基于产量相关性状SSR分子标记的大豆杂种优势群划分

利用杂种优势可显著提高大豆单产,但亲本的创制及杂交组合的配制缺乏有效的理论指导,导致杂交种组配工作存在盲目性,强优势大豆杂交种的产出周期较长。针对上述问题,以中国东北部和国外的43份亲本为材料,利用经过筛选的14个大豆产量性状相关SSR分子标记进行遗传多样性分析和杂种优势类群划分。结果发现,所用SSR标记共扩增出31个等位变异位点,平均每个标记检测到2.2143个等位变异位点,变幅为2.0000~4.0000;主效基因频率为0.4419~0.9302,平均为0.6817;基因遗传多样性指数为0.1298~0.6101,平均为0.4043;多态性信息含量为0.1214~0.5272,平均为0.3280。根据遗传距离将43份亲本材料划分为2个类群;25个杂交种的35份亲本材料分属于2个类群;且27个杂交种的39份亲本材料为国内和国外材料之间配制的杂交组合,反映出中国东北与国外材料之间存在较强的杂种优势。对本研究所用的杂交种亲本间遗传距离分析发现,遗传距离在0.4~0.6时杂种优势利用效率较高。上述结果为优异亲本的选育方向和强优势杂交种亲本的合理组配提供参考。     

光子陆地棉种质资源主要性状的遗传评价

以102份光子陆地棉材料为母本,分别与遗传标准系TM-1杂交,获得102个F₁群体。采用随机区组设计,设置3个重复,对光子陆地棉材料主要性状进行遗传评价。结果表明,调查的11个性状表型差异均较大,材料间产量性状(株高、果枝数、铃数、铃重、衣分和子指)差异大于纤维品质性状(纤维长度、纤维强度、马克隆值、整齐度和伸长率),特别是衣分、铃数等性状差异更明显; 除果枝数、马克隆值、伸长率以外,光子亲本群体其他性状的平均值都小于F₁群体。而亲本群体所有性状的变异系数均大于F₁,不同光子材料的杂种优势有很大差别,中亲优势和超亲优势也有很大的差别,有些种质某些性状的中亲、超亲优势为负值,其后代性状表现劣势; 纤维品质性状的中亲、超亲优势与毛子程度均呈负相关,而产量性状的中亲、超亲优势与毛子程度均呈正相关,说明可利用光子材料杂种优势改良纤维品质,而其后代产量性状的杂种优势利用受到限制; SSR分子标记遗传相似系数与各个性状的中亲、超亲优势的相关都不显著,说明在光子材料的育种中,杂种优势是不能通过亲本之间的遗传背景相似程度来预测的。     

基于SSR标记甜玉米遗传距离、配合力及杂种优势的关系

本实验旨在研究遗传距离与配合力、杂种优势间相关程度,探讨分子标记技术预测杂种优势的可行性,为杂种优势的预测提供理论基础。利用SSR分子标记技术对13份甜玉米自交系聚类分析,继而研究SSR分子标记遗传距离与杂交后代单穗粒重性状杂种优势、配合力效应值的相关性。结果表明:13份甜玉米自交系间的遗传距离0.111 1~0.911 8,平均为0.713 3。以遗传距离0.74为标准,可将13份亲本材料分为四个类群;在亲缘关系较近甜玉米自交系中,应用SSR分子标记遗传距离能够预测单穗粒重性状的杂种优势,即遗传距离越大,总配合力越大,杂种优势越强。这既降低了工作量又简化了操作过程,避免了盲目育种,对甜玉米育种实践有着深远影响。     

