【目的】芝麻是对湿害极其敏感的作物,湿害是影响中国芝麻生产发展和单产提高的主要障碍因素,然而,芝麻耐湿性分子生物学研究基础薄弱,迄今,国内外有关芝麻耐湿性基因定位的研究尚未见报道。利用重组自交系(RIL)群体进行芝麻耐湿性QTL定位,结合芝麻核心种质群体进行耐湿性相关分子标记研究,并挖掘优异耐湿基因资源。【方法】以高耐湿芝麻品种中芝13与极敏感种质宜阳白杂交后连续自交6代构建206个株系的RIL群体。利用113对多态性分子标记扫描RIL群体获得基因型数据,用MapMaker/EXP.3.0软件构建遗传连锁图谱。2009年和2010年在武汉和鄂州2地点通过人工淹水胁迫获得RIL群体盛花期湿害后正...

【目的】确定芝麻发芽期耐盐性鉴定适宜的Na Cl胁迫浓度和评价指标,发掘耐盐种质和耐盐相关重要基因,为芝麻耐盐性大规模鉴定、遗传改良和耐盐机理研究提供方法借鉴和优异基因资源。【方法】以8份耐盐性差异较大的芝麻种质为材料,在不同浓度的Na Cl(0、50、100、150、200和250 mmol·L-1)胁迫下发芽,测定其发芽势、成苗率、根长、芽长和鲜重等指标,通过对指标值的方差分析、主成分分析、隶属函数和相关性分析等,筛选芝麻发芽期耐盐性鉴定适宜的Na Cl处理浓度和评价指标。以100 mmol·L-1 Na Cl溶液为处理浓度,相对成苗率为鉴定指标对71份芝麻核心种质进行发芽期耐盐性鉴定和全基因组关联分析,并对获得的候选基因进行功能注释;通过Na Cl胁迫下芝麻幼苗叶片转录组测序和荧光定量PCR分析候选基因的表达模式,筛选耐盐相关候选基因。【结果】对不同浓度Na Cl胁迫下8份芝麻材料发芽各指标进行统计和方差分析表明,100 mmol·L-1的Na Cl处理下,除发芽势外,发芽指数、活力指数、成苗率、根长、芽长和苗鲜重的标准偏差值均较大,所有指标在0.05水平上均存在显著差异,100 mmol·L-1的Na Cl溶液可以作为芝麻发芽期耐盐性鉴定的适宜胁迫浓度;相对成苗率、相对发芽势、相对发芽指数、相对活力指数、相对芽长、相对根长和相对鲜重7个指标与芝麻发芽期耐盐性关系密切,贡献率较高,可以作为芝麻发芽期耐盐性鉴定的评价指标。71份芝麻核心种质材料的相对成苗率变异比较丰富,符合正态分布;通过对71份芝麻核心种质相对成苗率与SNP标记进行全基因组关联分析,检测到7个与芝麻发芽期耐盐性显著关联的SNP标记(LG5:688003、LG7:9582027、LG10:5274091、LG10:10788493、LG11:11924186、LG14:2128695和LG16:3930301),SNP标记上、下游各100 kb区间内共有基因67个,其中有功能注释的基因34个;通过耐盐材料S04在盐胁迫下的转录组测序和荧光定量PCR对预测的候选基因进行表达模式分析,共有21个候选基因受到盐胁迫诱导显著差异表达。【结论】芝麻发芽期耐盐性鉴定的适宜Na Cl胁迫浓度为100 mmol·L-1,相对成苗率等7个指标可以作为适宜的评价指标;检测到与芝麻发芽期耐盐性显著关联的SNP标记7个,并鉴定出耐盐候选基因21个。

