普通小麦与野生二粒小麦A、B基因组的遗传进化关系的SSR分析

以29份普通小麦、野生二粒小麦及野生二粒小麦与节节麦杂交的双二倍体为材料,选取A、B染色体组特异的SSR引物,通过微卫星多态性检测方法探讨上述两物种之间A、B染色体组的遗传进化关系。经NTSYS系统软件UPGMA聚类分析表明,在遗传相似系数为0．18时可以将普通小麦与野生二粒小麦大致分为两大类群,说明野生二粒小麦的A、B染色体组在进化过程中其遗传物质发生了较大变化,但同时野生二粒小麦的D25与D13与普通小麦分为一组,尤其是D13与新疆的红冬麦遗传距离较近,也证明了其两物种间有一定的同源性,并对这些遗传物质分化发生的机制及SSR引物的保守性进行了讨论。     

利用小麦微卫星标记定位一个来自野生二粒小麦的抗白粉病基因

培育抗病品种是控制小麦白粉病危害最经济有效而又安全的手段.寻找和创造新抗源是抗病育种的基础工作,是解决抗源单一化问题的有效途径.来自以色列的野生二粒小麦G-305-M对北京地区小麦白粉菌流行小种15号表现免疫,用G-305-M与小麦品种781杂交并用京411回交(G-305-M/781//京411*3),成功地将G-305-M的抗白粉病基因转入普通小麦中.遗传分析表明转入小麦中的抗病性苗期表达受一对显性基因控制,该基因暂定名为MlG.用96对小麦微卫星引物对一个167株的抗性分离家系进行了SSR分析,发现引物WMS570扩增产物在抗感个体间存在多态性.经分离群体验证,抗病基因MlG与小麦染色体6AL上的微卫星位点Xgwm570连锁,遗传距离为14.9±3.0cM,据此将MlG定位于6AL.根据系谱和基因位点分析,推断MlG基因是不同于已知抗白粉病基因的一个新基因.     

野生二粒小麦抗白粉基因的转移及其RAPD分析

白粉病已成为威胁我国小麦稳产的重要病害之一。寻找并使用新的白粉病抗源成为当今抗白粉病育种的关键。报道野生二粒小麦抗白粉病基因向普通小麦转移,无论是正交还是反交,用普通小麦作轮回亲本,随着回交代数增加,抗性单株选择难度加大,从正,反单交F6中均获得了稳定抗病株系,同时,研究利用RAPD方法对小麦-野生二粒小麦抗白粉病和感白粉病9个衍生系进行了分析研究。研究结果表明,5个随机引物（OPH-07,OPQ-08,OPQ-16,OPQ-19,OPZ-16）能在抗,感9个衍生系中分别扩增出普通小麦所没有的野生二粒小麦特异带型;其中OPH-07340bp和OPQ-19900bp为抗病系的特征带。     

野生一粒小麦BAC文库的构建和鉴定

以细菌人工染色体pECBAC1为载体,构建了野生一粒小麦(Triticum boeoticum B oiss)的基因组BAC文库.该文库共包含约17万个克隆,平均插入片段长度为104 kb,按野生一粒小麦基因组为5 600 Mb计算,文库覆盖了约3倍的该物种基因组.用大麦叶绿体psb A基因和玉米线粒体atp6基因作混合探针,检测发现该文库中含细胞器基因组同源序列的克隆数小于1% .该文库的建成,为小麦基因的克隆及基因组学研究提供了技术平台.     

野生一粒小麦BAC文库的构建和鉴定

以细菌人工染色体pECBAC1为载体 ,构建了野生一粒小麦 (TriticumboeoticumBoiss)的基因组BAC文库。该文库共包含约 17万个克隆 ,平均插入片段长度为 10 4kb ,按野生一粒小麦基因组为 5 6 0 0Mb计算 ,文库覆盖了约 3倍的该物种基因组。用大麦叶绿体psbA基因和玉米线粒体atp6基因作混合探针 ,检测发现该文库中含细胞器基因组同源序列的克隆数小于 1%。该文库的建成 ,为小麦基因的克隆及基因组学研究提供了技术平台     

