杜金昆[1]2004年在《小麦ISSR标记遗传差异及赤霉素代谢调控与杂种优势机理》文中研究说明本研究利用ISSR分子标记方法，研究了普通小麦、斯卑尔脱小麦、密穗小麦以及轮回选择后代之间的遗传差异，分析了遗传差异与杂种优势之间的关系，探索扩大杂交小麦育种亲本遗传基础和构建种(亚种)间小麦杂种优势群的途径，以提高杂交小麦的杂种优势潜力。在此基础上，选用普通小麦与诱变的早熟斯卑尔脱小麦种间杂交种，深入研究杂种与亲本的分蘖节激素含量差异与分蘖数杂种优势的关系，分析赤霉素代谢关键酶GA20-氧化酶基因在杂交种与亲本之间的时空表达变化特点，同时对玉米的杂种与亲本内源激素含量差异以及玉米GA20-氧化酶基因进行系统研究，以期为揭示激素，特别是赤霉素代谢调控与杂种优势表现的关系提供有价值的信息。主要研究结果如下： 1) ISSR分子标记研究显示，斯卑尔脱小麦和密穗小麦群体中存在较大的遗传变异，而且与普通小麦之间有较大的遗传差异，另外，以外源小麦为主的(北方冬麦区以外)轮回选择后代材料与普通小麦间也具有较大的遗传差异。据此，我们初步提出可以利用上述材料来丰富杂交小麦亲本的遗传基础，扩大亲本之间的遗传差异，并可望进一步提高小麦杂种优势潜力； 2) 田间杂种优势测定结果表明，不同杂种优势群之间组配的杂种F1杂种优势显着，但相关分析结果显示，仅有普通小麦与密穗小麦之间的杂交F1株高杂种优势与ISSR标记遗传距离呈极显着相关，其余性状相关均不显着，说明利用ISSR分子标记遗传差异不能准确预测小麦杂种优势，但根据ISSR分子标记可以帮助划分小麦杂种优势群，并初步提出构建普通小麦、斯卑尔脱小麦、密穗小麦和轮回选择后代4大类群； 3) 以普通小麦与斯卑尔脱小麦早熟诱变系种间杂交种与亲本为材料，对其分蘖与分蘖节内源激素含量的关系进行了研究。结果表明，分蘖盛期分蘖节中玉米素核苷ZR的含量与同时期的分蘖数呈显着正相关，ZR和IAA含量杂种优势与分蘖盛期分蘖数杂种优势也呈显着正相关。 4) 采用RT-PCR方法，克隆了小麦GA 20-氧化酶基因，研究该基因在品种间杂种与亲本种子发育中表达情况。结果发现，GA20-氧化酶基因在正反杂交当代种子的表达量高于亲本白交种子，这与GA含量杂种优势相一致，说明GA 20-氧化酶基因可能是导致杂交和自交当代种子中GA含量差异的关键。研究还发现，在种间杂种及其亲本中，GA 20-氧化酶基因在拔节期的茎和未展开叶片中表达模式为杂种增强；在分蘖盛期的根系和叶片中表现偏高亲表达；在孕穗期的幼穗中表现杂种减弱，穗下第一节间亲本与杂种的表达量一致； 5) 以玉米为研究材料，探讨了外源喷施GA对玉米株高以及内源激素含量的影响以及自交系与杂种对外源GA的响应程度。结果表明，外源喷施GA明显增加玉米株高每日生长量，而且内源GA的含最急剧增加，而其它内源激素的含量没有明显变化；另外还发现，与杂交种相比自交系亲本对外源喷施GA的敏感程度更高。我们还首次克隆了玉米GA20-氧化酶基因，并查明了其在玉米杂交种与自交系之间的表达情况。RT-PCR结果显示，该基因在苗期根、茎、未展开叶、以及发育中的雌穗、胚等器官中为杂种增强表达，而在成熟雄穗中则表现杂种减弱。另外，外源GA处理4小时后，两个亲本GA 20-氧化酶基因的转录水平有所提高，而杂种则迅速减弱； 此外，本文通过种间杂种与亲本间GA含量差异以及GA20-氧化酶基因在杂种与亲本间的差异表达对杂种优势形成的激素基础进行了讨论。
郭瑞星[2]2005年在《小麦新型光温敏不育系337S的遗传特性及不育基因的定位研究》文中研究说明植物雄性不育现象的发现和利用给作物遗传育种带来了深刻影响，质核互作雄性不育“叁系”、光温敏隐性核不育“两系”的成功利用使水稻杂种优势育种出现了两次飞跃。继杂交水稻之后，油菜、玉米、棉花等作物杂种优势利用也相继取得重大突破而大面积用于生产。作为重要粮食作物的小麦虽然在杂种优势利用研究上有所进展但仍未能大面积推广应用。自1951年Kihara利用种属间核置换方法获得具卵形山羊草(Aegilops ovata)细胞质小麦雄性不育系以来，已先后育成和发现了T型、K型、V型、D型、A型、P型、单型等多种CMS不育系，但均不同程度的存在异源细胞质负效应、育性恢复困难等严重缺陷。小麦光温敏雄性不育系是小麦“两系法”杂种优势利用途径的基础，国内外对此都很重视，已先后选育出了长日光敏不育、长日高温敏感不育、短日低温敏感以及温度敏感不育等多种类型的小麦光温敏雄性不育系，然大多存在育性不稳定，且对温、光生态环境要求严格，难以在广大冬麦区安全制种之问题。337S是迄今为止所发现的唯一对短日低温、长日高温均敏感不育的新型光温敏小麦雄性不育系，该不育系选自地理远缘普通小麦杂种后代，育性较稳定，制种区域广，大多数品种(系)均能恢复其育性，2001年5月通过了湖北省科学技术厅的现场鉴定。