一个新的白菜苗期TuMV-C4抗性主效QTL定位及连锁分子标记开发

为寻找与TuMV抗性基因紧密连锁的分子标记,选用高抗病毒病大白菜自交系91-112和高感病毒病自交系T12-19以及由二者为双亲构建的包含100个株系的DH群体为材料,通过SSR和InDel标记的遗传分析,在A09上定位了一个新的与大白菜苗期TuMV-C4抗性相关的主效QTL位点BrTuA09。在此基础上,针对该QTL位点所在的标记区间,根据作图群体双亲的重测序结果,设计合成27对引物,其中11个InDel在双亲间具有多态性,且条带单一、扩增稳定;连锁分析发现,11个InDel标记均被定位在A09连锁群上BrTuA09的置信区间。利用BC1群体进行标记验证发现,这些标记对高抗单株选择的准确率均达到78%以上,可应用于分子标记辅助选择,为大白菜TuMV抗病分子育种奠定了良好的基础。     

大白菜抗根肿病基因定位及连锁标记挖掘

为了明确抗根肿病大白菜材料G6所含抗病基因,开发连锁标记,以高感根肿病的大白菜高代自交系G4、高抗根肿病的大白菜高代自交系G6、G4和G6杂交得到的F_1及F_1自交构建的F_2分离群体为材料,通过人工接种、表型鉴定和遗传学分析,发现该抗病材料中的根肿病抗性由显性单基因控制。进一步扩大F_2群体数量对根肿病抗性基因的初定位,筛选与其连锁的分子标记,利用JoinMap 4.0软件对多态性标记进行连锁分析,获得了5个与大白菜抗根肿病基因连锁的InDel标记,其中最近的两侧标记为BrID10727和BrID10867,与抗病基因的遗传距离分别为4.6,2.5 cM,抗病基因定位在大白菜染色体A08上。此外,经验证发现基于Crr1基因序列新开发的多态性标记BrID10381不在新定位抗根肿基因初定位区间内,因此,可以推断新定位抗根肿基因位点与Crr1并非同一位点,且标记BrID10381可以用于Crr1基因的分子标记辅助选择。     

利用DH群体构建大白菜分子遗传图谱

构建大白菜分子遗传图谱,为大白菜干烧心QTL定位和分析奠定基础。以大白菜感病品种B120和大白菜抗病品种黑227为亲本建立的DH系为作图群体,基于所筛选出的74对In Del标记和37对SSR标记构建分子遗传图谱。利用Join Map 4.0软件,初步构建了一张覆盖基因组长度为1 004.7 c M、平均图距为9.30 c M的大白菜遗传连锁图,该图谱包含12个连锁群、108个标记位点。该图谱能有效地用于大白菜干烧心QTL定位。     

大白菜干烧心病性状的QTL定位和分析

在含有105个标记位点的大白菜AFLP连锁图谱上,利用MAPQTL4.0软件采用区间作图方法对控制大白菜干烧心病数量性状基因位点进行QTL定位和遗传效应分析。利用离体叶片扦插方法进行干烧心病的苗期鉴定,共检测到4个与抗干烧心病有关的QTL位点,分布在4个连锁群上。cal-1和cal-2表现为增效加性效应,cal-3和cal-4表现为减效加性效应。4个QTL解释的遗传变异范围在11.0%～58.9%之间,其中cal-4最大,cal-2次之,而cal-1最小。这为大白菜抗干烧心病分子标记辅助选择提供了依据。     

基于大白菜近等基因系的抗根肿病QTL QS_B3.1的验证

根肿病是影响大白菜生长发育及其产量的一个重要病害。本研究在前人定位出抗根肿病QTL QS_B3.1的基础上,以相同的抗根肿病芜菁自交系‘Siloga’为供体亲本,大白菜自交系‘91-12A’为受体亲本,通过对回交和自交群体的分子标记前景和背景选择,从BC4F3群体中筛选出遗传背景恢复为‘91-12A’,且只含有QS_B3.1位点的大白菜近等基因系。对BC4F3群体进行根肿病抗性鉴定,抗病植株与感病植株的分离比例为3:1,证明QS_B3.1抗病位点表现为显性单基因遗传。BC4F3群体的QS_B3.1连锁标记分析表明,抗病植株均含有QS_B3.1位点,不含QS_B3.1位点的植株均表现为感病,且QS_B3.1位点缩小在A3染色体的一个2.89 Mb区间内。这一发现为今后芸薹属作物的抗根肿病品种的选育以及该基因的精细定位和克隆提供了有力的依据。     