采用盛花期人工淹水胁迫36 h,对我国43个芝麻主栽品种的耐湿性进行鉴定,结果发现,湿害胁迫后,品种的正常株率在0～42.4%之间,平均为17.7%;湿害产量变化在0～95.4 g之间,平均为28.5 g,湿害造成产量减少44.8%～100%,平均减产81.3%;湿害产量与正常株率和湿害减产率显著相关,r分别为0.77和-0.64;品种的平均正常株率随育成时间先后而逐渐增大,北方品种耐湿性整体低于南方品种,国审(鉴)品种湿害产量高于省审(鉴)品种。鉴定结果表明,我国当前芝麻品种耐湿性普遍不高,相对而言,熊芝1号的正常株率较高,中芝13的湿害产量较高且湿害减产率较低。

为了进一步挖掘芝麻株高相关基因,为适机收芝麻新品种选育提供理论指导,以冀航芝1号和DW607为亲本构建F_2群体,并构建以株高为目标性状的极端混池,利用BSA-seq技术,采用ED和Δ(SNP-index或InDel-index)2种方法挖掘株高相关的染色体区段,注释区段内的基因信息,利用GO和KEGG等数据库分析注释基因的功能。结果发现,亲本之间共获得298 634个SNP和76 360个InDel,混池之间共获得24 048个SNP和9 630个InDel;基于SNP标记的ED方法关联到5个染色体区段,ΔSNP-index方法关联到3个染色体区段,两者的交集有3个;基于InDel标记的ED方法关联到5个染色体区段,ΔInDel-index方法关联到8个染色体区段,两者的交集有8个;4个染色体区段同时被SNP和InDel标记关联到,共注释到330个基因,比对到的前20个KEGG通路主要包括植物激素信号转导和能量代谢;GO富集结果表明,有18个基因参与生长素响应,可能是参与株高调控的关键基因。

【目的】为研究不同生育期渍害胁迫对不同耐湿性芝麻品种生长发育的影响。【方法】在盆栽试验条件下,以郑芝13和郑98N09为研究对象,研究了初花期和盛花期不同渍水时长对芝麻农艺性状,干物质积累及产量构成的影响。【结果】(1)渍害延缓芝麻生长发育,使芝麻叶龄,叶面积指数和叶绿素含量降低,品种间差异显著,渍水时间越长,影响越大。(2)渍害抑制芝麻植株干物质的积累,使干物质向茎杆中转运比例增大,减少了向生殖器官的转运,容易形成秕籽,降低产量。(3)同一时期渍水时间越长,对芝麻产量构成的影响越大。渍水处理后,产量的降

采用520份种质资源进行两年田间诱发鉴定查明,芝麻的耐涝性与基因型和根系活力有密切关系.野生种高度耐涝;栽培种中的部分改良品种(系)及来源于高湿地区和低洼易涝地带的部分农家品种也表现高度耐涝,反映出不同的遗传背景.从现阶段育种目标需要出发,提供豫芝1号、河南1号、宜阳白等16个高度耐涝的优良品种和种质资源.研究结果还表明,体现根系活力的伤流量和根群量是评价芝麻耐涝性的重要生物指标.

【目的】探究高粱耐盐胁迫响应机制,挖掘高粱耐盐胁迫基因,为高粱耐盐育种提供理论基础。【方法】以高粱感盐品种L甜和耐盐品种石红137为供试材料,采用水培试验。待高粱植株长至三叶一心期,使用2%NaCl溶液对幼苗进行盐胁迫,分别设置0(对照)、1和24 h处理,每个处理3次重复。测定不同处理样品株高、根长、干物重、Na~+含量和叶绿素相对含量(SPAD值),并依托Illumina HiSeq 2000平台进行转录组测序分析。利用FPKM方法计算基因表达量,在差异表达基因检测过程中,将差异表达倍数(fold change)≥2且FDR

【目的】利用自然群体进行芝麻茎点枯病抗性相关分子标记开发研究,挖掘优异抗病载体材料。【方法】利用79对EST-SSR、SRAP和AFLP引物对216份芝麻核心种质进行了基因组扫描,并于2009—2011年连续3年对供试群体抗病性进行鉴定,在此基础上采用标记-性状关联分析法进行芝麻茎点枯病抗性相关基因定位。【结果】扩增获得608条多态性条带,遗传结构分析表明该群体由2个亚群组成,利用GLM(Q)和MLM(Q+K)模型通过关联分析共检测到43个标记同时与供试群体两年或三年茎点枯病病情指数(DI)显著关联,对表型变异解释率在1.82%—9.46%,两种模型检测到的相同标记有3个,其中,标记M7E6-...

