陕西大豆资源遗传多样性及变异特点研究

利用42个PAPD引物对75份陕西大豆种质进行遗传多样性分析,共扩增出310个条带,平均每个引物扩增7.3个条带,多态性比率为96%;田间试验考察了13个农艺性状。陕西大豆的遗传多样性在秦岭南、北两个地区有所不同,秦岭北品种遗传多样性指数较高的性状数目和性状遗传多样性指数都大于秦岭南品种,RAPD分子标记遗传多样性指数也是秦岭北品种大于秦岭南品种,但秦岭南品种RAPD分子标记的遗传多样性指数较高的个数大于秦岭北品种。聚类分析将参试大豆材料分为三大类,基本上反映了材料的地理来源。主成分分析结果显示,前两个主成分反映了10.95%的遗传变异,基于前两个主成分值的二维散点图可以将两个地区的材料基本区分开来。AMOVA分析显示,陕西大豆品种个体间的遗传变异占总变异的92.06%,地区间的遗传变异占总变异的7.94%,二者都达到了极显著水平。研究结果表明,陕西大豆资源存在丰富的遗传多样性,秦岭北品种遗传多样性较高,但秦岭南品种有着广泛的微小变异。     

不同类型油菜EST-SSR标记的通用性及其应用研究

以10个甘蓝型油菜、11个芥菜型油菜和7个白菜型油菜品种为材料,选用已报道的14对白菜EST-SSR引物和8对油菜EST-SSR引物,探索其在3种类型油菜中的通用性,并利用筛选出的在3类油菜中有通用性和多态性的EST-SSR标记对供试油菜品种进行聚类分析.结果表明:(1)选用的14对白菜EST-SSR引物和8对油菜EST-SSR引物,在供试的3种类型油菜中都有扩增,完全可用.(2)在白菜型、甘蓝型和芥菜型油菜品种中扩增显示出多态性的引物数分别为18、16 和14对,其中有10对引物在3种类型油菜品种间扩增产物具有多态性.(3)利用这10对扩增多态性EST-SSR引物对供试油菜品种聚类分析,结果显示,在遗传相似系数为0.67时,3种类型油菜品种分别独自聚为一大类,表明开发和建立不同类型油菜间可通用的EST-SSR标记是可行且有应用价值的.     

甘蓝型油菜MADS-box基因家族的鉴定与系统进化分析

MADS-box基因家族参与调控开花时间、花器官分化、根系生长、分生组织分化、子房和配子发育、果实膨大及衰老等植物生长发育的重要过程。基于甘蓝型油菜(Brassica napus)基因组测序数据,利用生物信息学方法对甘蓝型油菜MADS-box基因家族进行鉴定和注释及基因结构与系统进化分析。结果显示,在甘蓝型油菜中鉴定出307个MADS-box基因家族成员,根据进化关系可将其分为两大类型,I型(M-type)包含α、β、γ三个亚家族,II型(MIKC-type)包括MIKCC和MIKC*两个亚家族,MIKCC可进一步分为13个小类;甘蓝型油菜A基因组染色体上分布的MADS-box基因多于C基因组。在基因结构上,MIKC-type亚家族基因序列普遍比M-type长且含有较多的外显子;M-type亚家族蛋白序列中的motif数量为2–5个,MIKC-type亚家族蛋白序列中平均含有7个motif。拟南芥(Arabidopsis thaliana)与甘蓝型油菜MADS-box基因共线性分析结果显示,全基因组复制事件对MADS-box基因家族尤其是MIKC亚家族的扩张起重要作用;MIKC亚家族基因在进化过程中受到的选择压力约为M-type的2倍,这表明MIKC-type亚家族在进化过程中被选择性保留。     