7个粳稻SSR和SRAP分子标记遗传距离比较及其与产量性状杂种优势的关系

本研究选用产量性状有显著差异的7个粳稻品种,按照Griffing双列杂交方法Ⅳ配制21个杂交组合,用SSR和SRAP分子标记分析亲本遗传距离及其与粳稻产量性状杂种优势问的关系,并比较分析两种分子标记在估算遗传距离时的差别.结果表明,每对SSR引物产生1～11条多态性带,平均3.8条,而每对SRAP引物组合产生1～15条多态性带,平均5.2条.SRAP引物所扩增的条带数和多态性何点数分别是SSR引物的3.3倍和1.3倍.两种分子标记对遗传相似系数较小的品种进行聚类分析时可获得一致的结果,但对遗传相似系数较大的品种进行聚类分析时所得结果并不一致;粳稻产量性状杂种优势的表现大小因件状和杂交组合不同而异;F_1杂种产量性状的表现与亲本自身的性状特点和互补关系密切,用SSR和SRAP分子标记遗传距离难以预测粳稻杂种后代的产量表现和杂种优势强弱.     

亲本籼粳成分与两系杂交粳稻杂种优势的关系及遗传基础

以籼粳重组自交系(秋光×七山占,RILs)和粳型光温敏核不育系(GB028S)及其杂交F₁为材料,利用程氏指数法和分子标记法分析亲本的籼粳成分与杂种优势的关系及遗传基础。结果表明,采用程氏指数法和分子标记法在群体籼粳分类的结果上比较一致;RILs偏粳系数与F₁产量及其杂种优势均呈显著或极显著的二次曲线关系;F₁产量在偏粳系数0.55~0.70区间内出现高峰值,杂种优势在偏粳系数0.50~0.65区间内出现高峰值,即RILs偏粳系数为0.55~0.65时F₁有形成较高产量及杂种优势的潜力。Chr.8、Chr.11和Chr.12的籼粳成分与F₁产量及杂种优势关系密切,双亲的遗传距离与F₁产量和相关性状及杂种优势没有明显的关系。     

分子标记在油菜遗传多样性和杂种优势预测中的应用

<正>20世纪80年代以来,分子标记技术的发展为亲本的选配提供了新的技术平台,可从DNA水平了解亲本间的遗传差异。利用分子标记遗传距离来预测杂种优势的关键在于选择能表现表型多样性的标记类型和筛选与杂种优势性状相关的引物组合,这样才能保证得到的遗传差异是与杂种优势相关的遗传差异,从而保证对杂种优势预测的准确性。目前,RFLP、SSR、RAPD和AFLP等分子标记技术已广泛用于水稻、玉米、小麦、棉花和大豆等     

高粱亲本遗传距离与杂种优势相关性分析

为探明高粱亲本在DNA分子水平上的遗传距离值与杂种优势之间的相关关系,通过采用微卫星分子标记技术对11 份有代表性的高粱亲本材料进行遗传距离值测算,并组配了10 份杂交种进行株高、穗长、穗宽、茎粗、穗粒重、千粒重等性状的杂种优势测定。研究结果表明：11 份材料之间的遗传距离值为0.208~0.574,平均为0.431。相关分析结果显示,10 份杂交种中,穗粒重的杂种优势指数与相应亲本间的遗传距离值呈极显著正相关关系,相关系数为0.830,其他性状相关系数均较小。但由于参试组合少,与亲本未能完全对应,因此亲本间遗传距离与杂种优势的相关性仍需进一步研究     

甜瓜果实风味相关性状QTL定位分析

为了研究甜瓜风味相关基因的遗传定位,以高糖、哈密瓜风味品种‘皇后’和低糖、清香风味品种‘NS6’为亲本构建F₂群体,通过筛选亲本间有多态性的简单重复序列(simple sequence repeats, SSR)标记,检测F₂群体的个体基因型并构建甜瓜遗传图谱,对糖度和香味性状的数量性状位点(quantitative trait locus,QTL)进行定位分析。构建的遗传图谱包含8个连锁群,总长度576 cM,标记间的平均遗传距离10.97 cM。通过QTL分析、表型和基因型差异显著性检验,在LG5上发现一个与糖度性状相关的QTL (LOD=2.1),但未发现主效QTL;在LG12上发现一个与香味性状相关的主效QTL (LOD=2.9)。在LG12上设计15对SSR引物,利用7个在亲本间有多态性的标记构建LG12的遗传连锁图,进一步将香味相关基因定位于EMAGN33标记的下方,与染色体末端的物理距离为592.48 kb。本研究为甜瓜风味相关基因的定位克隆及风味品种改良提供理论依据。     