为挖掘芝麻耐连作种质资源,以赣芝5号、赣芝9号、万荣黑芝麻、青麻、金黄麻、武宁黑芝麻、东乡黑芝麻、冀9014、玉山黑芝麻,豫芝11号、陕西旬阳、中芝13号、P13–2、WS46、樟树褐芝麻为供试材料,于2014—2015年对芝麻进行连作耐性筛选。结果表明:连作导致芝麻的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数、单株干物质质量、单株蒴果数、每蒴粒数和单株产量显著降低;空梢尖长、始蒴部位和瘪子率显著升高;对千粒质量无显著影响。结合相关分析和聚类分析结果,认为发芽率和发芽指数的连作系数可作为芝麻萌发期连作耐性筛选指标;单株干物质质量、单株蒴果数和单株产量的连作系数隶属函数值组成的指标池,可作为基于产量的芝麻田间连作耐性筛选标准。通过芝麻萌发期和田间耐性筛选,得到耐连作能力较为稳定的金黄麻(C5)和武宁黑芝麻(C6);中等耐连作能力较为稳定的玉山黑芝麻(C9)和豫芝11号(C10)以及不耐连作的赣芝5号(C1)、赣芝9号(C2)和P13–2(C13);其他品种(品系)对连作耐受性不稳定。

【目的】研究巨型稻幼苗期响应盐胁迫差异基因的表达特异性，解析巨型稻耐盐机理及分子机制，为水稻耐盐性遗传改良提供理论依据。【方法】以湘巨1号为材料，设置对照和1个盐浓度水平(0.5%NaCl)，处理72 h，随后应用转录组测序技术分析盐胁迫下响应基因的动态变化与主要富集途径。【结果】盐处理后湘巨1号幼苗的苗高和鲜重均受到低于30%的胁迫损害。每个样本共获得的干净片段为58.93 G Clean bases，平均GC含量为53.51%，平均Q20和Q30分别为97.84%和93.89%。基因差异表达分析筛选出2327个差异基因，其中1363个上调表达基因，964个下调表达基因。对差异基因进行功能注释分析发现，GO富集分析结果显示差异基因显著富集在166个GO条目中，其中最显著富集的条目分别是生物过程中的氧化还原过程、核代谢过程、转录调控等；细胞组分中的膜组分；分子功能中的氧化还原酶活性、单氧酶活性、转录因子活性等。KEGG分析结果表明，差异基因显著富集在次生代谢物合成、植物激素信号转导、苯丙烷生物合成、谷胱甘肽代谢等途径。【结论】湘巨1号具有较强耐盐性，GO分析表明湘巨1号通过调控抗氧化酶活性和转录因子表达来响应盐胁迫。KEGG分析表明植物激素信号转导、苯丙烷生物合成、谷胱甘肽代谢等途径在响应盐胁迫中起主导作用。本研究利用RNA-Seq测序技术筛选了水稻响应盐胁迫的候选基因，为深入研究巨型稻耐盐调控机制提供了基础，也为后续新品种研发培育提供了重要的理论依据。

为了运用数据挖掘技术进行黄土湿陷性评价,根据实际工程资料建立了黄土物理力学数据库,用主成分分析法对原数据进行压缩,用压缩后的新变量依据人工神经网络理论建立了预测模型,用BP算法进行了模型的校正及预测。工程实例分析表明,预测湿陷系数与试验值所得湿陷系数的湿陷量计算值相比,准确率可达96%以上,说明这种智能化评价方法具有可行性和实用性。

