甘蔗(Saccharum officinarum L.)病害是制约甘蔗生长和甘蔗产业发展的重要因素,而选育和推广甘蔗抗病品种是甘蔗产业高质量可持续发展的有效手段,但传统的甘蔗病害抗病育种具有优质基因挖掘和功能验证困难等局限性.效应蛋白是病原菌分泌以协助其定植宿主的小分子蛋白,解析病原菌效应蛋白与植物免疫系统的相互作用关系对于甘蔗抗病品种改良具有重要的指导意义.本综述讨论了宿主免疫系统的响应网络以及病原体通过分泌效应蛋白来逃避或破坏宿主免疫系统以成功定植感染的相关策略,并基于此提出了设计和改造甘蔗抗病新品种的相关思路.

[目的]构建籽用美洲南瓜突变体库,加快籽用美洲南瓜种质资源创新进程,对南瓜品种选育、品种改良以及遗传基础的拓宽具有重要的意义.[方法]利用1.8％诱变剂甲基磺酸乙酯(EMS)处理籽用美洲南瓜ZHL4种子15 h,然后对M1和M2代群体单株进行表型变异观察,同时对M2群体变异株系ZHL4-33进行显微组织结构观察.[结果](1)M2群体中共筛选到242个突变植株,45种表型变异,变异类型涵盖了突变株的各个生长时期以及各植物器官,总的突变频率达到25.17％.(2)突变体叶片栅栏组织厚度显著高于野生型,排列紧凑,维管形成层痕迹明显;突变体茎维管束多而密集,导管直径小于野生型,髓部发达,细胞间隙较小,细胞数目有所增加.[结论]初步构建了由425 个M2家系所组成的籽用美洲南瓜突变体库,为籽用美洲南瓜功能基因组研究和新品种选育奠定了材料基础.

[目的]探究谷子CPP基因家族成员特征及在外源硒处理下的响应模式,为谷子富硒高叶酸新品种选育提供遗传材料.[方法]借助生物信息学工具鉴定谷子CPP家族成员,用qRT-PCR技术对CPP基因在不同组织及外源硒处理下的表达水平进行检测.[结果](1)谷子基因组中包含9个CPP基因,定位于6条染色体上,分别命名为SiCPP1-SiCPP9,所有成员均定位在细胞核,蛋白质二级结构中无规则卷曲占比最重.(2)谷子CPP蛋白可分为4个亚家族,相同亚家族之间保守基序和结构域的数目及分布相似.(3)启动子分析发现谷子CPP家族中存在大量光、生长发育、激素及胁迫响应元件.(4)谷子CPP家族成员在根、茎、叶和穗中差异表达,SiCPP5、SiCPP6、SiCPP7和SiCPP8对外源硒响应最强烈.[结论]谷子CPP家族成员具有组织表达特异性,且对外源硒存在不同程度响应.

目的:利用ITS2和 matK分子标记对覆盆子及其相似品种进行鉴别，规范覆盆子的基源。 方法:收集覆盆子及其相似品山莓、蓬蘽、茅莓、寒莓、高粱泡的ITS和 matK序列，经隐马尔可夫模型去除两端的5.8S和28S序列，共得到ITS2序列25条，经Clustal校对共获得 matK序列22条。运用MEGA软件分析各分类群的ITS2和 matK序列，计算种内和种间遗传距离，构建邻接系统进化树（NJ）；通过ITS2 database预测各分类群的ITS2二级结构，采用4Sale软件比对二级结构，通过ProfDistS软件构建基于联合ITS2一级序列及其二级结构的剖面邻接（PNJ）系统发育树。 结果:分别基于ITS2和 matK标记的不同物种种间具有显著的遗传间隔。NJ树和PNJ树拓扑关系一致，各分类群表现出单系性。覆盆子ITS2二级结构与其相似品种均具有显著差异。 结论:建议ITS2和 matK序列均可作为鉴别覆盆子与其相似品种的DNA条形码，ITS2二级结构信息可丰富鉴定结果，可为覆盆子及悬钩子属植物的资源研究及品种选育提供依据。

