基于BSA法开发CAPS标记定位甜瓜果面沟相关基因研究

试验以无果面沟甜瓜品系M4-5为母本,有果面沟甜瓜品系M1-15为父本,配制杂交组合获得F2代群体,作果面沟性状遗传分析,发现甜瓜果面沟性状为显性遗传,受一对基因控制。通过果实性状相关性分析,果面沟性状与裂果呈显著负相关。利用群体分离分析法(BSA)筛选得到甜瓜果面沟基因位于第11号染色体后半段,以双亲材料基因重测序为基础,在定位区域上开发30对引物,在等区段分割处选择15对具有多态性引物。利用15对引物标记F2代群体,构建分子遗传图谱,该图谱全长181.87 c M。定位到一个距离为3.6 c M的控制果面沟位点,通过加密最终得到一个距离为1.1 c M位点,两个与该位点紧密连锁标记分别为M11-01和M11-51。利用100株甜瓜自然群体材料分析2个与果面沟紧密连锁标记,分子数据与田间数据吻合率分别为74.67%和75.99%。     

水稻抽穗期基因Hd6-f1的定位

本试验以明恢63(供体)/早熟豫6(受体)的BC4F2分离群体为材料,采用BSA(Bulked segregation analysis)法,对控制水稻抽穗期分离的基因进行SSR分子标记定位。BC4F2出现抽穗期分离,早抽穗植株为253株,晚抽穗植株为657株,χ2=3.66P0.05=3.84,符合1∶3的孟德尔分离比,表明F2群体的抽穗期分离受一对等位基因控制,晚抽穗性状为显性。以明恢63×早熟豫6的BC4F2分离群体的253株隐性单株为定位群体,将该抽穗基因(暂时命名为Hd6-f1)定位在水稻第6染色体分子标记RM19771与RM527之间,遗传距离分别为0.2 c M和2.9 c M,与RM19780共分离。     

稻谷黑米种皮的遗传特性研究

选用三个黑色种皮条本与五个白色种皮亲本杂交，运用六个群体组配设计，分析种皮黑色素在各世代的表现，结果：①F_1种皮黑色素性状为不完全显性，显性度在组合之间有差异；②F_1、黑色种皮亲本回交一代的变异系数＜F_2、白色种皮亲本回交一代；③广义遗传力和狭义遗传力呈极显著、显著或接近显著；④种皮黑色素沉积性状表现受一对显性色素基因控制，存在加性、显性和上位性效应。种皮色素由深黑至白色变化，呈数量性状表现，与色素基因的遗传有密切关系。种皮色素和谷粒色之间有一定的相关关系。本文从遗传理论上展示了选育高产、优质黑米新品种是可能的。     

陆地棉Bt抗虫基因类型鉴定与染色体定位

为明确Bt抗虫棉种质系N099的抗虫性状遗传方式、抗虫基因类型以及抗虫基因插入染色体的位置,用N099为父本与非抗虫海岛棉海7124杂交,分析了F2分离世代遗传方式,结果表明该抗虫棉的抗虫性状呈简单的1对显性基因控制的质量遗传方式。进一步在Bt毒蛋白和DNA 2个层面对该抗虫基因类型进行鉴定,结果显示N099所含抗虫基因为双价Bt基因Cry1Ac+Cry2A。而后利用234对核心引物对F2代抗、感株组成的近等基因混池进行多态性筛选,发现其中1对多态性引物NAU2912与该Bt基因连锁。已知引物NAU2912位于棉花第26染色体上,通过对该引物上、下50.0 c M之间的其他引物进行多态性筛选,共获得16对引物与双价Bt基因相连锁,目的基因位于分子标记dc40260和cgr6702之间,其遗传距离分别为1.8 c M和2.9 c M,因此将双价Bt基因定位在棉花第26染色体上。     

玉米自交系K 12花丝红色基因的分子标记

利用自交系K12和琼68的1套分离群体对玉米红花丝基因进行了遗传分析,发现K12的红花丝由1对显性基因控制,利用数量性状和质量性状基因定位的方法将K 12中控制红花丝的基因定位在第10染色体上,与SSR引物um c 1576的遗传距离为3.0 cM.     