野生二粒小麦籽粒含硒量的差异分析

采用氢化物-原子荧光法,对种植于黔中的来自以色列15个野生二粒小麦群体110个基因型籽粒含硒量进行检测分析.结果表明,15个群体含硒量差异极显著(P≤0.001);110个基因型籽粒硒含量和单粒硒含量分别为0.043～0.409 mg kg-1和0.008～0.125 mg seed-1,平均值分别为0.180 mg kg-1和0.046 mg seed-1.籽粒硒含量和单粒硒含量最低的基因型分别是Gamla群体的TZ120和Mt.Hermon群体的TZ8,最高的基因型分别为Bat-Shelomo群体的TZ36和TZ34.在群体水平上硒浓度差异明显,变异系数CV为9%～74%;斯皮尔曼秩相关分析表明,籽粒硒含量分别与该群体起源地海拔、年平均降雨量、平均干旱天数呈显著负相关,与年均温、8月均温、1月均温呈显著正相关.单粒硒含量的相关分析与籽粒硒含量的相似.野生二粒小麦籽粒含硒量的差异是长期适应环境的结果,其遗传多样性将为小麦硒营养机理研究和育种利用提供材料.     

西藏小麦耐盐性鉴定及分析

在3种不同盐胁迫浓度下对161份来源于西藏的小麦材料进行了苗期耐盐性鉴定,其中有147份西藏半野生小麦及14份密穗小麦。以普通小麦耐盐品种荼淀红麦和盐敏感品种P194341为对照。在147份西藏半野生小麦中有14份表现为耐盐,占9．5％。14份密穗小麦中没有发现耐盐材料。在这161份材料中还发现了3份对盐胁迫浓度梯度不敏感的品种。结果表明,我国特有的西藏半野生小麦中蕴藏有丰富的耐盐种质,它们可供小麦耐盐育种用做亲本。     

小麦单株耐盐性鉴定的简易方法

首次采用半分法结合盐池鉴定小麦,采用双重对照法,依据单株产量鉴定小麦单株的耐盐性。     

小麦品种资源耐盐性鉴定

按照农业部行业标准NY/PZT001-2002,对882份小麦品种资源进行耐盐性初步鉴定,筛选出芽期耐盐性为一级的品种328份,苗期和芽期都达到中度耐盐的品种43份。这些品种中很多既具有中度或中度以上耐盐性且具有高产优质等优异特性,如小偃22、新曙光1号等,为小麦耐盐育种提供重要信息。相关分析表明,不同耐盐级别的小麦品种其芽期和苗期耐盐性并没有一致的相关关系,二者并没有可比性,在耐盐种质筛选过程中,都有其本身的意义。     

西藏小麦耐盐性鉴定及分析

在3种不同盐胁迫浓度下对161份来源于西藏的小麦材料进行了苗期耐盐性鉴定,其中有147份西藏半野生小麦及14份密穗小麦.以普通小麦耐盐品种茶淀红麦和盐敏感品种PI94341为对照.在147份西藏半野生小麦中有14份表现为耐盐,占9.5%.14份密穗小麦中没有发现耐盐材料.在这161份材料中还发现了3份对盐胁迫浓度梯度不敏感的品种.结果表明,我国特有的西藏半野生小麦中蕴藏有丰富的耐盐种质,它们可供小麦耐盐育种用做亲本.     

水稻新种质资源的耐盐性鉴定评价

用0.5%的NaCl溶液作灌溉水,对2000-2002年江苏省水稻区域试验参试品系和近年引进的部分水稻种质资源进行苗期耐盐性鉴定.结果表明:株高矮化是苗期盐胁迫的一种形态特征;耐盐性鉴定易受环境影响;就整体而言,籼稻种质资源的苗期耐盐性好于粳稻;综合2年结果,籼156和64608两种质资源的苗期耐盐性较强.     