Using of AFLP Marker to Predict the Hybrid Yield and Yield Heterosis in Rice

利用AFLP分子标记对46个水稻品种进行遗传多样性分析,继而研究分子标记遗传距离与按照NC设计获得的195个杂交组合的产量及特殊配合力的相关性,探讨预测杂种优势的可能性。结果表明:(1)通过UPGMA聚类分析(图3),可将供试材料分为16个类群,并把来源不明的品种(系)划分到相应类群中,从而对这些材料进行初步鉴定。可见,AFLP分子标记是检测类内品种间遗传差异的有效方法,为水稻品种(系)亲本选配提供理论依据。(2)分子标记遗传距离与杂种产量优势、F1产量、特殊配合力之间都呈显著正相关,相关系数介于0.3235-0.7713之间。但相关程度还不足以预测杂种优势。增效座位和减效座位以及使用与杂种优势有关的QTL连锁标记位点可能提高杂种优势的预测能力,但最终解决,将依赖于杂种优势遗传机理的研究。     

SSR标记遗传距离与杂交稻农艺性状一般配合力的相关性分析

利用SSR分子标记检测了15个杂交稻亲本间的遗传多样性和遗传距离,结合配合力试验分析了这些亲本间的遗传距离与产量相关主要农艺性状的一般配合力的相关性。结果筛选到35个多态性好的SSR标记,根据SSR标记检测数据,按UPGMA聚类方法将15个亲本分为不育系和恢复系两大类群,与这些亲本的恢保特性相符合。两类亲本间的平均遗传距离为0.4945,宜恢7633与Ⅱ-32A、明恢63与川香29A间的遗传距离最大(D=0.5485),宜恢3551与宜香1A、珍汕97A间的遗传距离最小(D=0.4360)。这些亲本NCII设计的配合力分析表明,产量相关的农艺性状多数受加性效应和非加性效应的共同控制,性状的一般配合力贡献率较大,但是单株产量的非加性效应作用更大。单株产量一般配合力较高的亲本是蜀恢527、川香29A和宜香1A,效应值分别为17.77、10.82和10.49。亲本间的平均遗传距离与主要性状的GCA效应值的相关系数为-0.15~0.15,有一定的相关性,但是都没有达显著水平,分子标记遗传距离与一般配合力的相关性还有待于进一步探讨。     

Analysis on Competitive Heterosis of Hybrid F1 and F2 between Transgenic Bt Varieties of Upland Cotton

[Objective] The purpose of this study is to supply basis for selecting strong heterosis hybrid and the feasibility of F₂ utilization, by evaluating yield heterosis and fiber quality traits of hybrid F₁ and F₂ generated by transgenic Bt varieties in upland cotton. [Method] Ten upland cotton varieties (lines) with good comprehensive characteristics were selected to produce 10 crosses, and four of them with better competitive heterosis (CH) in yield were screened out to analyze the lint yield and fiber traits of F₁ and F₂. [Result] The results indicated there was a strong CH in yield of F₁, but the yearly variation was large. Hybrids performed better in the poor production year. The CH in yield decreased obviously in most of the F₂ combinations. Further analysis showed that the decrease of boll weight was the main cause of drop of yield CH in F₂. The fiber quality index in F₂ showed a downward trend compared with F₁, and the coefficient of range and variation(CV) increased. The coefficient of variation of quality traits was much lower than that of yield components, with a trend of F₁ < SCRC 28 (CK) and F₂ > F₁. The CH of lint yield and fiber traits changed between F₁ and F₂ in different combinations. We screened out a combination with higher CH of yield in both F₁ and F₂, and with less decreased yield CH, fine fiber quality and light separation in F₂. [Conclusion] The hybrids generated by transgenic Bt varieties in upland cotton characterized by strong adversity resistance and yield stability. Fine fiber quality and light separation in F₂ came from crosses with the parents of fine fiber quality and small differences. So, it is possible for breedersto select valuable F₂ combinations in production.     

