记位点进行研究。方法将CBA/Ca与BALB/c交配得到杂交F1代动物,同时将CBA/Ca与C57BL/6交配得到杂交F1代动物,然后通过F1代动物之间的交配,以及F1代动物与母代的回交,得到F2代动物,对F2代动物进行过氧化氢酶-2生化标记检测。结果在杂交F1代不表现的过氧化氢酶-2的b型基因,在F2代出现。结论近交系小鼠过氧化氢酶-2遗传生化标记位点的等位基因a是完全显性的。     

普通小麦与东方旱麦草杂交世代的细胞遗传学研究

对普通小麦（TriticumaestivumL．）与东方旱麦草（Eremopyrumorientale（Ledeb）Jaub．etspach）属间杂种的回交和自交不同世代（BC2F1、BC3F1、BC2F2、BC3F2和BC2F3）进行了细胞遗传学研究。结果表明,BC2F1代（2n＝44）的植株回交产生的BC3F1代分离2n＝43植株的比例较高;为41．09％,2n＝44的植株类型的比例仅为4．11％;从自交后代BC2F2中分离2n=44植株类型的比例较高,为13．21％。回交二代（BC2F1）多数单株花粉母细胞（PMC）减数分裂过程中出现的单价体数较高,且回交结实率和自交结实率分别与该植株平均每PMC中出现的单价体数呈负相关,其相关系数分别为-0．6766和-0．7429。对BC2F3代部分种子进行的基因组原位杂交检测显示,2n＝44的不同植株所含有的外源染色体数目仍有不同。这些结果说明,由于外源染色体的存在,影响了小麦本身同源染色体的正常配对和分离,降低了小麦染色体的遗传稳定性。     

基因组选择技术在农业动物育种中的应用

基因组选择(genomic selection, GS)是畜禽经济性状遗传改良的重要方法。随着高密度SNP芯片和二代测序价格的下降,GS技术越来越多被应用于奶牛、猪、鸡等农业动物育种中。然而,降低全基因组SNP分型成本、提高基因组育种值(genomic estimated breeding value,GEBV)估计准确性仍然是GS研究的主要难题。本文从全基因组SNP分型策略和GEBV估计模型两个方面进行了综述,并对目前GS技术在主要畜禽品种中的应用现状进行了介绍,以期为GS在农业动物育种中的深入开展提供借鉴和参考。     

基因编辑技术及其在畜牧业中的应用研究进展

基因编辑技术为畜牧业进行新型分子育种开创了新天地,传统的转基因技术由于整合位点不可控、遗传不稳定等因素而难以在畜牧业发挥作用。胚胎干细胞(ES细胞)和同源重组(HR)相结合可以做到定点整合、稳定遗传,但因为畜禽干细胞难以获得而无法推广。以锌指核酸酶(ZFN)、TALEN和CRISPR/Cas9为代表的新型基因编辑技术结合体细胞核移植(SCNT)以及显微注射技术,为畜禽遗传改良开辟了新思路。本综述了ES结合HR的传统基因编辑技术和ZFN、转录激活因子样效应物核酸酶(TALEN)和成簇有规律间隔的短回文重复序列(CRISPR)以及其相关蛋白(Cas9,Cpf1)的研究及其在畜禽基因编辑中的应用进展。     

水稻R7606、229A系列优异资源的创制

作物种质资源是品种改良的物质基础,随着分子生物学技术的发展,水稻育种已经发展到分子标记辅助选择与农艺性状选择相结合的高级育种阶段,种质资源的评价必须满足分子辅助选择育种的实际需要,进行分子辅助评价。本研究利用农业部《水稻品种鉴定DNA指纹方法》（NY/T1433-2007）推荐的24对 SSR引物,对32个水稻恢复系和13个水稻保持系资源材料进行DNA多态性分析,利用遗传相似系数及其主要农艺性状的差异选择亲本进行种质创新,在中间世代利用PCR-AccⅠ分子标记进对控制中等直链淀粉含量的基因型进行辅助选择,创制了系列新的优异资源。结果显示,32个水稻恢复系和13个水稻保持系资源材料的遗传相似系数变化范围分别为0.5244~0.8415、0.4783~1,平均遗传相似系数分别为0.6965、0.6542;选用其中的R3076、中恢8006、229和巨风A/B作为亲本,创制了恢复系R7606和细胞质雄性不育系229A系列资源,稻米品质检测结果表明,R7606系列资源有11个品系达到国标二级稻米标准;229A系列资源中则有3个品系达到国标一级,1个品系达到国标二级标准。经田间观察和配组试验,结果显示R7606及229A系列资源农艺性状优良,配合力较好,可以作为杂交水稻育种的优良亲本。本研究还对水稻遗传改良和种质创新过程中,如何利用对水稻优异资源的评价,拓展创新资源的遗传背景和遗传多样性,促进水稻育种和生产可持续发展进行了讨论。