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玉米雄性不育性基因工程研究

作者:LunWen 来源:中华论文网-免费论文下载 加入时间:2005-9-20

作者简介:刘大文,男,1962年12月生,1996年从师于戴景瑞教授和谢友菊教授,于1999年7月毕业于中国农业大学作物遗传育种学专业,并获农学博士学位。

摘要:用A9启动子的引物从拟南芥菜基因组中扩增得到一条约350bp的片段。序列分析表明,该片段为360bp,TATA box、TGTGG、TGTGA两个Motifs皆完整,与已报导序列的同源性为99.2%,表明为A9启动子。该启动子能启动GUS基因在玉米花药中特异表达,GUS酶活性为1.72nm.min-1.mg-1.protein。以Zm13启动子、A9启动子、Barnase 基因、Barstar基因、抗除草剂基因35S-Bar-nos3'构建雄性不育基因表达载体pZMSBAR、pABBN和恢复基因表达载体pZRFBAR。用pUC18替换pBBN的骨架,得到较小的表达载体pUBBN。用基因枪将不育基因Zm13-Barnase(pZMSBAR)转化玉米愈伤组织,再生出40多个株,其中24株移载成活并生长发育至成熟,7个植株结实。PCR扩增表明16个植株呈阳性。I-KI染色观察和花粉离体萌发表明,有5个植株花粉部分不育。Southern blot 分析证实这5个植株中整合了Barnase基因。用基因枪将不育基因TA29-Barnase(pUBBN)和A9-Barnase(pABBN)转化玉米愈伤组织,再生出20多个植株,各对其中的6个植株进行PCR扩增,分别有3个和2个植株出现0.35kb的特异扩增带。

关键词:玉米 启动子 遗传转化 基因表达 雄性不育

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B2.

论文题目:野生二粒小麦抗白粉病基因分子标记定位和抗病基因标记辅助

选择研究

作者简介:刘志勇,男,1965年生。1996年从师于孙其信教授和杨作民教授,于1999年毕业于中国农业大学植物遗传育种专业,并获农学博士学位。

摘要:本文应用DNA分子标记技术首次对一个来自野生二粒小麦C20的抗白粉病基因进行了标记定位研究,建立了该抗病基因紧密连锁的分子标记Xgwm159/440-500,将该基因及其连锁的标记位点定位于5BS染色体臂,并物理定位于该染色体臂基因富集和重组热点的FL 0.41 - 0.43区域,为这一抗病基因的精细定位、定位克隆和标记辅助选择等进一步遗传操作奠定了基础。本文通过对RAPD标记的克隆和序列测定,建立了Pm21基因的SCAR标记SCAR1400和SCAR1265,并用此标记对抗白粉病育种群体中的Pm21基因进行了分子标记检测。此外,利用DNA标记对抗白粉病育种群体中的Pm21、Pm13和来自野生二粒小麦C20的抗白粉病基因进行了标记辅助选择研究,配制了含有两个抗白粉病基因的基因积累杂交组合,为实行小麦白粉病抗源的多样化和抗性持久化奠定了基础。

关键词:小麦白粉病,野生二粒小麦,簇毛麦,分子标记,标记辅助选择

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B3.

论文题目:小麦RAPD分子标记遗传差异及杂交种与亲本间基因差异

表达研究

作者简介:倪中福,男,1972年生,1996年师从孙其信教授,1999年7月毕业于中国农业大学作物遗传育种专业,并获农学博士学位。

摘 要:利用RAPD分子标记研究发现,斯卑尔脱小麦和西藏半野生小麦群体中存在较大的遗传变异,而且与普通小麦之间有较大的遗传差异,利用它们可以丰富杂交小麦亲本的遗传基础,扩大亲本的遗传差异。

mRNA差异显示结果表明,小麦杂交种和亲本间基因表达发生了显著的改变,但差异表达程度与发育时期和器官有关。超亲表达基因以及杂种被抑制的基因可能在小麦杂种优势形成中起重要作用。另外,MADS-box、GBFs和ser/ thr蛋白激酶家族基因可能对小麦杂种优势形成有重要贡献。

