小麦RING型E3泛素连接酶基因TaSDIR1-D克隆与功能分析

具有RING结构域的E3泛素连接酶SDIR1(Salt-and drought induced really interesting new gene finger1)在植物信号调节通路中发挥着重要的作用。本研究克隆得到小麦TaSDIR1-D基因,基因组序列全长4070 bp,其中编码区上游为1443 bp,编码区为2352 bp,3'端非编码区(UTR)为275 bp;该基因编码区cDNA序列长度为849 bp,预测其编码282个氨基酸,包括2个跨膜结构域和1个保守的RING型finger结构域。以野生近缘种的二倍体、四倍体和六倍体普通小麦及一套由中国春为背景的缺-四体为材料,将基因定位在染色体4D上;小麦抽穗期TaSDIR1-D在旗叶中的表达量最高;在NaCl、ABA、PEG及4℃非生物胁迫诱导下,小麦TaSDIR1-D均上调表达,可能参与植物抗逆调节通路;通过检测32份多态性较高的小麦材料TaSDIR1-D基因序列多态性,共检测到2个SNP,基因的编码区和上游序列中各存在1个核苷酸变异,其中编码区的核苷酸变异位点(G/A)位于第4外显子上,为非同义突变,使精氨酸(Agr)变为组氨酸(His)。2个SNP组成两种单倍型,根据-583 bp处的SNP(T/C)设计分子标记SNP-583,扫描自然群体262份材料的基因型,将其分为2种单倍型,分别与千粒重、倒二节长和穗长显著相关或极显著相关,单倍型Hap-4D-2为提高千粒重的优异单倍型。研究结果为小麦分子育种提供了理论依据和基因资源。     

单核苷酸多态性在作物遗传及改良中的应用

单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism,SNP）是等位基因间序列差异最为普遍的类型,可作为一种高通量的遗传标记。已建立了PCR扩增目标序列及其产物测序和电子SNP（eSNP）等多种发现和检测SNP的方法。玉米和大豆等作物也已开展了SNP分析。一些栽培作物种质的多样性不断减少,其结果使连锁不平衡（linkage disequilibrium,LD）增加,这有利于目的基因座上SNP单元型（haplotype）与表型的相关性分析。SNP已在作物基因作图及其整合、分子标记辅助育种和功能基因组学等领域展示了广泛的应用价值。 Abstract:Single nucleotide polymorphism(SNP) is the most common type of sequence difference between alleles,which can be used as a kind of high-throughput genetic marker.Several different routes have been developed to discover and identify SNP.These include the direct sequencing of PCR amplicons,electronic SNP(eSNP) and so on.SNP assays have been made in many crop species such as maize and soybean.The elite germplasm of some crops have been narrowed in genetic diversity,increasing the amount of linkage disequilibrium(LD) present and facilitating the association of SNP haplotypes at candidate gene loci with phenotypes.SNP analysis has been broadly used in the field of plant gene mapping,integration of genetic and physical maps,DNA marker-assisted breeding and functional genomics.     

葡萄柚种子无菌苗组培快繁体系的建立

以葡萄柚种子在无菌条件下萌发的幼苗作为外植体供体,子叶切断作为丛生芽初代诱导培养的接种材料,以MT作为基本培养基,通过调节不同植物生长调节剂及其浓度组合、不同质量浓度的蔗糖,选择最佳初代培养基、继代培养基和生根培养基,对葡萄柚组培快繁技术体系进行研究。结果表明:(1)葡萄柚种子经预处理后,先用75%酒精表面灭菌15 s,再用0.1%Hg Cl2浸泡20 min的消毒效果最好,污染率为18.33%,萌发率为89.91%;(2)初代培养的最适培养基为MT+1.0 mg·L-16-BA(6-苄氨基腺嘌呤)+0.2 mg·L-1IBA(吲哚丁酸)+0.2 mg·L-1GA(赤霉素)+蔗糖40 g·L-1,腋芽诱导率较高,为93.33%;(3)浓度为0.2 mg·L-1的GA能提高初代培养的腋芽诱导率,但还达不到显著水平;(4)继代培养的最适培养基为MT+0.5 mg·L-16-BA+0.2 mg·L-1IBA+0.2 mg·L-1GA+蔗糖40 g·L-1,丛生芽增殖系数达到4.25,芽深绿色,茎粗壮,节间较长,生长旺盛;(5)浓度为0.2 mg·L-1的GA能显著提高继代培养的增殖系数;(6)最适合继代培养的蔗糖浓度为40 g·L-1,丛生芽长势极好;(7)最佳生根培养基为1/2 MT+NAA 0.2 mg/L+蔗糖40 g·L-1+AC 0.1%,生根率达68.89%,根粗壮;(8)生根苗移栽30 d后成活率在75%以上。该研究建立了葡萄柚的组织培养快繁技术体系,为葡萄柚的规模化生产提供了可行的技术依据。     

