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摘要:Lr34/Yr18是重要的慢叶锈和慢条锈基因,携带该连锁基因的小麦品种被广泛种植于世界许多国家。利用STS标记csLV34对慢叶锈和慢条锈基因Lr34/Yr18进行分子检测的结果表明,我国231份育成品种(系)中仅有14份材料携带Lr34/Yr18基因,占6.1%。不同麦区分布频率不同,其中北部冬麦区为零,黄淮冬麦区、长江中下游冬麦区、西南冬麦区和西北春麦区分别为3.0%、21.4%、16.7%和33.3%。在422份农家种中,359份含有Lr34/Yr18基因,占85.1%。Lr34/Yr18基因在不同麦区的分布频率也存在差异,北部冬麦区、黄淮冬麦区、长江中下游冬麦区、西南冬麦区、南部冬麦区和西北春麦区分别为89.6%、77.4%、93.1%、93.8%、96.6%和61.1%。csLV34标记扩增产物为150bp和229bp的片段,能有效鉴别品种是否携带Lr34/Yr18基因,是一个重复性好、准确率高的分子标记,可用于小麦Lr34/Yr18基因的鉴定与选择。
摘要:谷氨酰胺合成酶家族是高等植物体内氨态氮同化酶,是植物体内氮利用与循环的核心构件。玉米Gln1-3基因编码叶肉细胞中的细胞质同工酶,与全株氮向籽粒蛋白质同化与氮利用效率及产量紧密相关。本研究以玉米自交系辽白371为材料,采用PCR与接头步移(walking)方法分离得到Gln1-3基因区域基因组DNA(gDNA)全长4571bp,起始密码子至终止密码子序列长3062bp。将该基因在GenBank注册,登录号为EU338535,并进行了详细注释。该基因由10个外显子、9个内含子组成,剪接方式主要为5′供位保守的GU与3′受位AG模式。编码的GS1蛋白由356个氨基酸组成,分子量39.2kD,等电点(pI)为5.202。保守功能域分析表明,氨基末端外显子2到外显子6为氨离子结合结构域,羧基末端外显子8与外显子9构成ATP酶结构域,在胞内行使催化功能。对50个玉米自交系Gln1-3基因重要分析区域进行了等位变异分析,鉴定出364个等位变异,其中313个为SNP变异,占86%。
摘要:为了探索逆境条件下脯氨酸积累的分子遗传机理,改善作物的抗逆能力,应用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)技术和水杨酸法分别检测干旱、高盐(200mmol L^-1NaCl)和冷(4℃)胁迫条件下普通菜豆幼苗叶和根中脯氨酸合成酶基因PvP5CS2表达量和脯氨酸含量的变化。结果显示,3种胁迫条件下普通菜豆幼苗叶和根中PvP5CS2的转录水平快速上升,干旱处理4d,叶中PvP5CS2表达量达到最大值;高盐处理下,叶和根中PvP5CS2的表达高峰分别出现在2h和6h;冷胁迫下,叶和根中的表达高峰都出现在2h;随着胁迫时间的延长,PvP5CS2基因的转录水平逐渐下降。普通菜豆在逆境胁迫下,幼苗叶和根中脯氨酸大量积累,积累高峰出现在PvP5CS2基因表达高峰之后。这些结果说明,PvP5CS2基因的表达受干旱、高盐和冷胁迫诱导,脯氨酸积累受PvP5CS2基因转录水平的调控。PvP5CS2基因在洋葱表皮细胞中的瞬时表达结果显示PvP5CS2蛋白定位在细胞核和膜上。
摘要:以含广谱稻瘟病抗性基因Pi-1和Pi-2的BL122为供体,温敏核不育系GD-7S为受体,通过杂交、回交和自交并结合分子标记辅助选择,将Pi-1、Pi-2基因导入温敏核不育系GD-7S中,获得5个携带两个抗性基因的纯合改良不育株系。利用34个广东代表性稻瘟病菌株接种鉴定,5个改良株系的抗性频率为94.12%-97.06%,而对照GD-7S抗性频率仅为17.65%;自然病圃诱发鉴定5个改良株系的叶瘟和穗颈瘟均为0级,表现高抗。经自然条件和人工气候箱育性鉴定,改良株系与对照均为无或少花粉败育类型,自交结实率为0,说明不育起点温度与对照基本一致。统计分析表明,除剑叶长和每株穗数外,改良株系与对照在其他农艺性状方面均无显著差异。与恢复系L38杂交,改良株系的杂种F1与对照的F1大多农艺性状无显著差异,说明改良株系基本保持了GD-7S的农艺性状和配合力。
