微波和超声两种技术提取大豆低聚糖的效果

以大豆品种合丰23为材料,用高效液相色谱(HPLC)检测微波和超声两种技术提取的大豆低聚糖(水苏糖、绵子糖和蔗糖)的效果,旨在筛选和建立大豆低聚糖的最佳检测方法,为大豆低聚糖的含量检测提供依据.用水苏糖、绵子糖和蔗糖的标准品对12种流动相和3种检测温度进行比较分析,筛选出高效液相色谱(HPLC)的最佳检测条件(乙腈:水=60:40,温度35℃).微波法提取大豆低聚糖,采用正交试验,选取4因素3水平按正交表L9(34)进行试验,结果表明:佳提取条件为70%乙醇溶液,1:10溶解,高火,2 min.超声法提取大豆低聚糖,选取4因素4水平按正交表L16(44)进行试验,选出最佳条件,在此基础上选择4个料液比例进行单因素试验,结果表明:超声法的最佳提取条件为75%乙醇溶液,1:10溶解,40 KHz,60℃,超声1.5 h.在最佳提取条件下,微波技术和超声技术提取低聚糖的总糖浓度分别为11.48%和7.70%,表明微波技术比超声技术提取大豆低聚糖的效率高、效果好,且节省有机溶剂、方法简单.建立了基于微波提取的HPLC法对大豆低聚糖含量的高效检测方法,为开展大豆种质资源筛选和大豆育种提供了技术支撑.     

一种大豆SNP分型新方法

单核苷酸多态性(SNP)在大豆基因组中分布广泛,SNP分型是大豆SNP遗传作图,关联分析、分子标记辅助选择等研究的重要技术.本文以Rhg4基因开发的5个SNP为例,介绍了一种大豆SNP分型的新方法-片段长度差异等位基因特异性PCR(FLDAS-PCR).采用AS-PCR原理,针对某个SNP位点设计2条相差4-5bp的特异引物和1个公用引物,PCR产物约100bp或150bp,2种等位基因型PCR产物相差4-5bp,在2个特异引物3'端第3和4碱基位置分别人为引入错配碱基来提高PCR特异性,通过6%变性聚丙烯酰胺凝胶电泳可将纯合和杂合基因型检测出来.探讨了特异引物浓度和退火温度对Rhg4-1592扩增效果的影响,研究表明,可通过调整特异引物浓度和退火温度优化扩增效果.FLDAS-PCR对18份种质分型结果与PCR产物克隆测序法一致,表明本研究建立的FLDAS-PCR法是一种简便、快捷、新型的大豆SNP分型方法.     

日本大豆种质十胜长叶对我国大豆育成品种的遗传贡献分析

日本大豆品种十胜长叶是引进种质在我国大豆育种中利用最多的品种之一.对2005年以前利用十胜长叶育成的195个大豆品种进行了系谱分析,旨在明确十胜长叶对各育成品种的遗传贡献率,总结其利用方式,为国外种质的利用提供依据.通过分析发现,利用十胜长叶衍生育成的品种分布在吉林、黑龙江、辽宁、北京4个省市,它所衍生的品种数分别为96个、89个、8个和2个;平均遗传贡献率分别为13.04%、14.99%、20.31%和7.81%.其中92.2%的品种是由杂交育成的.十胜长叶对这些品种的遗传贡献率范围为0.78%～50.00%,以遗传贡献率为12.50%、6.25%和25%的衍生品种数较多,占衍生品种总数的77.3%,说明十胜长叶的利用以至少三交效果比较好,通过复交有利于聚合国内外品种的优良特性.十胜长叶在我国大豆育种中的成功利用说明,通过与当地品种杂交选育创造优良中间材料是利用国外引进种质改良我国大豆品种的有效育种途径.     