本研究对337S的育性表现特点、育性遗传控制机制、杂种优势潜力进行了分析，对其长日高温不育基因进行了定位，主要结果如下： 1、337S的育性表现特点 4年18个播期的分期播种试验结果表明，武汉地区9月30日之前播种、11月29日后播种均表现高度不育，不育度达到国家规定之标准；相比其它小麦光温敏不育系，337S有两个可供选择的制种时区，制种空间相对较大；在10月下旬至11月上中旬播种表现部分可育，基本达到不育系自繁之标准，相比其它小麦光温敏不育系，不育系自繁空间小些。 2、337S的不育性的遗传 2001-2003年通过试验分析337S与7个普通小麦品种组配的7个正反交F_1代以及7个正交组合的F_1、F_2代分别在短日低温、长日高温两种温光环境下的单株主穗套袋自交的育性表现，已经初步明确了337S的短日低温不育性和长日高温不育性的遗传控制机制。337S的不育性由核内隐性主效基因控制，一般普通小麦品种均能恢复其育性并正常结实；在两种温光条件下337S具有完全不同的遗传调控机制，在长日高温条件下，正反交F_1代均表现育性正常，而F_2代则出现15:1的育性分离；短
陶兴林[3]2017年在《花椰菜温敏雄性不育系的育性转换机理及分子标记研究》文中认为花椰菜是十字花科芸薹属甘蓝种中的一个变种,以花球为食用器官,花球营养丰富,被公认为是最有营养的作物之一,特别是钙,抗氧化剂,维生素A、维生素K、胡萝卜素、核黄素及铁的含量很丰富。此外,还含有多种吲哚衍生物,具有抗癌作用。近年来栽培面积迅速扩大,据联合国粮食与农业组织(FAO)统计,2014年全世界花椰菜种植面积达1165737 hm~2,我国种植面积占到了41.0%,达478252 hm~2,已成为世界第一花椰菜生产和消费国。由于花椰菜为异花授粉的十字花科植物,具有很强的杂种优势,而雄性不育是杂种优势体现的主要途径。因此,为探讨花椰菜温敏雄性不育发生的机理,加快其利用进程,采用形态学、遗传学、细胞遗传及分子标记等方法,分别从不育的特征、育性转换特点、遗传规律、生理生化特性和细胞学特征方面进行了研究,获得以下结果:(1)为了促进花椰菜“两系法”杂交育种的利用,温敏雄性不育突变体2004-A19经过连续多年自交和田间优异性状选择,选育出了花椰菜温敏雄性不育系“GS-19”。该不育系植株长势中等,叶色灰绿,株高62 cm,株幅64 cm,叶数21片,花球扁圆、白色、中紧,单球重0.8-1.0 kg,抗病性强。(2)为了明确GS-19育性转换过程中形态特征差异,采用游标卡尺测量和扫描电镜的方法进行比较分析,发现不育和可育株的花器及花药发育上存在明显差异。在花的结构组成上,除雄蕊数目没有明显差异外,不育株的花蕾长、花蕾宽、花冠开度、花丝长、花丝和花药总长及花柱长都显着小于可育株。不育株花期看不到雄蕊,雄蕊萎缩在基部,不产生花粉,只有柱头明显外露,而可育株的雄蕊与雌蕊高度一致,能产生大量花粉。此外,扫描电镜观测发现不育株花药发育初期的花药壁出现轻微萎缩现象,表面变得粗糙,横切面中空明显,随着花药的进一步发育,不育株花药变成干瘪状,明显萎缩,只剩下开裂的花药壁,无花粉粒。可育株花药发育正常,外壁饱满光滑,内部被小孢子填充,小孢子进一步发育可以形成成熟花粉粒,花粉粒呈椭圆形,表面光滑,饱满。(3)为了找到与GS-19育性转换有关的环境因子,通过日光温室的周年播种,自助式温度计记录温度,育性统计分析发现日光温室的日平均温度变化与GS-19的育性转换密切相关。GS-19的花期在2月10日到11月31日。2月10日到3月22日,日平均温度变化范围为5.81-15.28℃,GS-19育性正常,可育率达到100%。3月23日到5月21日,日平均温度变化范围为6.75-21.24℃,表现为部分可育,育性变化范围为2%-98%。5月22日到10月6日,日平均温度变化范围为13.38-25.50℃,完全不育。10月7日到10月21日,日平均温度变化范围为8.62-16.34℃,表现为部分可育,可育率为3%-86%。10月22日到11月31日,日平均温度变化范围为4.59-17.86℃,育性恢复正常。对照材料祁连白雪始终表现为育性正常。由此说明,育性转换只与温度有关,与光周期无关,属于温敏型雄性不育,育性转换温度临界点为17.6℃,日平均温度低于16℃,育性恢复,高于17.6℃,表现为不育。(4)为了阐明GS-19的遗传特性,通过对GS-19杂交F1和F2的花期育性统计分析,发现F1的育性完全正常,F2的可育与不育的分离比例为2.8-2.9︰1,卡方测验结果为x~2=1.4168,小于x~2=3.84,表明实际观察次数和理论次数差异不显着,认为可育与不育比例符合孟德尔的遗传定律3:1的分离比例规律。结果表明温敏雄性不育性是由一对隐性细胞核基因所控制,其作用不受细胞质类型的影响。(5)为了明确内源激素与GS-19的育性转换关系,采用高效液相色谱方法,研究了GS-19花蕾不同发育时期和叶片中内源激素含量的变化,发现在GS-19花蕾和叶片发育过程中,不育和可育株内源激素GA、IAA、ABA和ZR的变化均存在明显差异。