我国农业育种效率和技术水平大幅度提升

国家“863计划”现代农业技术领域硕果累累,大幅度地提升了我国农业育种效率和技术水平。在动植物品种分子设计方面,鉴定出一批与产量、品质、抗病等性状相关的重要功能基因;发现并初步阐明了多个调控动植物重要性状遗传网络的代谢途径;采用分子标记选择技术与常规育种技术相结合,培育了一批水稻、小麦、大豆的优良新品种;     

中国大豆品种资源的评价与利用前景

大豆是重要的粮食和油料作物,在中国已有５０００多年的栽培历史。经过三个五年计划的努力,已经收集保存了２３０００余份栽培大豆资源,是世界上保存数量最多的国家;对这些大豆品种资源进行了农艺性状、抗病虫性、抗逆性等性状的表型评价,初步鉴定出一批优异种质,已提供研究与育种利用;国外引种的直接和间接利用在我国大豆育种与研究中也发挥了重要作用。在此基础上,鉴定出与大豆耐盐基因等重要基因连锁的分子标记并应用于大豆种质分析和分子标记辅助育种选择。在大豆遗传多样性评价与利用等方面也取得重要进展。然而,对大豆遗传多样性评价与利用等方面也取得重要进展。然而,对大豆品种资源评价与利用研究的深度和广度还有待进一步加强。     

大豆分子标记辅助育种研究进展

分子标记辅助育种是指利用分子标记与决定目标性状基因紧密连锁的特点,通过检测分子标记,即可检测到目的基因的存在,达到选择目标性状的目的。该方法对大豆从表形到基因型进行遗传操作,具有大幅提高育种效率,实现大豆品种定向遗传改良的作用。对国内外大豆遗传图谱的构建、质量性状基因定位、数量性状基因定位以及分子标记辅助育种的研究进展进行综述。     

2009年大豆分子标记及辅助选择育种研究进展

DNA分子标记技术、QTL定位和分子辅助选择育种的应用对优质多抗大豆品种的快速选育具有十分重要的意义。诸多重要的性状包括大豆形态性状、产量性状、品质性状、生态性状、抗生物及非生物胁迫性状等的相关QTL研究和利用在国内外均有报道。随着功能基因组学的发展和实验技术手段的进步,分子标记和QTL研究向基于基因组功能区段的新型分子标记以及QTL的精细定位研究转移已成为发展方向。目前,国外相关研究已经取得了显著成效。我国现阶段偏重于利用随机分子标记进行QTL研究,对于先进的技术手段还在起步或摸索阶段,与真正实现高效的分子辅助选择育种的目标还有一定距离。文章就2009年国内外大豆分子标记技术、分子标记辅助育种技术及应用的发展动态做一综述。     

基因特异性分子标记在植物育种中的研究进展

基因特异性分子标记是基于基因序列中功能性单核苷酸多态性(SNP)或插入和缺失(InDels)位点开发而成,具有选择效率高、共显性、与目标基因共分离、不受遗传背景影响等优点,且与生物表型性状高度相关,在生物表型性状的鉴定中更突显出其准确性和直接性,可以准确地跟踪、定位不同遗传背景下的目标等位基因,是农作物分子标记辅助选择育种中理想的分子标记类型。对基因特异性分子标记的原理、开发及在植物育种的应用进行论述,并探讨了基因特异性分子标记的发展趋势,以期为分子标记辅助育种提供参考依据。     

盘点国家863计划转基因育种研究成果

<正>国家"863计划"现代农业技术领域通过攻关精细定位和克隆一批重要性状的有利基因,开发一批功能标记,奠定了开展分子标记育种的技术基础。在水稻上,成功开发控制稻米品质形成的淀粉合成相关酶基因分子标记35对,精细定位和图位克隆水稻籽粒宽度基因GW5、显性矮秆基因(dx)、     

盘点国家863计划转基因育种研究成果

<正>国家"863计划"现代农业技术领域通过攻关精细定位和克隆一批重要性状的有利基因,开发一批功能标记,奠定了开展分子标记育种的技术基础。在水稻上,成功开发控制稻米品质形成的淀粉合成相关酶基因分子标记35对,精细定位和图位克隆水稻籽粒宽度基因GW5、显性矮秆基因(dx)、     

