低能離子束介導(dǎo)外源總DNA轉(zhuǎn)化小麥的變異機理研究

利用離子束介導(dǎo)外源基因組DNA導(dǎo)入小麥，獲得了大量的穩(wěn)定變異材料，對這些變異材料的農(nóng)藝性狀、品質(zhì)性狀、醇溶蛋白、麥谷蛋白、Glu-1Ax1亞基缺失機理、基因組RAPD分析、基因組SRAP分析進行研究，為深入了解變異材料的變異機理提供依據(jù)。 1. 經(jīng)離子束介導(dǎo)后的小麥變異后代，農(nóng)藝性狀和品質(zhì)性狀均發(fā)生了顯著變化。說明離子束介導(dǎo)轉(zhuǎn)基因的方法獲得的變異性狀能夠在變異后代中穩(wěn)定遺傳。 2.對101個變異后代的醇溶蛋白進行分析，發(fā)現(xiàn)醇溶蛋白條帶多態(tài)性豐富。結(jié)合聚類分析結(jié)果，表明利用離子束介導(dǎo)的方法不僅獲得了豐富的變異，而且變異情況與轉(zhuǎn)基因供體密切相關(guān)，從而為育種工作者提供了新的種資質(zhì)源和研究思路。 3. 對101個變異材料麥谷蛋白進行分析，發(fā)現(xiàn)亞基組成、條帶表達量發(fā)生了較大變化，出現(xiàn)了新的亞基組成類型。說明離子束介導(dǎo)的方法能夠使高分子量麥谷蛋白發(fā)生改變，表現(xiàn)出豐富的多態(tài)性。 4. 對變異材料的Glu-1Ax1亞基缺失變異機理研究發(fā)現(xiàn)材料的Glu-1Ax1亞基基因堿基序列發(fā)生突變，突變類型包括堿基的轉(zhuǎn)換和顛換，軟件預(yù)測蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)組成含量發(fā)生較大變化，推測這可能是引起Glu-1Ax1亞基缺失的原因。 5.分析離子束轉(zhuǎn)化的變異小麥后代株系的RAPD分析，發(fā)現(xiàn)變異材料的條帶與對照材料存在明顯差異。對供體為六倍體小黑麥的變異材料5647和供體為燕麥的11個材料進行RAPD分析，12個變異材料共擴增出780條帶，其中328條表現(xiàn)出多態(tài)性，占總條帶數(shù)的42.05%。說明離子束介導(dǎo)轉(zhuǎn)化引起了變異材料在DNA水平上的豐富變異。 6. 試驗中采用128對引物組合對對照材料的基因組DNA進行SRAP擴增，共篩選出來20對多態(tài)性良好、條帶清晰、適用于這批變異材料的引物組合，共產(chǎn)生833條多態(tài)性條帶，平均每個變異材料擴增出138.9條多態(tài)性條帶，且6個變異材料的多態(tài)性比率均在55%以上，說明這批變異材料的多態(tài)性豐富。每個材料產(chǎn)生的特異性條帶數(shù)不等，在9～22條之間。 2100433B

低能離子束介導(dǎo)外源總DNA轉(zhuǎn)化是一種有效的產(chǎn)生變異、創(chuàng)造新種質(zhì)的育種手段，但其引起的變異機制和外源DNA整合的證據(jù)尚需更多理論支持以指導(dǎo)實踐。課題組利用離子束介導(dǎo)轉(zhuǎn)化小麥獲得了大量穩(wěn)定變異材料，擬針對這些變異材料進行三方面研究：（1）通過對受體、供體、變異材料的基因組DNA進行SRAP分子標(biāo)記、Southern雜交、基因組原位雜交等技術(shù)手段獲得外源DNA整合證據(jù)、整合特點信息及其與注入?yún)?shù)、轉(zhuǎn)化組合之間的關(guān)系；（2）對受體、供體、變異材料的種子貯藏蛋白包括醇溶蛋白和高分子量麥谷蛋白采用A-PAGE和SDS-PAGE電泳進行遺傳分析，研究離子束介導(dǎo)不同注入?yún)?shù)、不同轉(zhuǎn)化組合所產(chǎn)生的品系其貯藏蛋白的組成變化規(guī)律及新的種質(zhì)類型；（3）針對穗部形態(tài)變異株建立分離群體，對穗部性狀相關(guān)基因進行遺傳分析、分子標(biāo)記和基因定位。研究結(jié)果將深入揭示離子束介導(dǎo)轉(zhuǎn)基因的變異機制并為其應(yīng)用提供重要理論依據(jù)。