牛角瓜大小孢子发生及雌雄配子体发育研究

为从胚胎学方面解释牛角瓜坐果率低的原因,该实验以牛角瓜(Calotropis gigantea L.)不同时期的新鲜花朵为试材,采用石蜡切片法,观察牛角瓜大小孢子发生及雌雄配子体发育过程。结果显示:(1)牛角瓜小孢子孢原细胞起源于表皮细胞下面的分生组织并在两个地方分化;花药壁由外向内由1层表皮、1层药室内壁、2层中层和1层绒毡层组成,花药壁发育属于基本型,绒毡层属于分泌型;小孢子形成时胞质分裂方式为连续型,成熟花粉粒为3-细胞型复合花粉,有2个较小的精细胞和1个较大的营养细胞,精细胞呈凸透镜型。(2)牛角瓜的雌蕊具有2心皮,子房1室,边缘胎座,胚珠倒生,单珠被,薄珠心;大孢子母细胞由1个孢原细胞直接发育而成,合点端大孢子分化成为功能大孢子,由功能大孢子发育为7细胞8核的蓼型胚囊。(3)牛角瓜雌蕊发育晚于雄蕊,花蕾开放前雌雄蕊发育趋于同步。研究表明,虽然在雌雄配子体发育过程中存在败育现象,但大部分雌雄配子体发育正常。     

转基因植物作为生物反应器在疫苗生产中的应用

对转基因植物生产口服疫苗的发展、优点与作用机理、方法原理进行介绍,概述当前各种转基因植物疫苗的研究现状,指出了转基因植物疫苗研究面临的问题与前景 。     

陆地棉遗传图谱构建与纤维品质性状QTL定位

以陆地棉(Gossypium hirsutum L.)品种Bar19/1和Acala1517-77杂交的108个F2单株为材料,应用85个标记(70个SSR标记和15个AFLP标记)构建了总长为814cM的遗传图谱,覆盖棉花基因组的18.3%。该图谱包含25个连锁群,分别对应到17条染色体和4个未知连锁群。应用复合区间作图法分析了该组合的108个F2单株和F3家系纤维品质性状,从遗传图谱上检测到19个纤维品质数量性状基因座(QTL),包括5个纤维长度、6个纤维比强度、4个伸长率及4个马克隆值QTL,分别解释各性状表型变异的15.11%~28.45%、8.46%~24.51%、11.08%~27.55%和9.23%~42.21%。纤维长度和伸长率的QTL以部分显性为主,少数具有超显性,比强度QTL以加性和部分显性为主,4个马克隆值QTL中有3个表现为超显性。研究结果表明,陆地棉Bar19/1和Acala1517-77间多态性位点丰富,有利于构建高密度遗传图谱,纤维品质性状的QTL分析从分子水平上揭示了纤维品质的遗传基础。     

苗期土壤渍水对棉花恢复生长及光合生理的影响

以'中棉所41'为试验材料,采用盆栽方法,研究了苗期土壤渍水对棉花恢复生长及光合生理的影响.结果显示:(1)渍水5 d的棉苗经过10 d恢复生长,其根系活力、株高、叶面积、完全展开叶片数与对照差异不显著,但根系总长度仍比对照低11.1%(P<0.05);渍水10 d的棉苗经过10 d恢复生长,其根系活力、株高、叶面积、完全展开叶片数、根系活力均极显著低于对照.(2)渍水5 d棉苗经过10 d恢复生长,其光合速率、气孔导度、光饱和点、CO2饱和点、表观光最子效率、羧化效率以及叶绿素a、b含量与对照差异不显著;渍水10 d的棉莆经过10 d恢复生长,其光合速率、气孔导度、光饱和点、CO2饱和点、表观光量子效率、羧化效率以及叶绿素a、b含量仍显著低于对照.研究表明,棉莆经过5 d或10 d渍水胁迫后,均可以恢复生长,但随着渍水时间延长,恢复生长速度降低;在恢复生长过程中,生理活性恢复快于形态恢复;强光对于渍水后棉苗恢复生长具有明显的抑制效应.     

基因组信息的整合与植物功能基因组学研究的策略

近年来,随着许多植物基因组测序和可利用序列的增加,相继建立了一些基于靶基因诱变的“反向”遗传学研究策略,如T—DNA诱变、基因敲除、基因沉默和超表达分析等。同时,DNA微阵列和基因芯片技术的发展使得快速、定量检测植物发育不同时期和不同组织器官的基因转录时空变化成为现实。作图技术的改进和来自不同物种基因组信息的整合也正在加速图谱克隆程序的简化和发展。因此,随着生物基因组测序工作日益增多,整合不同类群植物基因组的信息和资源,在植物功能基因组学研究中的重要性日趋显著。