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中国农业大学学报 2013年第4期18卷 1-6页

作者：唐华山彭福祥王艳洁沈红霞伊黛舒李保云彭惠茹刘志勇解超杰孙其信中国农业大学农学与生物技术学院/农业生物技术国家重点实验室/农业部作物基因组学与遗传改良重点开放实验室/北京市作物遗传改良重点实验室/教育部作物杂种优势研究与利用重点实验室北京100193

斯卑尔脱小麦材料Altgold含有小麦抗叶锈病基因LrAlt。该基因被定位于小麦2A染色体短臂末端。本研究基于小麦与短柄草和水稻基因组良好的共线性关系,对小麦抗叶锈病基因LrAlt进行比较基因组学分析,发现该基因所在基因组区域对应于短柄草... 详细信息

斯卑尔脱小麦材料Altgold含有小麦抗叶锈病基因LrAlt。该基因被定位于小麦2A染色体短臂末端。本研究基于小麦与短柄草和水稻基因组良好的共线性关系,对小麦抗叶锈病基因LrAlt进行比较基因组学分析,发现该基因所在基因组区域对应于短柄草第5染色体和水稻第4染色体的直系同源基因组区域,据此开发出与LrAlt连锁的EST-STS标记BE498683、BE471132.1、BG605273和CD454629,并构建了LrAlt的遗传连锁图谱,这4个EST-STS标记与Xbarc212共分离,位于LrAlt近着丝粒侧,距离LrAlt 1.9cM。同时,通过筛选Graingenes 2.0公布的位于LrAlt附近的SSR标记,发现Xbarc124、Xgwm614与LrAlt紧密连锁,均与Xbarc212共分离。本研究通过比较基因组学的策略和筛选Graingenes 2.0公布的SSR标记,共得到与LrAlt紧密连锁的9个新的分子标记,为构建LrAlt的高密度精细遗传连锁图谱、分子标记辅助选择和基因聚合奠定了基础。

关键词：小麦叶锈病 LrAlt 比较基因组学 EST—STS SSR

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小麦成熟胚培养方法的优化及其在小麦遗传转化中的应用

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麦类作物学报 2013年第1期33卷 6-12页

作者：李映辉宋娜王瑜晖彭福祥周闪唐华山张晶董宏图吕延华梁荣奇解超杰孙其信中国农业大学农业生物技术国家重点实验室/农业部作物基因组学与遗传改良重点开放实验室/北京市作物遗传改良重点实验室/教育部作物杂种优势研究与利用重点实验室中国农业大学农学与生物技术学院北京100193

为了优化小麦成熟胚培养体系,在前人报道的小麦成熟胚培养方法的基础上对小麦成熟种子处理及取胚方法进行了改进,发现胚切伤略带胚乳的取胚方法及浸泡过夜后4℃低温处理法可以提高小麦成熟胚的再生效率;从19个小麦品种(系)中筛选出5个... 详细信息

为了优化小麦成熟胚培养体系,在前人报道的小麦成熟胚培养方法的基础上对小麦成熟种子处理及取胚方法进行了改进,发现胚切伤略带胚乳的取胚方法及浸泡过夜后4℃低温处理法可以提高小麦成熟胚的再生效率;从19个小麦品种(系)中筛选出5个在此培养体系下具有较高再生率的基因型,分别为农大408、农大3787、保丰104、农大3965和京花1号,其再生率分别为73.11%、68.30%、65.30%、63.40%和57.60%。进一步利用基因枪轰击法对小麦品种辽春18和保丰104成熟胚诱导的愈伤组织进行了转化,分别获得转GUS基因和转Gcn5RNAi基因的小麦T0代植株,经分子检测其转化率分别达到1.35%和1.80%。证明优化后的小麦成熟胚培养技术可以应用于小麦遗传转化研究。

关键词：小麦成熟胚培养基因型遗传转化

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哈克尼西棉细胞质陆地棉雄性不育系orf160的克隆及遗传转化

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作物学报 2013年第9期39卷 1538-1547页

作者：李双双刘国政陈志文王玉美华金平中国农业大学农学与生物技术学院杂种优势研究与利用教育部重点实验室/作物遗传改良北京市重点实验室北京100193 湖北省农业科学院经济作物研究所湖北武汉430064

