摘要：水稻籼粳亚种间杂种优势强大,其利用是提高水稻单产的重要途径之一。但杂种F1株高偏高,生育期超亲晚熟,以及结实率偏低,限制了这种优势在生产上的直接利用。针对杂种F1利用上存在三大障碍,本文从育种实践出发,分别提出了相应的解决方案,以期克服籼粳交障碍,充分利用其强大的杂种优势。

摘要：克隆谷子雄性不育材料1066A的不育基因,分析不育基因与可育基因存在的突变位点,为揭示谷子雄性不育分子机制、利用分子标记辅助选择方法选育多用途的不育材料奠定基础。利用谷子全基因组测序数据及前人不育基因定位结果克隆谷子雄性不育材料1066A的雄性不育基因,发掘导致不育的突变位点,旨在为从分子水平揭示谷子不育机制、利用分子标记辅助选择方法选育多用途的不育材料奠定基础。首先利用生物信息学方法从豫谷1号6号染色体找到1个雄性不育基因位点(Si015780m.g),该基因全长5 027个碱基,编码479个氨基酸,且位于前人用分子标记定位的基因组区间内。根据豫谷1号不育基因序列设计2对特异引物在雄性不育材料1066A的基因组DNA进行PCR扩增。将扩增产生的2个基因组片段进行拼接后在谷子不育材料1066A中获得2 561 bp的基因序列,包含了下游部分编码区。通过对豫谷1号、张谷、1066A的不育基因部分编码序列及推定的蛋白质序列进行比对分析,结果发现谷子不育材料1066A的不育基因编码序列存在3处突变:2处单碱基替换和1处单碱基插入,这3处突变导致谷子不育材料1066A的不育基因蛋白的第402,403个氨基酸由异亮氨酸和亮氨酸替换成缬氨酸和异亮氨酸,同时导致其不育基因编码的蛋白在第466个氨基酸处发生提前终止。3处突变中2处氨基酸替换对编码蛋白的功能影响不大,因此,认为谷子不育材料1066A的不育基因蛋白翻译提前终止可能是导致其产生不育的原因。

摘要：以同源四倍体水稻原种零轮、02428、培矮64、轮回422及其成对二倍体为实验材料,分别以琼脂浓度(0.5%、0.75%和1%)、碳源种类(蔗糖和麦芽糖)与用量(60 g L-1和80 g L-1)、不同激动素(KT和Zip)以及不同基本诱导培养基(MS、N6、M8、NB)等因素为变量,共设计26种诱导培养基(2种对照),进行了花药愈伤诱导实验,旨在筛选出愈伤诱导率的培养基优化组合。结果表明,琼脂浓度0.75%和60 g L-1蔗糖组合对提高水稻花药诱导率作用较好,N6培养基及其衍生NB培养基对提高四倍体水稻特别是粳稻花药诱导率有着较好作用。激动素的加入,能显著提高愈伤诱导率,最高可达到84%。在供试的26种培养基中,有6种诱导培养基得到较高的四倍体粳稻愈伤诱导率,有2种诱导培养基得到较高的四倍体籼稻愈伤诱导率,在8种较好的诱导培养基中有3种不但有较高的愈伤诱导率而且具有较高的绿苗率。

摘要：叶向值是反映叶片"直"和"立"两个特性的综合指标。叶向值高的品种,叶片直而不弯,叶夹角小,有利于群体通风透光,在群体密度较高时比平展型更容易获得高产。阐明叶向值的遗传基础,对玉米理想株型分子设计育种具有重要的意义。本研究以285份多样性玉米自交系为材料,利用Illumina的maizeSNP50芯片基因分型结合连续2年的叶向值表型鉴定,通过全基因组关联分析方法挖掘玉米叶向值显著关联的SNP位点。方差分析表明,不同自交系的叶向值差异达到极显著水平(P<0.01)。在最优模型选择时,发现Q+K模型最适合本研究的叶向值关联分析。在2个年份下,共检测到15个与叶向值显著关联的位点(P<4.05E-5),包括27个SNP,解释5.54%~8.73%的表型变异,并挖掘了15个候选基因。其中1.07 bin上的位点2是本研究发现的重要位点,其候选基因可能是编码细胞周期蛋白依赖性蛋白激酶的Zm00001d032050,有待进一步图位克隆工作验证。

