科研产出
玉米单倍体花药外露、花药大小与花粉育性的相关性研究
《中国农业大学学报 》 2016 北大核心 CSCD
摘要：以优良自交系FAPW和BN490A组配的单倍体群体为材料,利用t测验、相关分析等方法研究单倍体花药外露、花药大小与花粉育性之间的相互关系。结果表明:玉米单倍体雄穗自然加倍率较低(28.2%),大部分花药外露(81.3%)和小部分花药不外露(15.6%)的单倍体花粉可育;花粉可育的单倍体花药大小大于花粉败育的单倍体,但在花粉可育的单倍体植株中,花粉的育性并未随着花药大小的增大而提高。在实际单倍体自然加倍过程中,可以依据玉米单倍体花药外露与否、花药大小与花粉育性的关系,通过花药是否外露与花药大小判断雄穗的育性。
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甜荞种质资源创新方法的研究
《植物遗传资源学报 》 2016 北大核心 CSCD
摘要：甜荞是异花授粉作物,自然界中的甜荞种质资源多存在生物学混杂现象。每份甜荞种质资源可以分化出若干份新的遗传资源类型,其遗传背景复杂。简化甜荞种质资源的遗传背景,准确描述新品种的亲子代关系和遗传背景一直是世界荞麦工作者面对的技术难题。甜荞种质资源的繁育需要采取隔离措施,实施过程中需要考虑甜荞花粉粒大小、甜荞授粉机制、访问昆虫种类以及种子量多少等。为解决上述问题,本研究建立了以隔离杂交圃、隔离单繁圃、隔离扩繁圃、隔离比较圃和田间试验圃的荞麦繁育新方法——"五圃法",以期开发出不同类型的新的荞麦资源,在育种中可针对性的配制强优势组合,为新品种选育提供种质材料。
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基于RNA-Seq技术的谷子新基因发掘及基因结构优化
《植物生理学报 》 2016 北大核心 CSCD
摘要：尽管谷子(Setaria italica)全基因组序列图谱已经公布,但其基因注释很不完善。为此,本文应用RNA-Seq技术开展了谷子新基因发掘和已注释基因结构优化工作。以‘晋谷21’谷子叶片为材料提取总RNA,构建测序文库并利用Illumina HiSeq2500测序平台进行双端测序,最终获得37 072 949条高质量的干净读段(clean reads)。将其进一步与‘豫谷1号’谷子参考基因组进行序列比对,鉴定出614个新基因。在此基础上,利用COG、GO、KEGG、Swiss-Prot和NR等数据库对其进行了功能注释,获得了438个新基因的注释信息。此外,还优化了7 175个已注释基因的结构,延伸了4 330个基因的5′端和5 362个基因的3′端。本研究旨在为后续谷子功能基因组学研究和其他生物基因组注释信息的完善提供有益的借鉴。
关键词： 谷子 RNA-Seq 转录组 新基因发掘 基因结构优化
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小麦抗白粉病基因Pm43定位区段内RGA分析
《华北农学报 》 2016 北大核心 CSCD
摘要：利用普通小麦测序草图可从基因组范围内对小麦单条染色体上的某个区段进行分析。Pm43是作物遗传与分子改良山西省重点实验室在小麦2D染色体长臂上定位的一个抗白粉病基因。利用信息学方法分析Pm43所在物理图谱、遗传图谱和基因组图谱上的位置,可为其精细定位乃至候选基因的确定提供参考。试验采用Pm43两侧标记序列进行比对,将Pm43定位于染色体C-2DL3-0.49区间的79~99 c M内,所在基因组区段为2DL_9835990~2DL_9823315。利用目前已克隆小麦抗病基因的保守基序作为探针,从目标区段内检索出89条包含抗病基因类似物(Resistance gene analogues,RGA)序列的scaffold,其中,36条scaffold被诊断出含有SSR位点,之后针对SSR位点开发分子标记。利用携带有Pm43的普通小麦材料CH5025、感白粉病材料台长29以及CH5025×台长29的F2作图群体的抗感池DNA,对开发的SSR标记进行连锁性检测,共筛选出4个多态性标记,从而将目标区段进一步确定在标记PK_9908430和NBS_9908778之间。最后经聚类分析,筛选出与已克隆Pm基因同源性较高的1个PK序列和1个NBS序列,且在粗山羊草2D染色体和水稻第4染色体中均存在与这2个序列同源的RGA表达序列。
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不同基因型玉米单倍体雄穗自然加倍研究
《中国农业大学学报 》 2016 北大核心 CSCD
