绑定机构
扫描成功 请在APP上操作
打开万方数据APP,点击右上角"扫一扫",扫描二维码即可将您登录的个人账号与机构账号绑定,绑定后您可在APP上享有机构权限,如需更换机构账号,可到个人中心解绑。
欢迎的朋友
万方知识发现服务平台
获取范围
  • 1 / 68
  (已选择0条) 清除 结果分析
找到 1343 条结果
[硕士论文] 李莉
作物 宁夏大学 2018(学位年度)
摘要:合理的间套作可以提高作物对地上部光、热、气等资源以及地下部土壤养分的利用效率。本试验以马铃薯、玉米间作系统、马铃薯、蚕豆间作系统为研究对象,利用单因素随机区组试验设计的方法,从不同作物种间关系的角度,研究了马铃薯与玉米、蚕豆间作下马铃薯生长发育和生理特性、作物养分吸收特征、产量效应及土壤养分变化特征。试验设5个处理:分别为马铃薯单作(P)、玉米单作(M)、蚕豆单作(B)、马铃薯玉米间作(PIM)、马铃薯蚕豆间作(PIB)。
  研究结果表明:
  1.与马铃薯单作相比,间作栽培模式促进了马铃薯干物质的积累、增加了马铃薯的叶面积指数。马铃薯淀粉积累后期,马铃薯间作玉米(PIM)、马铃薯间作蚕豆(PIB)下马铃薯干物质累积量较马铃薯单作(P)增加了22.28%、18.28%。马铃薯间作蚕豆(PIB)下马铃薯叶面积指数在淀粉积累前期分别比马铃薯单作(P)、马铃薯间作玉米(PIM)分别增加了36.43%、36.43%。
  2.与马铃薯单作相比较,马铃薯间作蚕豆(PIB)下,马铃薯植株叶片叶绿素荧光指标中可变荧光(F0)、光合性能指数(PI)有增加的趋势;马铃薯间作玉米(PIM)、马铃薯间作蚕豆(PIB)中马铃薯叶片叶绿素相对含量(SPAD)含量分别比单作增加了7.54%、1.66%;随着马铃薯生育期的推进,玉米对马铃薯的遮阴作用增强,马铃薯间作蚕豆(PIB)处理中,蚕豆收获后,马铃薯条带间有效光和辐射(PAR)显著增强。
  3.与马铃薯单作相比,马铃薯玉米间作、马铃薯蚕豆间作下,马铃薯在淀粉积累后期、收获期植物氮素积累分别增加了28.80%、41.37%、112.37%、48.32%。
  4.马铃薯玉米间作(PIM)下土地当量比小于1,而马铃薯蚕豆间作下(PIB)下土地当量比大于1;间作下马铃薯处于竞争劣势,马铃薯种间相对竞争能力弱于蚕豆、玉米。
  5.与单作相比,间作栽培模式下土壤全磷、速效钾含量及土壤pH值增加,土壤全氮、碱解氮、速效磷、有机质的含量有下降的趋势。
[硕士论文] 王婷
微生物学 内蒙古大学 2018(学位年度)
摘要:马铃薯栽培种(Solanum tuberosum L.)高度杂合,且呈四倍体遗传,使得该作物科研和育种进展缓慢。本研究以自交亲和、杂合的二倍体马铃薯S.verrucosum(PI275256)为供体材料,研究了花苞大小与小孢子发育时期的对应关系,不同培养基激素配比对再生植株诱导率的影响。通过花药培养获得了23份再生植株,并对上述再生植株进行倍性鉴定和纯合分析。主要结果如下:
  1、确定了单核靠边期对应的花苞大小。单核靠边期是花药培养最合适诱导的时期,当PI275256子代的花苞长度约6.0mm,花药长度约4.0mm,以浅绿色为主时,为该材料的单核靠边期。
  2、建立了高效稳定的花药培养体系。以MS培养基为基础,添加不同浓度的NAA、6-BA、KT,共设计了11种诱导培养基。研究发现2mg/L NAA+1mg/L6-BA+0.5mg/L KT+MS诱导培养基诱导率最高,响应率为11.88%。通过花药培养共获得了23份再生植株。
  3、明确了再生植株的倍性。经保卫细胞叶绿体计数法和流式细胞术倍性鉴定,23株再生材料有单倍体17株、二倍体6株。
  4、初步鉴定了再生植株的纯合度。利用位于不同染色体的5对SSR标记对所有再生植株进行了纯合度分析。所有一倍体在5对SSR 位点均为纯合;6株二倍体在上述位点是纯合基因型,推测这些二倍体为纯合(来源于花药培养过程中小孢子自发加倍)的概率为96.875%。
[硕士论文] 丁雪茹
细胞生物学 华中农业大学 2018(学位年度)
摘要:随着植物组织培养技术的不断成熟,组织培养条件下通过控制培养基成分和培养条件,可以诱导腋芽形成试管薯(microtuber)。研究表明马铃薯试管薯在组织结构、生长发育、遗传稳定性等方面与自然状态下的块茎基本相同,这为试管薯在生产和研究上的应用提供了最基本的前提。试管薯的形成条件的研究有很多,其中较为明确的结果是短日照和较高的蔗糖浓度是试管薯形成的必须条件,但关于光周期与蔗糖的协同调控试管薯形成机制目前还不清楚。马铃薯是喜凉作物,温度是影响马铃薯产量最重要的因素之一,高温会抑制块茎的形成,对于一些热带地区而言,马铃薯种植仍然存在许多困难,而马铃薯耐热机制和遗传基础研究的还十分缺乏。
  基于上述背景本研究主要分为两大部分内容,第一部分在实验室前期利用RNA-seq技术分别建立的光周期和蔗糖转录组数据库的基础上,对其进行进一步分析,筛选光-糖协同作用的差异表达基因,为深入研究光糖协同调控马铃薯试管薯形成的分子机理提供研究基础。第二部分是利用实验室试管薯研究平台,在前期光周期对试管薯生长发育影响研究的基础上,先确定耐热性筛选鉴定的温度,然后通过耐热性鉴定筛选出耐热性差异基因型,为后期进一步分离出耐热性差异的相关基因奠定基础。研究结果如下:
  1.光糖同时响应的相关基因筛选:首先通过对前期利用第一代RNA-seq测序技术获得的光周期处理转录组数据资料进行重分析,在将其与现在的马铃薯基因组数据库序列比对的基础上,使基因标签与现在马铃薯的通用基因标签一致。然后按照现在的分析方法重新分析,筛选得到170个光周期响应的差异表达基因。其次,利用实验室前期已有的蔗糖处理转录组测序数据资料,采用相同的分析方法得到响应蔗糖的差异表达基因302个,比对分析筛选到128个光糖同时响应基因。
  2.光糖同时响应的相关基因的信息分析:对光周期和蔗糖同时有响应的128个基因进行GO(Gene Ontology)注释和KEGG pathway路径分析,发现基因涉及了37个功能小类和28条代谢路径上。其中主要涉及了光合作用、植物病原互作和激素信号传导等路径。
  3.光糖同时响应的关键基因确定与表达分析:结合GO和KEGG pathway注释,选择了26个涉及胁迫应答、糖类代谢、发育、激素信号转导以及若干功能未知基因进行进一步的分析,选其中的7个基因对其在结薯表型显著差异基因型中的表达模式进行比较分析,发现有3个基因对结薯响应,分别是PGSC0003DMT400007869(Osmotin)PGSC0003DMT400013500(Glucose-6-phosphate/phosphatetranslocator2)和PGSC0003DMT400073694(Chloroplast-post-illumination-chlorophyll fluorescence increase protein)。
  4.马铃薯高温处理温度确定:先以马铃薯结薯季节可能的较高温度范围(26-30℃)为耐热性筛选温度设置范围,26℃处理不能达到筛选鉴定耐热基因型的目的,而30℃高温处理下的试管苗几乎都无法正常生长,介于其中的28℃培养条件下可以明显反应基因型对温度的敏感程度,所以确定以28℃作为筛选鉴定马铃薯耐高温性的实验温度。
  5.马铃薯耐热性差异基因型筛选:为筛选耐热性差异基因型,用MTI群体材料中的9个基因型在恒温(28℃)处理基础上又做了昼夜变温(日间28℃夜间25℃)处理,并对照实验室对这些基因型在长日照和短日照条件下的结薯习性评价,最终筛选得到光温双敏感基因型MTI115和MTI035,光周期不敏感但温度敏感的基因型MTI084和MTI306,光温双不敏感基因型MTI208和MTI109。
[硕士论文] 陶林
作物栽培学与耕作学 广西大学 2018(学位年度)
摘要:本研究探讨土壤调理剂的应用对土壤理化性状的影响与木薯的产量效应,为土壤调理剂在广西木薯生产上的应用提供理论依据。试验以木薯品种新选048为材料,分别以土壤调理剂(CK)0kg/hm2、(A)500kg/hm2、(B)1000kg/hm2、(C)1500kg/hm2作为4个处理,分别在木薯的苗期、块根形成期、块根膨大期、工艺成熟期四个时期进行数据采集,对土壤理化性状、木薯农艺性状、块根产量性状、生理指标和产量等进行比较研究,结果表明:
  (1)施用土壤调理剂能降低土壤固相比和土壤容重,优化土壤耕层构造,提高土壤孔隙度和含水量;土壤pH有所提高,土壤酸性减弱,土壤肥力中有机质、氮、磷、钾养分含量有所提高,土壤中交换性钙、镁含量提高。