摘要：玉簪属植物在园林景观及药理学方面具有很高的应用价值。野生玉簪属极易遭受自然灾害、病毒及病虫害等侵袭,组织培养继代也面临着维护成本高、容易污染等挑战。针对新品种培育及品种遗传稳定等需求,建立高安全、低维护、低消耗的保存技术具有重要意义。本研究以花叶玉簪无菌苗为材料,采用限制生长保存技术,运用正交设计,研究不同浓度的蔗糖、甘露醇、脱落酸、矮壮素对花叶玉簪限制生长试管苗的存活影响及生理生化响应。结果表明:在20~25℃条件下,玉簪试管苗在培养基中添加蔗糖50 g/L+甘露醇20 g/L+脱落酸(ABA,abscisic acid)1 mg/L+矮壮素(CCC,chlormequat chloride)20 mg/L,保存6个月后存活率仍为100%,无继代保存期可达对照2倍以上且维持性状稳定;保存后材料的超氧化物歧化酶(SOD,superoxide dismutase)、过氧化物酶(POD,peroxidase)、过氧化氢酶(CAT,catalase)酶活性均高于对照组,丙二醛(MDA,malondialdehyde)含量均低于对照组,保存材料的抗氧化酶活性增强,细胞膜脂氧化程度降低,延缓衰老进程,延长保存继代周期。

摘要：为探明豌豆生产中氮磷钾肥最优化施肥参数,采用"3414"不完全正交回归设计肥料效应试验方案,利用沙培基质盆栽试验对豌豆品种科豌6号的氮磷钾肥料效应进行了研究,明确了豌豆对氮磷钾的真实需求量,并筛选适宜的肥料配方。结果表明:适宜氮磷钾肥用量及其配施能显著改善豌豆的经济性状,提高豌豆产量。氮和钾是限制豌豆产量的主要养分因子,施氮钾的增产效果明显,其次是磷。通过建立肥料与产量效应函数方程并结合经济效益分析得出,豌豆的最高产量施肥量为N 160.35kg/hm^2、P_2O_5 124.35kg/hm^2、K_2O 57.45kg/hm^2,最大效益施肥量为N 169.95kg/hm^2、P_2O_5 4.50kg/hm^2、K_2O 21.15kg/hm^2。因此,科豌6号施肥时要重施氮肥,适配磷钾肥。

摘要：为调查分析我国的常规大豆育种材料中是否混入转基因大豆品系,选取706份大豆品系,对可能含有的外源转基因调控元件(CaMV35S启动子、FMV35S启动子和NOS终止子)以及针对我国批准进口的主要耐除草剂转基因大豆转化体(GTS40-3-2和MON89788)成分进行PCR扩增,同时根据MON89788转化体侧翼序列和目的基因设计引物做特异性检测,为其定性检测提供技术支撑。结果表明,在选取的所有样品中,最终测得含有CaMV35S启动子的转基因成分所占比例为1%,含有FMV35S启动子的转基因成分所占比例为0.85%,含有NOS终止子的转基因成分所占比例为0.71%,耐除草剂转基因品系MON89788所占比例为0.85%,以此评估转基因大豆所占比例,为农业转基因监管部门开展转基因大豆监管工作提供数据支持。