不育株花蕾中的GA和ABA含量总体呈上升趋势,GA含量在造孢时期、四分体时期及花粉成熟期的含量均显着高于可育株,分别比可育株花蕾高45.1%、210.4%和54.5%,而ABA含量只在四分体时期和花粉成熟期显着高于可育株,分别比可育株花蕾高82%和35.2%;不育株花蕾中的IAA含量先降后升,在造孢时期和花粉成熟期显着高于可育株,分别比可育株花蕾高52.7%和82.1%,但不育株花蕾的ZR含量先升后降,在四分体和花粉成熟期显着高于可育株,分别比可育株花蕾高580.9%和243.9%。与可育株相比,不育株的IAA/ABA呈“V”字型变化,在四分体时期比值最低,而GA/ABA和ZR/ABA呈倒“V”字型的变化,在四分体时期比值最高。叶片中ABA和ZR未检出,不育株叶片的GA和IAA含量仍显着高于可育株。因此,推断GA和IAA是引起花椰菜温敏性不育的主要内源激素。(6)为了解释GS-19花药败育的生物学过程,通过石蜡切片和透射电镜细胞学技术观察了GS-19花药败育的生物学过程,发现不育和可育株花药发育的生物学过程存在显着差异,GS-19的花药发育过程中有造孢细胞和花粉母细胞的分化,可形成正常花粉囊,但不产生花粉粒或者产生微量的无生活力的花粉粒,在花粉母细胞到四分体期花药发育受阻,形成了花粉粒外壁发育异常的拟“四分体孢子”。随着小孢子发育,拟“四分体孢子”逐渐降解,只剩下花粉空壳,属于花粉母细胞败育类型。(7)采用子ISSR标记技术,选用90条随机引物,对不育和可育基因池标记,找到了与花椰菜温敏雄性不育连锁的分子标记IT13-600,对特异片段进行克隆测序,获得片段长度为559 bp的片段。运用此标记对30份花椰菜种质资源进行筛选,获得具有温敏雄性不育稳定遗传的花椰菜新种质资源3份。
丁明忠[4]2008年在《苎麻雄性不育的遗传机理及应用研究》文中研究表明苎麻(Boehmeria mvea),又称“中国草”,是我国特有的纤维作物。苎麻雄性不育从上世纪60年代发现至今,已引起了苎麻育种工作者和相关研究者的高度重视。由于对苎麻雄性不育的遗传机制尚不清楚,限制了在育种上利用。因此,确有必要进行深入系统的研究,从而促进苎麻杂交优势的研究和应用。本文采用经典数量遗传、细胞遗传研究方法和现代分子生物学技术手段,通过对苎麻雄性不育的遗传特点、生理生化基础及细胞学特征、雄性不育相关基因的克隆、雄性不育分子标记的建立和杂种优势的利用等方面的研究,对苎麻雄性不育的遗传机理有了较为全面的认识,为利用苎麻雄性不育进行杂交育种奠定了理论基础,指明了合理的应用途径。获得的主要研究结果如下:1.苎麻雄性不育表型鉴定通过对苎麻雄性不育及恢复系表型的比较观察,结果表明,相对于正常可育植株,雄性不育主要表现为雌花发育正常,而雄蕾瘦小,不开裂,花药干瘪,内容物很少,无花粉散出;I_2-KI染色无颜色变化,雌花开放时雄蕾逐渐枯萎脱落。2.苎麻雄性不育的遗传分析对雄性不育系C26为母本、恢复系B8为父本组配的六个杂交组合的后代植株不育性状分离情况进行调查和分析,表明苎麻雄性不育系C26的育性受一对隐性核基因和细胞质基因共同控制,属于细胞质—核基因互作不育类型,基因型为T(rr)。恢复系B8的育性受一对杂合基因控制,且细胞质与C26不同,基因型为F(Rr)。3.苎麻雄性不育物质代谢通过对苎麻雄性不育系和恢复系代谢产物分析后发现,可溶性糖含量在相同的发育阶段,不育系均高于其恢复系,这种差异在大蕾时期最大,不育系C26、C4分别是其恢复系的1.91和2.59倍。淀粉含量随着花蕾发育,不育系无明显变化,而恢复系则不断积累,中蕾时期恢复系B16含量比不育系C4高72.8%,大蕾时期恢复系B8比不育系C26高79.6%。可溶性蛋白质含量随着花蕾发育,不育系和恢复系均逐渐下降,但在材料间表现不一致,不育系C26低于其恢复系B8,而不育系C4则高于其恢复系B16。游离脯氨酸含量的变化,在不育系与恢复系F_1花蕾中可育株含量远高于不育株。4.苎麻雄性不育同工酶谱分析通过对苎麻雄性不育系过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)同工酶分析,POD电泳分析未发现雄性不育的特征谱带,但同工酶谱恢复系强于不育系,尤其是迁移率为0.59的条带在各时期均表现如此。SOD电泳分析仅在功能叶中检测到雄性不育系与恢复系在带的强弱上的差异,同样表现恢复系强于不育系,但在雄蕾发育的各时期均无酶带显示。在功能叶、幼蕾、中蕾和大蕾时期,SOD和POD活性均表现恢复系均强于不育系。5.苎麻雄性不育发生时期分析通过对苎麻雄性不育系和恢复系的石蜡切片分析,结果显示,雄性不育发生在从造孢细胞到四分体形成的各个阶段,不同的雄性不育系发生不育的时期和败育的原因有所不同。不育系C4主要败育原因为无孢原细胞分化,在发育早期即彻底败育。