狗尾草属野生近缘种的染色体鉴定

对来自多个国家和地区的10个种(青狗尾草S.viridis,法氏狗尾草S.faberii,轮生狗尾草S.verticillata、S.verticillifor-mis,金色狗尾草S.glauca、S.pumila、S.grisebachii、S.leucopila、S.parviflora、S.queenslandica等)50份狗尾草材料进行了染色体计数及倍性鉴定。发现狗尾草属中的青狗尾草均为二倍体,金色狗尾草S.glauca有四倍体和八倍体,轮生狗尾草S.verticillata有二倍体和四倍体,法氏狗尾草S.faberii为四倍体,S.pumila有二倍体和四倍体,S.grisebachii为二倍体,S.leucopila为二倍体,S.queenslandica为四倍体。本研究中对S.grisebachii、S.leucopila、S.queenslandica3个种是首次染色体倍性观察。发掘近缘种的有益基因是作物育种的重要途径之一,本研究搜集的谷子近缘野生种对谷子远缘杂交育种和谷子起源进化分析有重要意义。     

谷子Si-SP1小穗突变基因的遗传分析和定位

通过EMS(Ethyl methylsulfonate,甲基磺酸乙酯)诱变豫谷1号获得一个遗传稳定的谷子小穗突变体si-sp1,该突变体突出表现为穗部变小,同时伴随有株高降低、单码小花数减少和根系变小等表现型变异。与野生型豫谷1号相比,突变体的穗长和株高分别降低了37.8%和9.0%,单穗粒重和单码小花数分别降低了40.3%和31.7%,但千粒重增加了20.2%。遗传分析表明,si-sp1突变性状由1对隐性基因控制。以si-sp1为母本、辽谷1号为父本构建的F2定位群体的隐性单株,将突变基因定位在8号染色体上CAAS8003与SSR1038间约11.02 M的距离内,为下一步精细定位并分离该基因奠定了基础。     

植物体细胞无性系变异的细胞学和分子生物学研究进展

植物体细胞无性系变异是植物组织培养中的普遍现象,关于这些变异的起源存在多种观点,如转座因子的活化、ＤＮＡ甲基化等。本文综述了植物体细胞无性系的研究进展,从细胞学和分子生物学两个层次对无性系变异的起源进行了讨论     

基因组细菌人工染色体文库(BAC)的构建及应用

细菌人工染色体 (BAC)是一种承载DNA大片段的克隆载体系统 ,用于人、动物和植物基因组文库构建。BAC具有插入片断大、嵌合率低、遗传稳定性好、易于操作等优点。BAC文库的构建是基因组较大的真核生物基因组学研究的重要基础 ,可用于真核生物重要基因及全基因组物理作图、重要性状基因的图位克隆、基因结构及功能分析。本文主要综述了细菌人工染色体的构建与其鉴定 ,及其在物理图谱构建、图位克隆、转基因技术等研究上的应用。     

谷子MYB类转录因子SiMYB42提高转基因拟南芥低氮胁迫耐性

Myeloblastosis (MYB)类转录因子是高等植物中最大的转录因子家族之一,在植物发育及防御反应过程中发挥重要作用,还参与植物对干旱等非生物胁迫的响应。谷子(Setaria italica L.)起源于中国,具有抗旱、耐瘠薄的特性,是研究单子叶作物非生物胁迫抗性的理想材料。本研究对耐低氮胁迫谷子品种郑204经低氮处理后进行转录组分析,鉴定出一个在低氮胁迫条件下明显上调的MYB类转录因子SiMYB42。系统发育树结果表明,SiMYB42属于R2R3-MYB亚族,具有2个MYB保守域;表达模式分析显示,SiMYB42在低氮、高盐、干旱和ABA胁迫条件下表达量显著上调;亚细胞定位、quantitative real-time PCR及转录激活活性分析结果表明,SiMYB42蛋白定位于植物的细胞核和细胞膜中,主要在谷子的叶部或根部表达,具有转录激活活性;基因功能分析结果表明,在正常条件下,转SiMYB42基因拟南芥与野生型Columbia-0拟南芥(WT)无明显差异,但在低氮条件下,转SiMYB42基因拟南芥的主根长、根系表面积及鲜重均显著高于WT,结果证明SiMYB42基因可以提高转基因植物对低氮胁迫的耐性;下游基因表达分析结果显示,在转SiMYB42基因拟南芥中,参与植物氮素转运的硝酸盐转运基因NRT2.1、NRT2.4和NRT2.5的表达水平均高于WT,启动子分析结果显示NRT2.1、NRT2.4和NRT2.5基因启动子序列中均具有MYB结合位点。以上结果证明,SiMYB42可以通过调控下游硝酸盐转运体基因的表达提高植物在低氮条件下的耐性。本研究揭示了SiMYB42基因在低氮胁迫反应途径中的作用,为进一步了解谷子低氮胁迫响应的调控网络奠定了基础。     