本項目主要研究雙相傳動Hy-Vo齒形鏈系統(tǒng)的多元變異及其嚙合機理。重點研究雙相傳動Hy-Vo齒形鏈系統(tǒng)的雙相疊加原理及其諧應(yīng)關(guān)系、不同嚙合機制鏈節(jié)有序排列規(guī)律及其變異嚙合機制的設(shè)計準(zhǔn)則、鏈及鏈輪的新齒形設(shè)計方法、鏈與鏈輪的接觸動態(tài)響應(yīng)和噪聲頻譜；通過研究揭示雙相傳動Hy-Vo齒形鏈多元變異的耦合效應(yīng)及其對系統(tǒng)多邊形效應(yīng)和中心距變動量的影響規(guī)律，構(gòu)建雙相傳動Hy-Vo齒形鏈嚙合設(shè)計體系，并建立相關(guān)嚙合方程，提出雙相傳動Hy-Vo齒形鏈-雙相鏈輪-刀具系統(tǒng)的正確嚙合條件，形成適用于雙相傳動的新型多元變異Hy-Vo齒形鏈系統(tǒng)的嚙合設(shè)計理論與方法。 本項目的研究成果是對傳動領(lǐng)域的一種理論創(chuàng)新，可派生出一族新型傳動，應(yīng)用前景十分廣闊。目前尚未發(fā)現(xiàn)國內(nèi)外文獻有這方面研究成果和研究進展的報道。

本項目從已污染土的特性試驗研究、環(huán)境變化致已污染土微觀性能變異的試驗研究、環(huán)境變化影響已污染土工程特性的試驗研究以及污染土性質(zhì)變異的評價與預(yù)測分析四個方面研究了環(huán)境變化致已污染土工程性質(zhì)變異的機理，已完成項目研究計劃中的主要實驗內(nèi)容。為揭示環(huán)境變化和時間效應(yīng)對已污染土的影響機理，對土中污染物的存在形態(tài)進行了詳細(xì)研究。項目的主要研究成果及結(jié)論有：（1）已污染土的特性試驗表明，污染土的物化特性、水理特性、強度特性及滲透特性與土中污染物含量具有相關(guān)性，且這種相關(guān)性和土粒表面吸附污染物的能力緊密關(guān)聯(lián)；（2）從微觀角度研究環(huán)境變化的影響發(fā)現(xiàn)，環(huán)境條件改變會使土體附著污染物的能力產(chǎn)生變化，這種變化既表現(xiàn)在量上也表現(xiàn)在污染物的存在形態(tài)上；（3）環(huán)境變化影響已污染土工程特性的試驗表明，已污染土工程性質(zhì)的變異是環(huán)境因素和已有污染物兩者耦合作用的結(jié)果，環(huán)境因素對已污染土工程性質(zhì)的影響既可通過影響污染物存在狀態(tài)來間接體現(xiàn)，也可直接作為一種外源物質(zhì)影響著污染土的既有特性；（4）污染物的長期作用對土體的性能存在影響，會使環(huán)境因素變化引起的已污染土性能的變異更顯著。在總結(jié)提煉已污染土工程特性變異預(yù)測方法時，因現(xiàn)有實驗數(shù)據(jù)尚不足夠且無現(xiàn)場觀測數(shù)據(jù)配合，未能達到預(yù)期目標(biāo)。 2100433B