摘要:为研究低磷胁迫对水稻产量及其构成因素QTL表达的影响,以耐低磷旱稻IRAT109和磷敏感水稻越富杂交的116个株系的DH群体为材料,在低磷和正常栽培条件下,调查了千粒重、结实率、有效穗数、穗粒数及单株产量等性状。结果表明,结实率、有效穗数和单株产量对低磷胁迫的敏感性较大,而千粒重、穗粒数对低磷胁迫的敏感性较小。利用水稻分子连锁图中94个RFLP标记和71个SSR标记,依据以上5性状低磷胁迫下与对照的差值进行QTL定位。共检测出17个QTL,其中12个对表型变异的贡献率大于10%。3、6和7号染色体上3个标记区域存在QTL成簇分布,这些高贡献率QTL及成簇分布QTL可作为水稻耐低磷产量性状分子育种的重要候选区域。
摘要:为了解白粉菌诱导下抗白粉病小麦的抗病机制,构建了白粉菌接种初期小麦抗性种质N9436的抑制性消减杂交文库。从文库中随机挑取140个阳性克隆,测序结果表明,冗余重复序列占32.86%,其中谷胱甘肽转移酶表达频率最高,其次为参与能量代谢的二磷酸核酮糖大小亚基。去除冗余序列和重复序列后,得到94条EST,利用NCBI的BLAST在线序列比对工具对GenBank的核酸和蛋白质数据库进行同源性比对和功能分析。BlastX比对结果表明,有49条EST与已知功能蛋白同源性较高,主要涉及抗病与防御(包括生物及非生物胁迫)、能量代谢、细胞结构、蛋白质合成及加工、转运及信号转导等过程的相关蛋白。BlastN比对NCBI的非冗余核酸数据库,其中69条序列与EST数据库中的Unigene具有较高的同源性,20条与EST数据库中的同源性较高,另外5条序列找不到同源序列。通过对核酸和蛋白质同源性的比较和功能分析发现,比对结果一致的序列有33条,涉及白粉病抗性的相关蛋白22个,其中与抗病信号传导相关的蛋白6个,过敏性坏死反应(HR)体系表达蛋白2个,系统获得性抗性(SAR)体系病程相关蛋白4个,SAR体系诱导防卫蛋白10个。
摘要:应用RT-PCR结合RACE技术,从青稞总RNA中扩增得长度为1512bp的甜菜碱醛脱氢酶(BADH)基因cDNA全长编码序列。通过氨基酸同源性比对,发现该序列的推定表达产物与大麦BADH同工酶BBD2的同源性为98.4%,而与小麦、玉米和水稻等禾本科作物的BADH同源性分别为97.0%、84.7%和85.1%。将克隆到的青稞cDNA序列命名为HvBADH1,投递到GenBank,获得收录号EF492983。HvBADH1可以在原核表达系统TB1-pMALc2x中正常表达出分子量为54.2kD的多肽链。将HvBADH1的编码ORF,插入到添加了植物表达CaMV35S启动子和NospolyA终止子调控元件的植物表达载体pCAMBIA1301质粒相应的克隆位点中,构建了HvBADH1基因的农杆菌植物转化系统LBA4404(pCAM-ba)。进而采用农杆菌介导法,将HvBADH1基因导入烟草中,对所获得的潮霉素抗性烟草株系进行PCR、Southernblot和RT-PCR等分子生物学检测,结果表明,在得到的2个转基因株系中,HvBADH1基因已整合到受体植物基因组中,并且可以在mRNA水平上进行转录。