不育系C26主要败育时期为减数分裂期,败育形式主要为绒毡层巨大化,向内挤压小孢子母细胞,使其不能正常生长发育进入减数分裂,或到后期绒毡层逐渐解体,小孢子母细胞没有进入减数分裂,最终解体。此外还观察到维管束急剧退化现象。6.苎麻NAD7基因片段的克隆与分析通过NAD7保守序列设计的引物,应用RT-PCR方法从苎麻雄性不育系C4中克隆了NAD7的cDNA片段,其长度为969 bp,编码322个氨基酸。序列比对表明该cDNA序列及推测的氨基酸序列与拟南芥、油菜有98%的同源性。聚类分析显示,苎麻NAD7基因的进化在植物中处于很古老的地位。7.苎麻品种(系)与亲本间的遗传关系从100条ISSR引物中筛选出21条引物,对8份四川苎麻品种(系)及其亲本的遗传关系进行了分析,结果表明,21条引物在8份材料中共扩增出86条带,平均每条引物扩增4.1条带,其中多态性位点71个,各引物扩增出的位点数3～8个,平均可以检测到3.4个多态性位点。聚类分析结果表明,供试品种与其母本遗传距离较远表现特有的偏父本遗传现象。8.苎麻雄性不育特有分子标记的建立用ISSR引物U835筛选到1个雄性不育特有的分子标记,对该标记进行克隆测序表明其长度为658bp,并将此标记转化成了稳定的SCAR标记。利用此标记,对强优势组合川苎8号自交群体进行验证,结果显示该标记与雄性不育基因的重组率为3.3%,可用于苎麻雄性不育分子标记辅助育种。9.苎麻雄性不育系杂种优势利用研究利用雄性不育材料,进行了杂交组合的测配,对杂交组合的杂种优势、分离变异进行了分析,结果表明苎麻的杂种优势十分显着,强优势主要表现在株高、茎粗及有效株率等方面,为苎麻雄性不育杂种优势的利用提供了科学依据,丰富了苎麻育种理论。
钱继岳[5]2009年在《谷子矮秆基因的等位性和GA_3敏感性测定》文中认为矮秆基因的利用是小麦、水稻等作物抗倒伏高产育种成功的关键,国内外许多实验室已经对多种作物的矮秆基因开展了系统深入的研究。但对谷子矮秆种质的系统和深入研究至少未有报道,障碍了矮秆基因在谷子育种中的应用。本论文对现有谷子矮秆材料相关基因的等位性、GA敏感性等方面进行了深入研究。(1)谷子矮秆基因等位性测定。为了解不同的谷子矮秆材料矮秆基因的等位性,按照半双列杂交设计,我们获得了不同矮秆谷子品种间的58个杂交组合。测定结果表明,45个组合含有非等位基因,7个组合含等位基因,6个组合有待进一步确定含有等位基因或亲本中含有显性矮秆基因。另外,在47个被测定的矮秆谷子品种中,34个品种含有隐性矮秆基因,其它品种待定。赤矮9号、1066A和矮丰1号含有等位的隐性矮秆基因;安矮13号与矮88,创19-11与延矮2号,宽九与矮协1号,红谷1与呼早谷1等4个组合都有等位的隐性矮秆基因。(2)谷子矮秆基因对GA_3敏感性的测定。矮秆突变体可分为对外源GA敏感和不敏感两类,本实验对48份谷子矮秆突变体进行了GA_3敏感性的鉴定。在48份矮秆谷子材料中,苗长对GA_3敏感的有46份,不敏感的有2份。不同品种的不同器官对GA_3的敏感性表现出多样性。如矮丰1号、大青秸和延矮2号的叶长对GA_3不敏感,而中胚轴、胚芽鞘和根对GA_3敏感;矮88的胚芽鞘对GA_3不敏感,而叶长、中胚轴和根对GA_3敏感。这说明谷子矮秆材料受多个矮秆基因控制,或者它们所处的遗传背景差异很大。两个对GA_3不敏感的材料84133纯合和显矮,它们对GA_3处理的不敏感表现在幼苗期的各个器官,同含Rht-D1b和Rht-D1b基因的小麦品种在苗期对GA_3不敏感性相似。用GA_3鉴定矮秆谷子敏感性时,中胚轴为鉴定的首选器官,所用GA_3在30-50ppm之间最适宜。(3)谷子矮秆材料中高秆个体来源的ISSR标记鉴定。我们对14个矮秆谷子品系中出现的35个高秆单株进行了研究,并用12个在谷子中稳定扩增的ISSR引物对这些高秆单株进行了高秆出现原因的鉴定。NTSYS2.1软件聚类分析表明,这些高秆个体绝大多数为杂交后代,同谷子是严格自交授粉作物是一致的。安矮8号-高-2的F_2群体性状没有分离,且分子鉴定与安矮8号只有一条带的差异,可以初步确定其为安矮8号的回复突变体,但结果有待进一步验证。(4)谷子GAI基因的克隆。为了解84133对GA不敏感的分子机理,我们用PCR技术分别在昭谷1号及其矮秆突变体“84133纯合”中克隆得到了2072bp的谷子的GAI基因序列,结果昭谷1号与84133纯合的序列完全一致,说明该材料矮秆的机理是该基因其他部分(调控区)或其他基因变异的结果。NCBI-B1AST比对结果表明,谷子GAI基因序列与玉米的dwarf8基因、甘蔗的GAI基因高度同源性。
