含玉米pepc基因恢复系的MAS转育及其杂交稻的光合特性和杂种优势研究

用玉米pepc基因的特异性引物对转育pepc基因的后代材料进行分子标记辅助选育（MAS）,成功地培育出与轮回亲本蜀恢881遗传相似度达97.09%~99.03%的改良蜀恢881,用此改良恢复系与3个不育系冈46A、776A、2480A形成组合。结果表明,（1）自行设计的pepc基因特异性引物能对基因进行准确的筛选,而且玉     

把病虫害抗性基因累积到优良籼稻胞质雄不育恢复系Minghui63中

中国在过去20多年间种植比自交系高产20％的杂交水稻为粮食供给发挥了关键作用。现在在许多亚洲国家杂交稻取得了很大成功，并且，如果没育成杂交稻，还需增加大约600万公顷的额外生产。在恢复系中混入抗性基因，便可将它用来广泛地培育抗性水稻杂种。     

海岛棉 pepc 基因的克隆及序列和表达分析

磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(Phosphoenolpyruvate carboxylase)对植物生理功能行使重要的调节作用。本研究根据NCBI已公布的EST序列利用RACE和genome walking技术从海岛棉品种7124中克隆了一个新的pepc基因,命名为Gb.pepc3。该序列全长3259 bp,含有一个2910 bp的开放阅读框,编码969个氨基酸,推测分子量为110.7 kd,等电点为6.08 I。对Gb.pepc3蛋白的同源性比对和系统进化树分析显示,Gb.pepc3与已报道的其他植物的pepc相似性很高,属于C3型pepc。荧光定量PCR结果显示Gb.pepc3在棉花各组织中广泛存在,其中在胚中表达量最高,在纤维中表达量较低。在棉花发育各个阶段Gb.pepc3表达量不同,海岛棉在开花后15天Gb.pepc3表达量达到高峰期,而陆地棉开花后20天Gb.pepc3表达量达到高峰期。海岛棉和陆地棉间表达量差异明显。     

转ScMV-CP基因甘蔗的分子生物学分析与鉴定

采用改良的CTAB方法提取转基因甘蔗幼苗的基因组DNA,核酸蛋白测定仪分析及凝胶电泳结果表明,提取的DNA具有典型的DNA分子的标准紫外吸收光谱特点,DNA产量为45～60μg／100mg。同时根据质粒载体设计合成了2对引物,分别扩增新霉素磷酸转移酶(nptⅡ)基因和甘蔗花叶病毒外壳蛋白(ScMV-CP)基因。PCR检测结果表明,在53株待检测的样品中有24株同时含有这2种转基因成分,其中13株在Southern杂交中有杂交信号出现,其拷贝数为1～3个。     

转Cry2A基因抗虫甘蔗植株的培育

Bt基因具有广谱杀虫性,培育转基因抗虫品种为甘蔗病虫害防治提供了新思路。为了检验Cry2A基因对甘蔗螟虫的防治效果,本研究构建了由玉米Ubi启动子驱动的Cry2A基因高效植物表达载体Cry2A-3300,利用农杆菌介导技术,对甘蔗胚性愈伤组织材料进行遗传转化,经过筛选培养及再生培养共得到46株抗性植株。对抗性植株进行PCR扩增检测,15株呈阳性;进一步利用RT-PCR,表明外源基因Cry2A在转录水平上得到有效表达。室内抗虫鉴定的结果表明Cry2A基因可有效抑制害虫的生长,这将有利于后期进行田间防治。     

籼稻多蘖矮半矮秆基因的遗传分析和基因定位

对籼稻标记基因系材料多蘖矮的遗传分析表明, 其矮生性状是由2对隐性半矮秆基因控制的,分别为sd1和一个新的半矮秆基因,该基因初步定名为sdt3。以多蘖矮与南京6号杂交F₂的分离群体为基础,应用SSR标记进行连锁分析,将半矮秆基因sdt3定位于第11染色体的SSR标记SSR98和SSR35之间,分别相距0.06 cM、0.13 cM,二者之间的物理距离约为93kb。以南京6号为轮回亲本与多蘖矮进行回交和自交获得由半矮秆基因sdt3控制的近等基因系（新多蘖矮）,以赤霉素处理表明由sdt3控制的半矮秆系新多蘖矮对赤霉素不敏感。     

籼稻恢复系对褐飞虱和白背飞虱的抗性遗传分析

本研究以3个籼稻花培恢复系TE358、TE363、TE367和2个不育系Ⅱ32A、协青早A的杂交组合F1、F2群体、回交群体BC1F1为材料，在对褐飞虱和白背飞虱的抗性鉴定基础上，进行了抗性遗传联合分析。结果表明，供试籼稻恢复系对白背飞虱的抗性均受1对显性基因控制，对褐飞虱的抗性均受1对隐性基因控制，且二者独立遗传；为杂交水稻抗双     