摘要:以大豆生育期近等基因系为材料,比较12h短日照(SD)及16h长日照(LD)条件下E1/e1、E2/e2、E3/e3、E4/e4、E5/e5、E7/e7等6对生育期相关主基因的效应。结果表明,在大多数生育期基因型中,显性位点延迟大豆的开花期和成熟期,隐性位点提早开花期和成熟期。同一基因在不同遗传背景下的效应值不同,显性位点可增强其他基因的效应,说明各基因间存在互作。生育期基因的效应受光周期影响很大,长日照可增强大豆生育期相关基因的效应,短日照则相反。此外,光周期对基因效应的影响因发育阶段不同而变化,其中,E1基因在大豆营养生长阶段、E4基因在生殖生长阶段受光周期影响较大,而E3基因在营养生长和生殖发育阶段均受光周期的严格调控。不同光照条件下生育期基因效应的分析结果,可为不同生态区大豆品种生育期性状的定量设计提供依据。
摘要:关联作图是一种利用连锁不平衡(linkage disequilibrium,LD)检测自然群体中基因位点及其等位变异的方法。利用60个SSR标记,对全国大豆地方品种群体(393份代表性材料)和野生大豆群体(196份代表性材料)的基因组变异进行扫描,分析两类群体的连锁不平衡位点、群体结构,并采用TASSEL软件的GLM(general linear model)方法对16个农艺、品质性状观测值进行标记与性状的关联分析。结果表明:(1)在公共图谱上不论共线性的或是非共线性的SSR位点组合都有一定程度的LD,说明历史上发生过连锁群间的重组;栽培群体的连锁不平衡成对位点数较野生群体多,但野生群体位点间连锁不平衡程度高,随距离的衰减慢。(2)群体SSR数据遗传结构分析发现,栽培群体和野生群体分别由9和4个亚群体组成,亚群的划分与群体地理生态类型相关联,证实地理生态类型划分有其遗传基础。(3)栽培群体中累计有27个位点与性状相关;野生大豆种质中累计有34个位点与性状相关。部分标记在两类群体中都表现与同一性状关联,检出的位点有一致性,也有互补性;一些标记同时与2个或多个性状相关联,可能是性状相关乃至一因多效的遗传基础;关联位点中累计有24位点(次)与遗传群体连锁分析定位的QTL一致。
摘要:MYB转录因子以保守的DNA结合域为共同特征,是植物最大的转录因子家族之一,广泛参与植物代谢调控。本文根据植物中MYB转录因子的DNA保守结构域,通过RT-PCR和RACE的方法从大豆品种吉林3号的叶片中分离得到了2个MYB基因GmMYBJ6和GmMYBJ7,并对其结构特征和表达特性进行了分析鉴定。基因组DNA序列分析表明,两个基因都含有两个内含子;酵母系统检测表明,两个基因均具有转录激活活性;β-半乳糖甘酶活性分析表明,内含子的存在使两个基因的转录激活活性明显降低;实时荧光定量PCR检测结果显示,GmMYBJ6在大豆中的表达受ABA、GA3和NAA的诱导,而GmMYBJ7的表达则受ABA和NAA的诱导;半定量RT-PCR分析表明,两个基因在大豆的根、茎、叶、花和未成熟种子中均有表达。GmMYBJ6和GmMYBJ7为典型的R2R3-MYB转录因子新基因;他们在大豆中的表达可能与ABA和NAA的信号转导途径有关。
摘要:以来源于Brassica rapa基因组(AA)的重复序列(151bp)为探针,分别同二倍体白菜型油菜(AA,2n=20)、甘蓝(CC,2n=18)和异源四倍体芥菜型油菜(AABB,2n=36)的中期染色体杂交,白菜型油菜和甘蓝的所有染色体上都有杂交信号,芥菜型油菜的染色体上显示出20个明显的信号,其余染色体上信号很弱或无,可以区分出A和B基因组。对来源于油菜3个基本种与3个复合种FAE1基因进行CAPS分析表明,3个基本种表现出不同的酶切式样,用MboI和MspI酶切表现出多态性,基因组A和C非常相似,而基因组B与A、C关系较远,同时3个复合种也并不是2个基本种的简单相加,表明异源四倍体在长期进化过程中可能发生了重排和重组。