对4个差异表达基因(4B、AM1、GG3和AG5)进行了克隆测序分析,结果表明:1)4B和AM1为新基因;2)AG5为一新的RNA结合蛋白基因;3)GG3为17s或18s核糖体RNA基因。其中4B、AG5和GG3经Northern杂交证明在小麦杂交种和亲本间存在差异表达,并且与mRNA 差异显示结果相吻合。

关键词:小麦; RAPD标记;遗传差异; mRNA差异显示;基因表达;MADS-box;GBFs;ser/thr蛋白激酶;RNA结合蛋白;核糖体RNA


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B4.

论文题目:两系杂交水稻优势生态型及亲本籼粳差异与杂种优势的关系研究

作者简介:姜廷波,男,1965年生,1996年从师于王象坤教授,于1999年7月毕业于中国农业大学植物遗传育种专业,并获农学博士学位。

摘要:本研究利用58份水稻亲本材料,及216个杂交组合。研究供试品种(系)及杂种一代的籼粳分化程度、一般配合力和特殊配合力与双亲籼粳分化的关系、不同类型品种(系)作为两系杂交稻恢复系的利用价值。结果表明,①多数供试材料在分子水平上的籼粳分类与形态上的籼粳分类相一致,但也有个别供试材料不一致。两种分类结果不一致的杂种基本上为籼粳亚种间杂种或籼粳中间型品种间杂种。②两系杂交稻主要性状基因加性效应比非加性效应重要;亲本的一般配合力效应及组合的特殊配合力效应均对F1具有明显的影响,一般配合力效应与亲本表现明显相关;双亲遗传距离对产量及产量构成因素的一般配合力及特殊配合力具有明显的影响,同时对F1各性状的表现(生育期除外)具显著影响。③强优势组合的共同特点是产量及其构成性状的双亲具备较好的一般配合力、在分子水平和形态水平上适度的籼粳差异。④不同生态类型品种与不同遗传背景的不育系杂交,其优势表现亦不同,优势组合多出自父母本籼粳类型差异较大的组合中。⑤杂种稻米的加工和蒸煮品质性状多数趋于中亲值,利用稻米品质优良的亲本配组可获得稻米品质优良的组合。

关键词: 水稻 籼粳分化 RFLP 配合力 遗传距离 杂种优势 生态型 品质

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B5.

论文题目: 水稻染色体显微分离及微克隆研究

作者简介:魏建华,男,1971年生,1996年师从于王象坤教授,于1999年7月毕业于中国农业大学植物遗传育种专业,并获农学博士学位。

摘 要:本研究以水稻为材料,利用玻璃针法和LA-PCR(linker adaptor PCR;接头介导的PCR产物克隆法)及DOP-PCR(degenerative oligonucleiotide primered PCR;筒并寡核苷酸引物PCR克隆法)两种体外扩增技术对水稻三体花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ的额外染色体和根尖细胞有丝分裂中期未知随机染色体进行了显微分离和体外扩增的研究,并得到了水稻第12号染色体探针池。利用点杂交和染色体原位杂交证明扩增产物确实来源于目标染色体。在此基础上,建立了的染色体特异性微克隆文库。获得大约36000个重组克隆子,插入片段大小在250bp-1100bp之间,平均650bp。并且筛选到了一个在不同水稻品种中呈现多态性的单拷贝序列,可以作为RFLP标记用于水稻遗传图谱的构建。通过研究认为有丝分裂中对特定染色体的识别存在着实际困难。利用水稻三体花粉母细胞减数分裂时期额外染色体的异常行为,识别并显微分离特定染色体是一条水稻特异性染色体显微分离的有效途径。本研究为水稻染色体显微切割、微分离和微克隆技术的进一步应用奠定了基础。

关键词:水稻,水稻三体,染色体显微分离,微克隆文库,染色体原位杂交

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B6.

