大豆华夏3号突变体库构建及SSR分子标记

利用60Coγ射线和EMS分别对大豆华夏3号的种子进行诱变处理,期望创制一批大豆突变体,为大豆育种和分子机理研究提供材料。田间种植670份M4株系,调查其主要农艺性状,并用均匀分布在20条染色体上的82个SSR标记分别对270个M4株系进行鉴定。结果表明,86个株系叶、茎、花、荚、种子、花期等性状均发生了变异;270个株系中有10个株系与野生型华夏3号存在至少一个SSR位点的差异,其中M3-91、M3-500-24、EMS3-23、EMS3-31材料与野生型有超过10个标记的差异,有6个突变体在Satt513位点上与野生型存在差异。获得的突变体既可为大豆品种改良提供新的种质资源材料,也可为大豆功能基因组研究提供基础材料。     

EMS诱发大豆“南农94-16”突变体库的扩建及部分突变体的SSR分析

甲基磺酸乙酯(EMS)是一种稳定、高效的诱发点突变的诱变剂.采用EMS处理大豆"南农94-16"的种子,在初步构建大豆突变体库的基础上进一步扩建了大豆突变体库,获得95份茎、叶、花、种子等性状变异的突变材料.采用200对SSR标记分别对其中高蛋白、叶黄化等9个不同性状的突变体进行了鉴定.结果表明:与对照相比突变体发生了多位点的变异.构建的突变体库不但可以作为新的种质资源,而且可促进大豆功能基因组研究的开展.     

大豆褐色种皮遗传分析及基因定位

为解析大豆籽粒种皮黄色向褐色突变的遗传规律及分子基础,本研究以田间发现的稳定繁殖的黄色种皮大豆中出现褐色种皮突变体及其原始品种为材料,进行田间表型性状鉴定。利用大豆20对染色体上的176个SSR标记对4对自然突变为褐色种皮的突变体及其原始品种进行基因型鉴定。利用种皮色突变体与其原始品种和非原始品种进行正向杂交和反向杂交试验,并对F_1、F_2种皮色的分离情况进行统计分析。利用A2连锁群上全部72对SSR标记对双亲遗传背景差异大的北豆14×克H09-95的F_2群体进行基因型鉴定。研究结果表明:褐色种皮的突变体是其对应的原始品种的近等基因系;褐色突变是可遗传的,受细胞核基因控制,与细胞质遗传无关;黄色种皮对自然突变的褐色种皮表现为显性,经卡方检验,杂种后代中种皮的黄色与褐色分离比例符合3∶1的孟德尔的独立遗传规律,与经典遗传学的遗传方式是一致的。突变发生在A2连锁群的sat_162和SSR53区间内。在大豆公共物理图谱(http://www.soybase.org)上SSR53和sat_162区间包含GmIRCHS结构(曾被预测为I基因)区间,因此可证明参与控制种皮或种脐颜色性状的A2染色体上的经典位点I位点自然突变是黄色种皮变为褐色的原因。在研究的过程中,开发了A2染色体上的1个新的控制种皮颜色的标记SSR53。     

大豆“冀黄13”突变体筛选及突变体库的建立

利用甲基磺酸乙酯(ethyl methane sulfonate,EMS)、叠氮化钠(sodium azide,NaN3)和N离子束分别诱变处理大豆品种"冀黄13"的种子。经M2选择,M3、M4代验证,共筛选出茎器官突变体15份,叶器官突变体19份,花器官突变体31份,种子器官突变体3份以及成熟期突变体18份,其中有9份突变体属于复合性状的突变,最终获得77份稳定遗传的突变体。通过F2群体的表型分析,确定1份雄性不育突变体和1份黑种皮色突变体的表型均由单隐性基因控制。本研究所获得的突变体和所构建突变体库将为大豆功能基因组学研究和遗传改良奠定基础。     