甘蔗ScHAK11基因启动子的克隆与初步分析

钾转运体ScHAK11基因是甘蔗钾转运体基因家族的重要成员。本研究以甘蔗为材料,通过染色体步移方法对ScHAK11上游启动子片段(pScHAK11)进行克隆,获得ScHAK11起始密码子ATG上游启动子序列,序列长度为2 018 bp。序列分析表明,该序列包含多个真核生物启动子核心元件TATA-box、CAAT-box以及与逆境胁迫、光响应、激素诱导、分生组织和叶肉栅栏组织表达等顺式作用元件,推测pScHAK11启动子受到多种激素和逆境胁迫诱导表达,并通过分生组织和叶肉栅栏组织等顺式调控元件参与对甘蔗组织发育的调控。将p ScHAK11启动子序列与包含GUS基因的载体pBI121连接进行活性分析,发现pScHAK11启动子片段能驱动GUS基因在烟草茎和根中瞬时表达。荧光定量PCR结果表明,ScHAK11主要在甘蔗叶片和根系表达,且其表达受发育时期的影响,该结果与pScHAK11启动子驱动的GUS基因在烟草中的表达结果不一致,结果表明p Sc HAK11启动子是组织特异型启动子。本研究结果有助于深入了解ScHAK11基因表达调控的分子机制,为研究ScHAK11基因的转录调控机制奠定基础。     

转玉米C4型pepc水稻成熟胚为外植体的水稻悬浮细胞系的优化

为了研究外源玉米光合作用关键酶C4型磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(phosphoenolpyruvate carboxylase,PEPC)基因在C3植物水稻中提高光合效率的分子机理,本研究以高表达玉米C4型pepc水稻(PC)和未转基因野生型Kitaake (WT)为材料,探索高效且稳定水稻悬浮细胞系建立的方法.结果表明:PC成熟胚愈伤组织的诱导培养基中添加2 mg/L2,4-D和1 mg/L 6-BA,可出诱导出高频的愈伤组织;再通过3次继代培养(2～0.5 mg/L 2,4-D,2～0.2 mg/L 6-BA,1 mg/L ABA),逐步降低2,4-D和6-BA的浓度,可获得了疏松、颗粒状且分散的愈伤组织块;然后转接到水稻悬浮细胞液体培养基中(0.5 mg/L2,4-D,0.2 mg/L 6-BA和1 mg/LABA),在28℃下培养,新原液的比例为3∶1,经42 d,可建立稳定且高效的供试水稻悬浮细胞系.     

高粱C_4型pepc基因转入大豆可改善大豆光合特性

改善作物的光合性能能够有效突破作物的产量潜力,目前国内关于转高粱C4型pepc基因大豆的研究尚未见报道。本研究以东北地区主栽大豆品种‘黑农41’为材料,通过农杆菌介导法将高粱C4型全长pepc基因转入‘黑农41’,获得了转基因植株。通过对转基因植株T0代和T1代进行了分子生物学检测、农艺性状调查和生理指标检测,结果表明目的基因已整合到大豆基因组中,T0代和T1代植株的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率均有不同程度的提高,而胞间CO2浓度降低,其中T0代和T1代植株的净光合速率分别比对照提高了37.4%和20.7%,在T1代净光合速率增幅最大的T1-3-3,单株产量增加也最多,说明pepc基因的导入改善了转基因植株的光合特性,进而使转基因大豆产量提高。本研究可为高光效转基因大豆新品种的选育提供重要素材。     

118份甘蔗种质资源遗传多样性的AFLP分析

采用AFLP标记技术,对来自中国、澳大利亚、美国、菲律宾、巴西和法国的118份甘蔗种质进行遗传多样性分析。采用10对引物组合共扩增出1310条谱带,其中多态性条带为1195条,多态性条带比率为91.2%。118份种质间的相似性系数在0.583~0.929之间,平均为0.750,多态信息量为0.2332,每个位点的有效等位基因数为1.3789。结果显示在相似性系数0.69处切割时,可划分为2个类群,第I类群包括粤糖00-236、云蔗04-622和SP80-1816;第II类群有115份种质,在相似性系数0.74处切割时,可将第II类群划分为5个亚群。各国甘蔗种质亲缘关系较近,其中美国种质遗传多样性相对较丰富。     

甘蔗中一个NBS-LRR类基因的全长克隆与表达分析

采用RACE技术, 从甘蔗高抗黑穗病品种NCo376中克隆了一个NBS-LRR类基因的cDNA全长序列, 命名为SNLR。生物信息学分析显示, 甘蔗SNLR基因的cDNA全长为2 985 bp (Accession No. EF155654), 包括一个2 661 bp的完整开放读码框以及一个典型的29 bp poly-A。同时, 还具有NBS-LRR类抗病基因的所有保守结构域, 包括4个NBS区域保守结构域和6个潜在LRR结构域;蛋白疏水性分析和二级、三级结构分析表明, 该基因编码的蛋白质为弱碱性蛋白, pI为7.76, 无明显的疏水结构域, 以卷曲结构和螺旋结构为骨架, 三级结构未见明显的跨膜信号蛋白区。定量PCR分析表明, 甘蔗SNLR基因的表达受到黑穗病菌、水杨酸和过氧化氢的影响, 分别表现出“抑-扬”、“全程抑制”和“扬-抑”的表达模式, 也具有抗病基因组成型和组织特异性表达的特点。推测甘蔗SNLR基因可能为抗病相关基因。     