论文题目: 人工雄性不育基因的构建和基因工程雄性不育小麦的获得

作者简介: 李艳红,女,1972年生,1996年从师于张爱民教授和肖兴国博士,于1999年7月毕业于中国农业大学作物遗传育种专业,并获农学博士学位。摘要:为进一步获得优良的小麦雄性不育系,开展了基因工程雄性不育小麦的研究。旨在通过转化我们自己克隆的目标基因为基础的嵌合雄性不育基因来达到创造雄性不育小麦的目的。研究获得以下结果:

1 首次以我们自己克隆的目标基因为基础利用反义技术来构建嵌和雄性不育基因及其植物表达载体。通过鉴定证明了嵌和雄性不育基因与选择标记基因 紧密串联分别连接到中间载体上,构建成植物表达载体载体。

2 以农大146和农大3330幼胚愈伤组织和农大170的花药愈伤组织为受体采用基因枪法进行基因转化研究,经除草剂Basta筛选得到了再生植株,通过PCR、Southern分子检测和点杂交证明,外源目标基因确实已经整合到小麦的基因组中。

3 对转化体花期花粉育性观察发现,转化体的花粉均表现了不同程度的育性下降现象,其中60%为彻底的不育;这部分完全不育的转化体表现为颍壳外张,花丝短缩,花药皱瘪、较小、黄白色且花粉粒较少;部分转化株自花授粉或以其为父本均不能结实,而以其为母本对照为父本时则能产生正常的种子,这表明该转化株的花粉败育而雌蕊育性正常。

4 以农大170的花药愈伤组织为受体采用农杆菌介导法进行的遗传转化已经获得了抗除草剂Basta和PCR阳性的植株。

关键词:人工雄性不育基因 构建 基因工程 雄性不育小麦

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B7.

论文题目: 小麦D2型核质互作光敏雄性不育的遗传研究

作者简介:王艳,女,1966年生,1996年从师于张爱民教授,于1999年7月毕业于中国农业大学作物遗传育种专业,并获农学博士学位。

摘要:证明北京晚播条件下的自然光照条件能够诱导日本核质杂种小麦(Ae.crassa 6X)-Norin26发生雄性不育。以(Aegilop crassa 6X)--NC2134和(Aegilops crassa 6X)-鉴26为细胞质供体,以春小麦品种细胞为核供体进行连续回交转育,所有组合F1均为可育,说明作为细胞质供体的核质杂种小麦品种(Aegilop crassa 6X)--NC2134和(Aegilops crassa 6X)-鉴26本身就携带有不育细胞质的显性恢复基因。按F1和BC1的育性表现,将核供体分为几类:①类F1自交结实率高于BC1,可能含有对应粗厚山羊草细胞质内不育基因的核内不育位点;②类F1自交结实率低于BC1,可能含有对应粗厚山羊草细胞质内不育基因的核内可育位点,同时含有可育基因的修饰因子;③类F1自交结实率与BC1相差不大,可能没有对应粗厚山羊草细胞质内不育基因的核内可育位点,但含有可育基因的增强因子。育性恢复由一对或两对基因控制,并有一些育性修饰因子参与。心皮化的雄蕊在形态上和内部结构表现出多样性。长日下小麦MADS盒基因TaMADS*51在该不育系中未见表达,而在短日下有表达,但只在幼穗中表达,叶片和成穗中均未见表达。

关键词:D2型细胞质;核质互作;光敏雄性不育;小麦;遗传

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B8.

