科研产出
分子标记研究野生大豆遗传多样性进展
《大豆科学 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：野生大豆是栽培大豆的近缘野生种,是大豆遗传改良的重要基因源。野生大豆的遗传多样性研究对野生大豆资源的收集、保存、保护和利用具有重要意义。本文从种质库资源的多样性,不同国家野生大豆资源的多样性,野生大豆种群的多样性和野生大豆种群间的遗传分化几个方面,总结了利用RAPD、AFLP和SSR等DNA分子标记技术对野生大豆资源和种群进行遗传多样性研究的进展。
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东北地区三代粘虫玉米田为害行为研究
《应用昆虫学报 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：【目的】研究东北地区2代粘虫Mythimna separata (Walker)成虫的产卵规律和3代粘虫幼虫的取食行为,揭示3代粘虫在东北地区玉米田的为害行为机制,为粘虫的预测预报及综合防控提供科学依据。【方法】采用罩笼法研究2代粘虫成虫的产卵节律及对不同寄主植物的产卵选择性;采用田间调查和叶碟法取食试验研究3代粘虫幼虫在田间的发生特点及其对不同寄主植物的取食选择性。【结果】(1)2代粘虫成虫在夜间20:00-23:00时间段产卵量最高,占总量88.36%,显著高于其它时间段(P<0.01)。(2)2代粘虫成虫只选择稗草进行产卵,并且在稗草上部干枯叶尖所产卵量最高,占总落卵量的81.98%,显著高于其他产卵位置(P<0.01),玉米上没有产卵。(3)2龄幼虫对稗草具有明显的取食选择性,显著高于玉米(P<0.05);3-6龄幼虫均对玉米叶片具有明显取食选择性,显著高于稗草(P<0.05)。(4)2龄幼虫对稗草和玉米之间的取食量差异不显著(P>0.05),3龄幼虫对稗草的取食量显著高于玉米(P<0.05),4-6龄幼虫对玉米的取食量显著高于稗草(P<0.05)。【结论】2代粘虫成虫的产卵习性和3代粘虫幼虫的取食选择性决定了东北地区3代粘虫在玉米田以高龄幼虫为害的特点。
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转HAL1基因大豆侧翼序列分析及特异性检测方法研究
《大豆科学 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：为方便HAL1转基因大豆的研究和检测,以转HAL1基因大豆T3代基因组DNA为模板,使用热不对称交错PCR(TAIL-PCR)方法分离其外源基因插入位点的侧翼序列,获得了插入片段DNA序列(T-DNA)的左翼序列和右翼序列。通过比对大豆基因组序列确定其整合位点,确定了HAL1基因的T-DNA在大豆基因组1号染色体非编码区49468395位点以单拷贝插入,转基因事件不影响大豆基因组功能基因的正常表达,而且在200 mmol·L~(-1)NaCl盐胁迫下转基因植株生长力明显强于对照材料。蛋白定量检测结果表明,在叶片中蛋白含量最高可达0.03 mg·g~(-1),在根茎花中也有表达,但是含量较低。根据整合位点处的左右侧翼序列设计两对特异性PCR检测引物,PCR检测结果显示只有转HAL1基因大豆阳性材料才能扩增出926和816 bp DNA片段。本研究建立的转HAL1基因大豆特异性定性检测方法,对转基因大豆的研究具有重要的意义,也为大豆转基因受体材料的管理与检测提供参考。
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小麦秆锈病新抗源及抗病基因所在染色体特异分子标记
《中国农业科学 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：【目的】小麦秆锈病是具潜在毁灭性的小麦病害之一,秆锈菌小种Ug99严重威胁全球小麦生产。本研究通过对165份小麦-近缘植物染色体系进行抗秆锈病鉴定,筛选小麦秆锈病新抗源并建立抗病基因所在染色体特异分子标记,以发掘小麦秆锈病新抗源,培育抗病品种,有效防御Ug99导致的秆锈病。【方法】将供试的165份小麦-近缘植物染色体系、3份六倍体小麦及感病对照小密穗分别播种于直径10 cm的瓦盆中,生长到一叶一心时,用中国小麦秆锈菌流行小种34MKGQM和21C3CTHSM进行接种,当感病品种小密穗充分发病时,按照0—4级标准调查记载侵染型,对供试材料的抗秆锈病级别进行统计。同时,提取免疫、近免疫、高抗秆锈病附加系/代换系及其对应的整套染色体系、中国春等材料的基因组DNA,利用101对PLUG引物进行PCR扩增,扩增产物经限制性内切酶酶切后进行电泳检测,筛选并建立抗秆锈基因所在染色体特异分子标记。【结果】在165份小麦-近缘植物染色体系中,中国春-卵穗山羊草7Mg#1附加系、中国春-卵穗山羊草7Mg#1(7A)和7Mg#1(7B)代换系、中国春-帝国黑麦1R附加系、中国春-中间偃麦草?Ai附加系(?表示外源染色体同源群未鉴定)、中国春-单芒山羊草6N附加系、中国春-易变山羊草6SvS端体附加系和中国春-智利大麦6Hch附加系9份材料对秆锈病表现为免疫或近免疫;ALCD-尾状山羊草7C#1附加系、中国春-卵穗山羊草7Mg#1(7D)代换系、中国春-帝国黑麦6R附加系、中国春-高大山羊草6Sl#3附加系、中国春-高大山羊草6Sl#2(6B)代换系、中国春-希尔斯山羊草3S#1附加系和中国春-拟斯卑尔脱山羊草2Sg#3附加系7份材料对秆锈病表现为高抗;其余材料均表现为中感或高感。