花生InDel标记开发及其在含油量QTL定位中的应用

培育高含油量品种是花生重要的育种目标,开发稳定高效的分子标记对于标记辅助选择花生高含油量品种具有重要价值。本研究针对2个含油量差异显著的亲本徐花13 (高含油量)和中花6号(低含油量),利用PacBio三代测序技术检测基因组结构变异,分别从徐花13和中花6号中检测到35,794个和74,703个结构变异。根据双亲结构变异信息,针对前期定位的含油量区间开发InDel (插入/缺失)标记84个,其中9个InDel标记的扩增片段证实在双亲间具有多态性。基于RIL (重组自交系)群体中的杂合残余获得的NIL (近等基因系)构建的一个包含1160个单株的F2群体,使用9个多态性InDel标记鉴定其基因型,构建了总长度为149.84 cM的局部遗传连锁图谱。结合F2群体的含油量表型数据,将该含油量QTL定位在标记M23至M11之间,位于A08染色体1.2 Mb区段内。本试验证实了InDel标记开展花生含油量QTL定位的可行性,其定位的含油量位点及其紧密连锁的InDel标记能够为花生分子标记辅助育种提供理论和技术指导。     

大白菜根肿病的遗传规律及抗病基因定位研究

为探究根肿病抗病遗传规律,采用根肿病抗性差异的材料G57和G70,构建了包含500个单株的F2分离群体。通过对父母本、F1及F2分离群体的人工接种表型鉴定结果进行统计分析,结果发现,材料中的根肿病抗性由显性单基因控制。为进一步定位试验材料中的抗病基因,利用678个分子标记对双亲、F1及F2群体进行了筛选验证,初步将抗病基因定位在分子标记KBRH129J18和TCR02-F。并基于2个连锁标记,开发设计了更紧密连锁的分子标记,最终获得与抗病基因连锁的5对SSR分子标记,分别为Bra0345-1、Bra0235-2、Bra0235-1、Bra19317、Bra019392。其与抗病基因的遗传距离依次为2.4,2.4,2.4,2.5,3.3 c M。开发设计的多态性标记经验证在大白菜中具有较好的适用性。     

水稻黑条矮缩病抗性QTL定位

发掘水稻黑条矮缩病的抗性基因有助于抗病品种的选育,减少黑条矮缩病对水稻生产的危害。本研究构建了包含222个家系的L5494/IR36重组自交系群体。对该群体进行黑条矮缩病的田间诱发鉴定,抗性亲本IR36发病率为28.70%,感病亲本L5494发病率为84.26%,群体发病率范围为11.21%～89.81%。利用134对分子标记构建覆盖12条染色体的遗传连锁图谱,总遗传距离为1475.97 cM,平均标记间距为11.1 cM。利用QTL IciMapping 4.0对抗黑条矮缩病QTL进行分析,共检测到4个QTL,其中第1、第2、第9染色体上QTL的表型贡献率分别为12.64%、16.00%和8.43%,抗病等位基因来自抗病亲本IR36;第6染色体上QTL的表型贡献率为10.82%,抗病等位基因来自感病亲本L5494。在此基础上,利用93-11为供体、日本晴为背景的近等基因系材料,在qRBSDV-1定位区间内检测到来自93-11的抗性QTL。本研究结果为水稻黑条矮缩病抗性基因定位及分子标记辅助选择育种提供借鉴。     