论文题目:玉米孤雌生殖诱导机理与遗传探讨及高效单倍体诱导系的培育

和利用

作者简介:刘志增,男,1964年生,1996年从师于宋同明教授,于1999年7月毕业于中国农业大学作物遗传育种专业,并获农学博士学位。

摘要:通过对BHO/Stock6的自交、BC1和BC2后代诱导率分析表明,随着Stock6回交次数的增加,后代中分离出诱导率超亲类型的可能性越来越小。从BHO/Stock6的自交后代中育成了我国第一个孤雌生殖诱导系――高诱一号。诱导单倍体性状是遗传力比较高的性状,适合于早代选择。Stock6的诱导性状符合两对独立隐性主效基因的分离比例。利用DAPI荧光染色观察表明,诱导系的花粉粒均为3核。在具两个精核花粉管中,根据不同精核间距分布组之间的相互关系推测,存在着两个独立的类型,即精核间距小于花粉管平均直径的近距类型和大于此值的远距类型。远距类型中精核间距小于花粉粒半径组的分布频率与单倍体诱导率呈显著的负相关、而大于花粉粒半径组的分布频率与诱导率则表现极显著的正相关。故花粉粒半径距离的精核间距是区分花粉管有否诱导单倍体作用的分水岭。单倍体雌穗平均有93.2%是自然可育的,但雄穗自然育性大大偏低。雄穗育性的自然恢复与生长前期环境温度的变化有关。单倍体染色体的加倍以幼苗期注射秋水仙素的加倍效果最佳。一些DH系的植株生长势和果穗性状表现在育种上可以接受的。

关键词:玉米;孤雌生殖;单倍体;诱导系;染色体加倍;遗传;诱导机理

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B9.

论文题目: 玉米籽粒产量的杂种优势及其分子生物学基础的初步研究

作者简介: 吴敏生, 男, 1964年生, 1996年从师于戴景瑞教授, 于1999年7月毕业于中国农业大学作物遗传育种专业, 并获农学博士学位。

摘要:本文利用RAPD和AFLP分子标记技术,研究了玉米杂种优势群划分,RAPD分子标记和AFLP分子标记遗传差异与杂种优势的关系。并且利用cDNA-AFLP技术探讨 了玉米基因表达与杂种优势的关系。现将主要结果总结如下:

1 利用杂种优势距离对17个自交系进行了分类,17个自交系可分为6大类,分类结果与自交系亲缘关系基本一致,

2 对17个玉米自交系进行了RAPD分析,表明玉米自交系遗传基础有差异,利用RAPD技术可从分子水平上检测玉米自交系的遗传多样性。构建玉米杂种优势群。但不能预测杂种产量,杂种优势。

3.17个优良自交系的AFLP分析表明, AFLP分子标记比RAPD具有更强的多态性,AFLP分子标记可从分子水平检测玉米自交系的遗传多样性,可用于杂种优势群划分,但AFLP分子标记难以预测杂种优势。

4 采用cDNA-AFLP技术分析了玉米强优势组合和弱优势组合在苗期和雄穗生长锥伸长期的基因表达,表明子一代的杂种优势大小与基因表达的数量有密切关系,与杂种中双亲基因间的抑制有一定关系。

5 利用cDNA-AFLP技术克隆了玉米通用调控因子(GRF)cDNA片段.

关键词:玉米、分子标记技术、杂种优势、基因表达、通用调控因子(GRF)

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B10.

题目: 小麦耐热性及其遗传研究

作者简介:陈希勇,男,1964年8月生,1995年师从孙其信教授,于1999年7月毕业于中国农业大学作物遗传育种专业,并获农学博士学位

摘要:试验结果表明,分期播种能够给春小麦提供全生育期的高温胁迫环境;借助塑料大棚人工升温的方法,可以模拟大田生产条件下籽粒灌浆后期的高温胁迫环境。可以采用热感指数和几何平均产量两个指标鉴定和评价小麦品种的耐热性。高温胁迫提高蛋白质和湿面筋含量,显著降低高峰粘度、低谷粘度和最后粘度等,但对糊化温度没有影响。