用于SSR分析的大豆DNA的快速提取

描述了一种可从大豆种子及叶片中快速提取DNA的方法，既节省时间，又可获得供上百次PCR扩增使用的DNA，并通过实验证明该方法获得的DNA可用于大豆SSR分析。     

大豆成株期抗旱性鉴定评价方法研究

以我国不同地区育成的77个大豆品种(系)为供试材料、以晋豆21为对照, 在年降雨量不足40 mm的甘肃敦煌市, 设干旱胁迫和正常灌水2个处理, 考察与产量相关的8个农艺性状, 应用简单相关、等级相关等统计学方法, 筛选优异的抗旱种质资源, 旨在明确大豆成株期抗旱性鉴定指标和评价方法。9种抗旱性评价方法比较结果表明, 基于抗旱系数法、伤害指数和敏感指数对供试材料的抗旱性评价结果完全一致, 基于生物产量、单株粒数和单株荚数的综合评价方法与基于产量的直接评价方法比并无优势。经典的抗旱系数法适宜于筛选抗旱资源, 但不一定能筛选出正常条件下的丰产资源, 而本文提出的改进抗旱指数法可筛选到抗旱性和丰产性兼备的品种, 为抗旱育种和生产应用服务;通过划分不同品种熟期组, 筛选到不同熟期类型的抗旱、丰产品种。本研究为制订“大豆抗旱性鉴定评价技术规范”提供了理论依据, 对大豆资源的抗旱性鉴定和抗旱性育种具有重要的意义。     

大豆质核互作雄性不育系核不育基因的遗传分析

 通过对质供体ZD8319,核供体SG01、JX03和PI004以及由它们产生的F#-1、BC#-1、BC#-2、BC#-3、BC#-4和BC#-5的花粉镜检和田间育性观察表明,质供体与核供体以及核供体之间在育性上存在明显的差异。核供体SG01和JX03的遗传方式相似,SG01与ZD8319杂交,其F#-1自交结实率为0,JX03与ZD8319杂交,其F#-1代出现高度不育群体,植株很难自交结实,结实率仅为0.86粒/株。核供体PI004的F#-1不育度较低,部分节位上长出不育肉夹,部分节位上结实正常,自交结实率约为15粒/株。回交各世代的育性表现也不同。SG01和JX03的BC#-1、BC#-2、BC#-3、BC#-4和BC#-5的不育度与F#-1基本相似,通过回交很难提高其不育率;而PI004的各回交世代的不育度与F#-1相比,花粉不育率得到较大幅度的提高,从68%到98%。统计分析结果表明,SG01和JX03的核不育基因是主基因,分别为完全显性和不完全显性遗传,该组合后代的育性受一对基因控制。而PI004的核不育基因具有数量性,是微效多基因 ,不育性受约6对基因控制。     

大豆耐盐基因的PCR标记

 以大豆耐盐品种和盐敏感品种及“耐盐品种×盐敏感品种”组合的F2群体为试验材料,筛选和鉴定与大豆耐盐性基因紧密连锁的PCR标记,旨在建立快速准确的大豆耐盐性鉴定方法。利用BSA法,对耐(敏)盐品种池和一个组合F2的耐(敏)盐池进行了鉴定,获得一个共显性标记。经F2分析,在盐敏感个体中仅扩增出约600bp的特异片段;在耐盐性个体中扩增出约700bp的特异片段或2个特异片段(700bp/600bp),经过连锁值测定,表明该标记与大豆耐盐基因位点紧密连锁。此外,该标记在其它2个组合F2群体及12个耐盐品种和13个盐敏感品种中得到验证,表明此标记可用于大豆耐盐种质鉴定及大豆耐盐遗传育种的分子标记辅助选择,使大豆耐盐性室内鉴定成为可能。为此,大豆耐盐性基因的分子标记及其获得方法和应用已申请了中华人民共和国发明专利。     

中国栽培大豆(Glycine max (L.) Merr.)微核心种质的群体结构与遗传多样性

【目的】评价中国栽培大豆微核心种质的群体结构和遗传多样性水平,为拓宽大豆遗传基础、发掘优异基因、改良大豆品种提供理论依据。【方法】利用大豆20个连锁群上的100个SSR位点,对来自全国28个省补充完善的248份栽培大豆微核心种质进行SSR遗传多样性及群体结构分析;采用PowerMarker Version 3.25软件统计等位变异数、平均等位变异数、多态性信息量(PIC值)及亚群特有等位变异数等参数;基于遗传距离建立了栽培大豆微核心种质的无根Neighbor-Joining树;用Structure2.2软件对微核心种质的群体结构进行评价。【结果】100个SSR位点在248份材料中共检测出等位变异1460个,每个位点变异范围为2—33个,平均为14.6个,每个位点PIC值变异范围为0.158—0.932,平均为0.743。基于模型的群体结构分析显示,依据LnP(D)无法判断最佳K值(群组数),但通过计算系数ΔK发现,K=3为微核心种质的最佳群体结构。结合种质的生态类型及品种类型分析发现,地理来源相同的种质具有聚在一起的倾向,但来源相同的种质也有分在不同组的情况。不同生态类型及品种类型间均存在较多的互补等位变异和特有等位变异。【结论】中国栽培大豆微核心种质具有丰富的遗传多样性,可以用来拓宽大豆品种遗传基础;不同生态类型及品种类型间存在较多的互补及特有等位变异,是种质创新及品种改良的物质基础;栽培大豆微核心种质存在明显的群体结构,为微核心种质在育种中的直接或间接利用提供了理论依据。     