以γ射线诱变籼稻双科早(Oryza sativa subsp.indica cv.'Shuangkezao')获得的早熟鲜绿突变体pe-1为实验材料,在三叶期和分蘖期进行弱光胁迫,探讨pe-1与野生型在形态特征、非生物胁迫相关酶活性及其调控基因表达量、叶绿素含量、叶绿体合成与降解及光形态建成相关基因表达对弱光响应的差异.结果表明,与野生型相比,弱光胁迫后,pe-1叶片黄化程度显著降低,株高和叶面积显著增加;三叶期和分蘖期的叶片中不同叶绿素含量变化不同.此外,pe-1叶绿素含量增加,且其抗氧化应激反应相关酶过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)的活性及相关基因的表达量均高于野生型,表明在弱光胁迫下pe-1活性氧清除能力增强,适应能力更强.pe-1的光形态建成相关基因表达量高于野生型,表明弱光处理下pe-1的光接收能力更强.综上,pe-1突变体具有抵御弱光胁迫的潜力,该结果有助于耐弱光水稻品种的选育.

磷是植物生长发育不可或缺的营养元素之一,正磷酸盐(P)在土壤中含量丰富,但由于土壤的固定作用,其中能被植物吸收利用的有效磷含量并不高,提高植物对土壤磷的吸收利用能力,或优化磷肥施用,己成为亟待解决的问题.土壤中亚磷酸盐(PH)的含量仅次于正磷酸盐,其具有更高的溶解度,可在植物木质部与韧皮部之间进行双向运输,不易被土壤固定,但亚磷酸盐作为磷肥替代正磷酸盐和选育耐亚磷酸盐作物品种的研究鲜有报道.基于此,该研究选取5份引进的马铃薯(Solanum tuberosum)品种和1个商业品种青薯9号(QS9)为实验材料,经驯化炼苗后直接栽入试验田,设置正常磷肥处理和亚磷酸盐替代处理,测定不同品种的表型、光合作用效率和干物质等指标,以各单项耐亚磷酸盐系数(PTC)为衡量依据,利用主成分分析等方法对不同马铃薯品种的PH耐性进行综合评价.结果表明,6个马铃薯品种可分为高度耐亚磷酸盐型(C115和D13)、弱耐亚磷酸盐型(C20、C31和QS9)和亚磷酸盐敏感型(C80)3类.该研究评价了不同马铃薯品种对亚磷酸盐的耐受性,旨在为马铃薯耐亚磷酸盐品种选育和亚磷酸盐新型肥料开发提供科学依据.

MYB(v-myb avian myeloblastosis viral oncogene homolog)家族转录因子是高等植物转录因子中数目最多的一类基因家族成员,可分为 4 个亚家族,其中R2R3-MYB是最常见的亚家族类型.R2R3-MYB类转录因子广泛参与植物的器官发育和次生代谢产物生物合成的调控.为研究R2R3-MYB家族转录因子在艾叶黄酮合成和腺毛发育中发挥的作用,该研究基于艾的全基因组数据筛选、鉴定出 92 个R2R3-MYB转录因子,并利用生物信息学预测其潜在功能.结果表明,92 个转录因子的氨基酸长度为 168～547 aa,相对分子质量为 19.6～60.5 kDa,均为亲水性蛋白.亚细胞定位分析表明,89 个AaMYB 蛋白定位结果为细胞核,3 个蛋白同时定位于细胞核和细胞质中.依据拟南芥R2R3-MYB家族分类,92 个艾R2R3-MYB蛋白分为 26 个亚家族,同一亚族基因结构基本类似.顺式作用元件预测结果表明光响应元件、茉莉酸甲酯元件和脱落酸元件在R2R3-MYB基因启动子区域分布广泛.转录组表达分析结果显示,AaMYB60、AaMYB63 和AaMYB86 在叶片中的表达均高于茎和根中的表达,说明这 3 个转录因子主要在叶片中发挥作用.此外,利用系统进化分析筛选出 5 个参与艾叶黄酮生物合成或腺毛发育的候选R2R3-MYB转录因子.该研究可为后期艾的优良品种选育和种质创新等提供重要的基因资源.