相对热损伤率与大棚升温及第二播期的千粒重、穗粒重热感指数呈显著的正相关,并和第二播期产量性状表现显著的负相关,认为细胞膜热稳定性是一个耐热性评价的理想生理指标。

HOPE的2A、3A、2B、3B和4B染色体含有与耐热性有关的基因。在大田高温胁迫环境条件下,HOPE的3D、4A、5A和5B染色体也表现与耐热性有关。HOPE 3A染色体上的耐热性基因表现为显性效应,2A、2B、3A和4B染色体上的耐热性基因表现为加性效应;3B与4B、3A与2A、3B与2B以及这些染色体上的耐热性基因与2A染色体上的耐热性基因之间均可能存在互作效应。

DDRT-PCR能展示出热击条件下有父本特异表达型、母本特异表达型,也有正反交特异表达型。

关键词:小麦,高温胁迫,耐热性,染色体定位,基因效应,差异显示

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B11.

论文题目: 烟草品种间遗传差异与杂种优势关系的研究

作者简介:许明辉,男,1963年生。1995年师从于刘广田教授,1999年在中国农业大学植物遗传育种专业申请博士学位,并获农学博士学位。

摘要:用形态、来源不同的11个中外烤烟品种和4个晒晾烟品种组配得30个杂交组合,对其F1性状表现进行了分析。结果表明无论农艺或品质性状都表现为近中亲遗传和超显性遗传现象,不同性状表现优势的组合比例(23.33-60%)和方向都不同。利用两个杂交组合P1、P2、F1、F2、B1、B2六个世代的资料进行了基因效应分析,结果指出大多数性状显性效应不显著,而显性×显性互作效应普遍显著,是烟草性状表现杂种优势的主要原因。品种间主成分遗传距离(D2)可将15个亲本据血缘关系和调制类型分为5个群。亲本间D2与产量杂种优势(F1/MP)呈抛物线的关系,D2<5.63时,二者相关系数为0.511**。亲本在5种同工酶的17个电泳位点上存在差异,据其得到的品种间遗传距离与产量杂种优势无相关,品种聚类分析可将亲本分为3群,各群品种来源国家相似,群间品种杂交比群内杂交更易获得杂优。对235个随机引物进行了筛选,其中25个在两个品种基因组间可扩增出多态性产物,选择其中16个进行重复扩增,共扩增128条带,其中52条品种间存在多态性,据其计算的遗传距离与产量杂种优势无相关,聚类分析结果与实践中的印象有一定的差距。

关键词:烟草 数量性状 同工酶 RAPD 杂种优势

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B12.

论文题目:野生大豆生育期分化,大豆属进化及大豆孢囊线虫病抗性遗传有关问题研究

作者简介:王衍桐,女,1945年生, 1994年5月从师于王象坤教授,于1998年11月向中国农业大学植物遗传育种学专业申请学位,并获农学博士学位。

摘要:利用逐步回归消元法分析120份野大豆的各采集点从出苗到开花,开花到成熟的累计日照长度,年有效积温和年降水等主要生态因子对生育期形成的作用,得到出苗到开花的光照对自然条件下生长的野大豆生育期起决定作用,它是决定大豆品种生育期长短和引种交换能否成功的关键;其次是温度;年降水和开花到成熟的光照对生育期形成仅有微弱的作用。一年和多年生野大豆核糖体第一间隔转录区(ITS1)DNA序列长度差异主要由一年到多年生的不等价交换和点突变形成;这个重要的线索与以前的研究结果吻合,意味着一年和多年生野大豆可能有共同的二倍体祖先,在不同生态环境的进化过程中经染色体加倍形成的。而大豆孢囊线虫则是严重危害大豆生产的一种世界性病害;利用人工接种的方法采用国际通用小种划分标准,确认14号是中国农科院植保所实验站病土的流行小种;冀豆7号与兴县灰布支黑豆杂交组合的F2代43R:21S的分离比和F3代19R:38Seg.:7S的株系间分离比证明兴县灰布支黑豆对14号小种的抗性是由三对基因控制的,一对隐性和两对显性基因,隐性对两对显性基因上位,两对显性基因互补。

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