徐建堂[6]2010年在《红麻光钝感突变体的基因组差异与蛋白质组学研究》文中提出红麻(Hibiscus cannabinus L.)为锦葵科木槿属短日照一年生草本韧皮纤维植物,具有耐环境胁迫能力强、适应性广、纤维产量高、品质好等特性,是我国麻纺和造纸工业的重要纤维原料,但其早花混杂品种严重影响了纤维产量,本研究拟以福红952航天诱变获得的光钝感(对光周期反应不敏感)突变体为材料,在海南表现为叁种类型的突变体：现蕾期幼蕾脱落(GⅠ型)、现蕾不开花(GⅡ型)、开花不结实(GⅢ型),分别从植物生理学、基因组差异、蛋白质组学研究突变体光钝感且短光诱导不育的遗传规律,研究结果如下：1、红麻光周期观察：红麻光钝感突变体2008年冬季在海南自然短日照条件下,155d仍未现蕾开花,而正常品种只需120d左右即可现蕾开花。2009年7月4日在福州对红麻光钝感突变体材料进行12h的短日照处理,结果表明处理20d后对照福红952开始现蕾,而突变体30d后开始现蕾,即现蕾时间推迟大约10d左右。2、以红麻品种福红952经航天诱变获得的光钝感突变体与光敏感红麻细胞质保持系L23B品种杂交,在海南130d短日照条件下诱导了花蕾的分化发育,即突变体中出现了幼蕾的黄化脱落、现蕾不开花、开花不结实叁种类型,观察其分离情况,F2代群体光敏感与光钝感植株的分离比例为3：1分离,说明光钝感与光敏感性状存在一对基因的遗传差异,光周期钝感性状为隐性遗传,该研究结果可为进一步开展红麻光钝感的基因克隆及分子机理研究提供重要的遗传材料。3、分别测定在人工短日照光周期处理的光钝感红麻与对照福红952叁个不同时期的叶片可溶性糖、可溶性蛋白、可溶性氨基酸含量的动态变化,结果表明,随着红麻从一裂叶、叁裂叶、五裂叶叁个不同时期的发育,叶片中的可溶性糖、可溶性蛋白、可溶性氨基酸均呈现低、高、低的变化规律,对照福红952变化幅度均大于光钝感植株,表明红麻光钝感在光周期诱导下表现出的光周期不敏感特性与其叶片内的生理代谢密切相关。4、从24个多态性较好的RAPD引物中筛选到3个引物可以把红麻光钝感突变体与对照品种区分开来,获得4条特异条带,测序表明这四个片段大小分别为612bp、723bp、743bp、1178bp,为进一步开发SCAR标记奠定实验基础。5、应用在其他高等植物开发的8对mtDNA(线粒体DNA)特异引物,对红麻光钝感突变体线粒体基因非编码区DNA序列进行PCR扩增。结果表明选用的8对引物能扩增线粒体基因间隔区和内含子区域,并只检测到2个变异位点,说明mtDNA在红麻光钝感突变体与亲本之间相当保守。6、应用8对cpDNA(叶绿体DNA)通用引物对红麻光钝感突变体及相近的红麻品种的叶绿体基因组非编码区DNA序列进行PCR扩增。共扩增植物cpDNA约13kb,占其叶绿体基因组8.1%。扩增产物分别应用4种限制性内切酶(EcoRⅠHindⅢ、TaqⅠAulⅠ)酶切,1.5%琼脂糖电泳检测结果表明：cpDNA在红麻光钝感突变体与正常品种比较,均能扩增出条带,大小在1.5kb-2.0Kb之间,说明所选用的通用引物可用于红麻叶绿体基因组DNA研究,将PCR扩增产物进行酶切,每个片段均有相同的酶切位点,仅cp4引物的PCR扩增产物用AluⅠ内切酶酶切得到多态片段,但突变体与亲本之间未发现叶绿体基因组DNA发生变异。上述结果表明,红麻光钝感突变发生在基因组DNA上,与线粒体与叶绿体的基因组DNA无关。6、以红麻光周期不敏感(光钝感)突变体的开花期与正常品种福红952叶片为材料,首先建立并优化蛋白质双向电泳研究体系,即采用蛋白质双向电泳(two-dimensional electrophoresis,2-DE)技术,在样品制备、不同的蛋白质上样量及染色方法等方面进行了比较研究,研究结果表明：(1)红麻叶片TCA丙酮法比苯酚抽提法提取效率高且蛋白齐全,其中TCA-丙酮法蛋白提取率为20.56%,苯酚抽提法提取效率为4.90%。(2)蛋白质干粉的裂解液中加入0.2M硫脲后可以获得更多的蛋白质差异点,这些差异点主要为碱性蛋白。(3)分别利用银染和考马斯亮蓝染色对第二向SDS-PAGE胶进行染色,结果表明,银染灵敏度最高,但可重复性差,考马斯亮蓝G250比R250染色方法更灵敏,因此建议使用考马斯亮蓝G250,可以获得理想的结果。(4)利用上述改良后的方法提取红麻福红952与光钝感红麻叶片总蛋白,进行双向电泳,对染色后的胶体图片利用PDQUEST软件进一步对双向电泳产生的2-DE蛋白质图谱进行比较分析,获得9个差异的蛋白质点,其中2个核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶,质体转酮酶,果糖1,6-磷酸醛缩酶,热激蛋白共5个点在品种福红952中出现,而在突变体中表现为蛋白表达量下调,核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶／加氧酶大亚基在突变体中表现为蛋白表达量上调,核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶(Spot2)和一个未知蛋白(spot7)只在突变体中出现,H+-ATP合成酶(Spot4)只在品种福红952的参照中表达,而在突变体中缺失,这些差异蛋白可能与红麻对光的敏感度有关。为红麻光钝感蛋白质组学功能基因组序列分析研究奠定实验基础。