  (2)施用土壤调理剂木薯植株生长速度较快,株高、茎径、叶面积指数从苗期开始就明显优于CK对照组,且能保持到后期,提高了叶片叶绿素SPAD值,保证了木薯光合作用和块根养分的供给。
  (3)施用土壤调理剂降低了木薯块根可溶性糖、蔗糖、还原糖含量,促进淀粉合成、积累,同时能优化木薯块根产量性状,提高块根数量、长度、直径,其中单株产量提高26.36%。
  (4)土壤调理剂不同施用量木薯产量有显著差异,土壤调理剂1500kg/hm2处理的增产效果最显著,木薯块根和淀粉每公顷总产量分别提高了30.57%、40.64%,块根淀粉含量提高了4.40%。
[博士论文] 张圣奎
作物遗传育种 华中农业大学 2018(学位年度)
摘要:木薯,一种典型的热带作物,具有高光效、高生物量、耐旱、耐贫瘠等优良特性,是非常重要的粮食作物和潜在的生物质能源作物。木薯基因组高度杂合,遗传变异多样,这为品种改良提供了丰富的供试材料,然而常规育种周期较长,选育效率低下。木薯的许多农艺性状如淀粉含量、干物质含量、块根产量、产后生理衰变(PPD)等,都是微效多基因控制的数量性状,其遗传研究目前仍然十分有限。因此,挖掘木薯重要性状的优异等位基因变异及其标记,发展基因组选择育种技术,对于木薯品种改良有重要的指导意义。
  本研究以158份不同来源(包括中国、南美洲、东南亚等地)的木薯种质作为研究对象,对包括叶型、株型、产量及品质三类性状及抗产后生理性衰变PPD等23个性状、进行连续3年4点12个环境下的表型鉴定,获得大量表型多样性数据,综合评价木薯种质资源;通过扩增片段单核苷酸多态性和甲基化(AFSM)简化基因组测序方法,获取该木薯群体的全基因SNP、indels以及甲基化分子标记,并对该群体进行遗传多样性分析、群体结构分析和全基因组关联分析。
  主要结果如下:
  1.木薯表型变异度较大,叶型、株型和产量与品质23个性状在不同环境下变异程度不同,11个数量性状中,广义遗传力变化在0.38-0.92之间,其中叶长宽比最高(0.92),而干物质产量最低(0.38)。木薯采后生理衰变(PPD)研究中,我们优选出了糯米木薯、海南细叶、桂热4号、罗勇5号、ZM8625、ZM8641、SC205、G16、BRA258和E40710个抗PPD品种。对种质资源进行综合评价,根据综合指数筛选出桂热6号、CH16、BRA274、CM7595-1、SC124、SC205、10J、16P、17Q和2B共10个优异品种。
  2.采用AFSM简化重测序总计获得34.98万个多态性标记(SNP+Indel),较均匀覆盖18条染色体,平均分布密度达到1.48Kb/SNV。利用25,989个SNP和indels标记对木薯群体进行遗传多样性评估,,发现其遗传多样性指数(π)为1.21×10-4。群体结构分析表明这些木薯材料可划分为3个亚群,主成分分析和进化树分析表明木薯的亚群主要受其起源地影响而与采集地没有明显的分化关系,即在我国尚未形成明显的地理分化,这与其引进历史较短有关。亚群间的群体分化系数(FsT)在0.034-0.07之间,表明各亚群之间存在较低或中等水平的遗传分化。
  3.利用158份木薯材料对各个性状进行全基因组关联分析,多个环境下总共得到115个显著性位点。其中质量性状有4个显著性位点;株型性状共检测到22个显著性位点,其中5个位点在多个环境下重复,贡献率在0.12-0.21之间;叶型相关性状共检测到35个显著性位点,7个显著性位点在多个环境下重复,贡献率在0.12-0.25之间;产量组成和品质性状共检测到54个显著性位点,多个环境下同时检测到2个位点。其中淀粉含量共获得4个关联位点,贡献率0.12-0.18;干物质含量获得10个显著性位点,贡献率0.13-0.19,;块根条数共获得9个显著性位点,贡献率0.12-0.16;块根产量获得9个显著性位点,贡献率在0.13-0.18;干物质产量获得8个显著性位点,贡献率0.13-0.18。
  4.对显著性位点进行整合分析,共发现了14个显著性位点和不同的性状存在同样的关联性。块根重量和干物质重量这两个性状在2、4、18号染色体上分别有3个、1个和1个同样的位点。淀粉含量和干物质含量这两个性状定位到两个相同的位点,分别位于13号和9号染色体。块根条数与块根重量有一个相同的位点,该位点位于9号染色体。叶长宽比和中间裂叶长这两个性状在1、2、5和6号染色体上分别得到一个相同的位点。中间裂叶宽和叶长宽比这两个性状定位到2个相同的位点,分别位于3号和10号染色体上。同时,相关性分析表明这些表型之间有极显著的相关性。
  5.对所有的显著性位点进行候选基因分析,鉴定出195个候选基因。其中131个基因用于组织差异表达分析。我们发现与株型和叶型相关的候选基因68个,除了20个基因在根和叶组织中表达量低外,其余48个基因在根和叶组织中表达量较高;块根产量和品质相关性状的候选基因有63个,其中10个基因在根和叶中的表达都很高,37个基因中等表达水平,仅有16个基因在根和叶中的表达量很低。对165个候选基因GO注释发现其大部分为细胞组分、催化活性以及参与细胞代谢等生物学过程的基因。
[硕士论文] 何欢
蔬菜学 华中农业大学 2018(学位年度)
摘要:晚疫病(Late blight)作为全球范围内马铃薯生产上的头号病害,每年因晚疫病所造成的直接经济损失高达马铃薯总产值的15%。大量化学杀菌剂不仅增加资金投入,还会严重污染环境甚至危害人体健康,故防治晚疫病最为经济有效的方法是育成具有广谱且持久晚疫病抗性的品种。我国马铃薯晚疫病抗病育种中遇到的最大困难是抗性资源缺乏,现存的少数抗性资源的遗传背景、抗性来源不清楚,严重制约抗病育种。聚合马铃薯中具有NBS-LRR结构域的R基因育种仍是目前国内外最有成效的马铃薯抗晚疫病育种方法。
  本研究基于本实验室十多年晚疫病抗病资源研究基础,旨在通过筛选得到一批马铃薯晚疫病抗性材料,并利用植病互作机制,R基因诊断标记,效应子组学和dRenSeq相结合的策略,明确优异抗性材料中已知R组成,并探索材料中是否含有未知抗病基因。为聚合抗病基因,选育广谱且持久的马铃薯品种提供资源基础;为克隆未知R基因提供原始材料和技术支持。主要结果如下:
  1.用16-2、3928A、14-2三个晚疫病强毒力小种接种鉴定收集自国内外的240余份马铃薯材料,最终筛选出抗性水平在中抗及以上的抗性材料为36份。使用采自云南GN51,武汉HTP-9,荷兰NL11564的三个晚疫病原菌接种36份抗性材料,了解材料抗病谱。绝大多数材料对GN51依旧保持较好的抗性;新采集的HTP-9菌株能克服14%的抗性材料;50%的抗性材料能被NL11564克服。
  2.R8基因PCR分子诊断结果表明:包含抗性对照材料‘加湘1号’共有20个抗性材料含有R8基因,说明R8基因在抗性材料中出现频率高。从7个晚疫病原菌生理小种中都能扩增出Avr8基因,尽管存在少数碱基差异,但都能与R8识别,推测这是R8具有广谱抗性的原因之一。抗性鉴定结果表明含有R8基因的材料大多数能病原小种NL11564克服。
  3.选取了24个经过晚疫病抗性鉴定的具有一定代表性的马铃薯材料,进行了抗病基因测序诊断(dRenseq),序列比对分析明确:这些材料中主要含有8个R基因,其中6个晚疫病抗性基因,分别是R8,R3a,R3b,R1,Rpi-blb1和Rpi-ptal,还有与病毒抗性相关的Rx,及抗线虫相关基因Gpa2。其中高代系抗晚疫病育种亲本06HE13-1含抗病基因多达6个。
  4.根据诊断结果从抗性材料06HE13-1中尝试扩增R1和R8基因,克隆的R1和R8都存在长短两种类型,符合预期长度的基因分别能与Avr1和Avr8识别,表明这个材料中含有R1和R8基因,证明了dRenseq诊断结果的准确性。
  5.利用PVX-agroinfection技术,在抗性材料叶片上用农杆菌进行牙签穿刺瞬时表达38个效应子。12个材料在单次穿刺表达效应子实验中有半数以上的穿刺点出现坏死斑,16个材料在穿刺实验中有少数效应子穿刺点出现坏死斑,表明抗性材料中可能存在与效应子识别的未知R基因。但仍然需要更多重复来验证。
  6.36份抗性材料进行倍性鉴定结果显示:这些材料包含6个二倍体,21个四倍体,1个五倍体,和4个六倍体;农艺性状调查显示,材料总体农艺性状较好,并且具有一定多样性。
[博士论文] 陈千思
细胞生物学 华中农业大学 2018(学位年度)