崖城系列甘蔗亲本遗传多样性的AFLP标记分析

采用15对多态性较好的AFLP引物对52份崖城系列甘蔗亲本品系的遗传多样性进行分析,结果表明,每对引物的多态性位点平均为61.40,多态性位点率为77.30%.52份材料的遗传相似系数在0.483 2～0.961 4之间,平均为0.680 6,遗传多样性属中等水平.来自同一组合"CP72-1210×崖城82-108"品系的遗传相似性系数很高,在0.783 6～0.839 8范围内,平均是0.811 7.以遗传相似系数阈值约为0.670 0划分,聚类分析把52份材料分为5大类,系谱记录中亲缘关系密切的品系,大多数都能归为同一类.不同年代品系的遗传多样性指数差异明显,最高是20世纪90年代,为0.315 5,最低是20世纪的50～70年代,为0.265 4;来自相一组合的后代品系遗传多样性指数较低.建议在亲本创新过程中,同一亲本不宜过多重复使用.     

穞稻与粳稻恢复系C堡籽粒灌浆速率的特征及遗传分析

穞稻是一种分蘖力强、灌浆期短的较原始的亚洲栽培稻粳稻类型。大穗型杂交粳稻F₁单株有效穗数偏少、部分籽粒充实度欠佳,为克服该缺点,本研究调查了穞稻(P₁)与粳稻恢复系C堡(P₂)及其正反交F₁、B₁、B₂和F₂ 6个世代各6个灌浆时段的灌浆速率,并运用世代平均数分析方法和主基因+多基因混合遗传模型6个世代联合分析的方法,对平均灌浆速率进行了遗传分析。结果表明: (1)以正反交没有发现平均灌浆速率的细胞质效应。(2)P₁、P₂及其F₁灌浆速率最大的时段都是开花后8~14 d。(3)穞稻全灌浆期28 d,比C堡短14 d;平均灌浆速率比C堡快50%。(4)世代平均数分析显示平均灌浆速率遗传符合加性-显性-上位性模型。主基因+多基因混合遗传模型分析显示平均灌浆速率受2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性-上位性多基因共同控制,以主基因遗传为主。     

黔蔗自育及引进品种的遗传基础分析

分析了黔蔗系列品种的细胞质源、基础种质和亲缘系数.结果表明:黔蔗系列品种的细胞质源主要是路打士、春尼、班扎马新黑潭和中国种(不祥);遗传组成源主要由甘蔗属的1 1个热带种、2个印度种、2个割手密种和2个中国种共17个原种构成;亲缘关系中,与热带种的亲缘系数为51.65％～68.75％,与割手密的亲缘系数为9.375％～...     

云南地方老品种水稻中恢复基因位点遗传差异分析

目前生产上使用的水稻恢复系之间的遗传基础过于狭窄,应积极开发水稻新恢复系的选育工作。云南地理气候条件特殊,地方老品种资源丰富,是筛选新恢复系的理想材料。以61份云南地方老品种水稻资源为父本,通过测交筛选到6份可以恢复野败型不育系的品种。再利用5对特异引物,对这6份恢复材料和7份恢复系的恢复基因位点遗传差异进行分析。结果表明：5对特异引物对6份恢复材料的扩增结果各不一样,而与对照恢复系仅有2.8 kb的一条扩增带型一致。说明云南地方老品种水稻中蕴藏的恢复基因与目前生产上应用的恢复基因的亲缘关系较远。从云南地方老品种水稻中发掘利用新型恢复基因和资源,是突破水稻恢复基因遗传基础狭窄、筛选新质源恢复系的一种有效策略。     

水稻新质源(CMS-FA)雄性不育恢复基因的遗传研究

发掘水稻新型雄性不育细胞质源CMS-FA,育成系列优质米不育系和系列新质源恢复系,组配成强优势杂交稻组合的基础上研究新质源雄性不育恢复系的恢复基因遗传。采用新质源(CMS-FA)不育系金农1A与恢复系金恢3号杂交获得杂交F₁代种子,种植F₁代,收获自交F₂代种子。用F₁分别与不育系或保持系回交,获得(不育系//不育系/恢复系和不育系/恢复系//保持系)2个测交群体。同时种植P₁、P₂、F₁、F₂、B₁F₁和B₂F₁等群体,考察花粉染色率、套袋结实率和自然结实率,卡平方测验遗传分离适合度。结果表明,不育系与恢复系杂交F₁代正常可育,育性恢复(可育)基因为显性遗传。F₂代分离出可育︰不育适合3︰1,育性恢复(可育)基因为1对显性基因控制。B₁F₁和B₂F₁代2个测交群体的可育︰不育都适合1︰1分离规律,验证了F₂代育性恢复(可育)单基因的遗传模式。暂时确定新质源(CMS-FA)核质互作三系的基因型为不育系S(SS)、保持系F(SS)和恢复系S(FF)。