摘要:唐麦4号是对小麦白粉病(Blumeria graminis f.sp.tritici)具有良好抗性的T1BL·1RS育成品种,遗传分析结果表明,唐麦4号携带1个抗白粉病半显性单基因,暂命名为PmTm4。采用唐麦4号为抗病亲本的杂交组合(唐麦4号/Clement)F2代抗、感病分离群体和F3代家系,利用集群分离分析法(BSA)建立了与PmTm4连锁的分子标记连锁图Xcau12—Xgwm611—PmTm4—XEST92—Xbarc1073—Xbarc82—Xwmc276。根据小麦7BL连锁图的标记顺序和抗白粉病基因连锁标记在中国春缺体-四体、双端体和缺失系上的定位结果,将PmTm4基因定位于小麦7BL染色体臂末端。以上研究结果为唐麦4号抗白粉病基因在育种中的利用、分子标记辅助选择和基因累加提供了便利。
摘要:利用3458对SSR引物筛选陆地棉中棉所35和渝棉1号间的多态性引物,获得173对。以多态性引物检测(渝棉1号×中棉所35)F2群体180个单株的标记基因型,共获得178个标记位点。构建的遗传连锁图谱包括148个标记,36个连锁群,总长1309.2cM,标记间平均距离8.8cM,覆盖棉花基因组的29.5%。36个连锁群中的28个分别被定位于20条染色体,8个连锁群未定位于染色体。以渝棉1号×中棉所35的F2、F2:3群体的产量、纤维品质性状鉴定结果,利用区间作图方法,检测到4个产量性状QTL,即2个衣分(LP)、1个铃重(BW)、1个籽指(SD);5个纤维品质性状QTL,即1个纤维长度(FL)、2个纤维比强度(FS)和2个纤维细度(FF)。LP1、BW、SD、FL和FS1被定位于第7染色体,LP2、FS2、FF1和FF2被分别位于第15、21、9和20染色体。5个纤维品质QTL的有利等位基因均来源于渝棉1号。
摘要:苏丹草(S. sudanense)与高粱(S. bicolor)均为禾本科高粱属植物, 两者的杂种优势明显, 杂交种品质好, 抗逆性强, 在水产、畜禽养殖及资源利用与环境保护上有着广阔的开发利用前景, 但两者是否属于同一个种至今存在争议。本文采用去壁低渗-火焰干燥法, 分析了 2 份苏丹草、2 份高粱及其 3 个杂种 F1 有丝分裂核型, 观察了 3 个杂种F1 减数分裂染色体行为和 2 个杂种 F2 体细胞染色体数目。结果表明, 苏丹草、高粱及其杂种 F1 均为 1A 核型, 但核型公式不完全相同, 苏丹草 Sa 为 2n=18m+2sm(sat), 高粱 3042A 和 3042A×Sa F1 为 2n=20m, 其余材料均为2n=20m(sat)。苏丹草、高粱及其杂种 F1 3 者在 10 条染色体的绝对长臂、绝对短臂、绝对全长、臂比和相对全长上差异均不显著(P〉0.05), 说明苏丹草与高粱在染色体长度上的变化不明显。杂种 F1花粉母细胞减数分裂, 终变期和中期 I 染色体核型和数目清晰可见(2n=2x=20), 配对行为规则; 棒状和环状二价体的频率因组合不同而异, Tx623A×S722 F1、3042A×Sa F1 和 Tx623A×Sa F1 棒状二价体频率分别为 4.887、5.710 和 5.126, 环状二价体频率分别为 5.113、 4.290 和 4.874; 在后期 I, 配对的染色体能够正常分离。杂种 F2 体细胞染色体数目为 20(2n=20)。因此, 苏丹草与高粱的亲缘关系非常近。