以哈克尼西棉细胞质陆地棉雄性不育系及其保持系、恢复系为材料,克隆并测序线粒体功能基因的侧翼序列。通过生物信息学分析,在atp4下游发现一个哈克尼西棉细胞质不育系特有的orf160。orf160全长480 bp,N端与atp6序列部分同源,C端序列与... 详细信息

以哈克尼西棉细胞质陆地棉雄性不育系及其保持系、恢复系为材料,克隆并测序线粒体功能基因的侧翼序列。通过生物信息学分析,在atp4下游发现一个哈克尼西棉细胞质不育系特有的orf160。orf160全长480 bp,N端与atp6序列部分同源,C端序列与核序列部分同源;编码的159个氨基酸序列,与膜蛋白、细胞周期蛋白具有部分同源性。以含有线粒体导肽的GFP瞬时表达载体转化后,在洋葱表皮的细胞膜上观察到绿色荧光,表明线粒体定向载体正常表达。构建酵母和植物表达载体,分别转化酵母、烟草和拟南芥;同对照相比,转基因酵母菌斑畸形且生长缓慢;转基因拟南芥和烟草种子大部分畸形,T_1和T_2代植株的结实率和种子发芽率降低,花粉着色比野生型浅。结果表明,orf160基因的表达影响受体正常发育。

关键词：棉花线粒体DNA 细胞质雄性不育 orf160

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小麦近等基因系高分子量谷蛋白亚基对品质的影响

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中国农业大学学报 2013年第4期18卷 13-19页

作者：代俊利李保云姚大年安徽农业大学农学院合肥230036 中国农业大学农学与生物技术学院/北京市作物遗传改良重点实验室/农业部作物基因组学与遗传改良重点开放实验室/教育部作物杂种优势研究与利用重点实验室北京100193

本研究以京411为背景的含有不同小麦高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)的小麦近等基因系为材料,通过1年3点试验,研究了HMW-GS与小麦SDS-沉降值、揉混特性的关系。结果表明:1)Glu-D1,Glu-B1,Glu-A1位点对沉降值和揉混特性的影响顺序为Glu-D1>... 详细信息

本研究以京411为背景的含有不同小麦高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)的小麦近等基因系为材料,通过1年3点试验,研究了HMW-GS与小麦SDS-沉降值、揉混特性的关系。结果表明:1)Glu-D1,Glu-B1,Glu-A1位点对沉降值和揉混特性的影响顺序为Glu-D1>Glu-B1>Glu-A1。2)各个位点对沉降值的贡献表现为,在Glu-A1上,N=1;在Glu-B1上7+8-17+18;在Glu-D1上,5+10>2+12。3)各个位点对揉混特性的影响表现为,在Glu-A1位点上,N>1;当Glu-B1位点为17+18亚基,Glu-D1位点为2+12亚基时,但N亚基与1亚基的揉混特性没显著性差异,但是当Glu-B1位点为7+8亚基,Glu-D1位点为2+12亚基时,N亚基的揉混特性明显优于1亚基;当Glu-A1亚基都为1,Glu-D1亚基都为2+12时,Glu-B1位点上7+8亚基与17+18的揉混特性无显著差异,但当Glu-A1亚基都为N,Glu-D1亚基都为2+12时,Glu-B1位点上7+8亚基的揉混特性优于17+18亚基;在Glu-D1上,5+10>2+12。4)组合为N,7+8,5+10的小麦无论是在耐柔性上还是在面筋强度上都是最好的。研究还发现,Glu-D1位点对谷蛋白含量及揉混仪参数的加性效应最大。

关键词：小麦近等基因系高分子量谷蛋白亚基 SDS沉降值揉混特性

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陆地棉GhDGAT1基因干涉载体构建与遗传转化

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中国农业大学学报 2013年第5期18卷 1-8页

作者：刘正杰张园王玉美梁伟华金平中国农业大学农学与生物技术学院/杂种优势研究与利用教育部重点实验室/作物遗传改良北京市重点实验室北京100193 湖北省农业科学院经济作物研究所武汉430064