黑龙江省大豆推广品种农艺和品质性状优异等位变异的发掘

发掘推广品种的农艺和品质性状优异等位变异和载体材料可为培育优质大豆品种提供遗传信息和育种资源。本研究以200份黑龙江省近年大豆推广品种为试验材料,利用187对SSR标记进行全基因组扫描,分析群体结构,采用TASSEL软件的GLM方法对标记与3个农艺性状、蛋白质含量及油分含量进行关联分析。结果表明：10 个SSR标记与百粒重关联,其中表型效应值最大的优异等位变异为Sat-149-192,载体材料为东农57;8个SSR标记 与株高关联,表型效应值最大的等位变异是Satt413-206,载体材料为赤豆1号;13个SSR标记与生育期关联,表型 效应值最大的等位变异是Satt631-180,载体材料为黑农61;5个SSR标记与油分含量关联,表型效应值最大的等位 变异是Satt234-138,载体材料为合丰55;9个SSR标记与蛋白质含量关联,表型效应值最大的等位变异是Satt632- 293,其载体材料为东农43。上述等位变异的信息为培育提供了亲本选配和后代等位条带辅助选择的依据。     

黑龙江省大豆推广品种农艺品质性状优异等位变异发掘

发掘推广品种的农艺和品质性状优异等位变异和载体材料可为培育优质大豆品种提供遗传信息和育种资源。本研究以200份黑龙江省近年大豆推广品种为试验材料,利用187对SSR标记进行全基因组扫描,分析群体结构,采用TASSEL软件的GLM方法对标记与3个农艺性状、蛋白质含量及油分含量进行关联分析。结果表明:10个SSR标记与百粒重关联,其中表型效应值最大的优异等位变异为Sat-149-192,载体材料为东农57;8个SSR标记与株高关联,表型效应值最大的等位变异是Satt413-206,载体材料为赤豆1号;13个SSR标记与生育期关联,表型效应值最大的等位变异是Satt631-180,载体材料为黑农61;5个SSR标记与油分含量关联,表型效应值最大的等位变异是Satt234-138,载体材料为合丰55;9个SSR标记与蛋白质含量关联,表型效应值最大的等位变异是Satt632-293,其载体材料为东农43。上述等位变异的信息为培育提供了亲本选配和后代等位条带辅助选择的依据。     

大豆抗花叶病毒SC3株系的分子标记筛选及种质抗性鉴定

为进一步寻找与大豆花叶病毒(Soybean Mosaic Virus,SMV)流行株系SC3抗病基因(Rsc3)紧密连锁的分子标记,以促进SMV抗病基因挖掘及抗病品种的选育,本研究利用96份品种(系)对SMV抗性位点Rsc3附近新设计的30个SSR标记和50个已知与Rsc3连锁的SSR标记进行初筛,然后采用基因型与表型和血清学鉴定相结合的方法,对288份2016-2019年中国新育成的大豆品种(系)进行了大豆花叶病毒SC3株系的抗性鉴定.结果表明:筛选到1个新开发的SSR标记CH0211,与大豆品种抗性表型选择的符合率为87.8％;进一步利用该标记对288份大豆品种(系)进行检测和分析,结合人工接种表型和血清学联合鉴定,抗病表型与基因型符合率为80.56％.288份大豆品种(系)中共鉴定出158份对SC3表现抗病的大豆品种(系),占参试材料总数的54.86％.鉴定出与抗病品种带型一致的材料144份,PI96983、齐黄34、汾豆104、山宁28等116份品种(系)的抗性表型与抗病分子带型一致.本研究开发和鉴定了1个与Rsc3紧密连锁的分子标记CH0211,该标记可有效用于大豆品种抗SMV SC3的种质资源筛选,加速大豆抗SMV育种进程.     

