高粱株型表型性状精准鉴定及综合评价

以高粱株型性状为研究对象,对株高、茎粗和叶片相关性状等9个指标进行精准鉴定,利用变异系数、相关性分析、聚类分析、主成分分析和隶属函数F值评价法对371份国内高粱种质资源进行精准鉴定与综合评价。结果表明:两年两点表型性状的平均变异系数范围为10.14%~39.37%,遗传多样性指数范围为1.94~2.14,种质资源变异种类丰富,节数、倒二叶角、倒三叶角和茎粗容易受到环境条件的影响。聚类分析将高粱种质资源分为三大类,第Ⅰ类为中秆平展型和中秆紧凑型植株,第Ⅱ类群为高秆平展型植株,第Ⅲ类群为矮秆紧凑型植株。通过主成分分析将9个性状分为4个主成分,第1主成分主要是茎粗、倒二叶宽、倒三叶宽和节数,贡献率为36.424%,第2主成分主要是株高、倒三叶长和倒二叶长,贡献率为24.786%,第3主成分主要是倒三叶角,贡献率为11.765%,第4主成分主要是倒二叶角,贡献率为11.132%。逐步回归分析法确定了株高、节数、茎粗、倒二叶角可以作为株型鉴定的主要性状。利用隶属函数综合评价法结合育种目标筛选出103、京选1号、44F、714R等30个优异种质资源。通过不同高粱品种类别间性状比较发现,改良种中的矮化、紧凑、抗倒伏趋势明显,更加符合现代化的生产要求。     

植物双元表达载体pCRI1210的构建及其功能验证

pBI121是转基因研究中的常用载体,但是其多克隆位点相对较少,所携带的GUS基因检测较为复杂。为了增加其多克隆位点,增强其表达效率,简化其检测方法,本研究在pBI121载体的基础上,在其骨架中插入含有CaMV35S启动子、棉花β-tubulin基因内含子和CaMV 35S polyA终止子的干涉表达框,该表达框含有GFP报告基因。通过验证,所插入的干涉表达框能够正常表达插入的外源基因,且GFP基因可以正常表达。该载体被命名为pCRI1210,它是一种双元植物表达载体,既可以用来当作表达载体,又可以用作干涉载体。本研究为转基因研究提供了一种非常实用的工具。     

四倍体高粱与约翰逊草间的亲缘关系分析

本研究以四倍体高粱与约翰逊草为材料,利用SSR分子标记和细胞遗传学方法分析了高粱与约翰逊草间的亲缘关系,SSR分析结果表明,高粱与约翰逊草的遗传背景差异较大,SSR差异位点和相似位点在连锁群上的分布具不平衡性;按照差异引物出现频率高低,将连锁群分为两类：高度差异区和低度差异区。细胞学分析结果表明：（1）双亲及杂交种都是不规则的四倍体遗传群体。（2）花粉母细胞减数分裂中期I,双亲及杂交种染色体配对以二价体和四价体为主,杂交种平均每个细胞二价体数为17．00,四倍体高粱为15．23、约翰逊草为15．83,四价体数分别为0．95,2．15和1．60个。但杂交种减数分裂过程中也出现一定数量的单价体,减数分裂会形成一定比例的非整倍配子。SSR检测结果与细胞学分析结果具有一致性,约翰逊草与高粱的染色体组间存在一定程度的同源性。二者杂交不能形成稳定遗传的双二倍体。