低能离子束介导外源总DNA转化小麦的变异机理研究

利用离子束介导外源基因组DNA导入小麦，获得了大量的稳定变异材料，对这些变异材料的农艺性状、品质性状、醇溶蛋白、麦谷蛋白、Glu-1Ax1亚基缺失机理、基因组RAPD分析、基因组SRAP分析进行研究，为深入了解变异材料的变异机理提供依据。 1. 经离子束介导后的小麦变异后代，农艺性状和品质性状均发生了显著变化。说明离子束介导转基因的方法获得的变异性状能够在变异后代中稳定遗传。 2.对101个变异后代的醇溶蛋白进行分析，发现醇溶蛋白条带多态性丰富。结合聚类分析结果，表明利用离子束介导的方法不仅获得了丰富的变异，而且变异情况与转基因供体密切相关，从而为育种工作者提供了新的种资质源和研究思路。 3. 对101个变异材料麦谷蛋白进行分析，发现亚基组成、条带表达量发生了较大变化，出现了新的亚基组成类型。说明离子束介导的方法能够使高分子量麦谷蛋白发生改变，表现出丰富的多态性。 4. 对变异材料的Glu-1Ax1亚基缺失变异机理研究发现材料的Glu-1Ax1亚基基因碱基序列发生突变，突变类型包括碱基的转换和颠换，软件预测蛋白质二级结构组成含量发生较大变化，推测这可能是引起Glu-1Ax1亚基缺失的原因。 5.分析离子束转化的变异小麦后代株系的RAPD分析，发现变异材料的条带与对照材料存在明显差异。对供体为六倍体小黑麦的变异材料5647和供体为燕麦的11个材料进行RAPD分析，12个变异材料共扩增出780条带，其中328条表现出多态性，占总条带数的42.05%。说明离子束介导转化引起了变异材料在DNA水平上的丰富变异。 6. 试验中采用128对引物组合对对照材料的基因组DNA进行SRAP扩增，共筛选出来20对多态性良好、条带清晰、适用于这批变异材料的引物组合，共产生833条多态性条带，平均每个变异材料扩增出138.9条多态性条带，且6个变异材料的多态性比率均在55%以上，说明这批变异材料的多态性丰富。每个材料产生的特异性条带数不等，在9～22条之间。 2100433B

低能离子束介导外源总DNA转化是一种有效的产生变异、创造新种质的育种手段，但其引起的变异机制和外源DNA整合的证据尚需更多理论支持以指导实践。课题组利用离子束介导转化小麦获得了大量稳定变异材料，拟针对这些变异材料进行三方面研究：（1）通过对受体、供体、变异材料的基因组DNA进行SRAP分子标记、Southern杂交、基因组原位杂交等技术手段获得外源DNA整合证据、整合特点信息及其与注入参数、转化组合之间的关系；（2）对受体、供体、变异材料的种子贮藏蛋白包括醇溶蛋白和高分子量麦谷蛋白采用A-PAGE和SDS-PAGE电泳进行遗传分析，研究离子束介导不同注入参数、不同转化组合所产生的品系其贮藏蛋白的组成变化规律及新的种质类型；（3）针对穗部形态变异株建立分离群体，对穗部性状相关基因进行遗传分析、分子标记和基因定位。研究结果将深入揭示离子束介导转基因的变异机制并为其应用提供重要理论依据。

本项目主要研究双相传动Hy-Vo齿形链系统的多元变异及其啮合机理。重点研究双相传动Hy-Vo齿形链系统的双相叠加原理及其谐应关系、不同啮合机制链节有序排列规律及其变异啮合机制的设计准则、链及链轮的新齿形设计方法、链与链轮的接触动态响应和噪声频谱；通过研究揭示双相传动Hy-Vo齿形链多元变异的耦合效应及其对系统多边形效应和中心距变动量的影响规律，构建双相传动Hy-Vo齿形链啮合设计体系，并建立相关啮合方程，提出双相传动Hy-Vo齿形链-双相链轮-刀具系统的正确啮合条件，形成适用于双相传动的新型多元变异Hy-Vo齿形链系统的啮合设计理论与方法。 本项目的研究成果是对传动领域的一种理论创新，可派生出一族新型传动，应用前景十分广阔。目前尚未发现国内外文献有这方面研究成果和研究进展的报道。

本项目从已污染土的特性试验研究、环境变化致已污染土微观性能变异的试验研究、环境变化影响已污染土工程特性的试验研究以及污染土性质变异的评价与预测分析四个方面研究了环境变化致已污染土工程性质变异的机理，已完成项目研究计划中的主要实验内容。为揭示环境变化和时间效应对已污染土的影响机理，对土中污染物的存在形态进行了详细研究。项目的主要研究成果及结论有：（1）已污染土的特性试验表明，污染土的物化特性、水理特性、强度特性及渗透特性与土中污染物含量具有相关性，且这种相关性和土粒表面吸附污染物的能力紧密关联；（2）从微观角度研究环境变化的影响发现，环境条件改变会使土体附着污染物的能力产生变化，这种变化既表现在量上也表现在污染物的存在形态上；（3）环境变化影响已污染土工程特性的试验表明，已污染土工程性质的变异是环境因素和已有污染物两者耦合作用的结果，环境因素对已污染土工程性质的影响既可通过影响污染物存在状态来间接体现，也可直接作为一种外源物质影响着污染土的既有特性；（4）污染物的长期作用对土体的性能存在影响，会使环境因素变化引起的已污染土性能的变异更显著。在总结提炼已污染土工程特性变异预测方法时，因现有实验数据尚不足够且无现场观测数据配合，未能达到预期目标。 2100433B