简介:稻米是中国最主要的粮食作物之一,多途径提高水稻单产和稻米总量,对解决我国粮食安全上具有十分重要的意义。而如何解决日益增长的水稻总产需求和干旱缺水环境之间的矛盾是中国21世纪将面临的最严重的粮食问题之一。本文从水稻抗旱种质资源及耐旱基因的功能角度出发,对抗旱育种的种质资源,耐(抗)旱基因调控机理及其分子育种应用等研究进展进行综述。综合分析认为,水稻抗旱特性调控基因主要包括功能基因和调节基因两大类:功能基因的调控作用主要表现在蛋白酶的调节、糖类物质积累、渗透调节、有毒物质降解和水稻细胞机构调节等五个方面;而调节基因则主要参与编码信号转导相关的信号因子和响应胁迫的转录因子家族。这些基因的克隆为水稻抗旱性研究和抗旱育种奠定了理论基础。此外,中国抗旱分子育种还处于起始阶段,受种植区域、生产成本、稻米品质及病虫害抗性等方面影响,旱稻推广面积偏小。在中国转基因水稻尚未全面放开背景下,目前转基因旱稻品种选育和技术研究还处于技术储备层面。在现阶段抗旱育种实践重点是提高旱稻育种效率和选育技术创新,同时兼顾高产、抗病虫害农艺特性,结合分子技术聚合或导入外源抗旱基因,选育高产、耐旱、优质旱稻品种,充分挖掘旱稻增产潜力。这将为我国缓和粮食生产与淡水资源缺乏之间的矛盾提供新思路,为确保我国粮食安全、调整优化农业结构、促进节水农业持续发展开辟一条新途径。
简介:以珍汕97和武育粳2号构建的籼粳杂交DH群体及其双亲为材料,通过接种8种白叶枯病菌株(菲律宾菌系的PX071、PX099、PX061,中国菌系的GX325、Zhe173、LN44、KS-1—21和日本本菌系的T7133),考察了该DH群体对白叶枯病抗性,并进行数量性状位点(QTL)分析。共检测到了26个QTL,分别位于除第7、第11染色体外其它10条染色体上,其中检测到有2个位点分别对4种不同的菌株有抗性,有2个位点对3种不同的菌株有抗性,3个位点对2种菌株有抗性。表明这些QTL对水稻白叶枯病均具有广谱抗性,通过分子标记辅助选择利用并聚合这些广谱抗性的QTL可以较好地改良水稻对白叶枯病的抗性。
简介:本研究对贵州喀斯特地方4个叶用芥菜品种采用盆栽试验,设置不同程度的干旱胁迫,研究其在不同干旱胁迫下的抗旱性。结果显示,随着干旱胁迫的加重,三大渗透调节物质Pro、SS、SP含量逐渐增大;超氧化物歧化酶(POD)、过氧化物酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性随着干旱胁迫加重呈先上升后下降趋势,丙二醛(MDA)也呈逐渐增大趋势。贵州地方4个叶用芥菜品种综合抗旱性评定结果为:2号≧1号>3号>4号。因此本试验研究干旱胁迫对叶用芥菜生理方面的影响,筛选出适合喀斯特地区种植的高抗旱品种,提高芥菜的产量和经济效益,为贵州筛选高抗旱芥菜品种提供一定基础数据。
简介:了解植物生长及其构成器官的调控机理是生物学上的一个重要目标。植物叶的发育是一个有趣的过程,由多种复杂的途径相互作用进行调控。一方面,叶发育的过程具有很强的可塑性,环境因素可以影响叶最终的大小和形态;而另一方面,植物叶片的发育过程普遍地遵循着一个基本模式,即叶原基从植物地上部分的顶端分生组织周围区起始发育,经过一系列细胞分裂和分化的程序最终发育成成熟的叶。在这一过程中,每一阶段都涉及转录因子、小分子RNA及植物激素等多种调控因素的复杂调控作用,最终形成形态大小固定的一片叶。本综述中主要从植物叶原基发育、叶轴性发育、叶大小发育和叶形发育等方面阐述了植物叶发育过程中各种因素的调控作用
简介:本研究以贵州省黔东南自治州黎平县野生亮叶含笑为研究对象。采用水蒸气蒸馏法对亮叶含笑的8种不同器官(即一年生叶,一年生茎,两年生茎,花瓣,雄蕊,雌蕊,苞片,假种皮)进行精油提取,并使用GC-MS与峰面积归一化法分离、分析其化学成分与相对含量。结果表明:亮叶含笑8种器官的精油中共检测出52种化合物,大多属于倍半萜类,有部分单萜类和萜类含氧的衍生物,属于酸酯类的化合物。亮叶含笑叶一年生中含有14种化合物;一年生茎含有16种化合物;两年生茎含有14种化合物;假种皮含有19种化合物;花含有24种化合物;苞片含有16种化合物。不同的器官的精油化合物的种类存在一定差异。