摘要：为探讨不同基因型的玉米单倍体雄穗自然加倍的情况,利用由7个优良自交系组配的FAPW/BN490A、BN490A/BN486A、PHZ51/H33和MT-1/H32等4个单倍体群体研究玉米单倍体的花药外露与花粉育性。结果表明:FAPW/BN490A群体位于雄穗分枝的花药外露概率高于位于雄穗主轴的花药外露概率;在所研究的4个单倍体群体中,FAPW/BN490A群体的花药外露率和可育花粉率均为最高,平均值分别为35.7%和72.2%;其次为BN490A/BN486A群体(13.0%,53.8%)与PHZ51/H33群体(13.0%,48.7%),MT-1/H32群体的最低,分别为12.0%和47.4%;通过多重比较发现FAPW/BN490A群体的花药外露率和花粉可育率与其余3个群体均显著差异,但其余3个群体间无差异,表明玉米单倍体的雄穗育性只在特定基因型间存在差异;在4个单倍体群体花药不外露株的植株中,均存在一定比例可育的花药,花粉可育率为0~95.0%,且每个群体可育花粉率在>0~25.0%和>25.0%~50.0%的植株较多,而>50.0%~75.0%和>75.0%的植株较少,即不同基因型的玉米单倍体群体中,花药不外露株的雄穗育性有较低程度恢复,且可育花粉率越高的植株数越少。
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飞蝗β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶基因的表达及酶学特性分析
《中国农业科学 》 2016 北大核心 CSCD
摘要：【目的】β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(β-N-acetylglucosaminidase,NAG)是昆虫几丁质降解过程中的重要酶类。研究旨在利用Bac-to-Bac杆状病毒表达系统获得高纯度LmNAG1蛋白并对其酶学特性进行分析,探究该酶在飞蝗(Locusta migratoria)生长发育过程中的生物学功能,为飞蝗绿色防控分子靶标研发提供理论与实践依据。【方法】根据Lm NAG1的cDNA全长序列(Gen Bank:JX888720.1)设计包含酶切位点Bam H Ⅰ、Hind Ⅲ和6×His标签的引物。采用PCR技术扩增包含开放阅读框的目标片段,双酶切后连接至pFast Bac~(TM)-Dual载体上。将重组质粒转化至大肠杆菌DH10Bac感受态细胞中,通过Tn7转座子把目的基因转座到杆状病毒基因组上,用蓝白斑结合抗生素筛选。挑取白斑用pUC/M13引物来扩增目的条带,挑选带目的基因全长的重组杆状病毒质粒(baculovirus plasmid,Bacmid)。用转染试剂将重组Bacmid转染至草地贪夜蛾(Spodoptera frugiperda)卵巢细胞系Sf9中,72 h内连续观察细胞形态,当出现感染迹象后收集细胞,离心,取上清得到P1代重组病毒粒子。用P1代病毒粒子去感染Sf9细胞,裂解并提取蛋白,Western blot检测目的蛋白是否成功表达。之后大量感染Sf9细胞,提取蛋白,利用Ni-NTA琼脂糖亲和层析柱和阴离子交换柱Q对重组蛋白进行纯化,取最纯的馏分用Bradford法测定蛋白浓度。采用4MU-GlcNAc为底物对重组目的蛋白LmNAG1的动力学参数、最适温度和最适pH进行测定。【结果】克隆得到包含1 845 bp LmNAG1全长的pFast Bac-LmNAG1重组质粒,酶切验证与目标条带一致。将重组质粒转化至DH10Bac感受态细胞中,PCR扩增挑选出纯白斑,成功将LmNAG1全长序列构建到杆状病毒基因组上。将重组Bacmid转染至Sf9细胞,72 h后在显微镜下观察可见细胞膨大,边缘不规则等感染迹象。离心收集重组病毒粒子感染新的Sf9细胞,72 h后收集细胞,Western blot检测发现在67 kD附近有明显条带,与LmNAG1的理论分子量一致,获得带6×His标签的融合蛋白。大量感染收集细胞提取蛋白,经Ni-NTA琼脂糖层析纯化,进一步透析除盐后用阴离子交换柱Q二次纯化,得到了高纯度的目的蛋白。用Bradford法测定最纯的E3组分的蛋白浓度为0.057μg·μL~(-1)。体外活性测定结果表明LmNAG1的最适pH为8.0,且在pH 6.0—8.0范围内具有较高的稳定性;LmNAG1的最适温度为40℃,在40℃以下具有很高的稳定性,当温度高于45℃时热稳定性迅速下降;采用4MU-GlcNAc为底物测得LmNAG1具有水解β-1,4糖苷键的活性,可以释放出4MU,它的动力学参数K_m值为(0.28±0.02)mmol·L~(-1),K_(cat)值为(902.88±38.15)s~(-1)。【结论】成功获得高纯度且具活性的LmNAG1蛋白,其可水解β-1,4糖苷键连接的几丁质寡糖,与已知昆虫NAG1具有相似的生物学功能,即参与几丁质的降解。
关键词： 飞蝗 β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG) 几丁质降解 蛋白表达 酶学特性