邱正高[7]2016年在《玉米矮秆突变体dm676的遗传分析及育种潜势研究》文中认为纵观近年来玉米育种的发展态势,种质资源匮乏制约着玉米育种的发展,种质资源的相对单一性和遗传脆弱性引起了国内外育种家的高度关注,新种质的挖掘和改良创新成为育种研究的必然趋势。2007年冬季,课题组在普通玉米自交系M676繁殖圃中发现了1株自然变异的矮秆突变株,通过自交保种,后代均表现为矮秆,无株高分离,矮秆突变性状能稳定遗传,于是命名为“dm676”。本文通过表型鉴定、遗传学分析、激素响应、组织细胞学观察、基因定位、等位性测定及配合力分析等试验,对新发现矮秆突变体的生物学特征和遗传学特性进行了分析,并对其在育种上的利用价值进行了评价。取得的研究结果如下：1.dm676的生物学特征：dm676平均株高86.7 cm,平均穗位高25.6 cm,比M676平均株高矮96.7cm,穗位高矮50.2 cm。茎秆节间长度显着或者极显着缩短,穗位以下部分节间长度比M676缩短49.3 cm,穗位以上节间长度比M676节间长度缩短26.4cm,表现为节间较密,叶片间距小,矮化特征明显。相对于M676,dm676果穗的变化幅度较小,有一定的研究和应用价值。2.矮秆突变体dm676的遗传分析。通过鉴定dm676与不同遗传背景的玉米自交系18-599、渝1193、渝1193-9、渝8954及M676杂交的F1、F2、BC1群体株高,所有杂交F1株高均显着高于dm676,正反交F1株高无明显差异,表明矮化性状受细胞核基因控制;经卡方检验,F2和BC,群体中高株与矮株的分离比率均符合3：1和1：1的理论比率,说明该矮化突变性状受隐性单基因控制。3.突变体dm676外源激素敏感性测试及茎秆组织细胞学观察。在玉米播种后35 d用GA3,IAA、BR叁种激索喷施矮秆突变体,测量不同时期的株高,进行统计分析,结果表明：外施叁种激素均不能使突变体dm676株高恢复到野生型M676的株高水平。分别取dm676和M676的穗位节间及穗位上下各1节间茎秆表皮组织进行石蜡切片并对其细胞学观察比较,结果显示dm676的穗位节间纵切细胞排列较为规则,长度明显短于M676；dm676的穗位下1节间纵切细胞排列较为紊乱,细胞长度明显短于M676的纵切细胞长度,推测矮秆突变体植株矮化是由于穗位节间及穗位节下1节间细胞长度缩短所致。4.dm676分子标记定位与等位性测定。将矮秆突变体dm676和玉米自交系18-599杂交F2群体作基因定位群体。F2群体大小包括3232个单株,其中高株2397株,矮株835株,高株和矮株分离比符合3：1。提取双亲及所有矮秆植株和部分高株的DNA。利用分布于玉米全基因组的1171对SSR引物在双亲间进行引物多态性筛选,共筛选出261对多态性引物。将261对多态性引物对定位群体中的隐性单株DNA进行PCR扩增,根据聚丙烯酰胺凝胶电泳带型分析,初步将控制矮化性状的基因定位在第1染色体上。从第1染色体上的41对多态性引物中筛选出15对PCR扩增效果好的引物进行初步定位分析,结果发现：引物umc1035与目标基因的遗传距离最近。于是在标记umc1035附近新合成10对引物：umc2569、umc1335、umc1709、umc1335、umc1924、 umc2396、umc2236、umc1925、umc2237、umc1486,将新合成引物在在双亲间进行多态性检测,结果发现：引物umc2396、umcl335、umc2569、umc1486在双亲间有多态性。利用新找到的多态性引物对655个矮化植株进行PCR扩增和聚丙烯酰胺凝胶电泳检测。利用mapmaker3.0软件对这些SSR标记的结果进行了分子连锁图谱的构建,将dm676基因初步定位在分子标记umc2396与umc1486之间,遗传距离为0.3cM和11.93cM。为了进一步缩小目标基因的定位区间,在引物umc2396和umc1486附近又新合成8对引物：umc1586、umc1492、umc1356、umc2238、umc1374、umc1556,umc1044、 umc1883,用新合成引物在双亲间进行多态性检测,引物umc2236、umc2238、umc1356在双亲间有多态性。从670个矮株中随机筛选了90个单株,用分子标记umc1335、 umc2236、umc2396、umc2238、umc1356、umc1486对其PCR扩增,利用mapmaker3.0软件对电泳结果进行分析,最终将基因dm676定位到了第1染色体分子标记umc2396和umc1356之间,两个标记之间物理距离为4.17 Mb。