黄瓜黑色果刺基因染色体定位及候选基因分析

【目的】黄瓜作为重要的果菜类蔬菜,果实品质一直是黄瓜育种研究的重点。果实品质包括内在品质和外观品质,其中外观品质对黄瓜的商品性具有重要影响。果刺颜色作为黄瓜重要的品质性状之一,对其进行遗传分析和基因定位将有助于了解果刺颜色遗传的分子机理,为黄瓜果实性状改良提供理论依据和技术支撑,同时也可为刺色基因的精细定位及克隆奠定基础。【方法】研究利用黄瓜白色果刺自交系GY14（P1）和黑色果刺自交系NC76（P2）为亲本构建遗传群体,进行黄瓜果刺颜色的遗传分析。以F2分离群体为试材,应用分离群体分组分析法（BSA）和 2 112 对SSR引物进行 SSR 分析,结合9 930黄瓜全基因组序列信息和100份核心种质重测序结果开发新标记,对初定位区域进行标记加密。采用 JoinMap 4.0 作图软件和 MapInspect 软件构建连锁群并完成连锁群与染色体的对应,实现黄瓜黑色果刺性状的基因定位。运用生物信息学,在定位区域进行候选基因分析。利用包含156个株系的重组自交系（RILs）群体,对黑色果刺基因紧密连锁的两侧翼分子标记进行验证,确定标记用于分子标记辅助选择(MAS)育种的准确性。【结果】研究表明,黄瓜自交系NC76的黑色果刺符合质量性状遗传特点,由显性单基因B控制,黑色对白色为显性。初步定位筛选获得了与B基因连锁的8对SSR引物,将B定位于黄瓜4号染色体（Chr.4）上,最近的连锁标记为SSR22231,遗传距离为10.8 cM;根据初定位区域的序列信息,设计合成了新的SSR引物212对和Indel引物25对,利用这些引物对双亲和F2群体DNA进行分析,最终构建了一个包含14个SSR标记和1个InDel标记的分子标记连锁群,获得与B连锁的两侧翼标记SSRB-181和SSRB-130,遗传距离分别为2.0 cM和1.6 cM,该区段物理距离为422.1 kb,有60个预测候选基因,推测Csa4G003095和Csa4G001690是与黑色果刺形成相关性较大的候选基因。与B紧密连锁的两侧翼标记用于MAS育种的准确率分别为96.8%和96.2%,其中SSRB-181对黑色果刺植株鉴定的准确率达到100%,将在MAS育种发挥重要作用。【结论】黄瓜自交系NC76的黑色果刺性状由显性单基因控制,该基因位于Chr.4上422.1 kb范围内, 两侧翼标记为SSRB-181和SSRB-130,遗传距离为3.6 cM。本研究结果为黑色果刺基因的精细定位和克隆及MAS育种奠定了良好基础。     

玉米雄穗结实基因Ts9的初步定位

利用具有Mu9转座子的材料和豫82杂交,从M2分离群体中得到1株雄穗结实突变株,表现型为雄穗上的雄花中雄蕊发育受到抑制,雌蕊不发生退化,雄花转化为雌花。遗传分析表明,该突变性状受1对显性基因控制,初步命名为Ts9。以玉米自交系B73与突变体材料杂交构建BC1分离群体,利用SSR标记将Ts9定位在第1染色体的1.09 bin区域,位于SSR标记umc2047和umc1431之间,距这2个标记之间遗传距离分别为4.2和2.0c M。     

一个籼稻叶夹角新基因的激素敏感性分析和基因定位

本研究对一个叶夹角变小、叶片短而直立的突变体ser(Short and erect)进行了植物激素敏感性试验和基因定位。激素试验结果表明,ser对赤霉素(Gibberellic acid,GA)敏感而对油菜素内酯(Brassinolide,BR)敏感性降低。遗传分析结果表明,ser的直立叶性状受1对隐性单基因ser控制。在ser×08CR578 F2群体中,利用分子标记将ser基因定位在水稻第5染色体长臂上的标记RM3437与RM5454之间,ser基因距离2个标记的遗传距离分别为5.3c M和1.5 c M;在ser×L604 F2群体中,ser基因定位于第5染色体上标记RM18504与RM1237之间,距离2个标记的遗传距离分别为1.5 c M和2.1 c M。在2个群体中,ser基因均与标记RM18532共分离。本研究为进一步精细定位与克隆ser基因奠定了基础,也为解析水稻叶夹角变化机制及选育高产理想株型水稻提供了理论支撑和基因资源。     