大白菜芜菁花叶病毒病抗性遗传分析

为了明确不同感病亲本对大白菜芜菁花叶病毒病抗性遗传规律的影响,以大白菜抗TuMV的国家级抗源材料8407和高抗TuMV的高代自交系材料73为亲本之一,分别与2个感病材料冠291和06-247构建F1杂交组合,并制备F2群体。采用摩擦接种法对上述亲本及其F1、F2群体接种TuMV-C4,采用生物学观察的方法,根据病情分级和归类标准对大白菜TuMV抗性进行鉴定。结果表明,以8407为抗病亲本,当感病亲本为冠291时,表现为由1对显性基因控制;当感病亲本为06-247时,表现为由1对隐性基因控制。以73为抗病亲本,当感病亲本为06-247时,TuMV抗性由1对隐性基因控制;同一个抗病亲本,当感病亲本为冠291时,又表现为由两对隐性基因控制。因此,大白菜TuMV的抗性遗传规律十分复杂,同一个抗病材料,当感病亲本不同时,所配制的组合间TuMV抗性表现不同。     

玉米霜霉病的分子遗传学研究进展

玉米霜霉病是一种重要病害,特别是在热带、亚热带地区,常常造成玉米生产的重大损失。笔者从玉米霜霉病抗性的遗传表现、抗性基因的QTL定位、QTL效应及QTL与环境的互作、抗性的分子标记及抗性遗传多态性变异等方面对其分子遗传研究进展情况进行了概述。并就加强玉米霜霉病抗性基因克隆、近等基因系构建及分子标记辅助育种体系建立等研究工作进行了展望     

Mapping quantitative trait loci for yield-related traits in Chinese cabbage (Brassica rapa L. ssp. pekinensis)

Chinese cabbage (Brassica rapa L. ssp. pekinensis) is one of the most important vegetables in China. However, the inheritance of yield-related traits in Chinese cabbage is poorly understood to date. To map quantitative trait loci (QTL) for yield-related traits in Chinese cabbage, a genetic linkage map was constructed with 192 doubled haploid (DH) lines. The genetic map was constructed based on 190 sequence-related amplified polymorphisms and 43 simple sequence repeats. QTL mapping was conducted for 11 yield-related traits in 170 DH lines derived from a cross between two diverse Chinese cabbage lines, ‘WZ’ and ‘FT’, under different environmental conditions. A total of 46 main QTL (M-QTL) and 7 epistatic QTL (E-QTL) were identified. The phenotypic variation explained by each M-QTL and E-QTL ranged from 4.85 to 25.06 % and 1.85 to 13.29 %, respectively. The QTL-by-environment interactions were detected using the QTLNetwork 2.0 program in joint analyses of multi-environment phenotypic values. The phenotypic variation explained by each QTL and by QTL × environment interaction was 1.14–4.24 % and 0.00–1.26 %, respectively. Our results provide a better understanding of the genetic factors controlling leaf and head-related traits in Chinese cabbage.     

基于重测序的芥蓝(Brassica alboglabra)全基因组InDel标记开发

碱基插入/缺失(InDel)在基因组中的分布密度仅次于SNP且易于基因型分型,成为分子标记开发的主要来源。为了开发芥蓝品种间有多态性的分子标记,本研究利用2份芥蓝自交系重测序数据鉴定的InDel位点,在全基因组范围内设计了367对InDel候选标记。通过PCR检测比较8个芥蓝自交系的多态性,发现284对标记在至少2个芥蓝自交系间有多态性,阳性率为77.4%。本研究利用重测序技术开发芥蓝品种间InDel标记效率较高,为种质资源分析、基因定位、分子标记辅助育种等提供了便捷工具。     

水稻抗稻瘟病Pigm(t)基因的分子标记辅助选择与利用

旨在快速改良武运粳29196的稻瘟病抗性。采用定向回交育种策略,运用分子标记辅助选择技术和花药培养技术,快速改良武运粳29196的稻瘟病抗性。以籼稻品种谷梅4号为稻瘟病抗性基因Pigm(t)的供体,以高产易感稻瘟病的品系武运粳29196为受体,在连续回交和自交过程中,利用与Pigm(t)紧密连锁的In Dels标记S95477和S29742进行分子标记辅助选择。在BC2F1世代,进行花药培养,获得185个双单倍体群体(DH群体),从中筛选出82个含有Pigm(t)基因的改良株系。在经过对农艺性状、稻瘟病抗性的系统鉴定与稻米品质性状测定后,发现改良株系DH036和DH158的综合性状与武运粳29196已十分相近,且稻米品质有所提升,保持了武运粳29196丰产性的同时,稻瘟病抗性有了明显的提高。利用定向回交、花药培养和分子标记辅助选择相结合的技术体系,可明显提高稻瘟病抗性改良的预见性和准确性,缩短育种年限、加快育种进程。新育成的武运粳29196抗性改良系,为稻瘟病抗性育种提供了重要的遗传资源。     