摘要:马铃薯(Solanum tuberosum L.)是全球继小麦、水稻、玉米之后的第四大粮食作物,由致病疫霉(Phytophthora infestans)引起的晚疫病是马铃薯生产中最为严重的病害。马铃薯进化出两个分支的免疫反应来应对晚疫病原菌的侵染,包括由病原相关分子模式(Pathogen associated molecular pattern,PAMPs)激发的PTI(PAMPs triggered immunity)和由效应子(Effector)引起的ETI(Effecter triggered immunity),激发一系列抗病反应相关基因来抵抗病原菌的侵染,有时会诱导产生过敏性坏死反应(Hypersensitive response,HR)来抑制病原菌的进一步扩展。
  本实验室前期克隆到了一个可能与过敏性反应相关的基因StPOTHR1,该基因受晚疫病原菌、机械伤害、盐胁迫和茉莉酸诱导表达,但在马铃薯晚疫病抗性上的作用机制及其与HR的关系尚不明确。本课题研究了StPOTHR1与HR的关系、在晚疫病抗病反应中的作用机制及其介导的免疫信号途径,为马铃薯晚疫病持久抗性育种研究提供了新的思路及潜在的基因资源。主要研究结果如下:
  1.获得了可以高丰度组成型稳定表达GFP且具有与野生型菌株致病力相当的转基因P.infestans菌株W8-G20,为定性和定量研究马铃薯与晚疫病原菌互作机制提供了直观和简便的技术手段;利用WS-G20接种马铃薯晚疫病水平抗性基因型386209.10和感病基因型鄂马铃薯1号(E1),能够清晰的观察到两个基因型表现出明显不同的发病症状,E1叶片上的荧光强度显著高于386209.10,386209.10可以显著地抑制病原菌的增殖速度,说明抑制病原菌在体内的定殖和扩展可能是水平抗性的一个重要防御机制。
  2.通过生物信息学分析发现StPOTHR1含有NHL(NDR/HIN1-like)家族的3个保守结构域,属于NHL家族成员。通过系统进化树分析进一步发现,其与NHL基因家族成员NtHIN1和AtNHL3亲缘关系最近,推测其与植物的过敏性反应、抗病性等生物学过程相关。原位杂交(ISH)和qRT-PCR实验表明,在垂直抗性基因型鄂马铃薯3号(E3)与晚疫病致病菌株W8互作产生HR的过程中,StPOTHR1只在过敏性病斑部位大量表达,而在其他位置几乎不能诱导表达,表明StPOTHR1的表达与HR紧密相关,可能是马铃薯抗病反应中的起重要作用的基因。
  3.通过研究StPOTHR1在马铃薯对晚疫病在亲和互作(感病)、非亲和互作(垂直抗性)以及水平抗性(小种非特异抗性)过程的表达模式,发现StPOTHR1在垂直抗性基因型E3中能迅速响应,并维持在较高的表达水平;而在感病基因型E1中则一直维持在较低的水平,只在后期有上调表达的趋势;在水平抗性基因型386209.10中,表达水平处于则前两者之间。研究结果表明StPOTHR1基因的表达量与马铃薯的抗性反应发生的强度呈正相关。
  4.在感病基因型E1中超量表达StPOTHR1,能显著抑制病原菌孢子囊的数量,显著提高植株对晚疫病的抗性,表现出与水平抗性基因型386209.10相似的抗性特征,但在垂直抗性基因型E3中,抑制StPOTHR1的表达不能抑制HR的产生;同时,在本氏烟草(Nicotiana benthamiana)中瞬时沉默StPOTHR1的同源基因NbPOTHR1后,也不会影响由主效R/Avr基因(Sto/Ipio、Rvnt-1/Avrvnt-1、Pto/AvrPto、Cf4/Avr4、Cf9/Avr9和R3a/Avr3a)等介导产生的HR,说明StPOTHR1介导的抗性反应可能独立上述已知的R/Avr介导的HR。
  5.研究主效R/Avr基因对(Sto/Ipio、Rvnt-1/A vrvnt-1、Pto/AvrPto、Cf4/Avr4、Cf9/Avr9和R3a/Avr3a)介导的HR过程中POTHR1的表达模式发现,POTHR1只响应特异的R/Avr基因对(Pto/AvrPto)介导的HR;同时其也受到能激活PTI的晚疫病原菌效应子INF1和细菌PAMPs flg22的诱导,并且POTHR1也能调控PTI早期响应marker基因的表达,表明POTHR1可能参与了PTI和ETI的crosstalk。
  6.在烟草上瞬时表达GFP-StPOTHR1融合表达载体,发现GFP-StPOTHR1定位于细胞膜上,通过Western Blot证明了该蛋白的完整性,说明GFP-StPOTHR1的定位能准确反应StPOTHR1在植物体内执行功能的位置;同时,我们还发现GFP-StPOTHR1的实际电泳条带大于其理论值,其可能是翻译后修饰所导致,通过利用LC-MS/MS技术,对StPOTHR1的翻译后修饰进行了探究,结果发现StPOTHR1受到多种翻译后修饰调控,GFP-StPOTHR1条带的迁移可能与这些翻译后修饰相关。本研究首次全面地探究了NHL家族成员StPOTHR1的翻译后修饰位点,对这些位点潜在功能的探究将进一步增强对植物免疫调控的认识。
  7.通过利用IP-LC-MS/MS分析,筛选到一个植物MAPK级联途径上的可能与StPOTHR1互作的组分NbMKK5L,进一步通过Co-IP确证了NbMKK5L与StPOTHR1的直接互作,该结果暗示过表达StPOTHR1导致的马铃薯晚疫病抗性的增强可能与激活植物免疫相关的MAPK级联途径相关;本研究构建了StPOTHR1基因原核表达载体并在体外获得了大量纯化活性蛋白,为体外进一步直接研究MKK5L与StPOTHR1间的调控作用,如MKK5L能否直接将StPOTHR1磷酸化等研究提供了基础。
[博士论文] 钟程
蔬菜学 华中农业大学 2018(学位年度)
摘要:马铃薯(Solanum tuberosum L.)是世界四大粮食作物之一,在保障世界粮食安全中起着重要作用。马铃薯生产中最严重的病害是由卵菌致病疫霉(Phytophthora infestans(Mont.)de Bary)引起的晚疫病。系统解析马铃薯晚疫病抗性机制,对于探索和寻找晚疫病防治策略,指导抗病育种和晚疫病科学防治具有重要意义。大量研究证明翻译后修饰在植物PTI和ETI免疫应答中起重要的作用。通过泛素化调节蛋白的稳定性是重要的转录后水平的调控途径之一。许多RING类型的E3s参与植物免疫信号的传递和调节。ATL家族是带有RING类型的泛素连接酶蛋白,包含跨膜结构域、GLD结构域和RING结构域,ATL家族的蛋白广泛参与调节植物的生长发育、抗病抗逆反应。前期研究表明马铃薯ATL家族基因StRFP1参与晚疫病抗性,本研究克隆了茄科抗病研究模式植物本氏烟中StRFP1的同源基因NbATL60,在马铃薯和本氏烟中进一步系统深入研究了StRFP1在免疫应答调控中的作用。主要研究结果如下:
  1.通过检测晚疫病菌培养液(CF,含有潜在晚疫病菌PAMPs)和PAMPs flg22处理后马铃薯和本氏烟中StRFP1和NbATL60的基因表达,发现这两个基因均能够强烈响应CF和flg22的诱导表达,表明StRFP1和NbATL60参与茄科植物的PTI应答。
  2.StRFP1和NbATL60具有预测的跨膜结构域,激光共聚焦显微观察表明StRFP1-GFP和NbATL60-GFP蛋白主要分布在细胞膜上,同时在内质网和胞内观察到很强的点状荧光信号,预示这两个蛋白在膜和胞内存在动态转运。另外,显微观察发现,CF和flg22处理不会影响瞬时表达StRFP1和NbATL60的亚细胞定位。
  3.体外泛素活性检测研究表明,去除跨膜域的原核表达蛋白StRFP137-262和NbATL6034-256具有E3泛素连接活性。突变RING finger结构域的StRFP137-262(H124A)和NbATL6034-256(H127A)丧失泛素活性,证明RING finger结构域是E3泛素连接活性的关键结构域。
  4.用强毒力晚疫病菌小种进一步鉴定马铃薯StRFP1超量和干涉转基因株系晚疫病抗性,结果表明超量株系抗性提高,干涉株系抗性下降。同时在本氏烟上瞬时表达StRFP1-MYC和NbATL60-MYC后显著提高晚疫病抗性,但是瞬时表达丧失泛素活性的RING finger突变体StRFP1-mut-MYC和NbATL60-mut-MYC则不能抑制晚疫病菌扩展,表明E3泛素连接酶活性是StRFP1和NbATL60实现免疫调控功能所必需的。
  5.利用病毒介导的基因沉默(VIGS)方法在本氏烟中沉默NbATL60。发现沉默株系表现明显的矮化表型,预示NbATL60参与调节植株生长发育。抗性评价表明VIGS NbATL60本氏烟晚疫病抗性显著下降。表明StRFP1和NbATL60在调控晚疫病抗性免疫应答中具有相同的功能。已有研究显示,部分ATLs参与调控细胞死亡,本研究发现沉默NbATL60不能抑制晚疫病菌PAMP INF1以及R基因及相应无毒基因对Rx/Cp、R2/Avr、R3a/Avr3a和Pto/AvrPto诱发的细胞死亡。