摘要:在田间不同灌水条件(春季不灌水、春季灌2水和春季灌4水,每次灌水750m3hm^-2)下,于灌浆后期对小麦叶片与非叶器官(穗颖、穗下节和叶鞘)叶绿体结构进行了电镜观察,并对不同器官的净光合速率(Pn)和光化学效率(Fv/Fm)进行了测定,以期探明小麦叶与非叶器官光合结构和功能对水分变化的适应性差异。结果表明,在充足供水条件(春季灌4水)下,叶片的叶绿体数目明显多于各非叶器官,但护颖和外稃叶绿体含有较多的淀粉粒。在灌浆期上层土壤重度水分亏缺(春季不灌水)条件下,植株各器官叶绿体均出现明显的衰老特征,但衰老程度存在器官间显著差异,旗叶叶片叶绿体受损程度明显大于非叶器官。在所测非叶器官中,外稃叶绿体对干旱胁迫反应较为敏感,而护颖、穗下节间和旗叶鞘叶绿体结构具有较强的稳定性。水分胁迫下各器官Pn和Fv/Fm值均降低,叶片降低幅度最大,且随灌浆进程其光合下降最快,但穗下节间、旗叶鞘和穗器官较为稳定,可能与其叶绿体结构的稳定性有关。说明小麦非叶绿色器官光合结构与功能对水分亏缺具有较强的耐性。
摘要:通过C4转基因技术改善C3作物光合作用,以期提高作物产量是国内外研究的热点之一。然而,目前关于转磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)基因对水稻的光合作用、产量和抗旱性的影响及其调节机理仍不很清楚。本研究以T4代转ppc基因水稻为材料,进行产量和苗期抗旱性研究。结果表明,在旱作栽培条件下,两个转ppc基因株系(T1,T2)单株产量分别比未转基因的对照(WT)增产28%和42%,分蘖增加27%和40%;T1和T2可维持较高的光合速率、气孔导度和水分利用效率;干旱胁迫使超氧化物歧化酶(SOD)活性和丙二醛(MDA)含量增加,T1和T2SOD活性增幅(+25%)都显著高于WT(+9%),而MDA含量增幅显著低于WT,表明转ppc基因水稻具有较强的抗氧化能力;T1和T2比WT具有较高的脯氨酸含量和渗透势下降幅度,说明转PEPC基因水稻的渗透调节能力高于对照。PEG-6000处理下,得到的结果相似。
摘要:以轮回亲本IR64(籼稻)及旱稻材料IRAT109为对照,系统分析了“PD29”在灌溉(对照)与干旱(胁迫)条件下的相关生理性状特征。研究发现,遭遇干旱胁迫后,“PD29”植株能够维持较高的相对含水量(RWC)且胁迫后复水2h该株系的RWC迅速恢复到饱和状态,表明其具有较强的御旱能力。干旱条件下,“PD29”的PSII最大光化学效率(Fv/Fm)、渗透势(Ψ)、脯氨酸含量(Pro)、活性氧清除系统活性(AOA)均显著高于IR64,且相对于灌溉处理,其RWC,Fv/Fm的降低幅度显著低于IR64,净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)的降幅,Pro及AOA的增幅均高于IR64。与IRAT109比较,干旱逆境下“PD29”的Pro含量显著偏高且AOA平均增幅较高。因此认为,“PD29”的优良耐旱性表现与其在逆境下脯氨酸含量及活性氧清除系统活性的显著增强有关。另外,干旱环境下的Pn、Gs及Tr的显著降低,表明“PD29”的光合性能可塑性较强,其光合性能在有利生长环境下能高效表达,而在土壤水有限的环境下,能够迅速降低以减少水分的进一步损失。
摘要:在大田栽培条件下,以大豆(Glycine max)垦农4号为材料,叶面喷施不同植物生长调节剂,比较叶片中几种内源激素含量变化的差异,研究喷药对叶片保护酶活性的调控效应。结果表明,在喷药后5-30d,SOD模拟物(SODM)明显提高了IAA、GA以及CTK的含量。喷药后15-30d,2-N,N-二乙氨基乙基己酸酯(DTA-6)提高了IAA和CTK的含量,氯化胆碱(Cc)则在不同程度上降低了IAA和CTK含量。另一方面,随着喷药后时间的延续,3种调节剂提高了叶片中的SOD和POD活性。其中以DTA-6对SOD活性作用最强,SODM次之;而对POD活性则以SODM调节剂的作用最好,DTA-6其次。此外,调节剂DTA-6和SODM在一定程度上还提高了叶片中的CAT活性,减缓了MDA含量的升高,而调节剂Cc则作用不明显。综合分析表明,叶面喷施DTA-6和SODM,可调节叶片内源激素水平和保护酶的生理功能,有效控制叶片的衰老进程,提高籽粒产量。