利用大白菜抗感干烧心病F2群体构建AFLP遗传连锁图

大白菜(BrassicacampestrisL.ssp.pekinensis)原产于中国,是我国蔬菜栽培中分布最广、种植面积最大的蔬菜作物之一,也是我国的主要出口创汇蔬菜之一。但是近年来大白菜干烧心病却严重影响了其内部质量和出口创汇。此病是由于缺钙引起的生理性病害,不同品种间在抗干烧心病特性上表现出明显的差异,选育抗干烧心病品种值得引起关注。本实验利用大白菜离体叶片扦插方法,结合多年青岛农科院研究人员的田间观察对大量的大白菜品种进行广泛筛选,得到了抗病品种和感病品种。以大白菜抗干烧心病品种F1-6-5-2-2-2-3和感干烧心病品种P14-2-1-15杂交的F2代115个单株作为构建遗传图谱的群体,通过对192对引物组合的筛选,利用32对引物得到了280个AFLP多态性位点,经Jionmap3.0软件处理,得到了一张含105个标记位点、11个连锁群、覆盖长度为669.7cM的连锁图。每个连锁群上的标记数在4￣27之间,平均图距在3.3￣12.5cM之间,连锁群长度在23.4￣98.9cM之间。105个AFLP位点中偏离孟德尔遗传规律的比率为39.0%。为大白菜干烧心QTL定位和分析奠定了基础。     

pinⅡ基因在转基因大白菜DH纯系和试配F1代的遗传及表达

马铃薯蛋白酶抑制剂基因-Ⅱ(pinⅡ)是一类控制丝氨酸蛋白酶抑制剂PI-Ⅱ合成的抗虫基因.为了比较pinⅡ基因在转基因大白菜纯系和杂种中的表达特性,为抗虫新品种选育提供理论指导,本实验以转基因大白菜双单倍体纯系(DH系)的5个自交系和与常规育种亲本材料试配的3个F1杂交组合为试材,利用标记性状(除草剂抗性)对试材进行转...     

Characterization of Chinese wheat germplasm for resistance to Fusarium head blight at CIMMYT, Mexico

Fusarium head blight (FHB) poses a challenge for wheat breeders worldwide; there are limited sources of resistance and the genetic basis for resistance is not well understood. In the mid-1980s, a shuttle breeding and germplasm exchange program launched between CIMMYT-Mexico and China, enabled the incorporation of FHB resistance from Chinese bread wheat germplasm into CIMMYT wheat. Most of the Chinese wheat materials conserved in the CIMMYT germplasm bank had not been fully characterized for FHB reaction under Mexican environments, until 2009, when 491 Chinese bread wheat lines were evaluated in a FHB screening nursery in Mexico, and 304 (61.9 %) showed FHB indices below 10 %. Subsequent testing occurred in 2010 for plant height (PH), days to heading (DH), and leaf rust response. In 2012, 140 elite lines with good agronomic types were further evaluated for field FHB reaction and deoxynivalenol (DON) accumulation. Most of the tested lines showed good resistance: 116 (82.9 %) entries displayed FHB indices lower than 10 %, while 89 (63.6 %) had DON contents lower than 1.0 ppm. Significant negative correlations were observed between FHB traits (FHB index, DON content, and Fusarium damaged kernels) and PH, DH, and anther extrusion. A subset of 102 elite entries was selected for haplotyping using markers linked to 10 well known FHB quantitative trait loci (QTL). 57 % of the lines possessed the same 2DL QTL marker alleles as Wuhan 1 or CJ 9306, and 26.5 % had the same 3BS QTL allele as Sumai 3. The remaining known QTL were of low frequency. These materials, especially those with none of the above tested resistance QTL (26.5 %), could be used in breeding programs as new resistance sources possessing novel genes for FHB resistance and DON tolerance.     