  6.在StRFP1马铃薯转基因株系和VIGS沉默NbATL60本氏烟中检测了4个PTI途径marker基因对CF和flg22的响应。结果发现,超量表达转基因株系中WRKY7、WRKY8和ACRE31表达极显著增加,而在干涉株系中4个PTI marker基因均下调表达。在VIGS沉默NbATL60本氏烟中,N6WRKY7,N6WRKY7,NbACRE31和NbPti5均表现下调趋势。因此,StRFP1和NbATL60均参与调控PTI途径抗病防御基因的表达。
  7.为了进一步探究StRFP1在植物免疫中如何与其靶标结合发挥功能,本研从膜系统酵母文库筛选出71个阳性克隆,通过酵母点对点验证,发现3个强互作蛋白Stβ-GLU08、StHMA和StLD以及两个弱互作蛋白StACY和St14-3-3。黄色荧光互补(BiFC)进一步验证StACY和St14-3-3均与StRFP1互作。在本氏烟中瞬时表达StACY-MYC和St14-3-3-MYC能够阻止晚疫病菌扩展,表明StACY和St14-3-3正调控晚疫病抗性,预示E3泛素连接酶StRFP1增强晚疫病抗性的调控不是通过降解StACY和St14-3-3来实现,StRFP1与互作蛋白间可能存在其它靶标共同参与抗性调控。
[硕士论文] 单洪波
作物学;作物遗传育种 东北农业大学 2018(学位年度)
摘要:马铃薯块茎蛋白质含量是重要的品质性状,而目前针对其遗传机制的研究相对匮乏。本研究通过高通量简化基因组测序技术与BSA混池构建相结合对四倍体马铃薯分离群体进行了调控块茎蛋白质含量的遗传区段挖掘。在8号染色体上找到一个关于马铃薯块茎蛋白质含量的遗传区段,以此区段开发与马铃薯块茎蛋白质含量相关的分子标记,并通过四倍体马铃薯品种以及四倍体马铃薯分离群体后代材料对开发的标记进行检测与验证,最终获得与马铃薯块茎蛋白质含量紧密连锁的分子标记,可进行分子辅助育种;通过对马铃薯蛋白合成通路上的相关基因在不同品种上的表达量分析,比较了基因在不同品种中的表达模式,为探究马铃薯蛋白质合成提供参考。主要研究结果如下:
  1.连续两年对由大西洋(母本)和定薯1号(父本)配制的杂交组合的173份后代构建的分离群体进行块茎白质含量的测定,分别获得了74份高蛋白含量后代材料,42份低蛋白含量后代材料以及57份中蛋白含量后代材料。
  2.以分离群体中的25份极端高蛋白含量材料和25份极端低蛋白含量材料构建DNA混池,并结合高通量简化基因组测序技术在马铃薯全基因组范围内进行SNP位点的筛选,获得极端混池的特异性差异标签,四个样品库的平均Unique标签数目为129,382,平均测序深度为153.07×,高质量reads均高于80%,绘制马铃薯12条染色体的特异性标签密度差异分布图。结果表明,通过混池差异性标签密度图结合数据可直观地发现两混池间差异较大的区域,主要的集中在3、7、8、10号染色体上,其中第8条染色体上1.151~1.248Mb区间内差异最为明显,且该区域与马铃薯块茎高蛋白含量有关。
  3.根据筛选的块茎蛋白含量遗传差异区段,共设计了34对引物,开发了3个与马铃薯块茎蛋白含量性状紧密连锁的特异性分子标记SCAR8-107、CAPS8-101、CAPS8-110。这3个标记在116份后代分离群体和54份四倍体马铃薯品种中的检测结果与表型蛋白含量的对应度分别到达了90.51%和72.97%,本试验开发的分子标记可应用于马铃薯分子标记辅助育种的蛋白质含量初步筛选。
  4.基于4个参与马铃薯蛋白合成与降解的基因与6个马铃薯品种,通过RT-qPCR对各基因在不同马铃薯品种中的表达量测定与分析。参与马铃薯蛋白质合成的基因ClassⅠpatatin基因、氨基酸转运蛋白基因以及阳离子型氨基酸转运蛋白基因在全生育时期表达模式一致,呈先增后减然后趋于平稳;参与马铃薯蛋白质特异性降解的蛋白酶体β1亚基基因在马铃薯品种中的表现一致,并在生育后期显著上调。通过相关性分析发现ClassⅠpatatin基因与氨基酸转运蛋白基因与马铃薯蛋白含量呈现极显著正相关,推测ClassⅠpatatin基因与氨基酸转运蛋白基因为马铃薯蛋白合成的重要调控基因。
[硕士论文] 邸雪妮
植物学 四川农业大学 2018(学位年度)
摘要:马铃薯块茎休眠萌芽除受多种外部的因素影响外,还与其内部的遗传基础和代谢活动密切相关。其中,内源激素的代谢改变是重要信号和关键影响因子。目前对影响马铃薯休眠萌芽的内源激素代谢机理尚无系统阐释,激素间相互关系对马铃薯休眠萌芽调控的作用机制不明,导致人工调控马铃薯休眠萌芽相关技术进步迟缓,严重制约了马铃薯的生产、加工及有效利用。
  本研究通过对项目组前期获得的马铃薯休眠、萌芽和抑芽剂处理状态下的转录组学数据分析发现:IAA、CTK、GA激素信号转导基因在马铃薯萌芽状态时表达量升高,而ABA激素信号转导基因在马铃薯休眠时高表达,还新发现,BR合成关键基因SMO1和BSK在马铃薯萌芽状态中显著上调,抑芽剂处理显著抑制了BR合成和信号转导因子的表达,表明BR与马铃薯萌芽调控有密切关系。对ETH信号转导在马铃薯三个状态下的变化分析发现,ETH信号转导与各内源激素有密切互作关系。
  为深入探讨BR对马铃薯萌芽作用以及对外界环境的响应情况,初步确定ETH与马铃薯休眠及内源激素间的互作关系,继续开展了以下实验:1.低温处理对温度敏感性不同的马铃薯费乌瑞它和米拉品种,分析BR合成及信号转导通路关键基因的相对表达量变化情况,明确BR对马铃薯休眠萌芽的作用及其信号通路对低温环境的应答;2.采用外源ETH处理,检测马铃薯顶芽组织和顶芽周围薯皮的内源ABA、IAA和CTK激素及其代谢产物含量变化,确定马铃薯休眠萌芽过程中不同部位内源激素代谢水平,探索马铃薯休眠过程中ETH与各内源激素互作关系。相关研究结果如下:
  (1)BR合成及信号转导基因表达量随马铃薯萌芽而升高,表明BR能够促进马铃薯萌芽;并且发现BR信号转导与温度有密切关系,BR信号转导基因甲基甾醇单加氧酶基因SMO1、信号转导激酶基因BSK和信号激活因子细胞周期蛋白基因CYCD3在不同马铃薯品种中对温度的响应差异显著。
  (2)ETH信号可抑制马铃薯顶芽组织中ABA分解代谢途径中的红花菜豆酸(PA)还原成二氨红花菜豆酸(DPA),造成PA在马铃薯芽组织中大量积累,从而导致ABA含量升高;除此之外,外源ETH还能促进马铃薯中反式玉米素(tZ)形成没有活性的反式玉米素-0-葡萄糖基(tZOG),从而降低亿在马铃薯顶芽组织和薯皮含量,进而达到延长马铃薯休眠的效果。
  (3)外源ETH可以抑制IAA和CTK在芽萌动状态下马铃薯顶芽组织中含量,从而达到延长马铃薯休眠时间的目的。
  (4)在马铃薯休眠萌芽过程中,ABA和CTK含量变化在顶芽组织和薯皮组织中的趋势相反,证明ABA和CTK在薯皮和顶芽中存在信号反馈调节。
[博士论文] 王斌
作物遗传育种 华中农业大学 2018(学位年度)
摘要:木薯是重要的粮食作物、能源作物,主要种植于热带、亚热带地区,常受到季节性干旱的影响,对间歇性干旱具有较强的耐受性。对木薯群体进行耐旱性评价、研究木薯耐旱机理并挖掘优良耐旱等位基因,可为木薯高产抗旱品种选育奠定基础。
  本研究以木薯自然群体(包括来自于13个国家和地区的150份木薯种质)为研究对象,调查与地上部鲜重和储藏根产量相关的性状,并收集了6个与干旱胁迫响应相关的生化指标的表型数据,分析评价干旱胁迫对木薯群体的影响,筛选木薯耐旱品种。通过EST-SSR标记和简化基因组测序两种通量的基因分型方法,我们获得了木薯群体的全基因组标记基因型。为了挖掘耐旱相关基因,我们将基因型与抗旱性状表型数据进行了全基因组关联分析,同时结合已报道的木薯转录组和蛋白组数据筛选耐旱相关的等位基因。另外,多个MYB家族成员被证实与木薯干旱胁迫响应有关,为了了解MYB基因的自然变异和抗旱性状之间的关系,为MYB基因的功能验证提供证据和方向,本研究对其中的两个R2R3-MYB转录因子基因进行了基因区DNA重测序,分析其自然变异及与木薯耐旱性状之间的相关性。
  论文主要结果如下:
  1.干旱胁迫对木薯群体性状平均值有显著性的影响,根据抗旱性度量值D值可将木薯群体成员的抗旱性划分为高抗、中抗和敏感三大类。处理组储藏根干物质率、脯氨酸-R等多个性状表型测定值,以及SOD-L、SRS-R、Proline-R等性状耐旱系数在3类抗旱性材料间均存在极显著差异,并且3个性状耐旱系数在两次实验中在3类抗旱性材料间重复检测到显著差异。