基于SSR标记关联分析挖掘大豆灰斑病10号生理小种抗病资源

培育灰斑病抗性品种可降低灰斑病对大豆生产的危害。本研究以202份黑龙江省近25年主栽的大豆品种构建关联群体,在人工接种条件下鉴定大豆品种对灰斑病10号生理小种抗病指数。利用187对SSR标记对遗传多样性、群体结构和连锁不平衡位点进行分析,通过GLM 和MLM两种模型对大豆品种的灰斑病抗性与标记进行关联分析,进一步分析抗性关联位点等位变异与抗性表型效应关系。结果表明：202份大豆品种对灰斑病10号生理小种抗性遗传变异系数为14.26%;187个标记在群体中共获得809个等位变异,平均等位变异为4.42个,变幅2~10个,其中17号染色体的平均PIC值最高（0.64）,12号染色体的平均PIC值最低（0.26）;检测到稀有等位变异146个,特有等位变异位点58个;无论共线性组合位点还是非共线性组合位点均存在不同程度LD,连锁不平衡P<0.05支持的对数占总对数的21.65%;202份大豆品种被划分为3个亚群,亚群POP1与POP3之间遗传距离最小（0.03）,亚群POP2与POP3之间遗传距离最大（0.35）;两种模型共同检测到11个SSR标记与灰斑病10号生理小种抗性显著关联,其中位于3号染色体上的Satt549的贡献率最大,可解释表型变异14.74%;具有增效效应的等位变异共有24个,增效效应超过10的等位变异有7个,增效效应最大为Satt703-247（19.62）,典型载体材料为合丰29;其次是Satt587-185（19.58）,典型载体材料为东农50;Satt549位点增效等位变异的平均效应值最高（13.87）,Sat_366位点增效等位变异的平均效应值最低（0.84）。聚合优异等位变异和载体材料可为培育抗灰斑病品种的亲本选配和后代等位条带辅助选择提供依据。     

黄淮海地区新育成大豆品系SSR标记多样性分析

分子标记基因型分析是作物品种多样性评估、优异种质发掘与有效利用的重要手段。本研究利用覆盖大豆全基因组的60个微卫星(SSR)分子标记对以黄淮海地区新近育成品系为主的284份大豆材料进行基因型分析,以揭示我国黄淮海地区近期大豆育成品系的遗传多样性特点。结果表明:在供试群体中,60个标记共检测出363个等位变异,每个位点平均有6.05个;PIC指数变异范围为0.297~0.849,平均为0.614。黄淮海地区大豆新品系平均每个位点等位变异为5.75,PIC指数平均为0.604,表现出较高的多样性水平;不同省区中,北京、河北材料多样性最高。基于SSR数据的聚类分析,可将供试材料分为5大类,聚类结果与品系的地理来源相关。进一步选出8对SSR引物能够区分供试材料,可用于构建指纹图谱。     

大豆种子活力相关性状优异等位变异的发掘

发掘与大豆种子活力性状相关联的标记及优异等位变异是选育高活力品种的基础。本研究利用标准发芽实验对我国北方地区174份大豆品种7个种子活力相关性状进行连续两年（2018-2019年）的表型鉴定,并结合覆盖大豆20条染色体上的210对SSR标记进行表型和标记的关联分析。结果表明：供试品种表型变异系数为15.58%~38.31%。将群体划分为2个亚群,检测到27个与活力性状相关联的标记,累计60个（次）,其中24个SSR标记在两年共同被检测到,对表型变异解释率为2.68%~23.60%,Sat-267对苗长的表型变异解释率最高,为23.60%,Satt250对发芽势的表型变异解释率为23.15%;标记Satt311、Satt250、Satt606、Satt-267与两个以上的活力性状关联。共获得108个增效优异等位变异及相应的载体材料,其中Satt250-217bp对侧根长的增效值最大,并对发芽势也具有增效作用;典型载体材料北疆1号和合农75号携带了两个以上活力性状的最大增效等位变异。     