生物信息学分析表明该定位区间内含有矮秆基因br2,于是将突变体dm676和含有br2基因的玉米自交系NA360杂交进行等位性分析,结果表明： F1的株高显着高于双亲,说明突变基因dm676与br2属于非等位基因；F2群体株高符合正态分布,变幅38cm～152cm,F2群体中有一定数量植株株高表现出明显的超亲优势,因此推断dm676与br2属于非等位基因。5.突变体dm676育种潜势分析。以包含dm676和M676及其它自交系为亲本,按照NCⅡ遗传交配设计配制杂交组合。两年配合力分析表明,矮秆突变体dm676小区产量性状GCA均为极显着正效应值；百粒重GCA均为极显着正效应,株高、穗位高、穗行数叁个性状GCA效应值为极显着负效应,秃尖长、穗长GCA性状两年刚好相反；dm676小区产量性状GCA效应值两年均极显着大于M676的GCA效应值；与其它8个被测系小区产量GCA相比,仅比12HN145的GCA效应值小。由此可见,与M676相比,突变体dm676不但具有增产的作用,而且还能有效降低所配制组合的株高和穗位高,具有较大的育种潜力可以挖掘。
袁鹤[8]2009年在《大白菜雄性核不育的细胞学观察及基因定位和AFLP分子标记》文中研究表明基因定位是遗传研究的重点内容,也是育种工作的重要基础。植物雄性不育基因是有用的基因资源,在作物杂交育种、特别是在杂种优势利用育种中占有十分重要的地位。因此,阐明植物雄性不育性的细胞学基础,特别是明确其雄性不育基因所位于的染色体及其与之紧密连锁的分子标记,必将有助于作物雄性不育性深入研究和应用。本研究以大白菜雄性不育两用系‘大阳AB系’和大白菜系列初级叁体为材料,采用石蜡切片、叁体遗传分析及分子标记等方法技术,研究了大白菜雄性不育系的花粉败育过程,对决定大白菜雄性不育性的核基因(ms)进行了染色体定位和AFLP分子标记筛选,主要结果如下:(1)‘大阳AB系’雄性核不育系的花药发育受阻于四分体发育期,败育的特点为四分体发育异常,不能正常释放小孢子,败育的细胞学原因是绒毡层细胞过度肥大生长,导致营养和能量供需失调,致使小孢子不能正常形成、花粉完全败育。(2)在雄性不育系与不同初级叁体杂交的F2和Tc子代中,只有雄性不育系×Tri-4组合的育性分离比例(可育株:不育株)表现异常,分别为15.5:1(F2)和3.24:1(Tc),严重偏离孟德尔的3:1和1:1的分离规律,其它组合的分离比例变动在2.60:1～3.76:1和0.81:1～1.48:1,均符合孟德尔的分离规律,由此表明大白菜雄性核不育的遗传仅与叁体-4有关,亦即决定大白菜雄性不育的核基因(ms)位于其第4号染色体上。(3)基于染色体和染色单体两种分离方式进一步分析证明,该雄性核不育基因位于4号染色体上距着丝点较近的位置。(4)通过对124对AFLP引物组合的筛选,初步获得了一个与大白菜雄性核不育位点紧密连锁的AFLP标记E34M49,该标记与育性基因的遗传距离为1.2cM,片断长度为398bp。
王文跃[9]2013年在《蓖麻矮杆茎杆差异表达基因的cDNA-AFLP分析》文中研究说明我国蓖麻种植面积及产量均居世界前列。目前的蓖麻的品种普遍植株较高,不仅造成营养成分的大量浪费,且由于株高较高、成熟期不统一等原因导致不易于机械化收割。本研究通过现代生物技术手段筛选与调控蓖麻株高、叶型及产量相关的基因,以期为培育出节间较短、茎体粗壮而长度适中、高产的蓖麻矮化良种奠定基础。cDNA-AFLP技术结合了RT-PCR和AFLP两项技术的优点,很好的应用于分析差异表达基因、优势机理、功能标记分析、基因表达特性等多项研究之中。本研究以蓖麻BC2F2代矮杆和父本茎秆为试材,采用cDNA-AFLP技术分析始花期茎秆的差异表达基因,并对其进行回收、克隆和序列分析,最后将得到的序列进行生物信息学检索及功能注释。蓖麻矮化相关基因的发掘,为揭示蓖麻矮化的分子机制找到新的突破口。主要研究结果如下：1.成功建立了蓖麻cDNA-AFLP技术体系。2.利用所建立的技术体系分析始花期矮化株茎杆的基因表达差异。利用115对引物组合进行了选择性扩增,共得到差异条带458条,通过回收、克隆获得了其中128条目的片段,并对其进行了序列测定。3.将得到的测序序列与NCBI数据库进行同源性比对及功能检索。结果表明,其中92条基因所表达的蛋白与已知蛋白具有较高的同源性,其余36条基因为未知基因。发现的向源基因所表达蛋白有：调节植物茎伸长蛋白或激素合成；调节细胞生长与分化的转录起始因子；在植物生长发育过程中通过调控基因表达或信号传导而影响细胞生长发育的蛋白；对光刺激、温度刺激及氧化等的应激反应；细胞衰老相关蛋白,生长素水解酶,肌动蛋白等构成的细胞骨架蛋白、运输蛋白等。