芥菜型油菜黄化突变体叶片叶绿素合成代谢变化

以芥菜型油菜黄化突变体(L638-y)及其野生型(L638-g)为材料,测定了叶片叶绿素(Chl)、类胡萝卜素(Caro)、Chl合成代谢中间产物含量变化,及叶绿素分解代谢的关键酶叶绿素酶(Chlase)和叶绿素合成代谢相关的氨基乙酰脱氢酶(ALAD)、胆色素原脱氨酶(PBGD)、粪卟啉原Ⅲ氧化酶(CPOX)和原卟啉原Ⅸ氧化酶(PPOX)的活性变化,以揭示芥菜型油菜黄化突变体L638-y叶片缺绿的生化机制.结果显示:(1)从油菜苗期到现蕾期,L638-y叶片总Chl和Caro含量均显著低于L638-g,且Chl b含量降低程度大于Chl a,总Chl含量降低程度大于Caro;(2)L638-y叶片Chlase活性在3～5叶期显著低于L638-g, 其它各生长时期二者Chlase活性均无显著差异;(3)L638-y叶片叶绿素合成代谢中间产物氨基乙酰丙酸(ALA)、胆色素原(BPG)、尿卟啉原Ⅲ(Urogen Ⅲ)和粪卟啉原Ⅲ(Coprogen Ⅲ)含量均显著大于L638-g,而原卟啉Ⅸ(Proto Ⅸ)、镁原卟啉(Mg-Proto)、原脱植基叶绿素(Pchlide)的含量却显著低于L638-g;与L638-g相比,L638-y叶片ALAD活性无显著差异,BPGD活性显著增加,而COPX和PPOX活性却显著降低.研究表明,L638-y叶片叶绿素缺乏的主要原因是叶绿素合成代谢受阻,而并非其叶绿素降解所致,受阻位点在由Coprogen Ⅲ-Proto Ⅸ的反应.这是一种不同于前人报道的新型缺绿突变体.     

甘蓝型油菜新型不育材料Shaan—GMS的遗传研究

Shaan-GMS是1994年在一甘蓝型油菜材料中发现的天然雄性不育株,28个品种的142个高代自交系与Shaan-GMS测交F1代可育株与不育株呈1：1分离,利用史妹交、自交,回交等方法研究结果表明,该不育性状受一对核基因控制,不育对可育为显性,本研究还就其在轮回选择,杂交,回交,复交育种中利用潜力进行了讨论。     

一种花色突变雄性不育油菜的发现

在甘蓝型油菜杂交种C022(其母本为由3对基因控制育性的隐性细胞核雄性不育系9012A)不育株开放受粉的后代中,发现一种稀有的黄白双色嵌合花瓣的甘蓝型油菜突变体991S。其具有3个形态特征:(1)4片花瓣每片中央均为条带状黄色色斑,而两侧为白色,为嵌合双色花瓣;(2)4片花萼也可发生中间条带状白化;(3)目前只在不同群体的雄性不育株中出现,与同源的黄色花不育株形态相似,植株纤细矮小,花器也较小,花瓣较为平整,雌蕊弯曲,雄蕊退化,花药干缩。通过对其材料来源及后代花色表型分析,初步认为黄白双色性状由可局部表达的隐性白化基因控制。     

温度变化对油菜及其伴生杂草种苗生长和幼苗生理特性的影响

以目前大面积栽培的甘蓝型油菜(Brassica napus) ‘秦优10号’和其田间常见的8种杂草播娘蒿(Descurainia sophia)、泽漆(Euphorbia helioscopia)、野燕麦(Avena fatua)、棒头草(Polypogon fugax)、婆婆纳(Veronica didyma)、看麦娘(Alopecurus aequalis)、灰绿藜(Chenopodium glaucum)、反枝苋(Amaranthus retroflexus)为试验材料, 利用人工气候培养箱控温, 研究了10 ℃/5 ℃ (昼/夜)、18 ℃/10 ℃、25 ℃/20 ℃、35 ℃/30 ℃、40 ℃/35 ℃不同温度幅度处理对它们的发芽势、发芽率、幼苗形态及生理指标的影响, 旨在为预测气候变化环境下油菜田恶性靶标杂草的演替趋势提供参考依据。试验结果表明: 不同供试杂草对温度变化表现出明显的适应性差异, 看麦娘、灰绿藜和反枝苋的最适萌发温度偏高, 如反枝苋在高温处理(40 ℃/35 ℃)下种子的发芽率达到最高(91%); 而播娘蒿、泽漆、野燕麦、棒头草、婆婆纳种子的最适萌发温度主要集中于10-18 ℃范围内。进一步测试研究表明, 高温处理(40 ℃/35 ℃)下, 反枝苋幼苗生长旺盛, 体内丙二醛的积累也明显低于低温(10 ℃/5 ℃)处理, 可溶性糖和可溶性蛋白含量以及保护酶活性也较高, 表明反枝苋对高温胁迫有较好的适应性, 灰绿藜对高温的响应与反枝苋相似, 在高温气候年份, 要严防这2种草害加重; 而在低温处理(10 ℃/5 ℃)下, 野燕麦的种子萌发率达到100%, 其幼苗生长旺盛, 体内可溶性糖和可溶性蛋白含量及保护酶活性较高, 播娘蒿对低温胁迫的响应类似于野燕麦, 因此在寒冷年份需加强对野燕麦和播娘蒿草害的预防。供试油菜品种相对于所有供试杂草对温度变化的适应性更好, 其种子在不同温度处理下均保持较稳定的高发芽率, 且幼苗长势良好, 表明‘秦优10号’是一个对温度变化适应性很好的油菜品种。     