  2.使用107对EST-SSR标记引物对木薯群体进行检测,总共有98对引物扩增得到了特异性片段,获得了97个多态性位点,包含279个等位基因。种质材料两两间的遗传相似系数分布在0.21~0.82之间,平均为0.37。通过关联分析筛选到53个显著关联标记,对表型变异解释率分布在2.66~28.09%之间,平均为8.60%。对所筛选到的53个标记进行注释得到了50个基因,其中的4个基因在木薯干旱转录组和蛋白组中均有显著的表达差异,另有20个基因只在干旱胁迫相关转录组中有显著的表达差异。
  3.利用16,173个高质量木薯SNP进行了抗旱性全基因组关联分析,获得了1,990个SNP标记与木薯群体的性状耐旱系数显著关联。其中有256个功能SNP与耐旱性状显著关联,位于172个基因内。通过与已有的木薯干旱转录组和蛋白组数据进行比较,我们从172个基因中筛选到42个与干旱胁迫响应有关的基因。
  4.将组学筛选得到的66个干旱胁迫响应的关联基因,与目标性状关键基因进行功能互作预测分析,筛选得到了29个与目标性状关键基因可能存在功能互作的基因。对这29个基因进行qRT-PCR验证,结果表明,有9个基因表达模式与木薯干旱转录组结果一致。其中包括5个多效基因,分别为06G045100、10G078800、12G005000、12G074800和16G022700。除12G005000为负调控基因,干旱胁迫时表达量下调外,其他4个基因均上调表达。这5个多效基因可以作为今后木薯抗旱机理研究的重要候选基因。
  5.木薯MeMYB91基因的编码区SNP位点可划分为29种单倍型,包括7种主要单倍型。这7种主要的单倍型可归为两类,其中一类与橡胶木薯W14的MeMYB91亲缘关系更近,它们之间的Ka/Ks>>1,这说明在木薯育种过程中MeMYB91受到正向选择的作用。MeMYB91基因编码区内有12个功能SNP位点与CAT酶活、脯氨酸含量、SOD酶活、还原糖含量、地上部鲜重、储藏根数目和储藏根干物质率等性状显著关联,这表明该基因可能在木薯干旱胁迫响应过程中起重要的调控作用。木薯MeMYB26基因区总计发现21个SNP,其中的5个非同义突变SNP、1个提前终止突变SNP与CAT酶活、MDA含量、单株储藏根数目、脯氨酸含量、SOD酶活和单株地上部鲜重等性状耐旱系数显著关联。
  本研究通过全基因组关联结合转录组和蛋白组数据分析的方法来筛选木薯耐旱相关的等位基因,为高效、准确筛选木薯耐旱相关基因进行了数据准备和方法探索,对于进一步研究木薯耐旱分子机制具有重要的意义。
[硕士论文] 孟炀
植物营养学 宁夏大学 2018(学位年度)
摘要:宁夏南部山区是典型的黄土高原雨养农业用地,干旱缺水与土壤肥力低下是该地区马铃薯生产的主要限制因素,且不同降水年型,马铃薯生长差异较大。因此,探讨适合不同降水年型间的科学施肥与水分管理是当地马铃薯丰产稳产的重要保障。本试验以当地主栽优势新品种青薯9号为材料,分别在2016年(贫水年)和2017年(丰水年)开展马铃薯养分吸收累积规律、施肥效应及不同覆膜方式下的水分利用研究,探究适合不同降水年型的肥料施用方法和保水措施,最大限度的提高肥料生产率和水分利用效率。
  1、不同氮磷钾配比影响马铃薯干物质累积,其中以氮肥的影响最大,主要影响马铃薯块茎形成期、淀粉积累期和成熟期的的干物质累积,其次为磷肥,对马铃薯块茎增长期和成熟期的影响较大,钾肥的影响最小。
  2、块茎增长期(马铃薯出苗后的55~90天左右)为马铃薯吸收氮、磷、钾的关键时期,在整个生育期内对氮、磷、钾的吸收量表现趋势为先升高再降低。根据养分累积与产量的相关性分析可知,贫水年(2016年)氮肥的最佳施用时期在马铃薯苗期和淀粉积累期,磷肥在苗期和块茎增长期,钾肥在苗期;丰水年(2017年)氮肥和磷肥的最佳施用时期在苗期和块茎形成期,钾肥在苗期和淀粉积累期。
  3、2016年氮、磷、钾肥的增产量分别是4.81、5.82、3.69t/hm2,2017年的增产量分别为6.18、3.65、2.39t/hm2,氮肥增产率最高,其次为磷肥,钾肥最低。生产1t马铃薯需N、P2O5、K2O分别为4.00~5.34kg、0.87~1.13kg、7.14~9.72kg,比例为1.00∶0.20~0.27∶1.51~1.95,K2O养分的需求量最高。通过相关性分析表明,钾肥与维生素C、粗蛋白的含量呈显著正相关关系,施用钾肥可有效提高马铃薯块茎的品质。
  4、与NPK处理相比,PK、NK、NP处理的水分利用效率分别降低了25.7%、23.3%、18.3%。每千克N、P2O5、K2O分别增产马铃薯30.5、52.7、67.7kg;氮、磷、钾的利用率分别为38.3%、18.2%、53.9%。可见,氮肥的水分利用效率最高,农学效率和肥料利用率均为钾肥最高。
  5、覆膜处理可显著提高马铃薯的产量,其中以单垄双行黑膜全覆处理的产量最高,增产率为73.6%,其余覆膜处理增产率为55.2%~61.6%;通过隶属函数法分析不同覆膜方式对马铃薯综合品质(维生素C、淀粉、粗蛋白和还原糖)的影响研究表明,覆膜均能提高块茎品质,其中单垄双行白膜全覆最明显;贫水年(2016年)覆膜的水分利用效率增量为65%~98.7%,覆膜处理间差异不显著。丰水年(2017年)覆膜的水分利用效率增量为38.5%~53.5%,全膜处理显著高于半膜处理,两年均为单垄双行黑膜全覆水分利用效率最高,增量达76.3%。
  综上,在不同降雨年型,可根据雨养区马铃薯生育期氮、磷、钾的不同需求状况采取不同施肥方法。覆膜处理均能提高马铃薯的产量和水分利用效率,以单垄双行黑膜全覆处理效果最好,而单垄双行白膜全覆处理可提高马铃薯的品质。
[硕士论文] 江林娟
植物学 四川农业大学 2018(学位年度)
摘要:马铃薯(Solanum tuberosum L.)为高度杂合的同源四倍体,我国马铃薯遗传基础狭窄,研究相对滞后。而辐射诱变与离体培养相结合,可发掘基因资源、拓宽遗传基础,是选育优质高产马铃薯新品种的有效措施。
  本研究以“川芋10号”茎段愈伤组织为材料,采用响应面法优化马铃薯愈伤组织高效再生体系;以不同剂量的60Co-γ辐照愈伤组织,运用高效再生体系获得诱变后代,分析愈伤组织60Co-γ诱变效应;通过形态法筛选表型突变体,采用石蜡切片、EST-SSR分子标记、转录组技术对变异植株特性进行了分析。主要结果如下:
  1.利用响应面法优化马铃薯愈伤组织再生体系的植物生长调节剂TDZ、2,4-D、GA3最佳配比。结果表明:响应面法优化所得模型的R2为0.9921,确定了“川芋10号”茎段愈伤组织芽分化最佳培养基,为MS+2.02mg/L TDZ+0.08mg/L2,4-D+2.25mg/L GA3,在此条件下,证实了该植物生长调剂配比的有效性,为下一步进行马铃薯愈伤组织辐照诱变育种提供高效再生体系。
  2.通过形态法,研究不同60Co-γ辐照剂量对马铃薯茎段愈伤组织与其再生植株的影响,并利用石蜡切片法比较“川芋10号”(WT)与8份诱变后代(M1-M8)叶显微结构,采用主成分分析、隶属函数法,对叶显微结构的指标进行抗旱性初步评价。结果表明:马铃薯愈伤组织辐照诱变最适剂量在10~24.8Gy;再生植株突变方向及突变程度具有不确定性;选取海绵组织、栅栏组织、上表皮及下表皮厚度作为抗旱性初步评价的主要指标,预测抗旱能力最高的是突变体M1。
  3.从13对引物中筛选出4对条带清晰、多态性较高的引物,对“川芋10号”(WT)和20份诱变后代(M1-M20)DNA进行EST-SSR分子标记分析,利用NTsys2.10e软件计算遗传距离和聚类分析。结果表明:4对引物扩增获得14个多态性位点,21份材料遗传距离范围为0.000~0.2057,平均值为0.0498。其中13份诱变后代与“川芋10号”(WT)存在遗传差异,但遗传距离较小,其中突变体M1与WT间遗传距离最大,为0.2057。表明60Co-γ辐照能诱变马铃薯愈伤组织,获得一些再生植株的遗传突变体。
  4.“川芋10号”(WT)和变异程度最大,抗旱能力最强的突变体M1进行IlluminaHiSeq x-ten测序分析,经数据过滤、基因组比对,筛选显著差异表达基因,并进行GO和KEGG分析。结果表明:共有2820个DEGs;1655个DEGs注释到GO条目,富集分析表明突变体M1受辐照影响植物分子功能、细胞结构及生物学过程发生了变化;1993个DEGs注释到KEGG通路中,富集到次生代谢产物的生物合成和植物-病原互作的DEGs最多,特别是参与精氨酸和脯氨酸代谢调控ACT、类黄酮生物合成有关的ANS及植物效应触发免疫有关的RIN4、RPM1、RPS2、PIK1、HSP90B相关的基因表达差异显著,预测这些基因的表达变化可能与突变体M1具有对环境适应能力、抗逆性及抗病性的变异特征有关。