利用BSA法发掘野生大豆种子硬实性相关QTL

【目的】野生大豆的硬实性是大豆遗传改良利用中的重要限制因素。利用BSA法发掘与大豆种子硬实性相关的QTL,为野生大豆在大豆遗传改良中的合理利用奠定基础。【方法】利用栽培大豆中黄39与野生大豆NY27-38杂交构建F₂和F₇分离群体,从每个单株选取整齐一致的种子,取30粒种子置于铺有一层滤纸的培养皿中,加入30 mL蒸馏水,25℃培养箱中暗处理4 h,设3次重复,分别统计每个培养皿中正常吸胀和硬实种子数。在F₂群体中,选取22个正常吸胀单株（吸胀率＞90%）和16个硬实单株（吸胀率＜10%）;在F₇群体中,选取20个完全吸胀单株（吸胀率=100%）和20个完全硬实单株（吸胀率=0%）,单株DNA等量混合,分别构建2个吸胀和2个硬实DNA池。利用259对在亲本间有多态性的SSR标记对吸胀和硬实DNA池进行检测,筛选在吸胀和硬实DNA池间表现多态性的SSR标记;用192个SSR标记检测F₇分离群体,构建遗传图谱,利用复合区间作图法定位大豆硬实相关QTL。【结果】利用F₂个体构建的吸胀和硬实DNA池,在第2染色体16.3 Mb区间和第6染色体23.4 Mb区间分别检测到10个和8个在两池间有差异的SSR标记。利用这些标记检测F₂群体,将第2染色体的QTL定位于Satt274与Sat_198间的276.0 kb区间,该区间包括已克隆的大豆硬实基因GmHs1-1,解释17.2%的表型变异。第6染色体的QTL位于标记BARCSOYSSR_06_0993与BARCSOYSSR_06_1068间,可解释17.8%的表型变异。利用F₇株系构建的吸胀和硬实DNA池,在第2（27.4 Mb区间）、6（27.8 Mb 区间）和3染色体（18.2 Mb区间）分别检测到11个、9个和4个在两池间有多态性的SSR标记。利用F₇群体构建包括192个SSR标记、覆盖2 390.2 cM的遗传图谱,共检测到3个硬实相关QTL,其中第2染色体定位到的QTL位于标记Satt274与Sat_198间,可解释23.3%的遗传变异。第6染色体定位到的QTL位于标记Sat_402与Satt557之间,可解释20.4%的表型变异。在第3染色体标记Sat_266与Sat_236间发现一个可以解释4.9%表型变异的QTL,与BSA法检测的结果相符。【结论】利用BSA法可以检测到传统遗传作图定位的所有与硬实性相关的QTL,证明BSA法发掘大豆种子硬实性主要QTL的高效性。     

大豆G位点近等基因系叶片类囊体蛋白质组比较分析

类囊体是光合作用和电子传递关键载体,是叶绿体核心组分,在植物亚细胞器蛋白质组研究中尤为重要。为了探究大豆叶片类囊体的蛋白质组,以1对遗传背景相似度为97.6%的大豆种皮颜色G位点近等基因系（NIL-G和NIL-Y）为材料,利用SDS-PAGE与分级质谱相结合的方法对大豆叶片类囊体蛋白进行分析。结果表明,在NIL-G和NIL-Y中鉴定到的总蛋白分别为2 170种和1 730种,特异蛋白分别为1 140种和700种,总蛋白和特异蛋白数量在NIL-G中均高于NIL-Y。特异蛋白的GO注释及KEGG通路分析表明,尽管这对近等基因系遗传背景相似度很高,但其叶片类囊体蛋白在生物途径、细胞组分和分子功能方面均存在差异。