大豆品种郑97196抗疫霉病基因RpsZheng精细定位

大豆疫霉病是由大豆疫霉引起的一种重要大豆病害,可造成严重的经济损失。种植含有抗疫霉病基因的大豆品种是控制该病害最有效的途径。前人在大豆品种郑97196的3号染色体上鉴定了一个抗疫霉病基因RpsZheng。本研究的目的是验证幵精细定位抗疫霉病基因RpsZheng。以Williams和郑97196杂交衍生的188个F_(2:3)家系为作图群体,用大豆3号染色体上的SSR标记构建RpsZheng遗传连锁图,获得与RpsZheng紧密连锁的侧翼SSR标记SattWM82_39 (2.5 cM)和BARCSOYSSR_03_0269 (1.0 cM)。基于亲本间全基因组重测序数据鉴定和开发多态性InDel标记,进一步将RpsZheng候选区域缩小至105.2 kb,通过检测RpsZheng候选区域内的共分离标记特异性,获得了能够有效检测RpsZheng的分子标记WZInDel11。本研究明确了RpsZheng的候选基因组区间,鉴定出了能够有效用于基因功能研究和辅助选择育种的共分离分子标记。     

陆地棉光敏雄性不育基因ys-1的遗传分析与初步定位

【目的】精细定位和克隆陆地棉光敏雄性不育基因。【方法】从陆地棉中040029的航天诱变后代中选育出新型光敏雄性不育系中9106,以中9106与11个陆地棉材料配制杂交组合,初步分析了中9106的杂种优势。以中9106为母本与陆地棉乐土603构建遗传分离群体F1、F2,分析不育性状的遗传特征。利用集团分离分析法筛选简单序列重复(Simple sequence repeat,SSR),并在包含186个单株的中9106×乐土603 F2群体中用上述SSR初步定位不育基因。【结果】中9106为母本×陆地棉乐土603的F1单株育性均表现正常,而F2群体中的可育单株数∶不育单株数符合3∶1的分离比,推测中9106的不育性状受1对隐性核基因控制。利用集团分离分析法从16 544对SSR中筛选到18对与该不育基因连锁的标记。利用中9106×乐土603的F2群体和18对SSR标记,将不育基因定位于D12染色体,位于标记NAU3442与CGR6339之间,遗传距离均为0.2c M,将该不育基因命名为ys-1。【结论】本研究有助于ys-1的精细定位及其克隆。     

基于两个陆地棉低世代群体定位纤维品质相关QTL

【目的】定位棉花纤维品质性状相关的数量性状位点(Quantitative trait locus,QTL)。【方法】以陆地棉高强纤维品系中棉所679和纤维品质一般的农垦5号为亲本构建包含200个单株的F2群体及对应的F2:3家系群体,对2个群体的纤维长度、断裂比强度等5个纤维品质性状进行检测。用6 688对简单重复序列(Simple sequence repeat, SSR)引物在双亲间筛选,得到149对多态性引物,以F2为作图群体,使用QTL IciMapping软件进行连锁图谱构建,并对F2及F2:3群体进行QTL定位。【结果】根据F2群体基因型信息构建了1张包含119个标记、28个连锁群、总长为1 173.5 cM(centiMorgan)的遗传连锁图谱。分别在F_2、F2:3群体中检测到9个和11个与纤维品质性状相关的QTLs,这些QTLs分布在11个连锁群上。其中F2群体的qFL-D11-1、q BT-D11-1与F2:3群体的qFL-D11-1、q MIC-D11-1均定位在标记DPL0062与HAU0423之间,推测这些位点可能是控制纤维品质性状的重要QTL。【结论】利用多个群体进行QTL定位有益于发现稳定的QTL位点,控制纤维品质性状的基因可能成簇存在,为挖掘纤维品质性状相关基因及分子标记辅助育种奠定基础。     

