摘要：分子设计育种是将分子遗传学与传统育种相结合,并培育成具有优良性状的新品种的重要方法之一,尽管该方法很大程度上能够缩短育种进程,但在实际育种过程中却应用较少。在大豆的育种过程中,提高产量是主要的育种目标之一,其中,每荚粒数是决定大豆单株产量的关键性状之一。在大豆中,每荚粒数与叶片形状呈正相关,由一对等位基因Ln/ln控制,宽叶的大豆品种一般为Ln,窄叶的大豆品种一般为突变型ln,且ln伴随着更多的四粒荚。尽管Ln对于大豆单产的提高,具有潜在的重要作用,但将该位点应用于分子设计育种中,报道较少。本研究通过分析483份来自不同纬度大豆品种的Ln基因型发现,高纬度地区大豆品种一般为ln,而低纬度地区大豆品种一般为Ln。通过调查来自不同纬度的8个大豆品种的叶型和一粒荚至四粒荚个数发现,低纬度大豆品种均为圆叶品种,且几乎没有四粒荚。为将ln应用于低纬度地区大豆育种中,成功开发了Ln的分子标记,并通过连续回交的方法,将ln代换到圆叶型品种Willams 82和华夏3号中,获得了四粒荚较多的大豆新材料。本研究利用大豆分子设计育种的手段,提高了大豆单株产量,为加快大豆高产育种进程提供了重要的理论及实践基础。

摘要：BBX32基因是一种含锌指结构的转录因子,广泛的参与植物生长和发育过程,但在大豆中,BBX32基因的具体生物学功能还尚未被解析。为研究大豆BBX32基因在大豆中的分子机理和生物学功能,本研究通过同源比对分析发现,大豆中含有两个与拟南芥BBX32同源的基因,分别命名为GmBBX32a和GmBBX32b。同时,通过检索RNA-seq数据库,对GmBBX32a和GmBBX32b在大豆中不同组织的表达部位进行分析,结果发现GmBBX32a在花、叶和豆荚中具有较高的表达量,而GmBBX32b在豆荚和花中具有较高的表达量,说明GmBBX32a和GmBBX32b可能参与大豆的开花和籽粒大小形成。此外,利用CRISPR/Cas9技术,构建GmBBX32a和GmBBX32b基因的敲除载体,并转化到大豆毛根中进行靶点检测,最终获得了有编辑效率的基因编辑载体,为接下来获得稳定转基因材料提供有效编辑靶点信息。

摘要：微纳流体光波导融合了微观流体与微光学特征,能够在相同物理空间实现流体介质和微光学信息功能及结构的集成,是生物化学分析及生物传感器的关键器件。本文综述了微纳流体光波导研究现状及其在生物传感器和生物化学分析中的应用实例。论述了实现微纳流体光波导的全反射机理、多层干涉效应,抗谐振反射机理,以及基于上述机理实现的各种流体波导形式。重点分析了基于微纳流体层流效应的全流体波导,基于多层干涉效应的Bragg光波导、空心光子晶体波导、狭缝光流体波导、抗谐振反射光波导等多种波导的特点。指出狭缝光流体波导和抗谐振反射光波导具有更好的设计灵活性,且检测灵敏度高、可靠性好、易于集成制造,可望在生物传感器及微纳流体光学系统中得到更广泛的应用。