[硕士论文] 李晓静
蔬菜学 华中农业大学 2018(学位年度)
摘要:由茄科雷尔氏菌(Ralstonia solanacearum)引起的青枯病造成了世界范围内马铃薯产量的降低。大多数细菌病原体通过分泌效应蛋白到植物细胞内来操控植物免疫应答反应。由于效应子是青枯病的重要致病因子,本课题旨在通过研究效应子的基础功能继而探究马铃薯青枯病致病机理。本课题以马铃薯E3试管薯为受体,通过农杆菌介导的马铃薯遗传转化技术获得了效应子Rip5、Rip6和Rip13的转基因株系。探究效应子转入所影响的马铃薯免疫途径,同时对效应子转基因株系进行了接种鉴定。并且对Rip6转基因株系进行了转录组测序,通过数据分析找到了与植物抗性有关的差异表达基因。由于Rip5毒力较强且在本氏烟叶片瞬时表达可以引起强烈的HR反应,为了深入研究Rip5的基因功能,酵母杂交实验初步筛选了Rip5的候选互作蛋白,通过免疫共沉淀实验确认了互作蛋白。以上结果为进一步研究效应子调控马铃薯免疫应答机制奠定了良好基础。主要结果如下:
  1.课题通过农杆菌介导的马铃薯遗传转化体系获得了Rip5、Rip6和Rip13转基因株系。最终获得Rip5、Rip6和Rip13生根株系分别为9、13和30个。通过阳性检测,我们选取Rip5的转基因株系4、5和7;Rip6的转基因株系1、3、8和11;以及Rip13的转基因株系11、14和25进行后续试验。
  2.对Rip5、Rip6和Rip13转基因株系进行优势菌株UW551接种鉴定。3个效应子转基因株系接种表型与对照E3相比抗性明显下降,说明效应子Rip5、Rip6和Rip13可以促进青枯菌侵染寄主植物,降低植物抗性。
  3.对转基因株系PTI免疫途径标志基因进行表达量检测,发现虽然转基因株系接种抗性下降,但是PTI免疫途径并未受到影响,说明效应子基因的转入可能影响了其他免疫途径。
  4.对效应子Rip6转基因株系的转录组数据进行分析,发现有大量钙调蛋白、部分热激蛋白和WRKY转录因子与对照相比差异表达。推测转基因株系青枯菌抗性下降与这些基因的差异表达紧密相关。
  5.利用酵母杂交实验初步筛选出Rip5的候选互作蛋白,在本氏烟叶片上对Rip5及互作蛋白进行农杆菌共注射瞬时表达,通过免疫共沉淀实验进行植物体内互作验证。
[硕士论文] 朱才华
遗传学 华中农业大学 2018(学位年度)
摘要:马铃薯(Solanum tuberosum L.)地下块茎所含营养物质丰富,具有很高的食用价值,是仅次于水稻、小麦和玉米的世界第四大粮食作物。本课题在前期的研究基础上,利用RNA-seq技术得到的转录组SNP位点开发SNP标记并筛选差异表达基因,对短日照条件下马铃薯试管薯形成能力相关的主效QTL区段MT05进行SNP标记加密,进一步缩小其遗传置信区间。同时,对主效QTL区段内的候选基因进行表达验证与筛选,确定影响试管薯形成的关键候选基因。主要研究结果如下:
  1、基于BSA RNA-seq数据,本研究挑选了464个SNP位点用于群体基因分型,并依据SNP剂量信息模型和四倍体作图软件成功构建了第Ⅴ号染色体MT05区段的双亲整合遗传连锁图谱,图谱全长42.07cM,包含193个SNP标记,平均标记间距0.22cM,包含了双亲的全部8条同源染色体。
  2、结合MTI群体的试管薯形成数据,本研究在新的整合图谱上进行QTL定位。结果显示2014年的表型数据定位到的QTL的LOD峰值位于14cM处,其one-LOD置信区间为13-18cM;2016年的表型数据定位到的QTL的LOD峰值位于32cM处,其one-LOD置信区间为30.2-35.1cM。结合上述遗传区段在马铃薯DM参考基因组上对应的物理位置,第Ⅴ号染色体尾端所定位到的区段的物理区间为47.3Mb-47.8Mb,包含有56个编码基因。
  3、本研究对整合图谱上的187个SNP标记(单显标记、双显标记和双单显标记,不包括复等位位点标记)进行了标记与表型之间的关联分析,结果显示共39个标记与两年的表型数据均表现出显著相关性。其中19个标记与表型极显著相关(P<0.01),其余20个标记与表型显著相关(P<0.05)。根据上述19个极显著相关标记在马铃薯参考基因组上的位置信息,最后得到候选区间47.3Mb-48.0Mb,该区段在马铃薯参考基因组上包含78个编码基因。其中,基因PGSC0003DMG400027130中包含了5个与试管块茎形成极显著相关的标记。
  4、本研究挑选了亲本池与混池共有的位于第Ⅴ号染色体上的11个差异表达基因以及混池位于MT05区段内的15个差异表达基因,在不同结薯表型材料中检测其表达模式,结果显示基因PGSC0003DMT400013500、PGSC0003DMT40006030和PGSC0003DMT400060472表达模式一致,都是在结薯材料的第5/6取样点表达,而在不结薯材料的第2取样点表达。进一步在干涉株系和对照材料中的表达检测结果表明上述3个基因还可能位于PHYF and/or PHYB调控光周期结薯的信号途径上。
  5、本研究同时对QTL区段内的93个基因以及可能发生重组的区段内的4个基因在亲本及表型极端材料中进行了表达量的检测,结果显示7个候选基因PGSC0003DMG400007238、PGSC0003DMG400007237、PGSC0003DMG400046174、PGSC0003DMG402030099、PGSC0003DMG400021827、PGSC0003DMG400011638和PGSC0003DMG401027172可能与马铃薯试管薯形成相关。
  本研究在前人的研究基础上,针对马铃薯试管块茎形成相关主效QTL区段MT05开发了464个SNP标记,成功地在第Ⅴ号染色体MT05区段加入了193个SNP标记,构建了第Ⅴ号染色体MT05区段的双亲整合图谱(全长42.07cM,平均标记区间0.22cM),并将MT05遗传区段从原来的15cM缩小到4cM。结合QTL定位结果和标记与表型的关联分析,我们将MT05对应于马铃薯参考基因组上的物理区段由原来的2Mb缩小到0.7Mb(47.3Mb-48Mb),该区段内包含78个编码基因。与此同时,结合前期的BSA RNA-seq结果和我们的定位结果,我们检测了亲本池与混池位于第Ⅴ号染色体上的22个差异表达基因以及QTL区段内的97个基因在不同结薯表型材料中的表达量和表达模式,结果显示7个候选基因可能与马铃薯试管块茎形成相关。综合QTL定位表型显著相关标记和候选基因的定量表达检测结果,最终提出了22个基因做为马铃薯试管薯形成能力相关的关键候选基因。
[硕士论文] 肖睿
设施园艺学 华中农业大学 2018(学位年度)
摘要:马铃薯(Solanum tuberosum L.)因其粮菜兼用,营养全面,深受广大消费者的喜欢。较其他粮食作物,马铃薯经济效益高,具有较大的种植面积;但在我国其单产并不高,与发达国家相比差距较大,究其原因,病害是影响马铃薯产量的最主要原因之一。马铃薯黄萎病(Potato Verticillium wilt)是一种真菌性病害,严重影响马铃薯的产量和品质。挖掘抗病资源、定位抗病基因、开发连锁标记可加速抗病育种,而选育抗病品种则是防治病害最经济有效的途径之一。但到目前为止,关于马铃薯黄萎病抗病基因的研究还较少,还没有抗病基因定位的报道。
  本研究利用二倍体马铃薯种间杂种C545为抗病母本,与感病父本V67的回交BC1群体为材料,取得以下主要结果:
  1、BC1群体表型鉴定:随机选择172个群体后代,经过多轮的表型验证实验,完成了群体材料的表型鉴定。
  2、极端材料的BSA+DNA-seq分析:分别选择24个抗病材料和30个感病材料组建抗感病混合池,进行全基因组测序,测序深度为30x。分别得到28.46Gb和26.39Gb的数据,并利用生物信息学分析,绘制了抗感池平均△(SNP-index)分布图。通过分布图预测出抗黄萎病位点位于五号染色体0-6.3Mb的位置。
  3、主效位点的连锁标记开发:根据分布图预测的五号染色体0-6.3Mb抗病位点区间,设计了278对基因标记引物和329对CAPS标记引物。通过对抗感亲本和抗感群体后代的验证,共筛选开发了6个基因标记、1个Indel标记和5个CAPS标记。利用这12个标记结合群体材料表型绘制出总长为69.4cM的遗传连锁图谱,但12个标记均在抗病位点一侧,共同将抗病位点定位于五号染色体4.7Mb之后。