陆地棉遗传距离与纤维品质性状中亲优势及F1、F2表现的相关性研究

通过29个陆地棉品种(系)表型性状及SSR标记遗传距离聚类分析,依据遗传距离大小在不同类群中选择了8个遗传背景差异不同的陆地棉亲本,进行不完全双列杂交,共配制了28个组合,开展了陆地棉纤维品质性状F1、F2表现及其中亲优势与遗传距离之间的相关、回归分析研究.结果发现杂种F1、F2纤维上半部平均长度、整齐度指数、断裂比强度及其中亲优势均与表型及SSR标记遗传距离正相关,其中杂种F1纤维上半部平均长度与2种遗传距离均达到了显著水平,断裂比强度与SSR标记遗传距离达显著水平;伸长率的杂种F1、F2表现及其中亲优势均与表型及SSR标记遗传距离负相关,其中杂种F1伸长率与SSR标记遗传距离显著负相关.回归分析发现与遗传距离达到显著或极显著相关的纤维品质性状,均与对应遗传距离具有显著或极显著拟合的曲线模型.这些显著或极显著的纤维品质性状,可在育种实践中为利用杂种优势改良棉纤维品质提供参考信息.     

Identification and Analysis of Fiber Quality and Yield Related Traits of Interspecific (Gossypium hirsutum L. × G. barbadense L.) Hybrids

[Objective] The aim of this study is to study the hereditary of heterosis of fiber quality and yield-related traits in the upland-island interspecific hybrids, and breed new interspecific hybrid varieties with high yield and fine fiber quality. [Method] In this study, 12 upland cotton materials and 5 sea-island cotton materials were selected to determine the fiber quality and yield traits of their parents and F₁ in Lin’an, Zhejiang and Sanya, Hainan. [Result] It was found that fiber length and fiber strength of F₁ (Gossypium hirsutum × G. barbadense) generally had significant mid-parent heterosis (MPH), some hybrid combinations showed strong over-parent heterosis (OPH), fiber length had a small coefficient of variation between the two places and could be stably inherited. And in terms of yield, seed cotton weight, lint weight, and lint percentage of some upland-island hybrids had MPH, but they were still significantly lower than those of upland cotton parents. [Conclusion] Two long-staple cotton hybrid combinations T035 and T044 with 5A grade high-quality were obtained, and an excellent material of G. barbadense Ta10-280 was screened. This study provides valuable data for the genetic law of fiber quality heterosis of upland-island hybrid cotton.     

利用2个F_2群体整合中国豌豆高密度SSR遗传连锁图谱

豌豆(Pisum sativum L.)是一种重要的食用豆类作物,在全世界范围内广泛种植,既可作为人类食物,也可作为牲畜饲料。用SSR标记构建的遗传连锁图谱在豌豆和其他作物的标记辅助育种中发挥着重要的作用。尽管对豌豆遗传连锁作图的研究已有悠久历史,但公众可获得且可转移的SSR标记以及基于遗传独特的中国豌豆种质的高密度遗传连锁图谱仍然有限。为了获得更多可转移的SSR标记和中国豌豆的高密度遗传连锁图谱,本研究首先从自主开发和文献获取的12,491个全基因组SSR标记中筛选了617个多态性SSR标记,并用于G0003973×G0005527 F_2群体遗传连锁图谱的加密。加密后的图谱全长扩展到5330.6 cM,包含603个SSR标记,标记平均间距离8.8 cM,相比之前的图谱有明显改善。基于上述结果,我们又筛选了119个具有多态性的SSR标记,用于构建大样本W6-22600×W6-15174 F_2群体的遗传连锁图谱,新图谱累积长度为1127.1 cM,包含118个SSR标记,装配在7条连锁群上。最后,将来自以上2个遗传图谱的数据进行整合,得到了一张覆盖范围6592.6 cM的整合图谱,包含668个SSR标记,由509个基因组SSR、134个EST-SSR和25个锚定标记组成,分布在7条连锁群上。这些SSR标记和遗传连锁图谱将为豌豆的遗传研究和标记辅助育种提供有力工具。     