大豆分子育种研究进展

 大豆分子育种代表了大豆育种的发展方向，主要包括分子标记育种、转基因育种和品种分子设计育种三个方面。通过综合利用基因组学、生物信息学、计算机模拟与遗传育种学等多个学科的理论和方法，大豆分子育种可对大豆从表型到分子等多个层次进行遗传操作，有助于大幅度提高育种效率，最终实现大豆品种的定向遗传改良。本文介绍了中国大豆分子标记育种、转基因育种和品种分子设计育种三个方面的开创者，将国内的主要研究进展与国外相关的最新研究成果进行了综述和比较，由于知识所限对未提及的做出重要贡献的科学家在此致歉。通过比较发现，中国大豆分子育种与国外相关研究的差距普遍存在，然而，有些分子育种相关研究如基因克隆及功能研究等方面则与国外的差距正在逐渐缩小。笔者认为，大豆分子育种正朝着遗传图谱信息多元化、基因发掘规模化、分子育种技术高效化、分子育种理论系统化的方向发展。     

分子标记技术在大豆遗传育种中的应用

大豆是世界上重要的经济与粮食作物,大豆研究一直受到人们的广泛关注,但与玉米、水稻等作物相比,其研究进展十分缓慢。20世纪80年代末,DNA分子标记技术的出现,大大提高了遗传育种效率。本文从大豆遗传图谱的构建、遗传多样性研究、数量性状基因分析、分子标记辅助育种等四个方面概述了分子标记技术在大豆遗传育种中的应用情况。     

甘蔗基因定位及分子标记辅助育种研究

甘蔗许多重要性状是质量性状或数量性状,受单基因或多基因控制,对这些性状进行基因定位对甘蔗育种研究具有重要意义.近年来随着分子生物学特别是分子标记技术的快速发展,使质量、数量性状基因定位研究可以更深入地进行,同时也促进了标记辅助选择(Marker-Assisted Selection,MAS)育种技术快速发展起来.综述了近年来国内外在分子图谱构建、甘蔗基因定位和分子辅助育种方面的研究进展,讨论了当前出现的问题及解决方法,同时展望了该领域的发展前景.     

植物持久抗病性分子水平研究进展

在农作物育种过程中,越来越多的植物抗病基因被应用,但是大多数基因的抗性不能持久。因此,确定影响抗性持久性的各种因子,形成育种策略以增加抗性的持久性成为近50年来植物病理学研究的首要目的。本文回顾了持久抗性概念的提出及发展,主要介绍了近年来在持久抗病基因分子标记、持久抗性的遗传特点及其分子机制等方面取得的最新研究成果。     

大豆抗孢囊线虫育种研究进展

综述了大豆抗孢囊线虫的生化机制及DNA分子标记(RFLP、RAPD)技术在大豆抗孢囊线虫病研究中的应用,大豆抗孢囊线虫各个生理小种的遗传分析,大豆抗孢囊线虫病育种的研究概况及抗病品种鉴定方法的进展,并对未来研究方向作了展望.     

大豆响应高温胁迫的生理和分子遗传机理研究现状与展望

大豆是重要的经济作物,是植物油脂和蛋白质的重要来源。近年来,因全球气候变化引起的高温胁迫频发,危及到大豆生长的各个时期,成为制约大豆产量和品质的重要因素之一。为了揭示大豆耐高温性的遗传机理,建立综合高效大豆耐高温评价体系,促进大豆耐高温特性的遗传改良,现对大豆响应高温胁迫的生理生化基础和分子调控机制进行综述。相较于适温条件,高温胁迫可使大豆植株发生叶片增厚、气孔导度下降、细胞膜透性增加、细胞微观组织结构受损以及渗透调节物质(脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白)含量变化和抗氧化防御系统关键酶活性丧失等生理异常反应,导致植株光合、蒸腾和呼吸作用及物质含量等一系列生理生化过程紊乱。高温胁迫还造成大豆花粉形态异常,绒毡层细胞结构松散、空泡化和自溶化,花粉活力及其萌发率明显下降,花粉败育率增高,致使大豆结荚率和结实率显著降低,进而影响大豆籽粒的正常发育、蛋白的积累和产量形成等,最终导致减产;高温胁迫对大豆籽粒外观品质性状也能造成一定损伤,进而对其经济价值带来不利影响。高温胁迫从转录、翻译和代谢水平影响大豆正常的生理代谢调控。目前,已通过高通量测序等方法鉴定出多个与大豆高温胁迫响应相关的转录因子、蛋白及代谢产物,但与水稻、拟南芥的研究相比仍存在较大差距;初步建立了以花粉活力和多项生理指标为基础的大豆耐高温鉴定方法,但在生产上尚缺乏系统高效耐高温评价体系,耐高温大豆育种工作进展缓慢。国内在大豆耐高温预防措施、耐高温综合评鉴体系建立、优异耐高温大豆种质资源筛选及耐高温关键功能基因挖掘等方面仍然存在挑战。为应对极端生态环境给大豆生产造成的不利影响,未来应通过建立综合高效大豆耐高温评价技术体系,提高大豆优异种质资源鉴定水平,重点解析大豆耐高温的分子遗传机理、挖掘耐高温关键基因,结合常规育种和分子育种技术培育综合性状优异的耐高温大豆新品种,以实现大豆品种耐高温性与高产、优质的统一。     