中国水稻微核心种质不同生育时期耐冷性鉴定及其相关分析

以204份中国水稻微核心种质为试验材料,进行了水稻发芽期、芽期、幼苗期、孕穗期等耐冷性鉴定及其相关性分析。结果表明,水稻各生育时期耐冷性在籼粳亚种间、各种质之间存在明显的差异。粳稻种质的耐冷性明显强于籼稻种质,但籼稻种质中也存在耐冷性较强的种质。高阳淀稻大红芒、肥东塘稻、木樨球、卫国、兴国、山酒谷、中花8号等粳稻种质和包选21号、红米三担白、寸谷糯、红谷等籼稻种质在水稻各生育时期均表现较强的耐冷性,在水稻耐冷性育种及耐冷基因发掘研究中应加以利用。自然低温和冷水胁迫下水稻结实率与低温下发芽率呈显著或极显著正相关,而与死苗率呈显著负相关,即低温下发芽期耐冷性和芽期耐冷性强的水稻种质一般表现为较强的孕穗期耐冷性。认为低温下发芽率和芽期低温处理后的死苗率可以作为孕穗期耐冷性早期鉴定的间接指标。     

中国水稻微核心种质不同生育时期耐冷性鉴定及其相关分析

以204份中国水稻微核心种质为试验材料,进行了水稻发芽期、芽期、幼苗期、孕穗期等耐冷性鉴定及其相关性分析。结果表明,水稻各生育时期耐冷性在籼粳亚种间、各种质之间存在明显的差异。粳稻种质的耐冷性明显强于籼稻种质,但籼稻种质中也存在耐冷性较强的种质。高阳淀稻大红芒、肥东塘稻、木樨球、卫国、兴国、山酒谷、中花8号等粳稻种质和包选21号、红米三担白、寸谷糯、红谷等籼稻种质在水稻各生育时期均表现较强的耐冷性,在水稻耐冷性育种及耐冷基因发掘研究中应加以利用。自然低温和冷水胁迫下水稻结实率与低温下发芽率呈显著或极显著正相关,而与死苗率呈显著负相关,即低温下发芽期耐冷性和芽期耐冷性强的水稻种质一般表现为较强的孕穗期耐冷性。认为低温下发芽率和芽期低温处理后的死苗率可以作为孕穗期耐冷性早期鉴定的间接指标。     

水稻耐盐/碱性鉴定评价方法

土壤盐/碱化是盐/碱稻作区水稻生产稳定发展的主要限制因素.为了提高水稻耐盐/碱性,扩大水稻种植面积,减轻盐/碱胁迫导致的水稻减产,许多学者广泛开展了水稻耐盐/碱性的基因型差异、生理生化、遗传及定位等研究,并取得了显著成绩.但国内在耐盐/碱性鉴定评价方法方面还缺乏统一标准,这影响着水稻耐盐/碱性研究的深入开展.本文阐述了国内外至今所采用的水稻耐盐/碱性鉴定方法、耐盐/碱指标和分级标准等,以期为我国水稻耐盐/碱性鉴定评价技术规范的制定以及水稻耐盐/碱性种质资源鉴定、生理生化分析和遗传育种提供参考依据.     

水稻籼粳交DH群体苗期耐冷性基因的分子标记定位

水稻苗期低温冷害导致的烂秧现象是水稻生产中重要的限制因素之一。以一个水稻籼粳交(圭630／02428)DH群体为材料,在幼苗3叶1心时用10℃低温处理3d,随后恢复培养,以恢复培养5d后的秧苗成活率(％)为指标,鉴定该DH群体的苗期耐冷性。利用已构建的RFLP连锁图谱和基于混合线性模型的定位软件QTLMapper1.0对水稻苗期耐冷性进行QTL分析,检测到控制水稻苗期耐冷性的3个QTLs,分别位于第3、11、12染色体上,贡献率分别为7．9％、18．3％和24.4％,其增效等位基因均来自于亲本“02428”。同时检测到控制水稻苗期耐冷性的上位性互作位点8个,分散分布于第2、7、8、9、11染色体上,其中有2对互作的贡献率在15％左右,这2对互作的增效基因型均为来自2个亲本的重组基因型。苗期耐冷性在2个亲本间差异很大,在DH群体中呈现出连续变异,有明显的超亲分离。这些结果表明,水稻苗期耐冷性是受多基因控制的数量性状,基因的上位性互作是其重要的遗传基础之一。     