二酰基甘油酰基转移酶(DGAT)是生物体内三酰甘油(TAG)合成过程中的关键酶。本研究克隆陆地棉GhDGAT1基因308bp片段,构建了该基因含内含子结构的hpRNA干涉载体;应用花粉管通道法转化棉花,研究内源基因GhDGAT1沉默对棉花油分含量的影响。... 详细信息

二酰基甘油酰基转移酶(DGAT)是生物体内三酰甘油(TAG)合成过程中的关键酶。本研究克隆陆地棉GhDGAT1基因308bp片段,构建了该基因含内含子结构的hpRNA干涉载体;应用花粉管通道法转化棉花,研究内源基因GhDGAT1沉默对棉花油分含量的影响。结果表明:1)经PCR及Southern杂交鉴定,转基因种子中GhDGAT1基因表达量受到显著抑制,种仁含油量下降,最多下降3.13%。2)种子油脂量显著减少的株系中,总蛋白含量及可溶性糖分含量,分别相对提高4.31%～9.77%和11.67%～23.01%。3)与野生型相比,转基因株系幼胚在发育后期鲜重降低,而可溶性蛋白含量升高。4)与对照相比,转基因植株的株高、第一果枝高度、果枝数均显著降低,但其他农艺性状与主要的经济性状均未受到显著影响。研究表明,通过调控GhDGAT1基因的表达可影响陆地棉的油脂合成,调节棉籽油分含量。

关键词：陆地棉 GhDGAT1 RNAi 载体构建遗传转化

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陆地棉吐絮铃数及吐絮率的QTL定位

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棉花学报 2013年第6期25卷 471-477页

作者：李俊文贾菲孙福鼎刘爱英石玉真龚举武商海红王涛巩万奎贾新合张建宏袁有禄华金平中国农业大学农学与生物技术学院/杂种优势研究与利用教育部重点实验室/作物遗传改良北京市重点实验室北京100193 棉花生物学国家重点实验室/中国农业科学院棉花研究所河南安阳455000

采用复合区间作图法，对陆地棉sGK9708X0-153组合的重组近交系（RI）及永久F2群体在曲周（2009年）、安阳（2009，2010年）3个环境条件下的吐絮铃数和吐絮率进行QTL检测，共获得18个QTLs。其中，7个与吐絮铃数相关，加性效应在-0．46～0... 详细信息

采用复合区间作图法，对陆地棉sGK9708X0-153组合的重组近交系（RI）及永久F2群体在曲周（2009年）、安阳（2009，2010年）3个环境条件下的吐絮铃数和吐絮率进行QTL检测，共获得18个QTLs。其中，7个与吐絮铃数相关，加性效应在-0．46～0．33之间，可解释的表型变异为5．86％～11．28％；11个与吐絮铃率相关，加性效应在-3．64％～3．20％之间，可解释的表型变异4．68％-9．84％。这些QTLs主要分布在25号（吐絮铃数／吐絮率：3个／6个，下同）、16号（2个／2个）、18号（1个／2个）染色体和LG49（1个／1个）上。这18个QTLs中，qPOB-16-2在R1群体中的3个环境下被稳定检测到，qCOB．16．1、qPOB-25—3和qPOB-25．4在RI中的两个环境下被稳定检测到。这些QTLs可以应用于吐絮铃数和吐絮率的分子标记辅助选择。

关键词：陆地棉永久F2群体重组近交系吐絮铃数吐絮率 QTL

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棉花3个脂肪酸碳链延长基因的cDNA克隆和表达分析

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中国农业科学 2013年第17期46卷 3523-3533页

作者：刘丽赵鹏王丹刘正杰王玉美华金平中国农业大学农学与生物技术学院/杂种优势研究与利用教育部重点实验室/作物遗传改良北京市重点实验室新疆农垦科学院棉花研究所/农业部西北内陆区棉花生物学与遗传育种重点实验室湖北省农业科学院经济作物研究所

【目的】克隆棉花脂肪酸合成碳链延长的3个重要基因,分析它们的基因表达及其对逆境胁迫的反应,为棉花高油分育种和抗逆育种提供候选基因。【方法】采用同源克隆的方法,克隆陆地棉脂肪酸合成碳链延长3个重要基因GhKAR、GhHAD和GhENR的cDN... 详细信息