简介:MADS-box基因是一类编码转录因子的基因大家族,在植物的发育过程中具有重要作用。本研究采用RT-PCR技术从叶籽银杏(Ginkgobilobavar.epiphyllaMak.)中克隆了MADS-box基因GbMADS5。序列分析表明,该基因编码区全长为666bp,含有一个完整的开放阅读框,编码221个氨基酸残基组成的蛋白质,具有典型的植物MADS-box基因结构,编码肽链包含了MADS区、I区、K区和C末端,但该基因不具有拟南芥(Arabidopsisthaliana)AG基因的N端区域。GbMADS5基因编码的蛋白序列与其它植物的MADS-box蛋白序列有着较高的一致性,与裸子植物(Gymnospermae)的AG基因相似性最高,其中与苏铁(Cycasrevolute)的同源性高达91.07%。系统发育树分析显示,GbMADS5基因属于AG亚家族基因。
简介:MeCWINV6是木薯6个细胞壁转化酶基因之一。本研究中应用酵母单杂交技术筛选MeCWINV6启动子的上游转录调节因子,为进一步研究该基因的表达调控提供基础。由MeCWINV6的启动子构建诱饵融合载体,转化酵母细胞构建诱饵菌株。运用SMART技术构建木薯酵母单杂交cDNA文库,再共转化诱饵菌株,经同源重组筛选MeCWINV6启动子的上游转录调节因子。构建的cDNA文库库容为7.08×106,插入片段大小在250~2000bp间。筛选大于1000bp的35个阳性克隆,经测序和Blast同源性分析筛选出锌指蛋白、组氨酸蛋白H1.2和AT-hook核定位蛋白三个转录因子以及一个线粒体受体TOM5。为进一步研究MeCWINV6基因的表达调控机制提供了候选转录因子。
简介:在育种实践中,叶色基因可作为标记性状,对提高杂交制种效率和降低杂交种子生产成本具有重要意义。xws是在水稻两用核不育系的大面积制种田中发现的一株自然黄叶突变体,本研究比较了xws与野生型的主要农艺性状,并对该突变体进行了遗传分析、基因定位及育种利用。结果表明:xws比野生型始穗期推迟3d,株高、穗长、单株有效穗数、穗粒数均比野生型有所增加,而千粒重比野生型略有减少。遗传分析表明xws黄叶性状受单隐性核基因控制,暂时将其命名为XWS。以xws与R华占杂交的F2群体作为定位群体,将XWS基因定位在水稻第3号染色体分子标记WY152到WY244之间,其遗传距离分别为0.2cM和0.5cM。此外,通过xws开展相应的育种利用研究,已选育出稳定的带叶色标记性状两系不育系黄13S,其所配组合展示出极大的应用潜力。
简介:水稻白叶枯病是由黄单胞菌水稻致病变种引起的一种细菌性枯萎病害,严重危害水稻产量。水稻受白叶枯侵染后,通过对相关基因表达变化进行检测,是研究水稻-白叶枯病菌分子互作机理的一种重要手段。为了筛选出稳定表达的内参基因,以确保后续基因表达分析结果的可靠性,本研究以接种了白叶枯病菌PXO61、PXO99的水稻叶片为研究材料,在侵染后不同时间点取样,对6个常用的水稻内参基因(TUB,EF1α,UBQ5,ACT,18SrRNA和GAPDH)的表达进行qRT-PCR检测并用geNorm、NormFinder和BestKeeper三种软件对6对常用内参基因的稳定性进行了分析。结果发现:6个内参基因在两种白叶枯病菌侵染后的表达量变化均有差异;综合三种软件算法,受白叶枯PXO61和PXO99侵染后水稻叶片中表达最稳定的基因为EF1α、ACT和TUB,为水稻响应白叶枯病菌基因表达及其进一步的功能研究提供了参考和借鉴。
简介:水稻粒形相关基因,对于调控作物产量和品质都具有十分重要的作用,但关于其进化缺少一个系统的、全基因组尺度的比较基因组学分析。研究以已鉴定的水稻粒形相关基因为目标序列,在8个禾本科植物中进行比较基因组学分析,旨在全基因组范围揭示不同粒形基因在多个禾本科作物种系中的进化规律。基于同源比对分析发现,不同基因组中粒形相关基因数量不具有明显差异,平均每个基因组中粒长和粒宽相关的基因分别有364和75,其中较多的是谷子,有423粒长、71粒宽调控基因。基因组同源共线分析,发现全基因组加倍和串联重复对于家族基因拷贝数增加具有重要贡献,但是重复基因丢失可能维持了基因数量的稳定。通过粒形基因中旁系同源基因对间的同义核苷酸置换率(Ks)比较,揭示不同的粒形基因具有不同的进化速率,进化最快的是粒长调控相关基因An-1。本研究为认识水稻粒形调控相关基因进化提供了重要的理论基础,对于禾本科粒形相关基因从全局尺度到单基因的进化具有极为重要的意义。