抗秆锈性基因定位信息比较分析发现,高大山羊草6Sl#2和6Sl#3、帝国黑麦6R、智利大麦6Hch、卵穗山羊草7Mg#1、尾状山羊草7C、中间偃麦草?Ai染色体上可能含有抗秆锈新基因。分子标记筛选、定位及特异性验证研究共获得8个新的多态性标记,其中5个(TNAC1715、TNAC1718、TNAC1737、TNAC1739和TNAC1753)和3个(TNAC1740、TNAC1751和TNAC1756)分别被定位在6R和6Sl染色体上。【结论】筛选得到8份可能含有抗秆锈新基因的材料,建立了抗秆锈基因所在染色体特异新标记8个。
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群体构成方式对大豆百粒重全基因组选择预测准确度的影响
《作物学报 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：百粒重是大豆产量的重要构成因子,在一定条件下与产量呈显著正相关。百粒重是一个复杂的数量性状,用传统的育种方法其遗传增益不明显。本研究对280份大豆品种进行了多年多点田间鉴定,通过混合线性模型预测获得品种百粒重的最佳线性无偏预测值。同时利用分布在大豆全基因组的5361个SNP标记鉴定参试品种基因型,结合随机回归最佳线性无偏预测模型和交互验证方法,探讨了群体构成方式对大豆百粒重的全基因组选择预测准确度的影响。结果表明,大豆百粒重的全基因组选择预测准确度变化范围为–0.15~+0.75;群体构成方式对百粒重的预测准确度影响明显;亚群内的预测准确度(+0.24~+0.75)高于亚群间(-0.15~+0.29);当群体间遗传距离由0.1566增加到0.2201时,预测准确度下降27.87%;相比随机构建的训练群体,基于群体遗传结构构建的训练群体能将百粒重的预测准确度提高2.34%。本研究明确了大豆百粒重的全基因组选择预测准确度,阐明了群体结构对大豆百粒重的全基因组选择预测准确度的影响,为大豆分子育种提供了新的思路和方法。
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大灰象甲实时定量PCR内参基因的筛选
《昆虫学报 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：【目的】筛选出适合分析大灰象甲Sympiezomias velatus成虫不同组织中基因表达水平的内参基因。【方法】利用转录组测序技术获得大灰象甲管家基因序列作为候选内参基因,采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术分析候选基因在大灰象甲雌雄成虫触角、头、胸、腹和足中的表达量;并利用geNorm, NormFinder和BestKeeper软件及在线工具RefFinder评价候选基因的表达稳定性。以大灰象甲气味结合蛋白1(odorant bindng protein 1, OBP1)基因为目标基因验证候选基因在大灰象甲成虫不同组织中的表达稳定性。【结果】基于大灰象甲转录组数据首次鉴定得到β-肌动蛋白基因(ACT)、3-磷酸甘油醛脱氢酶基因(GAPDH)、18S核糖体RNA基因(18S rRNA)、60S核糖体蛋白L12基因(RPL12)、60S核糖体蛋白L32基因(RPL32)、40S核糖体蛋白S20基因(RPS20)、延伸因子2基因(EF2)、α-微管蛋白基因(TUA)和β-微管蛋白基因(TUB)共9个管家基因序列。geNorm分析结果显示,RPL12和RPS20是最稳定表达的内参基因,而BestKeeper和NormFinder分析结果显示最稳定表达的内参基因分别是TUA和TUB。综合各分析方法得出9个候选基因中TUB,TUA,RPS20和RPL12是最稳定表达的内参基因,而18S rRNA,ACT和GAPDH这3个广泛应用的内参基因则表现出最低的表达稳定性。最后以OBP1为目标基因对稳定性不同的4个候选基因进行稳定性验证,发现以TUB和RPL12为内参基因,OBP1在成虫不同组织之间的表达模式基本一致;而以RPL32为内参基因,表达模式与应用TUB作为内参基因时稍有不同,使用18S rRNA作为内参基因得到的OBP1表达模式则与应用TUB作为内参基因时的完全不一致。【结论】TUB,TUA,RPS20和RPL12可以作为分析大灰象甲成虫不同组织中基因表达水平的内参基因,为后续基因表达研究奠定了基础。
关键词： 大灰象甲 实时定量PCR 内参基因 基因表达分析 表达稳定性
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农牧一体化下杂草生物多样性及玉米生产效益研究