为了获得真实有效的水稻耐盐性QTL信息,并缩小QTL的置信区间以及预测区间内的候选基因。以水稻6个遗传图谱的整合结果为公共图谱,并收集344个与水稻耐盐性相关的QTL。利用Bio Mercator V4.2,在图谱整合的基础上,对一致性QTL区间的注释基因进行生物信息学分析。结果表明:共检测到46个和水稻耐盐性相关的一致性QTL,对其中8个物理距离在0.5 Mb附近的一致性QTL区间进行了物理图谱定位和候选基因分析,共有1 489个预测基因被检测到,参与了细胞合成、催化活性、水解酶活性和新陈代谢等主要功能

为了探究芝麻苗期对高温胁迫的生理响应机制,以郑太芝3号(耐热性)和SP19(热敏性)2种不同基因型的芝麻品种为材料,在高温45℃下持续处理10 d,以30℃处理为对照,分析幼苗的生长表型、抗氧化能力、光合参数并观察气孔和叶绿体的显微结构。结果显示,随着胁迫时间延长,供试材料的株高、叶长、叶宽、相对含水量、叶绿素含量、Fv/Fm、φPSⅡ、ETR(Ⅱ)、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)均下降,相对电导率、活性氧和丙二醛含量显著提高,且SP19品种变化幅度大于郑太芝3号。高温处理后,供试材料的抗氧化酶(超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶)活性均高于对照,且郑太芝3号酶活性高于SP19品种。显微结构观察发现,高温胁迫10 d,供试材料气孔的开度均减小,其中SP19品种气孔完全闭合,而郑太芝3号气孔不完全闭合;同时,叶绿体变圆,向胞内移动,基粒堆积加厚,片层断裂以及嗜锇颗粒增加,而郑太芝3号叶绿体的结构稳定性高于SP19。综上所述,抗氧化酶活性、膜脂过氧化程度、叶绿体结构稳定性以及保持光系统Ⅱ(PSⅡ)活性的高低是影响芝麻幼苗耐热性的关键因素。

为了探究芝麻苗期对高温胁迫的生理响应机制,以郑太芝3号(耐热性)和SP19(热敏性)2种不同基因型的芝麻品种为材料,在高温45℃下持续处理10 d,以30℃处理为对照,分析幼苗的生长表型、抗氧化能力、光合参数并观察气孔和叶绿体的显微结构。结果显示,随着胁迫时间延长,供试材料的植株形态参数、相对含水量、叶绿素含量、Fv/Fm、φPSⅡ、ETR(Ⅱ)、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)均呈下降趋势,相对电导率、活性氧和丙二醛含量显著提高,且SP19品种变化幅度大于郑太芝3号。高温处理后,供试材料的抗氧化酶(超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶)活性均高于对照,且郑太芝3号酶活性高于SP19品种。显微结构观察发现,高温胁迫10 d,供试材料气孔的开度均减小,其中SP19品种气孔完全闭合,而郑太芝3号气孔不完全闭合;同时,叶绿体变圆,向胞内移动,基粒堆积加厚,片层断裂以及嗜锇颗粒增加,而郑太芝3号叶绿体的结构稳定性高于SP19。综上所述,抗氧化酶活性、膜脂过氧化程度、叶绿体结构稳定性以及保持光系统Ⅱ(PSⅡ)活性的高低是影响芝麻幼苗耐热性的关键因素。

以一个耐湿的马卡小麦 (TriticummachaDek .etMen ,普通小麦的变种 )种质 (编号 4 9)和不耐湿的小麦宁麦3号为亲本 ,用一粒传法构建成由 115个F6代重组自交系组成的遗传群体。对亲本及其重组自交系的耐湿性鉴定表明 ,群体的耐湿性接近主峰分布。选择极端耐湿和不耐湿的重组自交系组成两个池 ,利用 16 4个RAPD引物对其进行多态性分析 ,发现引物S12 4 9在亲本和池间均检测出多态性。群体分析表明 ,该多态性位点与耐湿性呈极显著相关 ,它所解释的耐湿性表型变异为 13 9%。用中国春缺体四体初步确定 ,与马卡小麦耐湿性相关的这个位点定位在 5A染色体上。