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六出花的再生繁殖技术研究
《中国农学通报 》 2016 CSCD
摘要：为提高六出花(Alstromeria aurantiaca)的繁殖效率,以其顶芽和叶片为外植体材料,比较不同试验时间外植体的筛选诱导培养基和生根培养基,进行种子萌发及分株繁殖试验,初步建立六出花分株快繁技术体系。结果表明:顶芽初代培养以MS+6-BA 5.0 mg/L+NAA 1.0 mg/L培养基为最佳;生根培养以3/4MS+NAA 0.2 mg/L+IBA 0.5 mg/L为好;种子发芽试验基质选择以泥炭:沙:蛭石=1:1:1,(22±2)℃左右环境下3周,再放入5℃左右冰箱中处理3周最佳,分株繁殖最适合的基质配方为泥炭土:珍珠岩:蛭石=3:2:1。分株繁殖选取生长健壮、花色鲜艳、无病虫害的植株,分株时的温度应控制在(22±2)℃。
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不同物候期栽培远志的数字基因表达谱分析
《药学学报 》 2016 北大核心 CSCD
摘要：不同物候期栽培远志中化学成分的含量变化是影响远志生产实践中最佳采收期确定的主要因素。本文采用数字基因表达谱(DGE)技术对不同物候期(花果期、枯萎期、休眠期)的栽培远志进行分析,从中找到被注释到与远志中化学成分生物合成相关的差异表达基因,并利用RT-q PCR(荧光定量PCR)技术对代表性差异表达基因进行验证,之后采用基因表达相关分析预测参与远志皂苷生物合成下游途径的关键酶(CYP450s与UGTs)。结果表明:1在花果期→枯萎期→休眠期的发育过程中,远志中共同表达下调的基因数量要高于上调的数量;2与三萜皂苷生物合成相关的基因有6条(HMGS、PMK、FPPS、SQS、SE和β-AS),而与苯丙素类(黄酮类、木质素类)生物合成相关的基因有5条(PAL、C4H、4CL、CAD和peroxidase);3与枯萎期、休眠期相比,花果期远志中的皂苷类、酮类和木质素类成分的生物合成量最多;4 UGT83A1和CYP716B1、CYP98A3、CYP86B1、CYP94A1可能是参与远志皂苷生物合成下游途径的部分关键酶。本研究从转录水平上佐证了栽培远志传统采收期的正确性,并为今后远志皂苷生物合成关键酶(CYP450s与UGTs)的基因克隆及功能验证奠定了科学基础。
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穗发芽抗性相关分子标记在73个小麦品种中的有效性评价
《麦类作物学报 》 2016 北大核心 CSCD
摘要：为发掘小麦抗穗发芽种质资源,并对与抗穗发芽相关的分子标记的有效性进行验证,对73个国内外小麦品种进行了穗发芽抗性鉴定,同时利用4对穗发芽抗性相关分子标记(Vp-1B3、wmc104、Xbarc170、Xgwm155)对上述品种进行PCR检测。结果表明,73个品种的穗发芽抗性差异明显,发芽指数变化范围为0.29%~88.48%,其中13个品种的发芽指数小于10%。分析发芽指数与分子标记检测结果之间的相关性表明,Vp-1B3标记与穗发芽抗性相关,wmc104、Xbarc170、Xgwm155标记与穗发芽抗性相关性不显著。烟农23、兰考181、陕农33、西农585、美105、美231、PBW550、DL788-2等8个品种为具有Vp-1Bb基因型的高抗穗发芽品种。
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芽孢杆菌Pb-4菌株鉴定及其抑菌活性的研究
《华北农学报 》 2016 北大核心 CSCD
摘要：拮抗菌Pb-4是一株对多种植物病原菌有较强抑制作用的菌株。为了明确拮抗菌Pb-4的分类地位和抑菌机理,通过形态观察、生理生化特征和16S rRNA基因序列同源性比对及系统发育树分析,对Pb-4菌株进行鉴定。并采用平板对峙培养法测定Pb-4菌株的抑菌谱,显微观察其抑菌作用,采用硫酸铵沉淀和乙醚、苯提取得到抑菌活性物。通过加热处理,明确高温对Pb-4菌株抑菌活性的影响。结果表明,Pb-4菌株鉴定为解淀粉芽孢杆菌;Pb-4菌株对番茄枯萎病菌、黄瓜枯萎病菌、西瓜枯萎病菌、青椒枯萎病菌、辣椒疫霉病菌、苹果腐烂病菌均有抑制作用,其抑菌活性具有广谱性。该菌菌液能明显抑制枯萎病菌孢子的萌发,并对病菌菌丝有致畸作用;对番茄枯萎病菌的抑制生长率达93%,经100,121℃高温处理后的抑菌活性分别是未处理菌液的98.9%和80.1%。从菌液中提取的蛋白、酶、抗生素类活性物质对枯萎病菌的生长繁殖均有很强的抑制效果。为Pb-4菌株在病原菌防治中的广泛应用提供强有力的理论依据。
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