  4、Ve基因的初定位:将生物信息学预测的区间和标记定位的区间整合,定位出抗病位点位于4.7Mb-6.3Mb之间1.6Mb的区间范围内。与前人报道的马铃薯黄萎病抗性位点位于9号染色体不同,本研究首次定位出马铃薯抗黄萎病的新位点,该位点位于马铃薯五号染色体前端,为马铃薯抗黄萎病遗传定位研究扩充了思路,同时对马铃薯黄萎病抗性基因的克隆奠定了基础,开发的连锁标记对马铃薯抗黄萎病育种提供了有力帮助。
[硕士论文] 陈凯
蔬菜学 华中农业大学 2018(学位年度)
摘要:马铃薯(Solanum tuberosum L.)是中国第四大粮食作物,生产过程中会受到多种病虫害的危害,严重影响其产量和品质。其中由卵菌致病疫霉菌(Phytophthora infestans(Mont.)De Bary.)引起的晚疫病是危害最严重的病害。本实验室前期发现马铃薯U-box类E3泛素连接酶StPUB17可以正调控晚疫病的抗性。通过酵母筛库得到一个互作蛋白为StKH17,是一个含有KH-domain的RNA结合蛋白,在本氏烟中初步鉴定是一个抗性负调控因子。本研究旨在通过遗传转化获得超量和干涉StKH17马铃薯转基因植株,验证其在晚疫病抗性中的功能;以StKH17为诱饵通过酵母双杂交筛库筛选与其互作的靶标蛋白;获得稳定表达StKH17和myc融合蛋白转基因株系,为下一步利用Chip-seq技术研究StKH17调控的RNA靶标打下基础。取得的主要研究结果如下:
  1、构建了StKH17超量表达和RNAi干涉载体,通过遗传转化成功获得了2个超量表达和6个干涉马铃薯株系;晚疫病菌接种鉴定表明,超量表达StKH17降低晚疫病抗性,而干涉StKH17增强晚疫病抗性,即StKH17负调控马铃薯晚疫病的抗性。
  2、蛋白结构分析表明StKH17具有2个保守的结构域,一个为STAR-domain,另一个为KH-domain。酵母自激活和点对点互作验证表明,StKH17与StPUB17的互作需要STAR-domain,缺失STAR-domain对于酵母自激活效应没有影响;而KH-domain对于酵母自激活效应很重要,但其缺失对于StKH17与StPUB17的互作没有影响。
  3、以StKH17△128-261为诱饵从酵母文库中筛选到3个候选互作蛋白,一个为StKH17自身,另一个为StKH17-2,还有一个为StKH17-3,酵母点对点互作验证表明StKH17-2和StKH17-3与StKH17△128-261特异互作,而不与StPUB17互作。
  4、构建了破坏RNA结合能力的StKH17(GDDG)突变体载体,在本氏烟中瞬时表达时,发现其不能促进晚疫病菌的侵染。表明GDDG domain对StKH17发挥功能十分重要。
  5、构建了StKH17-myc蛋白标签载体并通过马铃薯遗传转化,获得11个转基因株系,Western Blot检测到了3个株系稳定的表达了StKH17和3×myc融合蛋白。
  本研究初步回答了StPUB17可能是通过降解负调控感病因子StKH17从而实现正调控马铃薯晚疫病抗性的假设。另外本研究结果表明,StKH17可能以复合体的形式调控抗病防卫相关基因的可变剪接从而发挥负调控晚疫病抗性的功能。本研究为构建StPUB17-StKH17-靶标蛋白互作模型,阐明StPUB17在马铃薯晚疫病抗性中的功能和分子机制奠定了良好基础。
[博士论文] 陈光荣
作物栽培学与耕作学 四川农业大学 2018(学位年度)
摘要:间套作在西北地区广泛应用,具有产量和养分利用的优势。种间相互作用是协调间套作群体资源利用的内因,如何通过调节种间竞争与补偿关系,充分利用间套作时空生态位的分离来进一步提高资源的利用效率是间套作可持续发展的关键问题。据此,本文以典型的马铃薯-大豆套作模式为研究对象,在甘肃沿黄灌区设置了2个大田试验。在连续套作(时间尺度)和不同品种搭配(空间尺度)条件下,探讨马铃薯-大豆套作群体生育期结构变化、作物生长及养分利用规律,阐明间套作作物干物质积累、养分积累及光合生理的特性与种间竞争补偿的相关关系,以期通过优化种间关系进一步提高间套作资源利用率提供科学依据。主要结论如下:
  (1)薯-豆连续套作和不同大豆套作条件下,套作马铃薯生育期结构无显著变化,而套作大豆生育期结构变化显著。相对于单作,套作大豆开花期延迟5-7d,但全生育期无显著变化,表明系统内作物种间竞争与补偿作用导致套作大豆营养生长期延长而生殖生长期相对缩短。大豆品种因熟期不同,营养生长期、开花期及收获期均差异显著;从马铃薯与大豆的共生期分析,品种间无差异;但从马铃薯与大豆的生殖生长共生期分析,各品种间差异显著,晚熟品种齐黄34最短,为12d,其次是中熟品种冀豆17,为35.5d,早熟品种中黄30最长,为41.5d。
  (2)连续种植3年后,连作及套作连作条件下作物干物质积累呈降低的趋势,而套作轮作系统干物质积累年际间变化不显著。套作轮作条件下马铃薯和大豆干物质积累较套作连作分别高出15.02%和41.57%,且差异均达到显著水平。不同熟期大豆套作马铃薯条件下,套作马铃薯干物质积累较单作无显著变化,而套作大豆LAI、干物质积累及光合生理指标变化显著。出苗60d内套作大豆干物质积累量是同期单作的43.74%,不同熟期品种间差异不显著;出苗后80d-100d,晚熟品种干物质积累量相对于中熟和早熟提高的幅度分别为35.54%-59.22%和65.56%-70.81%;出苗100d后(马铃薯已收获),套作大豆干物质积累进程加快,恢复生长效应显著,收获时早、中、晚熟套作大豆较单作分别降低了32.34%、16.61%和8.23%,各品种间差异达到显著水平。LAI和光合生理指标的变化特点与干物质积累基本一致。
  (3)连续种植3年后,连作马铃薯和大豆养分积累量显著下降,而套作轮作模式下马铃薯和大豆氮、磷、钾养分积累量呈增加的趋势。套作轮作条件下马铃薯和大豆氮素积累较2011年分别增加了12.89%和55.78%;磷素积累分别增加了1.78%和148.63%;钾素积累分别增加了16.77%和115.07%。不同熟期大豆套作马铃薯条件下,在两作共生期,早、中晚熟大豆N积累量平均值较同期单作分别降低41.44%、38.91%和31.43%,P积累量平均值较同期单作分别降低25.36%、22.02%和21.17%,K积累量平均值较同期单作分别降低35.6%、27.28%和23.23%,且晚熟品种与中熟、早熟品种间差异达到显著水平。共同生长结束后,套作大豆养分吸收量较单作显著增加,收获时早、中、晚熟套作大豆N素积累量平均值较单作分别降低了11.12%、12.16%和5.89%;P素积累量平均值较单作分别降低了4.83%、5.48%和4.87%,K素积累量平均值较单作分别降低了10.44%、7.85%和5.36%,养分补偿效应显著。另外,从养分收支平衡分析,薯-豆套作系统作物吸收的总养分量显著高于单作。与播前(2011年)土壤肥力性质指标相比,2014年作物收获后,薯-豆套作种植土壤耕层碱解N、有效P和速效K均呈下降趋势。说明薯-豆套作系统产量优势还基于养分吸收量的增加,需合理调节系统种间竞争与互补关系,充分利用时空生态位的分离来提高养分利用效率。此外,还需合理补充矿质营养才能更好的保持土壤肥力。
  (4)种间竞争与补偿作用对系统产量及产量构成影响显著。2011-2014年,薯-豆套作连作(IC)和薯-豆套作轮作(IR)系统产量与连作相比,分别提高了28.54%-254.07%和39.39%-283.98%,IC和IR系统产量与轮作相比,分别提高了57.51%和70.81%。2011年和2012年,IC和IR在年际间变化显著,连续套作2年后IC产量开始下降,降幅为13.91%-24.17%;IR年际间系统产量无显著变化。不同熟期大豆品种与马铃薯套作,系统内马铃薯产量较单作略有下降,降幅为5.24%-7.86%;系统内大豆产量较单作显著下降,大豆早、中、晚熟品种籽粒产量分别降低了41.49%、17.18%和9.89%,中、晚熟品种降幅低于早熟品种。
  从产量构成因素分析,连续种植3年后,连作和套作连作系统马铃薯平均单薯重显著下降,而套作轮作系统年际间差异不显著;连作和套作连作系统大豆有效荚数显著下降,而套作轮作大豆有效荚数较2011年升高了9.46%。马铃薯-大豆模式下套作马铃薯单株结薯数、平均单薯重和商品薯率较单作水平无显著变化,而不同大豆品种有效荚数、单株粒数及每荚粒数均低于单作模式,早熟品种的有效荚数、单株粒数及每荚粒数差异性达到显著水平,套作模式较单作模式分别下降了24.15%、22.14%、18.92%,而中晚熟品种下降不显著,尤其是晚熟品种,套作模式较单作模式仅仅下降了6.34%、8.3%、1.71%。各大豆品种在单作及套作模式下百粒重无显著差异,但各个品种间差异显著。