《中国农业大学学报 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：为研究农牧一体化对杂草生物多样性的影响,通过延军农场农牧一体化长期定位试验,采用田间对比试验方法,对放牧前后田间杂草种类、密度、盖度和地上生物量以及玉米产量进行调查研究,分析农牧一体化生产方式对杂草生物多样性及玉米生产效益的影响。结果表明:放牧前,农牧一体化(API)理杂草总密度是对照(CK)的1.41倍,且杂草优势种单一且相对多度分配不均匀;API杂草地上生物量比CK高出18.12kg/hm2;API杂草群落的Shannon-Wiener多样性指数(H′)、Pielou均匀度指数(E)、Simpson优势度指数(D)和Margalef丰富度指数(DMG)分别是CK的1.09、0.92、1.05和1.08倍。放牧后,API和CK杂草总密度分别减少77.00%和23.10%,杂草群落地上生物量依次分别下降94.18%和78.17%,故田间放养鹅可将田间16.01%杂草资源化,提高杂草生产力;API玉米产量是CK的0.92倍,减产所带来的经济损失达2 443.51元/hm2,鹅肉产品输出对经济总收入的贡献率高达48.74%,折合为25 922.80元/hm2;API的产投比(2.87)是CK(2.49)的1.15倍,API能够提高生产效益。因此,API处理使用鹅来控制杂草并将杂草资源化,提高生产力和生物多样性,可实现较高经济效益。
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三代粘虫成虫迁飞的雷达观测与分析
《应用昆虫学报 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：【目的】明确2015年吉林省3代粘虫Mythimna separata(Walker)成虫的迁飞动态,揭示3代粘虫成虫自东北向南迁出的动向及成功迁出的概率,为粘虫的预测预报及综合治理提供科学依据。【方法】基于扫描昆虫雷达观测,采用田间饲育、诱蛾器监测、轨迹模拟及天气背景学分析等研究方法,分析3代粘虫成虫迁飞动态及迁出概率。【结果】(1)3代粘虫蛾可交尾及产卵,卵亦可孵化,但幼虫发育迟缓。(2)3代粘虫蛾数量相比于一代增长了10.3倍,成虫卵巢发育级别集中于1级,大多未交尾,处于从本地迁出的状态。(3)迁出期的风向以南风、西南风、东南风为主,不利于粘虫回迁至南方的越冬区域。(4)共有3 d的调查日观测到了粘虫聚集成层的迁飞现象。轨迹分析显示,极大比率的粘虫种群最终去向集中于观测点公主岭以北的区域或者朝鲜境内。【结论】3代粘虫受制于秋季风场无法成功回迁,成为了Pied-piper效应的牺牲者,无法为2016年春季粘虫的发生提供有效虫源。
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基于基因组重测序的高含量油酸转基因大豆T-DNA旁侧序列分析及事件特异性PCR检测
《农业生物技术学报 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：基于外源T-DNA与植物基因组的连接区域的特异性建立的特异性检测方法,具有非常高的特异性和准确性,是实现对该转基因事件及其衍生品种的有效监督管理、保障转基因产业健康发展的重要技术手段。本研究前期利用反义RNA和RNAi技术,获得2个油酸含量达78%以上的高油酸转基因大豆(Glycine max)事件。由于T-DNA携带大豆内源基因,旁侧序列不易分析,且为进一步推进上述转化事件的安全评价及应用,本研究基于基因组重测序技术并结合PCR,分析上述2个转基因大豆事件外源TDNA整合位点旁侧序列。Southern杂交结果显示,2个高油酸转基因大豆事件E2D9050和EB8072外源T-DNA插入拷贝数分别为1个和2个。采用BWA-Burrows-Wheeler Alignment tool (http://bio-bwa.sourceforge.net/)方法,将基因组重测序分析获得的转基因事件序列信息与参考大豆基因组进行对比。结果表明,转基因大豆事件E2D9050整合位点为Chr04号染色体的51410941位点,整合方式为反向单拷贝插入;EB8072整合位点为大豆基因组Chr19染色体38147218位点,整合方式为单位点双拷贝反向插入,两个拷贝的右边界相接。结合PCR扩增,分别获得E2D9050和EB8072转基因事件整合位点的左、右边界旁侧序列。依据其序列特征,建立了转基因大豆事件两个转化体特异性检测方法,检测灵敏度为0.1%,为上述2个高油酸转基因大豆事件及其衍生产品特异性检测提供依据。
关键词： 高油酸转基因大豆 基因组重测序 旁侧序列 事件特异性PCR 灵敏度
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一种改良的大豆线粒体DNA提取方法
《植物科学学报 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：以大豆(Glycine max (L.) Merrill)黄化苗为材料,通过优化提取线粒体DNA(mtDNA)时差速离心过程中的离心力和离心时间,以及纯化过程中设置不同的蔗糖密度梯度和裂解液浓度,结合高盐法去除蛋白质,改良大豆mtDNA的提取方法。结果表明,该方法提取的mtDNA浓度和纯度较高,无叶绿体和核基因组DNA的污染,可用于后续大豆线粒体基因组的相关研究。
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