棉花是全球重要的经济作物和纺织工业原料,选育优良新品种是提高棉花产量、品质和植棉效益的主要途径.然而,传统育种方法在改良作物遗传特性方面存在很大的局限性,而基因编辑技术为加快棉花种质创新和遗传改良提供了契机.基因编辑技术是一种利用人工设计的核苷酸酶,对生物体特定DNA序列的基因组片段进行删除、修改、插入或替换单个或多个核苷酸,从而实现对目标基因精确编辑的技术方法.本文首先综述了ZFNs、TALENs和CRISPR三种主要基因编辑系统的原理,以更好地理解如何利用基因编辑技术改良棉花的生长发育、抗逆性等性状;其次,重点评述了当前备受关注的CRISPR基因编辑系统在改良棉花抗逆性、纤维与种子品质性状等方面的应用;最后分析了基因编辑技术在应用过程中存在的不足和局限,并指出未来应进一步优化开发有知识产权的基因编辑系统,提高其精确性、安全性,促进其在棉花种质创新和遗传改良中的应用.

为全面了解及利用我国枸杞属植物资源,该研究以枸杞属不同种植物干燥成熟果实为研究对象,比较其糖类、蛋白质类、类胡萝卜素类、有机酸类及酚类化学组分组成及含量,并结合果实百粒重、果形指数及籽实比性状指标,分析其"化学-性状"相关性.研究结果表明,不同种枸杞其化学成分主要组成类别具有差异,如截萼枸杞、黄果枸杞及红枝枸杞为单糖优势种;宁夏枸杞及黄果枸杞为总多糖优势种,且宁夏枸杞为枸杞红素绝对优势种;云南枸杞与北方枸杞干果为可溶性蛋白质优势种;截萼枸杞、新疆枸杞及宁夏枸杞为有机酸类及酚类优势种;宁夏枸杞、黄果枸杞为枸杞属中大果优势种;云南枸杞及枸杞为多籽劣势种.多糖类、类胡萝卜素类、果实百粒重、籽实比、东莨菪素、果糖、5-O-阿魏酰奎宁酸、山柰酚-3-O-芸香糖苷、东莨菪苷、隐绿原酸及咖啡酸被认为是不同种干果间主要差异指标.相关性分析结果表明,果实百粒重与东莨菪苷及总多糖含量呈强正相关;籽实比与琥珀酸、水溶性蛋白质及玉米黄素含量呈强正相关性,与芦丁、山柰酚-3-O-芸香糖苷、果糖及葡萄糖含量呈强负相关,表明不同化合物在枸杞果实中分布趋势不同.该研究系统分析比较了枸杞属8个不同种果实化学组分及性状差异,可为枸杞属植物全面开发利用及品种定向选育和精细化、高值化利用提供参考依据.

研究对前期建立的青鱼(Mylopharyngodon piceus)家系高密度遗传连锁图谱及体长QTL的定位结果进行深入分析,在10号连锁群上识别到与体长相关的QTL区域,存在2个与体长强烈相关的紧密连锁SNP位点.研究利用特异性标记判定青鱼遗传性别,对SNP位点侧翼序列PCR扩增子进行sanger测序.得到准确的SNP位点基因型信息后,研究对紧密连锁SNP位点不同基因型与邗江青鱼群体生长性状进行了细致的关联分析.结果表明,在563尾邗江青鱼群体中,雌鱼290尾,雄鱼273尾,雌雄比约为1.06:1.遗传分析显示,SNP7957G＞C和SNP9802T＞A有效等位基因数(Ne)分别为1.754和1.399,观测杂合度(Ho)分别为0.384和0.266,期望杂合度(He)分别为0.430和0.285,多态信息含量分别(PIC)为0.508和0.378.相比雄鱼,雌鱼生长速度更快,但是变异系数更高,说明雌鱼生长性状离散程度更大.SNP7957G＞C和SNP9802T＞A不同基因型在群体体长性状中存在显著差异.SNP7957G＞C位点的GG基因型在雄鱼体长性状中具有显著优势(P＜0.05),SNP7957G＞C和SNP9802T＞A单标记其他基因型与生长性状之间存在差异,但未达到统计学差异.在SNP位点不同基因型构建的二倍型中,雌雄个体表现出一定的生长差异,D8(GGTA)在生长方面具有显著优势(P＜0.05),具有一定育种价值.研究结果可为选育快速生长青鱼新品种提供分子标记,为未来青鱼遗传改良和分子标记辅助育种策略提供科学依据.