【目的】克隆棉花脂肪酸合成碳链延长的3个重要基因,分析它们的基因表达及其对逆境胁迫的反应,为棉花高油分育种和抗逆育种提供候选基因。【方法】采用同源克隆的方法,克隆陆地棉脂肪酸合成碳链延长3个重要基因GhKAR、GhHAD和GhENR的cDNA全长;应用生物信息学方法,分析克隆基因编码蛋白的特性;通过RT-PCR,分析目标基因的组织表达特征、时空表达水平和非生物胁迫条件下的表达特性。【结果】GhKAR和GhENR属于NADB Rosemann超基因家族,GhHAD属于hotdog超基因家族;GhKAR、GhHAD和GhENR的cDNA全长分别为1 119、906和1 318 bp,分别编码283、221、394个氨基酸;它们在根、茎、叶及胚珠发育不同时期均有表达。3个基因在高油材料中的基因表达水平都高于低油材料;20DPA(days post anthesis)到30DPA是高低油材料油分积累的主要时期,而30DPA到成熟期是高低油材料油分含量差距产生的关键时期。20DPA低油材料3个基因均有一个表达低值,高油材料基因表达量则持续升高;30DPA时表达量达到最高,其中,对于GhHAD和GhENR的表达量,棉花高油材料为低油材料2倍以上。不同非生物胁迫的诱导表达分析表明,GhKAR、GhHAD和GhENR都不同程度地受低温诱导,GhKAR和GhHAD在ABA诱导时上调表达,但都不受MeJA诱导表达;而GhENR在MeJA诱导2 h时上调表达,之后逐渐下调,受ABA诱导不明显。【结论】获得了GhKAR、GhHAD、GhENR 3个基因cDNA全长,通过基因表达特征分析,3个基因的表达可能对种子油分积累起着重要作用,同时在棉花抗逆方面也起一定的生理作用。

关键词：陆地棉脂肪酸合成基因克隆表达量非生物胁迫

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棉花新材料A111基于cpDNA的种性初步鉴定

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中国农业科技导报 2013年第1期15卷 55-64页

作者：冯坤刘方蔡小彦黎绍惠周忠丽张先亮华金平王坤波中国农业科学院棉花研究所棉花生物学国家重点实验室河南安阳455000 开封市农林科学研究院河南开封475141 中国农业大学农学与生物技术学院杂种优势研究与利用教育部重点实验室作物遗传改良北京市重点实验室北京100193

A111是从澳大利亚收集到的一份新的野生棉,属于澳洲棉、或奈尔逊氏棉乃至一个新的棉种,归属一直没定论。为鉴别A111与澳大利亚以及世界其它地区棉种的差别,以24个棉种(变种)为参照,分析了A111的cpDNA序列特点。结果表明,在15条cpDNA基... 详细信息

A111是从澳大利亚收集到的一份新的野生棉,属于澳洲棉、或奈尔逊氏棉乃至一个新的棉种,归属一直没定论。为鉴别A111与澳大利亚以及世界其它地区棉种的差别,以24个棉种(变种)为参照,分析了A111的cpDNA序列特点。结果表明,在15条cpDNA基本序列中,筛选出了8条序列适合于棉属植物系统发育和种性鉴别研究。这8条序列的变异率和识别率均较高,其中rps16识别率最高(100%)。基于8个序列组合的系统发育分析,能识别单个棉种。聚类结果显示,棉属分为两大分支,A111与奈尔逊氏棉(G3)处于澳洲野生棉分支中的姊妹分支。序列比对结果表明,A111的叶绿体序列存在特异的插入与缺失,明显区别于其他棉种。由此,初步鉴定A111是澳洲野生棉的一个新种,与奈尔逊氏棉的亲缘关系最近。

关键词： A111 cpDNA 棉属物种鉴定

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影响棉花体胚发生与植株再生的主要因素

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中国科技论文在线精品论文 2013年第17期6卷 1583-1592页

作者：刘正杰张园王彦霞王玉美华金平中国农业大学农学与生物技术学院作物杂种优势研究与利用教育部重点实验室作物遗传改良北京市重点实验室北京100193 湖北省农科院经济作物研究所武汉430064