定向选择对大豆ms1轮回群体遗传基础的影响

在分析ms1轮回群体遗传多样性和群体内材料分组关系的基础上,探讨了定向选择对群体遗传基础的影响。从ms1轮回群体中随机抽取216份材料为原始群体,利用38个均匀分布于大豆全基因组的SSR标记,检测原始群体等位变异数目和遗传多样性指数。并分别根据成熟期、株高和百粒重对群体定向选择形成6个不同类型的定向选择群体,比较选择前后群体遗传多样性变化。结果表明:在原始群体中,共检测出216个等位变异,平均每个位点等位变异数5.68,平均多样性指数PIC为0.71。对原始群体进行熟期、株高和百粒重定向选择后,各定向选择群体平均每个位点等位变异数介于4.89~5.13,平均多样性指数PIC介于0.67~0.71。定向选择群体中有16个位点的等位变异频率发生了变化。对大豆ms1轮回群体定向改良,目标性状及相关农艺性状的表现值及群体分布频率随之发生改变,对群体遗传结构和遗传多样性指数的影响显著小于对目标性状及相关农艺性状的影响。     

基于QTL相关SSR标记分析黄淮海和南方大豆品种的遗传多样性及群体遗传结构

研究大豆育成品种遗传多样性及群体结构对大豆遗传改良具有重要的指导意义.本文利用99个与大豆QTL性状相关的SSR标记,对黄淮海和南方产区的105份大豆育成品种进行遗传多样性和群体结构分析.结果表明:99个位点共检测出1142个等位标记,每个位点变异范围为5～24个,平均每个位点11.54个等位变异.按品种育成时期将群体...     

野生大豆导入系对蛋白质含量相关位点的上位性分析

利用野生大豆ZYD00006和栽培大豆绥农14所构建的回交导入系群体BC3F3代为研究材料,选择亲本间存在差异的121个SSR标记对114个株行材料进行基因型分析;利用T测验对含野生大豆纯合双导入位点(即B-B位点组合)植株表型值与绥农14表型值进行检测,以P≤0.05作为阈值,共获得104对B-B位点对表型影响显著,再经T测验,28对互作位点存在上位性效应,其中正向上位性效应位点10对,负向上位性效应位点18对,本研究结果揭示了上位性效应对大豆蛋白质含量性状的重要影响,同时这些位点信息将为大豆高蛋白分子辅助育种研究提供重要的理论基础。     

EMS诱变的普通小麦豫农201突变体库的构建与初步分析

为了构建小麦EMS突变体库,为小麦功能基因组学研究准备基础材料,利用化学诱变剂甲基磺酸乙酯(Ethyl methane sulfonate,EMS)溶液诱变处理豫农201种子,对获得的M2代植株进行农艺性状及其他生物学性状的表型筛选,结果共获得722份叶、茎、穗和其他性状发生变异的突变体,其中139份叶片性状突变、220份茎秆性状突变、38份穗部和籽粒性状突变、325份其他性状突变,突变频率分别为2.20%、3.49%、0.60%、5.15%.利用SDS-PAGE对突变体的高分子量麦谷蛋白亚基进行分析,共发现有21个缺失不同类型亚基的突变体.本研究初步构建的豫农201 EMS突变群体可应用于小麦功能基因组研究和小麦遗传改良.     

大豆EMS突变体库构建及其M_1代重要农艺性状评价

构建突变体库是进行遗传学与分子生物学研究的重要前提条件之一。当前大豆突变体数量的不足,严重制约了大豆功能基因组学研究的深入开展。以南方大面积推广的大豆品种-南豆12为材料,通过EMS诱变构建了大豆EMS突变体库。统计发现,M1种子田间出苗率为34.85%,表明EMS强烈抑制大豆种子的萌发和出苗。对随机选取的913株M1植株进行了株高、单株荚数等重要农艺性状的调查。结果表明:经EMS处理后,M1植株在株高、单株荚数、节间数等方面与对照存在显著差异、表型变异丰富,其中18.07%发生矮化,11.06%表现出多荚,另有3株不育株;群体间的节间个数极差达到18。这些数据表明已成功构建了大豆EMS突变体库。在进一步的研究中,将对单个突变体进行分离、分类,并克隆相应的重要功能基因,为深入研究大豆功能基因组学以及筛选适合玉米-大豆带状复合种植模式的高光效、抗倒伏大豆品种奠定基础。     