采用基于高分辨率熔解曲线技术的SNP标记定位徐州142无絮的短绒控制基因

【目的】定位徐州142无絮(XZ142w)突变体的短绒控制基因n2。【方法】以陆地棉(Gossypium hirsutum L.)徐州142(XZ142)×XZ142w的F2群体为研究对象,利用108个简单重复序列(Simple sequence repeat,SSR)标记对n2进行初步定位,再根据2个亲本材料中有单核苷酸多态性(Single nucleotide polymorphic,SNP)的差异基因设计50对SNP引物,用高分辨率熔解曲线(High resolution melting,HRM)技术从中筛选在亲本间有多态性的SNP引物,并用于后代的基因分型。【结果】利用108个SSR标记将n2初步定位在26号染色体的20.2c M的遗传区间内;用HRM技术筛选到9对亲本间有多态性的SNP引物,成功实现基因分型;并结合以SSR构建的连锁图谱,将n2的遗传区间缩小为19.5 c M,n2与最近的SNP标记Cricaas20158遗传距离为5.5 c M,且遗传图谱上的标记与四倍体陆地棉测序物理图谱基本一致。【结论】HRM技术可用于棉花中的SNP检测和n2基因的定位。     

结球甘蓝产量性状的配合力与杂种优势分析

结球甘蓝全株重和叶球重是其产量性状的重要构成因素。研究其配合力和杂种优势表现,对甘蓝杂交育种和创制高产结球甘蓝杂交种具有重要意义。本研究通过6×7不完全双列杂交设计,对结球甘蓝产量性状的配合力效应和F₁代杂种优势表现进行了分析,并基于SSR标记对13个亲本进行了聚类分析和遗传距离计算。结果表明,亲本880014、739和12119的产量性状一般配合力效应好,可作为优良的亲本材料。产量性状特殊配合力效应值高的组合为15109×01-20、12119×01-20、1602×13127和15109×739;产量性状杂种优势好的组合是1344×99011、1344×739、15109×739和12119×01-20。综上,15109×739和12119×01-20是具有增产潜力的优良组合。在中等遗传距离条件下,杂交组合产量性状特殊配合力好,杂种优势强。     

Comparisons of genetic and morphological distance with heterosis between Medicago sativa subsp. sativa and subsp. falcata

Biomass yield heterosis has been shown to exist between Medicago sativasubsp. sativa and Medica gosativa subsp. falcata. The objective of this study was to gain a better understanding of what morphological and genetic factors were most highly correlated with total biomass yield heterosis. We calculated genetic distances among nine sativa and five falcate genotypes based on amplified fragment length polymorphism (AFLP) and simple sequence repeat (SSR) DNA markers. Genetic distance did not correlate with specific combining ability (SCA) or mid-parent heterosis. In contrast, a morphological distance matrix based on seventeen agronomic and forage quality traits was significantly correlated with heterosis; the agronomic traits of maturity, midseason regrowth, and autumn regrowth showed strong association with heterosis. Heterosis was also correlated with subspecies. We suggest that in many cases progeny heterosis can be accounted for by the interaction of genes controlling morphologically divergent traits between the parents. In other cases, progeny heterosis could also be due to divergence between the parents at particular genetic loci that do not control field-level phenotypic differences. Genetic distanceper se between parental genotypes, based on neutral molecular markers, however, does not reflect the potential of individual genotypes to produce heterosis in their progeny. This revised version was published online in August 2006 with corrections to the Cover Date.