基于二代测序的甘蓝型油菜白花基因候选区间定位及连锁标记验证

【目的】近几年随着观光农业的兴起,花色的选育和改良已成为甘蓝型油菜种质资源鉴定和材料创制的重要研究方向。以甘蓝型油菜黄白花分离F2群体为研究对象,通过二代测序技术,对白花性状基因候选区间定位,开发与白花性状连锁的分子标记,为定位白花候选基因和选育白花新材料提供新思路。【方法】以甘蓝型油菜DH纯系黄花Y05和甘蓝型油菜纯系白花W01杂交,观察F1和F2群体的花色分离,分析白花性状遗传模式。在F2群体中选取30株纯白花和30株纯黄花构建DNA叶片子代池和RNA花瓣子代池,对亲本和DNA叶片子代池进行30×重测序,对RNA花瓣子代池进行5×测序。以法国甘蓝型油菜Darmor-bzh、中双11、Darmor、Tapidor为参考序列,重测序QTL-seq分析流程计算2个DNA子代池的SNP-index和delta(SNP-index)。利用R包画出SNP-index和delta(SNP-index)滑窗分析图,鉴定候选区间。转录组MMAPPR分析流程以法国甘蓝型油菜Darmor-bzh为参考序列,计算SNP频率,ED4(Loess fit)检测峰值和鉴定候选区间。利用MISA进行重复序列鉴定,使用Prime3在候选区间进行SSR引物设计,在F2群体中采用聚丙烯酰胺凝胶电泳方法对SSR引物进行筛选。【结果】甘蓝型油菜黄花与白花杂交F2群体中,白花和黄花性状分离比符合3﹕1,暗示白花性状受1对显性主效基因控制。全基因组重测序区间定位结果显示,白花性状基因候选区间在Darmor-bzh C03染色体52—55 Mb。同时以甘蓝型油菜中双11、Darmor、Tapidor分别为参考序列,均鉴定出白花基因候选区间在C03染色体上的一致性和稳定性。转录组测序定位白花性状基因位于Darmor-bzh C03染色体54—55 Mb。转录组测序和重测序定位染色体结果高度一致。在此区间内MISA和Primer3结合设计SSR引物,聚丙烯酰胺凝胶电泳筛选到6个与白花性状紧密连锁共分离的SSR标记。6个SSR标记区间范围在760 kb(52.81—53.57 Mb)。此候选区间与甘蓝、白菜共线性分析,对应白菜A02染色体56.76—57.40 Mb区间,对应甘蓝C03染色体10.99—11.28 Mb区间。【结论】甘蓝型油菜白花性状由1对显性主效基因控制。白花性状基因候选区间在法国甘蓝型油菜Darmor-bzh C03染色体52—55 Mb区间内。此区间760 kb范围内筛选出6个与白花性状基因紧密连锁共分离的SSR标记。     

一个显性矮秆水稻突变体的获得及其遗传分析

 【目的】分析该研究组已发现的一个显性矮秆水稻突变体的遗传组成及背景。【方法】利用农杆菌介导法转化粳稻品种武香粳9号,产生T-DNA插入群体。在筛选和鉴定水稻T-DNA插入突变体的过程中,发现一个矮秆突变体。利用PCR扩增、Southern杂交等分子生物学方法对该突变体后代进行鉴定及遗传分析。【结果】突变体自交后代群体中出现矮秆和正常株高两种类型,分离比为3﹕1,符合一对显性单基因的遗传,并且矮秆性状的表现与T-DNA插入共分离。利用籼稻品种龙特甫与其纯合矮秆植株进行杂交,杂交F2代的矮秆株与正常株的比例同样呈3:1分离,符合一对显性单基因的遗传规律。利用SSR等分子标记,将该基因定位在水稻的第4染色体上。【结论】该矮秆性状由一对显性基因控制,由T-DNA插入引起,位于水稻第4染色体上,可作为进一步分离该基因的遗传材料。