摘要：植物VIP1蛋白(Vir E2 interacting protein 1)与农杆菌侵染植物后T-DNA在细胞内的转运有关,影响植物转化效率,但还未见有关小麦中VIP1基因研究的报道。本研究利用in silico技术从普通小麦中克隆了TaVIP1家族基因,该家族基因全部由4个外显子构成,编码产物相似性高,与拟南芥AtVIP1蛋白质序列相似性仅为50.7%~51.4%。Southern杂交结果表明,TaVIP1基因在小麦基因组中存在3个拷贝。根据小麦3个TaVIP1基因的差异序列设计特异引物,以四倍体小麦Langdon与中国春D组染色体代换系为材料进行PCR检测,结合生物信息学分析,将小麦3个TaVIP1基因分别定位在4AL、4BS和4DS染色体上。亚细胞定位分析表明,TaVIP1蛋白分布于细胞膜、细胞质和细胞核中。农杆菌转化烟草,过表达TaVIP1基因降低了烟草转化效率。小麦TaVIP1基因编码的氨基酸序列与拟南芥AtVIP1基因及烟草NtVIP1基因编码的氨基酸序列相似性很低,这可能是小麦农杆菌转化效率低的原因之一。

摘要：具有RING结构域的E3泛素连接酶SDIR1(Salt-and drought induced really interesting new gene finger1)在植物信号调节通路中发挥着重要的作用。本研究克隆得到小麦TaSDIR1-D基因,基因组序列全长4070 bp,其中编码区上游为1443 bp,编码区为2352 bp,3'端非编码区(UTR)为275 bp;该基因编码区cDNA序列长度为849 bp,预测其编码282个氨基酸,包括2个跨膜结构域和1个保守的RING型finger结构域。以野生近缘种的二倍体、四倍体和六倍体普通小麦及一套由中国春为背景的缺-四体为材料,将基因定位在染色体4D上;小麦抽穗期TaSDIR1-D在旗叶中的表达量最高;在NaCl、ABA、PEG及4℃非生物胁迫诱导下,小麦TaSDIR1-D均上调表达,可能参与植物抗逆调节通路;通过检测32份多态性较高的小麦材料TaSDIR1-D基因序列多态性,共检测到2个SNP,基因的编码区和上游序列中各存在1个核苷酸变异,其中编码区的核苷酸变异位点(G/A)位于第4外显子上,为非同义突变,使精氨酸(Agr)变为组氨酸(His)。2个SNP组成两种单倍型,根据-583 bp处的SNP(T/C)设计分子标记SNP-583,扫描自然群体262份材料的基因型,将其分为2种单倍型,分别与千粒重、倒二节长和穗长显著相关或极显著相关,单倍型Hap-4D-2为提高千粒重的优异单倍型。研究结果为小麦分子育种提供了理论依据和基因资源。

摘要：培育和种植高产水稻品种是解决粮食短缺危机最有效的方法之一。利用轮回亲本明恢86和供体亲本ZDZ057、辐恢838和特青构建了3个BC2F4高产选择导入系群体,从中选择5个稳定的高产导入系培育了4个聚合群体WD135/WD190、WD190/WD250、WD208/WD258、WD135/WD258。通过对4个F4聚合群体进行大田表型鉴定,考察产量及其相关性状。选取55个SSR多态性标记对聚合群体进行基因型鉴定,并利用性状-标记间的单项方差分析进行产量及相关性状的QTL检测和根据遗传搭车理论对增产的聚合系基因型的分析结果进行卡方检测。方差分析结果表明,穗长和单株产量在所有4个聚合群体中都存在显著或者极显著基因型差异,抽穗期没有差异,其余性状在不同群体中表现不尽一致。在4个聚合群体中,一共有57个聚合系产量高于轮回亲本,增产幅度从0.36%～72.7%,其中有40个聚合系高于其各自的聚合亲本。与轮回亲本和导入系亲本相比,高产聚合系的单株有效穗数、每穗实粒数和每穗颖花数有了一定程度的提高。高产聚合系增产的主要原因是由于单株有效穗数、每穗实粒数和每穗颖花数得到了改良。利用卡方检验和单项方差分析分别检测到22和20个与产量及相关性状有关的QTLs,其中10个QTL与前人定位的结果一致。聚合亲本携带的QTL在聚合群体的效应与导入系群体估算的不完全一致。说明利用选择回交导入系进行复杂性状聚合改良虽然可以部分消除QTL与遗传背景的互作,但是QTL之间的上位性互作可能仍然起着一定的作用。本研究采取的产量聚合系定位方法可靠性较好,为复杂性状的聚合系定位提供了一个新途径。