  (5)不管是早、中、晚熟大豆与马铃薯套作,还是薯-豆连续套作(IC和IR)条件下,系统土地当量比LER均>1,表明薯-豆模式可有效提高土地复种指数和土地利用率,具有良好的产出效果。在该群体中,马铃薯是核心作物,共生期处于竞争优势(APS>0、CRPS>0),而大豆处于竞争弱势(APS<0、CRPS<0)。薯·豆连续套作3年后,马铃薯相对于大豆的种间竞争力(APS)和营养竞争比率(CRPS)呈降低的趋势,主要源于薯-豆套作年际间分带轮作后,有利于马铃薯和大豆的养分互补利用,减弱了种间竞争作用,增加了促进作用。另外,选择晚熟大豆品种与马铃薯组合可弱化种间竞争力和营养竞争比率,还有利于马铃薯收获后恢复补偿能力的发挥。共生期间晚熟品种平均竞争力(APS)较中、早熟品种分别降低了27.17%和30.61%;晚熟品种平均N、P、K营养竞争比率(CRPS)较中、早熟降低的幅度分别为9.34%-12.87%、0.45%-3.54%和4.44%-13.94%。共生期结束(马铃薯收获)后,晚熟大豆品种平均生长速率较中、早熟品种分别提高了128.13%和196.28%;晚熟大豆品种平均N、P、K素积累速率较中、早熟品种提高的幅度分别为19.23%-44.19%、2.03%-17.44%和7.62%-9.38%。
[硕士论文] 邵百惠
植物保护;农药学 东北农业大学 2018(学位年度)
摘要:马铃薯传入中国已有几百年,现在已经成为中国重要的粮食作物,并且农业部要大力发展中国的马铃薯产业,因此中国的马铃薯产业即将进入一个新的发展阶段。杂草是中国马铃薯田一种重要危害,最早中国基本都是小面积种植马铃薯,因此杂草的防除主要依靠人工和机械除草,随着种植面积的不断增大,除草剂的使用已成为马铃薯田防除杂草的一种重要手段。马铃薯田存在多种杂革,阔叶杂草是其中比较主要的一种。马铃薯田防除阔叶杂革主要是通过乙革胺、乙氧氟草醚、二甲戊灵等药进行土壤封闭处理,处理时间是在播后苗前。然而马铃薯苗期,没有既药效好又安全的除草剂来防除阔叶杂草。灭草松是一种杂环类选择性除草剂,能够防除阔叶杂草和莎草科杂草,但同时也导致了灭草松在防除阔叶杂草的同时也会对一些阔叶类作物产生药害,这就限制了灭草松的使用范围。抗灭草松作物的成功培育可以有效的降低除草成本,提高除草效率并且能够进一步开拓灭草松的应用市场。近年来转基因作物发展非常迅速,但目前对于转基因作物安全性问题公众存在很大的异议。因此在转基因作物有争议的情况下,通过非转基因技术培育抗除草剂作物是一条更加安全有效的途径。本研究应用植物组织培养技术,筛选培育出对灭草松具有抗性的马铃薯突变体,同时利用室内生物测定、田间试验和分子生物技术研究了其对灭草松的抗性机制并对生理生化及分子机理进行了探讨。主要研究结果如下:
  (1)灭草松浓度为60mg/L时马铃薯块茎存活率和发芽数相对适中,且能够形成愈伤组织;而灭革松浓度为40mg/L时,马铃薯块茎存活率和发芽数相对过高,且愈伤组织基本不受灭草松的影响,不利于抗性的形成;灭草松浓度为80mg/L时马铃薯块茎存活率和发芽数过低,愈伤组织受到严重的影响。因此将60mg/L作为最佳筛选浓度。
  (2)用700mg/L的灭草松水剂对培育出马铃薯无菌苗进行茎叶处理后,4号-11、4号-21、4号-8、4号-19、大-50和4号-40这六个品种存活率较高,存活率分别达到了84%、90%、92%、88%、82%和96%,表现出了对灭草松一定的抗性。
  (3)利用盆栽试验,将具有抗性的马铃薯无菌苗移栽后,用1296g a.i./ha的灭草松水剂对其进行茎叶处理。6个不同具有抗性的无菌苗,仅4号-19和4号-40这两个品种对灭草松表现出了一定的抗性,存活率较高,存活率分别达到了75%和95%。
  (4)分别用1296g a.i./ha、648g a.i./ha、324g a.i./ha的灭草松对4号-CK、4号-19和4号-40三种马铃薯苗进行茎叶处理后,三种不同的马铃薯苗对灭草松的抗药性程度存在差别,灭草松浓度为324g a.i./ha时,三种抗性水平的马铃薯苗的叶片都未见损伤;灭草松浓度为648g a.i./ha时,敏感类型4号-CK的部分叶片焦枯,中抗类型4号-19和高抗类型4号-40的叶片未见损伤;当灭草松浓度为1296g a.i./ha时,敏感类型4号-CK的叶片发生了全叶焦枯,中抗类型4号-19的部分叶片焦枯,高抗类型4号-40的叶片未见损伤。
  (5)在施用低浓度灭草松时,三种抗性水平的马铃薯苗叶片光合指标(叶绿素含量、光合速率和气孔导度)无明显差异,随着灭草松浓度的增加,高抗型4号-40马铃薯叶片光合指标下降幅度明显低于中抗型4号-19和敏感型4号-CK;用1296g a.i./ha灭革松对三种抗性水平马铃薯苗做茎叶处理后,敏感型4号-CK的MDA含量明显高于中抗型4号-19和高抗型4号-40,且中抗型4号-19略高于高抗型4号-40。高抗型4号-40的ACC活性高于中抗型4号-19和敏感型4号-CK,且24h后,高抗型4号-40叶片中基本检测不到灭草松,而敏感型4号-CK和中抗型4号-19叶片中还有部分灭草松的残留。即表明高抗型4号-40代谢及清除活性氧、自由基、灭革松等物质的能力较强,使高抗型4号-40快速恢复正常的新陈代谢。这些差异是高抗型4号-40抗性水平较高的重要原因。
  (6)施药前抗性和非抗性突变体的显著性差异基因较少。在施药后非抗性突变体的基因表达出现了显著性变化,而抗性突变体则变化较小。在施药后抗性与非抗性突变体之间显著性差异基因也较多。从分子水平上进一步说明灭革松对经过诱导培养出的抗性突变体不会产生较为明显的影响,解释了施药后抗性品种和非抗性品种在表观上的差异。
[硕士论文] 符芳宁
作物学 广西大学 2018(学位年度)
摘要:木薯(Manihot esucculenta Crantz)别名木蕃薯、树番薯、树薯,为大戟科(Euphorbiaceae)木薯属(Manihot)植物。多倍体育种是重要的育种方法之一,尤其是利用块根为收获产品的木薯,培育多倍体品种,其器官一般比原倍性植株有所增大,抗逆性也增强,同时淀粉含量也相对提高。间歇浸没式生物反应器(TIBS)在植物组培扩繁方面研究利用较多,而在木薯多倍体育种鲜有报道。为了探讨比较传统木薯诱导多倍体方法和利用间歇浸没式生物反应器(TIBS)诱导木薯多倍体效果,本论文以GR891和华南6号品种木薯为材料,利用秋水仙素和TIBS系统结合诱导木薯多倍体,同时以浸泡法和田间植株芽涂抹法作为对比,并对诱导的多倍体变异材料及其亲本进行染色体鉴定和细胞解剖学等生理指标的测定。试验的主要结果如下:
  1.TIBS系统诱导中,秋水仙素浓度0.1g/L时,在20min/h时间处理4天诱变率最高,木薯GR891诱导率最高为23.33%。华南6号的在浓度0.05g/L时,诱变率最高,为20%。在10min/h时间秋水仙素浓度0.05g/L处理4天,华南6号和木薯GR891诱变率最高,为26.66%。利用浸泡法诱导木薯多倍体,最适时间和最合浓度是用0.1%浓度的秋水仙素诱导48小时可得到最大诱导率,为16.67%。本实验中,TIBS法诱导两个木薯品种的适宜浓度在0.05g/L~0.1g/L之间,诱导时间为四天。
  2.分别对田间植株和组培苗二倍体形态学比较,两者比较都发现多倍体植株的叶色较深,叶片宽厚,叶型指数比二倍体小。在木薯收获时期比较木薯茎秆、薯块颜色,两者没有差异。两者之间差异最大的是叶片。
  3.多倍体和二倍体植株叶片结构解剖对比:多倍体的保卫细胞大小,内含的叶绿体数均比二倍体多。气孔密度比二倍体少。从横截面解剖结果来看,多倍体的栅栏组织,海绵组织,上下表皮,叶厚均比二倍体长,两者达到显著性差异。
  4.多倍体植株叶片含水量,叶绿素含量均比二倍体增多,都到达显著性差异。田间光合特性的测定中多倍体的净光合速率,蒸腾速率,气孔速率比二倍体增强,胞间CO2浓度变化不是很明显。
  5.产量比较调查,两者的收获指数没有显著性差异,木薯块根的淀粉含量显著性差异。品种华南6号多倍体植株块根的淀粉含量比二倍体上涨的13.2%,GR891品种相反,下降7.6%。
  (已选择0条) 清除
公   告

北京万方数据股份有限公司在天猫、京东开具唯一官方授权的直营店铺:

1、天猫--万方数据教育专营店

2、京东--万方数据官方旗舰店

敬请广大用户关注、支持!查看详情

手机版

万方数据知识服务平台 扫码关注微信公众号

万方选题

学术圈
实名学术社交
订阅
收藏
快速查看收藏过的文献
客服
服务
回到
顶部