谷子雄性不育系1066A不育基因和黄苗基因的染色体定位

以谷子(Setaria italica (L.) Beauv.)雄性不育系1066A为母本,豫谷1号三体(1～7)及四体8和四体9作父本进行杂交,应用初级三体分析法,进行了谷子雄性不育基因和黄苗基因的染色体定位研究.通过配置大量杂交组合和反复授粉,利用豫谷1号三体的极少量花粉,获得了三体2～9的F1代杂种,各杂种三体的形态与豫谷1号三体基本相似,略有差异,苗色呈绿色且可育.杂种F2植株的苗色和育性都产生分离.结果是三体3、5、7、8、9的F2代分离出的可育株与不育株之比为3∶1,三体6的可育株与不育株之比为14∶1 (χ2=0.012,P=0.01).杂种F2分离出的绿苗与黄苗之比只有三体7为12∶1 (χ2=0.36, P=0.01),其他均为3∶1.因此,可以确定1066A的不育基因为隐性单基因,位于第6号染色体上,该品系的黄苗基因也是隐性单基因,位于第7号染色体上.     

基因水平转移的评判方法和转移方式研究进展

基因水平转移是不同物种之间或细胞器间基因的交流。基因水平转移现象在原核生物中普遍存在, 在真核生物中近年来也发现了众多例证, 说明水平转移是生物界的普遍现象。文章着重对基因水平转移的概念、评判基因水平转移的标准, 水平转移的特点和转移方式, 以及基因水平转移对基因组进化的作用等方面的研究进展进行了综述。在已有的基因水平转移研究中进化树分析法、碱基组成分析法、选择压力分析法、内含子分析法、特殊序列分析法和核苷酸组成偏向性分析法等几种是常用的方法; 转座序列是生物中最易于发生水平转移的基因类型;原核生物基因水平转移的主要方式有转化、接合和转导, 真核生物中水平转移发生方式尚不清楚。基因水平转移在基因、基因组和生物进化中有着其独特的作用。     

植物细胞核雄性不育基因研究进展

植物雄性不育既是研究植物生殖生物学重要的植物学性状也是研究作物杂种优势利用重要的农艺性状,在遗传和分子生物学中具有重要地位。以模式植物拟南芥和水稻为主,对植物雄性不育的控制基因和相关分子机理已有众多进展,按照花药发育时期和雄性败育的表现形式可以归纳为减数分裂异常、胼胝质代谢异常、绒毡层发育异常、花粉壁发育异常、花药开裂异常,以及其它类型的雄性不育。在不育相关基因中,导致胼胝质代谢异常、绒毡层发育异常和花粉壁发育异常的基因往往表现一因多效,一个相关基因的突变会产生复合表型。关于植物雄性不育相关基因的研究表明,雄性器官和小孢子形成过程中的任何相关基因的改变,均可导致雄性不育的产生。本文总结了植物核基因雄性不育的研究进展,以期促进不同物种间雄性不育基因的比较分析,使植物雄性不育研究更加深入。     

谷子SSR分子图谱的构建及主要农艺性状QTL定位

试验拟对谷子重要农艺性状进行数量性状位点QTL分析。以表型差异较大的沈3/晋谷20F2作图群体为材料,观测其株高、穗长等性状,选用SSR做分子标记,利用完备区间作图法(BASTEN C J)进行QTL分析。结果显示,表型数据在作图群体中呈现连续分布,表现为多基因控制的数量性状,被整合的54个SSR标记构建10个连锁群,LOD阈值设置为2.0,检测到与株高相关的主效QTL2个,联合贡献率45.9637%,穗长主效QTL1个,贡献率14.9647%,与穗重、粒重相关的主效QTL为同一位点,贡献率分别为11.9601%和10.1879%。有6组QTL位点之间存在基因互作效应,大小范围为-0.4986-16.6407,对性状的贡献率在2.2716％至6.7478％之间。谷子表型控制复杂,相关QTL的检测受环境影响较大,不同连锁群QTL间互作明显。