近年来,植物组织培养已经被用于转基因工程与遗传改良的重要平台,对于植物组织培养的利用依赖于高效再生体系的建立.与其他植物相比,棉花是体细胞胚胎发生与植株再生最困难的植物之一,棉花体细胞胚发生与植株再生受诸多因素影响.这里综... 详细信息

近年来,植物组织培养已经被用于转基因工程与遗传改良的重要平台,对于植物组织培养的利用依赖于高效再生体系的建立.与其他植物相比,棉花是体细胞胚胎发生与植株再生最困难的植物之一,棉花体细胞胚发生与植株再生受诸多因素影响.这里综述了各个因素条件对棉花体胚发生与植株再生的影响,指出基因型决定棉花体细胞胚胎发生和植株再生能力.但是,可以通过选择适宜外植体,调节培养基激素种类与配比,或改变培养基成分,包括氮源与碳源、无机盐离子等,提高棉花体胚发生与植株再生能力.同时,通过改变光照与温度等培养条件,并进行适当的胁迫也有助于棉花再生能力的提高.高效的成苗培养、嫁接及移栽方式有助于再生植株的成活.针对目前体胚发生相关动态变化的分子机理相关研究不够透彻,以及棉花组织培养深入研究发展缓慢的现状,提出今后应该重点分析棉花胚性愈伤诱导及体胚发生阶段的基因表达及其分子机理.

关键词：农艺学棉花综述体细胞胚胎发生植株再生影响因素

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新疆自育陆地棉品种SSR遗传多样性分析

新疆自育陆地棉品种SSR遗传多样性分析

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中国棉花学会2013年年会

作者：艾先涛梁亚军沙红王俊铎郑巨云吐尔逊江多力坤莫明龚照龙李雪源华金平新疆农业科学院经济作物研究所中国农业大学农学与生物技术学院/杂种优势研究与利用教育部重点实验室/作物遗传改良北京市重点实验室

新疆作为我国最大的棉花优势产区,在陆地棉品种选育方面取得了显著进展。从20世纪70年代以来,新疆棉花单产、面积和总产有了大幅度提高,单位面积产量的增加与优良新品种的推广应用有直接关系。南北疆几次大的品种更换,新疆自育品种发挥... 详细信息

新疆作为我国最大的棉花优势产区,在陆地棉品种选育方面取得了显著进展。从20世纪70年代以来,新疆棉花单产、面积和总产有了大幅度提高,单位面积产量的增加与优良新品种的推广应用有直接关系。南北疆几次大的品种更换,新疆自育品种发挥了重要作用。其中,新陆早1号、新陆早7号、新陆早8号、新陆早12号、新陆早13号、新陆早24号、新陆早36号、新陆早42号、新陆早48号、军棉1号等自育品种推广面积都在每年16万hm2以上。长期以来对新疆陆地棉品种的遗传多样性和亲缘关系等遗传基础研究相对较少。本研究利用SSR标记对94份新疆自育陆地棉品种的基因组进行分析,研究新疆陆地棉品种的遗传多样性。结果表明:从分布于棉花全基因组的206对SSR标记中筛选出54对具有稳定多态性的引物,共检测出153个多态性位点,每对引物的等位变异为2～6个,平均为2.93个;基因型多样性(H′)变幅为0.0439～0.7149,平均为0.4491;引物多态信息含量(PIC)为0.0430～0.6640,平均为0.3831。表明SSR标记在品种间可以反映较丰富的遗传多样性信息。94份品种间成对遗传相似系数变幅为0.3846～0.9835,71.9%的品种相似系数在0.601～0.800,SSR多态性结果反映出新疆陆地棉品种间的遗传相似性相对较高。根据UPGMA聚类分析,在阈值为0.63时,将94份品种划分为2个类群,聚类结果反映新疆陆地棉品种间遗传关系相对简单,品种的遗传基础相对狭窄,品种遗传组分差异较小,总体上遗传多样性不够丰富;分子聚类结果与品种本身遗传系谱背景和演变趋势吻合度较高,符合品种的真实特性。研究发现,自育品种在分子水平上差异不大,需要努力拓宽品种选育的遗传基础。

关键词：陆地棉遗传背景 SSR 遗传多样性亲缘关系新疆

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