简介:本研究以菠萝叶片为材料,从中克隆到一个可能与菠萝叶刺形成相关的基因AcSPL14(Ananascomosussquamosapromoter-binding-likeprotein14)。该基因cDNA全长为1330bp,开放阅读框为1086bp,编码362个氨基酸。结构域分析结果显示AcSPL14蛋白序列具有SPL蛋白家族共有的功能结构域--SBP(SQUAMOSApromoterbindingprotein-like)结构域,且与石刁柏(Asparagusofficinalis)、铁皮石斛(Dendrobiumcatenatum)、月季(Rosachinensis)和麻风树(Jatrophacurcas)的SBP序列相似性分别为53%、51%、47%和46%。在此基础上,本研究进一步构建了pBI121-AcSPL14过表达载体,获得了工程菌。本研究为AcSPL14在菠萝中的生物学功能鉴定提供了理论依据,对深入研究菠萝叶刺发生的分子机理具有重要意义。
简介:为了创造杨树甲基化变异新种质,本研究以国外引进的优良欧洲黑杨种质资源N46(P.nigra'N46')无菌苗叶片为材料,通过在分化培养基中添加5-azaC(800μmol/L)的诱变方法,在再生植株群体中获得了一个圆叶突变株系M800-18。该株系叶片数量明显增多、叶片长宽比显著增大,叶绿素a、叶绿素b含量降低、光合能力下降,同时该株系保护酶活性显著增强,但其生长速度与对照基本相当。甲基化敏感扩增多态性分析(MSAP)结果表明,变异株系叶片基因组DNA甲基化水平均比对照显著升高。皮尔逊相关性分析结果表明,该株系DNA甲基化水平与叶片数量呈显著正相关,全甲基化、总甲基化水平与光合参数的各项指标均呈显著负相关,说明圆叶突变株系表型的变化很可能是由于甲基化的升高引起的。研究结果为研究杨树叶片形状变异的表观遗传基础研究及生产应用奠定了基础。
简介:番茄(Solanumlycopersicum)果实心室数是影响果实大小形状和畸形果发生率的重要因素。遗传特性是番茄果实心室数的重要调控因素。研究表明,番茄中调控心室形成的2个重要基因分别为位于第11条染色体的fasciated位点和位于第2条染色体的lc位点,两个位点对心室形成的作用值分别为37%和12%,同时这两个位点相互之间具有上位性作用。近年来研究者相继对fasciated和lc位点进行了精细定位,发现fas基因(YABBY转录因子)和WUSCHEL基因下游的2个SNP调控番茄心室数。本文综述了近年来番茄心室形成相关研究进展,着重介绍分子遗传水平方面的进展,为探究番茄心室形成的分子机理提供重要的信息。
简介:大麦的糖化力和蛋白质含量是影响大麦品质的重要指标,对此类性状进行QTL定位具有重要的经济意义。本研究分别采用传统的单QTL扫描方法和3种贝叶斯LASSO方法实现此类性状的QTL精细解析。在对大麦蛋白质含量的QTL检测上,单QTL扫描方法共检测到了3个QTL,而3种贝叶斯方法检测到了7个QTL,其中2个与单QTL扫描方法检测的QTL吻合。在大麦糖化力的QTL检测上,传统的单QTL扫描方法共检测到了3个QTL,而3种贝叶斯方法除了检测到这3个QTL外,还检测发现了额外的2个连锁的QTL;表明贝叶斯方法在北美大麦蛋白质含量和糖化力QTL检测中可以更加有效地分离处于连锁位置或接近状态的QTL进而提高QTL的检测效力。
简介:乙烯作为植物激素在生长、发育、抗逆过程中发挥了其独特的调节作用。本文在分子生物学水平上概述了植物中乙烯合成途径和信号转导途径的机制。乙烯的合成由甲硫氨酸开始,经过重要的中间代谢产物ACC的氧化裂解形成乙烯,其中ACC合成酶催化的反应为限速反应,为调控乙烯合成的重要环节。乙烯信号的转导由内质网上乙烯受体识别乙烯开始,在胞质中经一条保守的途径,由EIN3将转录信号传递至细胞核中,最后以ERF类转录因子激活或抑制相关基因的表达。ERF转录因子参与防卫反应的诱导和寄主对病原菌不亲和互作的建立,受其调控的防卫基因被诱导表达后在随后防卫应答过程中发挥了不同的作用。
简介:为了优化玉米苞叶多酚微波辅助提取工艺及研究其抗氧化性,本研究以多酚提取率为指标,在分别考察乙醇体积分数、料液比、微波功率和微波时间对玉米苞叶多酚提取影响的基础上,进行响应面设计实验,并以对·OH和DPPH·的半清除率(IC50)评价玉米苞叶多酚的抗氧化性。结果显示,玉米苞叶多酚微波辅助提取的最佳工艺条件为:乙醇体积分数50%、料液比1∶40(g/mL)、微波功率390W,微波时间60s。该工艺条件下,玉米苞叶多酚提取率为2.647mg/g,与模型理论预测值(2.673mg/g)的相对误差仅为0.98%,表明该工艺稳定、可靠。玉米苞叶多酚与BHT对·OH的IC50分别为4.28μg/mL和23.41μg/mL,对DPPH·的IC50分别为5.84μg/mL和27.57μg/mL,表明玉米苞叶多酚具有较强的抗氧化性。本研究为玉米苞叶多酚的提取及其抗氧化活性的深入研究提供了依据。