水稻品种IR24抗条纹叶枯病相关QTL的检测

为探明籼稻品种IR24是否携有新的抗条纹叶枯病基因,利用衍生于Asominori/IR24的重组自交系（RIL）群体和以Asominori为遗传背景IR24插入片段的染色体片段置换系（CSSL）群体,进行抗条纹叶枯病相关QTL的检测。利用疫区田间自然条件鉴定的方法,在RIL群体中共检测到4个控制条纹叶枯病的QTL,分别位于第3、5、7、11染色体上（qSTV3、qSTV5、qSTV7、qSTV11）, 其中qSTV3、qSTV7和qSTV11增强抗性的等位基因来自抗性亲本IR24。采用图示基因型比较法,在CSSL群体中将4个抗条纹叶枯病相关基因位点分别定位在染色体片段置换系CSSL4、L17、L39、L61、L62的IR24插入片段上。对比分析RIL群体和CSSL群体的分子连锁图谱,发现qSTV3所在的标记区间与CSSL17的IR24片段相吻合,qSTV7所在的标记区间与CSSL4的杂合片段、CSSL39的IR24片段相吻合,qSTV11所在的标记区间与 CSSL61的IR24片段以及CSSL62的杂合片段相吻合,表明确实存在这3个位点。与前人的研究结果相比较,发现位于第3染色体上的qSTV3区域存在抗刺吸性害虫的基因簇,是一个表达稳定的抗灰飞虱基因座;位于第7染色体上的qSTV7不同于已报道的抗性基因座,表明IR24携有新的抗性基因,这些基因不同于主基因Stvb-i,为防止广泛使用单一基因而造成的遗传脆弱性提供了新的抗性基因源,并且为利用分子标记辅助选择,聚合不同抗性基因培育抗性稳定的条纹叶枯病抗性品种创造了条件。     

Breeding of cabbage (Brassica oleracea L. var. capitata) with fusarium wilt resistance based on microspore culture and marker-assisted selection

Cabbage Fusarium wilt (CFW), caused by Fusarium oxysporum f. sp. conglutinans, is one of the most devastating diseases of cabbage worldwide. In recent years, CFW has been spreading across northern Chinad. Thus, development of resistant cultivars is necessary to control CFW. Here we report microspore culture from a cross of two elite cabbage inbred lines, 96–100 (highly resistant to CFW) and 01–20 (highly susceptible to CFW), in order to obtain doubled haploids (DHs) to cultivate cabbage materials for resistance breeding. A total of 196 DHs were obtained in 2011 and 2012 and three elite DH lines were selected from them through agronomic trait evaluation as well as marker-assisted selection. These three elite DH lines were crossed with elite cabbage inbred lines to create hybrids, which were then evaluated for their resistance and agronomic traits. Three excellent hybrids were selected. The use of microspore culture and marker-assisted selection greatly shortened the time required to obtain these excellent hybrids. These resistant varieties may become an effective control of CFW in diseased areas.     

水稻InDel和SSR标记多态性的比较分析

为评价插入缺失（InDel）标记在水稻分子育种中的应用价值,本研究用日本晴和9311序列筛选得到遍布每条染色体的20对InDel标记和53对SSR标记,分析46份粳稻和47份籼稻的遗传多样性。研究表明这些InDel标记在籼粳亚种间具有很高的多态性,亚种内多态性较低,平均多态性水平显著小于SSR标记,InDel标记具有数量多,扩增产物稳定和易于检测等优点,将InDel标记应用到遗传图谱构建、基因定位分析和标记辅助选择中可以加速研究进程。     

Inheritance of quantitative resistance to downy mildew (Plasmopara halstedii) in sunflower (Helianthus annuus L.)

Quantitative resistance to sunflower downy mildew was studied on inbred lines and hybrids not carrying efficient major gene resistance, in field trials in one to four sites over 3 years. Hybrids from factorial crosses showed that inheritance is under additive control and comparison with reactions of parental inbred lines gave narrow sense heritabilities of 27–57%. Analysis of a polymorphic recombinant inbred line population without efficient major gene resistance indicated that two highly significant Quantitative Trait Loci (QTL) explained 42% of variation in field reaction to downy mildew. These QTL were mapped on linkage groups 8 and 10, and do not appear related to any of the known major resistance gene clusters. Possible bases of this type of resistance and its use in breeding are discussed.