咸丰[10]2012年在《野生甜瓜[sp. Agrestis （Naud.）Greb.]抗白粉病的遗传机制和激素变化及其cDNA-AFLP分析》文中研究说明本研究以高抗白粉病的野生甜瓜材料‘云甜-930’和感病甜瓜品种‘华莱士’及其杂交后代为试材，对野生甜瓜‘云甜-930’抗白粉病的遗传机制和激素变化及其抗病相关基因进行了系统的研究，主要结果如下：1.白粉病抗性室内鉴定进一步表明，野生甜瓜‘云甜-930’高抗白粉病。叶片解剖结构研究表明甜瓜白粉病抗性与甜瓜叶表细胞排列的致密程度和刺毛数存在相关性。2.采用一整套国际通用的甜瓜白粉病生理小种鉴别寄主，对陕西关中地区的不同栽培条件下的瓜类作物上收集到的38份白粉病菌进行了生理小种鉴定、显微和超显微观察。显微和超显微的观察结果表明，收集的38份白粉病菌均为单囊壳白粉菌，其中Nantais Oblong、PMR45、Iran H、Vedrantais和Topmark等5个鉴别寄主高度感病，而WMR29、Edisto47、PMR5和PMR6等4个鉴别寄主免疫，MR1、PI414723、PI124112和PI124111等4个鉴别寄主表现为抗病，与生理小种2F.对这些鉴别寄主的抗感反应一致。初步鉴定为陕西关中地区的瓜类白粉病生理小种是单囊壳白粉菌生理小种2F.，并没有发现其它生理小种。为有效地防治陕西关中地区的瓜类白粉病以及选育抗白粉病新品种奠定了基础。3.采用植物数量性状分析方法，对野生甜瓜‘云甜-930’（P1）和栽培甜瓜品种‘华莱士’（P2）及其杂交后代F1、B1、B2和F2等6个世代群体的白粉病抗性进行了分析。2008年大棚中，B1的主基因遗传率和多基因遗传率分别为73.31%和18.83%，B2的主基因遗传率和多基因遗传率分别为69.15%和25.86%，F2的主基因遗传率和多基因遗传率分别为97.61%和0，环境方差是总表型方差的2.39~7.86%之间；2009年温室中，B1的主基因遗传率和多基因遗传率分别为62.98%和28.93%，B2的主基因遗传率和多基因遗传率分别为58.58%和31.47%，F2的主基因遗传率和多基因遗传率分别为90.89%和3.22%，环境方差是总表型方差的5.89%~9.94%之间。野生甜瓜‘云甜-930’的白粉病抗性遗传由两对加性显性上位性主基因+加性显性上位性多基因控制，同时还受环境变异的影响。在白粉病抗性育种中，选择效率最高的是F2主基因。为抗病基因的选择和甜瓜白粉病抗性育种提供了一定的理论依据，奠定了一定的基础。4.野生甜瓜‘云甜-930’在与甜瓜白粉病菌互作的早期防卫反应阶段，其IAA和ZR的含量增加迅速，GA和JA的含量缓慢下降，且四者都高于未接种对照，其ABA含量比对照上升慢，低于对照，且IAA和ZR可能是野生甜瓜‘云甜-930’抗白粉病的早期关键转导信号，二者协同作用；早期防卫反应期之后，野生甜瓜‘云甜-930’的IAA、ZR、ABA和JA的含量均低于对照，GA含量高于对照，且ZR/IAA与IAA/ABA比值变化平稳，维护着植株正常生长。5.利用cDNA-AFLP技术分析了野生甜瓜‘云甜-930’抗白粉病相关基因的差异表达，256对引物产生了188条TDFs (Transcript-derived fragments)，其中上调表达的有109条，下调表达的有79条。测序了表达稳定、回收质量好的60条TDF，通过BLAST比对分析等，其中有25个TDF在GenBank有较好的同源性。qRT-PCR验证了其中4个候选基因在白粉菌作用下的表达，4个基因在与白粉病互作时起到了重要作用，也表明了cDNA-AFLP的实验结果可靠性，为下一步进行基因全长克隆、亚细胞定位及功能验证提供了铺垫。
参考文献：
[1]. 小麦ISSR标记遗传差异及赤霉素代谢调控与杂种优势机理[D]. 杜金昆. 中国农业大学. 2004
[2]. 小麦新型光温敏不育系337S的遗传特性及不育基因的定位研究[D]. 郭瑞星. 华中农业大学. 2005
[3]. 花椰菜温敏雄性不育系的育性转换机理及分子标记研究[D]. 陶兴林. 甘肃农业大学. 2017
[4]. 苎麻雄性不育的遗传机理及应用研究[D]. 丁明忠. 四川农业大学. 2008
[5]. 谷子矮秆基因的等位性和GA_3敏感性测定[D]. 钱继岳. 河北师范大学. 2009
[6]. 红麻光钝感突变体的基因组差异与蛋白质组学研究[D]. 徐建堂. 福建农林大学. 2010
[7]. 玉米矮秆突变体dm676的遗传分析及育种潜势研究[D]. 邱正高. 四川农业大学. 2016
[8]. 大白菜雄性核不育的细胞学观察及基因定位和AFLP分子标记[D]. 袁鹤. 河北农业大学. 2009
[9]. 蓖麻矮杆茎杆差异表达基因的cDNA-AFLP分析[D]. 王文跃. 内蒙古民族大学. 2013
[10]. 野生甜瓜[sp. Agrestis （Naud.）Greb.]抗白粉病的遗传机制和激素变化及其cDNA-AFLP分析[D]. 咸丰. 西北农林科技大学. 2012
标签：农作物论文; 小麦论文; 引物设计论文; 基因合成论文; 突变理论论文; 赤霉素论文; 玉米论文; 分子标记论文; 苎麻论文; 调控论文;