候选基因策略在植物遗传学中的应用

随着遗传学研究技术的快速发展和后基因组学时代的来临,候选基因的概念和研究方法越来越多地被人们所应用,成 为功能克隆、图位克隆、表型克隆、插入突变等方法之外的又一重要基因克隆策略。候选基因策略的基本原理和主要步骤,以 及其在植物遗传学中具有重要的应用实例。     

麦秸与稻秸浸提液对油菜及2种靶标杂草种苗生长影响的差异性研究

采用室内培养皿生物测定的方法,测试不同质量浓度（0、0.02、0.03、0.05、0.08、0.10 g·mL^-1）麦秸、稻秸浸提液对油菜及油菜田2种常见靶标杂草野燕麦（Avena fatua Linn）、播娘蒿 ［Descurainia sophia（L.）Schur］种子萌发及幼苗生长的影响。结果表明,在供试质量浓度下,麦秸与稻秸浸提液对3种受体材料种苗生长的影响存在显著差异,二者对油菜种苗生长安全的最高质量浓度分别为0.08 g·mL^-1和0.05 g·mL^-1,可以用来开发研制油菜田肥料;在对油菜安全的质量浓度下,麦秸浸提液对野燕麦种苗生长无抑制作用;而稻秸浸提液对野燕麦种苗生长的抑制作用明显,可以用来开发研制油菜田防除野燕麦的生物抑草肥;在油菜的安全的质量浓度下,麦秸、稻秸浸提液对播娘蒿种苗生长均有很强的抑制作用,且麦秸的抑制作用强于稻秸,具有开发研制油菜田治理播娘蒿的生物抑草肥料的应用前景。     

油菜黄化突变体蛋白质组分析：两种蛋白质提取方法比较

以芥菜型油菜黄化突变体L638-y及其野生型L638-g五叶期叶片为材料,用IEF/SDS-PAGE双向凝胶电泳技术对两种不同蛋白质提取方法(TCA/丙酮沉淀法和改进的PEG分级沉淀法)进行了比较,同时在IPG胶条pH范围及SDS-PAGE胶浓度选择上进行了探索与优化．结果表明,以pH 4～7 17 cm的线性IPG胶条进行IEF,11% SDS-PAGE进行第二向电泳,每350 μl体系上样量为180 μg,蛋白质可以得到较好的分离,2-DE图谱质量最佳．用改进的PEG分级沉淀法提取的突变体L638-y叶片总蛋白的2-DE图谱可清晰识别的蛋白质点数目为(1235 ± 6)个,比TCA/丙酮沉淀法多识别出330个蛋白质点;用该方法提取蛋白质时,在突变体L638-y与其野生型L638-g叶片总蛋白2-DE图谱上可识别出差异蛋白质点数目为190个,比用TCA/丙酮沉淀法提取蛋白质时多鉴别出100个差异蛋白质点．由此表明,研究芥菜型油菜黄化突变体L638-y叶片蛋白质组变化,采用改进的PEG分级沉淀法提取蛋白质更为简单有效．