外引大麦农艺性状SSR关联位点及等位变异表型效应分析

为了发掘引进大麦携带的优异等位变异,对55份引进大麦材料进行了混合模型（MLM）关联分析和对关联位点等位变异的表型效应进行分析。结果表明,经MLM关联分析,共检测出15个SSR位点与株高、穗长、穗下茎长、千粒重、全生育期等5个农艺性状相关联,其对性状的解释率为3.19%~24.30%,位点GBMS2 和HVM33同时分别与株高、穗长、千粒重等多个性状关联。经表型效应分析,7个位点上的22个有效等位变异中,6个等位变异对穗长、株高和千粒重表现为正向效应,其余对穗长、株高和千粒重表现为负向效应。各等位变异平均效应主要为减效,仅株高、千粒重关联位点的等位变异平均效应为增效。     

60Co-γ辐射对木薯生长的影响及其突变体的SCoT分析

为了探讨不同剂量60Co-γ射线对木薯生长的影响,确定突变体DNA变异的情况,以新选048和华南205木薯品种为供试材料,采用0（CK）、50、100、200、400、800 Gy60Co-γ射线对其进行辐射诱变,观测不同辐射剂量下木薯的生长情况,对辐射诱变后的种植材料进行表型鉴定,并对表型变异稳定的突变体采用SCo T分子标记进行分析检测。结果表明:2个木薯品种辐射敏感性不同,新选048和华南205的半致死剂量分别为214、219Gy,而当辐射剂量达到400 Gy时,2个木薯品种的致死率均达100%,因此,木薯60Co-γ辐射诱变较合适的诱变剂量在200 Gy左右;在0（CK）、50、100、200、400、800 Gy辐射剂量下,新选048的表型变异率分别为0%、0%、1.5%、5.4%、0%、0%,华南205表型变异率分别为0%、0%、1.2%、3.5%、0%、0%;据20142016年的表型鉴定结果,本试验获得了8份包含了裂叶叶形变异、叶柄颜色变异、株高变异、茎粗变异的稳定突变体,对其采用SCo T分子标记检测,结果发现共有11条引物可检测到木薯母本及其突变体在分子水平上的差异。这些突变体的获得为今后木薯育种及机理研究提供可靠的原材料和中间材料,且采用SCo T分子标记能较好的鉴定辐射诱变获得的木薯突变体材料,为今后木薯辐射诱变育种提供参考。     

水稻短根毛突变体ksrh1的遗传分析和基因定位

从EMS诱变的籼稻品种Kasalath突变体库中筛选获得了一个短根毛突变体,命名为ksrh1。该突变体在苗期表现为根毛变短,除此之外其表型与野生型没有显著差异。遗传分析表明,该突变性状受1个隐性单基因控制。将突变体ksrh1与粳稻品种日本晴杂交构建F2定位群体,利用已公布的水稻SSR标记和自行设计的STS标记对突变位点进行基因定位,最终将KSRH1定位在水稻第1染色体长臂上的S3578和S3584之间,物理距离约为67kb。     

利用SSR荧光标记毛细管电泳法检测蝴蝶兰组培突变体

以8份蝴蝶兰种质资源为材料,使用SSR标记进行蝴蝶兰种质资源和突变体的鉴定。从25对SSR荧光标记引物中筛选出10对扩增效果理想的SSR荧光标记引物,鉴定4个不同品种的蝴蝶兰及其相应的突变体。10对SSR引物中有9对引物在这8个种质中能扩增出多态性条带,共扩增出38个等位基因,利用其中3对引物SSR3+SSR8+SSR9的组合即可将4个品种及其突变体全部区分开,说明SSR荧光标记毛细管电泳法检测蝴蝶兰突变体高效可行。     

利用SSR分子标记检测分析30份大豆种质遗传完整性

以国家种质库中期库的30份大豆种质为试验材料,用30对SSR引物对每份种质不同年份繁殖的材料进行了遗传完整性检测.结果表明,25份种质不同繁殖年份之间未检测到等位基因存在差异,5份种质检测到等位基因变化,同时对其引起变化的原因进行了分析,并探讨了SSR标记作为大豆种质遗传完整性检测方法的可行性.