分子标记在大豆遗传育种中的应用

大豆起源于我国,是重要的植物蛋白质和食用油脂的来源,同时也是世界上重要的粮食与经济作物。大豆的遗传研究一直受到很高的重视,但与其他作物相比,仍明显滞后。育种专家一直在开发提高育种效率的技术。DNA分子标记被认为是实现这一目标的主要技术之一。文中综述了分子标记在大豆育种中的应用情况,并对存在的主要问题进行了探讨,为大豆的进一步开发利用提供了依据。     

基于全基因组重测序的大豆分子标记开发及籽粒蛋白质含量QTL定位

【目的】基于全基因组重测序结果,开发与高蛋白、耐荫、抗倒伏等性状紧密相关的分子标记,同时利用开发的分子标记构建遗传连锁图谱,并对籽粒蛋白质含量进行QTL定位,为后续高蛋白、耐荫、抗倒育种研究提供参考和分子标记资源。【方法】以大面积栽培品种南豆12和地方品种十月黄为亲本,构建F₂分离群体。对亲本材料进行覆盖度约为40×的全基因组重测序,用BWA、GATK及Breakdancer等软件比对,检测亲本材料在全基因组范围内的突变类型,挖掘相关变异基因。结合种子不同发育时期和荫蔽处理获得的转录组数据,结合qRT-PCR对发生突变的储藏蛋白、环境适应相关基因进行表达规律分析。同时,基于重测序数据,挖掘亲本间存在于基因编码区的SNP位点,对其进行酶切位点分析,将SNP标记转化为CAPS或dCAPS标记。此外,搜索亲本间存在的插入/缺失变异位点,在插入/缺失位点两侧高度保守的区域设计引物开发InDel标记。对开发的CAPS标记和InDel标记进行多态性筛选,选取具有多态性的CAPS分子标记和InDel标记,对F₂材料进行基因分型。根据分型结果,利用JoinMap 4.0软件进行遗传连锁图谱的构建。依据构建的遗传图谱,结合近红外分析获得F₂材料的籽粒蛋白质含量数据,使用Windows QTL Cartographer V2.5软件对大豆籽粒蛋白质含量进行QTL分析。【结果】测序结果显示,南豆12大量储藏蛋白、环境适应相关的重要基因或同源基因发生突变。转录组数据分析结果显示部分变异基因呈现不同的表达模式且差异显著,qRT-PCR分析进一步验证了该结果。此外,经检测开发的540个CAPS分子标记中有332个具有酶切多态性,300对InDel引物中有201对引物能扩增出多态性。基于533个多态性分子标记构建了一张包含20个连锁群的遗传连锁图谱,覆盖长度2 973.87 cM,标记间平均遗传距离5.58 cM。利用此图谱对大豆籽粒蛋白质含量进行QTL定位,共检测到QTL位点6个,可解释4.68%—18.25%的表型变异。【结论】基于亲本间的变异位点,共开发了533个多态性分子标记（包含8个基因特异性分子标记）,检测到6个大豆籽粒蛋白质含量QTL位点,其中,主效QTL位点1个（qSPC-6）。     

大豆孢囊线虫病研究进展及其抗病育种展望

综述了国内外大豆孢囊线虫的分布与危害、寄主范围、抗源筛选与利用、生化抗性机制;论述了研究该病的意义。在综述了抗病育种进展的同时,也指出了抗病育种中存在的问题;指出注意综合农艺性状改进,合理组配杂交,加强抗性鉴定,注重抗病性持久性等问题;还提出了深化抗病分子研究,开展基因转移和分子辅助育种等抗病育种工作的建议。     

水稻抗白叶枯病分子育种的研究进展

白叶枯病是水稻主要病害之一。水稻白叶枯病分子育种包括白叶枯病抗性基因定位、克隆,白叶枯病抗生分子标记辅助选择,抗白叶枯病基因工程育种和白叶枯病抗性基因资源创新与改良。目前已发现和鉴定抗白叶病基因22个,其中Xa1、Xa21基因已图位克隆。随着Xa1-xa24(t)基因等分子生物学研究的深入开展,水稻白叶枯病分子育种也开始实现基因资源的定向操作和育种应用。     

40年来大豆遗传育种科学的进展及东北农学院的大豆遗传育种研究工作

本文通过40年来世界大豆生产形势的变化,主要论述了40年来大豆遗传育种科学的进展及东北农学院大豆遗传育种研究工作情况。