水稻RIL群体苗期耐冷性QTL分析

水稻苗期冷害是影响早春季节和高纬度地区水稻成苗和秧苗生长的重要限制因素之一。为了鉴定控制水稻苗期耐冷性的QTL,研究采用了1个水稻“粳籼交”重组自交系(RIL)群体,结合1张高密度分子遗传图谱,对3叶期幼苗经过10℃冷处理3d、恢复培养2d和4d时的秧苗存活率进行复合区间作图。亲本Lemont和特青的苗期耐冷性具有极显著差异,Lemont的苗期耐冷性很强,而特青对低温敏感。在重组自交系群体中,苗期耐冷性表现为连续变异,在两个方向上均出现大量超亲分离。共检测到5个水稻苗期耐冷性QTL,分别位于水稻1、3、8和11号染色体上,单个QTL对性状的贡献率为7％～21％。其中,4个QTL的增效基因来源于亲本Lemont,另1个QTL的增效基因来源于亲本特青。2个主效QTL(qSCT-3和qSCT-8)分别位于3号染色体标记区间RM282-RM156和8号染色体标记区间RM230—RM264,对性状的贡献率达到或接近20％,被检测到的LOD值显著较高,其增效基因均来自于耐冷性亲本Lemont。研究结果进一步揭示了水稻苗期耐冷性QTL具有丰富的位点多样性,表明耐冷性普遍较强的粳稻是发掘苗期耐冷性优异基因的主要稻种资源。     

过量表达水稻细胞质型OsAPXs基因提高转基因烟草的耐盐性

为了验证水稻(Oryza sativa L.)细胞质型APXs与细胞耐盐性的关系,实验分别将OsAPXa和OsAPXb（基因登录号：D45423、AB053297）转化到烟草(Nictiana tabacum,N.plum)植株中。Southern结果表明,二基因分别整合到烟草的基因组;Northern分析表明,外源基因在转基因烟草中得到高效表达;在碳酸盐逆境下,T2代转基因植株与野生型对照相比,其APX活性呈现显著的提高,T₂代品系的H₂O₂含量和叶片受害程度显著低于野生型;T₂代品系分别在含有10 mmol·L^-1 NaHCO₃、5 mmol·L^-1 Na₂CO₃的MS培养基上生长,根的生长受到抑制,叶片产生黄化;野生型烟草则难以存活。水稻细胞质型OsAPXs基因的过量表达提高了转基因烟草的耐盐性,揭示出OsAPXa和OsAPXb在碳酸盐逆境应答过程中发挥着重要的作用。     

水稻RIL群体芽期耐冷性基因的分子标记定位

水稻芽期冷害是我国长江中下游的早稻种植区和东北、西北稻区及云贵高原的一季稻区水稻生产中的重要限制因子之一。研究中利用纸卷法测定1个水稻重组自交系群体对10℃低温的芽期耐冷性,结合1张高密度分子遗传图谱,进行QTL定位分析。检测到控制水稻芽期耐冷性的4个QTL,分别位于1、3、7和11号染色体上。其中,位于11号染色体上的QTL qSCT-11的效应最大,在10℃低温处理13d时,对性状的贡献率达26％～30％,被检测到的LOD值也高达16～19,其加性效应值为正,增效等位基因存在于亲本Lemont中,RM202为与QTL qSCT-11紧密连锁的SSR标记。该主效QTL的增效基因,可作为分子标记辅助选择的操作对象用于水稻芽期耐冷性的遗传改良。     

水稻OsRab7耐盐功能的初步鉴定及其表达载体的构建

Rab7是一个GTP结合蛋白,隶属于Rab家族,该家族在调控膜泡的运输、结合以及细胞内膜结构的组织中行使重要作用.本实验通过RT-PCR技术从盐敏感水稻品种'日本晴'('Nipponbare')获得了OsRab7基因全长序列,成功构建了原核表达载体pET-32a-OsRab7.在IPTG诱导下,该蛋白高效表达,并明显缓解了高盐环境(4.5%～8.5% NaCl)对大肠杆菌的生长胁迫.为进一步研究该基因的功能,将OsRab7在大肠杆菌中的表达蛋白纯化, 并利用p1301B(pCAMBIA1301改造载体)构建了植物表达载体,成功转化来源于水稻株系'中花11'(盐敏感)的愈伤组织,为探讨其在水稻中的表达模式和功能分析及应用于水稻耐盐品种的改良奠定了一定的基础.