雪茄烟品种Beinhart1000-1赤星病抗性基因的QTL定位

由链格孢菌(Alternariaalternata)引起的赤星病是最具破坏性的烟草叶斑病害之一,在中国严重地影响烟草(Nicotiana tabacum L.)的产量和质量。选育抗烟草赤星病的优良品种虽是预防该病最经济、有效的途径,但因其抗性受数量性状基因控制而很难通过常规育种手段实现。为了便于开展烟草抗赤星病分子标记辅助选择育种,本研究利用抗赤星病雪茄烟品种Beinhart1000-1和感病烤烟品种红花大金元经杂交、自交产生的362个F_2单株构建了一张包含670个SSR标记的烟草遗传连锁图谱,并结合组培快繁形成的F_2株系的田间赤星病病情指数(DI),在全基因组范围内检测获得2个与烟草赤星病抗性相关的QTL,分别位于第20和23连锁群上的SSR标记TMs05179和TMs04022,以及TM61049和TM62212之间。这2个QTL等位基因均来自抗病亲本Beinhart1000-1,它们一起解释了两亲本间81%的病情指数(DI)差异及64%的加性效应。为下一步开展烟草抗赤星病的分子标记辅助育种奠定了基础。     

烟草染色体片段代换系的构建与遗传评价

以综合性状优良的烤烟种质Y3为轮回亲本,抗烟草黑胫病(0、1号生理小种)和赤星病的雪茄烟种质Beinhart1000-1及优质烤烟品种K326为供体亲本,连续回交并结合分子标记辅助选择,构建国内外第一套由256个具有烤烟Y3遗传背景并渐渗有Beinhart1000-1和K326染色体片段株系代换系群体。该群体携带377个代换片段,分布于烟草24条连锁群上。每个株系携带1~5个代换片段,代换片段长度介于0.05~36.88 cM,平均长度7.75 cM。代换片段重叠累加总长度为2922.57 cM,是烟草基因组总长度的2.61倍。代换片段覆盖总长度为1114.32 cM,烟草基因组覆盖率为99.45%。本研究构建的片段代换系可用于烟草基因定位、复杂性状的QTL分析和标记辅助选择育种。     

基于不同烟草类型基因组重测序的烟草SSR标记的开发和应用

基于基因组重测序的分子标记研究是一种新的方法。本研究在普通烟草基因组序列已完全测定的基础上重测序了4个烟草品种（系）,包括烤烟类型（LY1306,秦烟96）2个,晒烟类型（Wanmao 3）1个,马里兰烟草类型（Wufeng 1）1个。结合在NCBI中测序并发布的K326和TN90品种的基因组序列,分析了这4个重测序的烟草品种的InDel突变和SNP突变位点,鉴定出7个具有品种多态性的SSR候选位点,其中5个SSR位点可扩增出DNA片段。通过对包括不同烟草类型在内的10个烟草品种进行PCR检测,表明本研究选出的SSR位点可用于烟草品种或烟草类型的分类,其中NW-015889872.1、NW-015854676.1和NW-015890969.1等3个SSR位点可有效区分烤烟、白肋烟和马里兰烟以及晒烟烟草类型。     

利用SNP标记鉴定荔枝杂种后代

本研究利用SNP标记对‘白糖罂’ב禾虾串’、‘禾虾串’ב白糖罂’及‘白糖罂’ב无核荔’3个荔枝杂交组合F_1代共131个单株的真实性进行了鉴定。利用基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱技术,从155个均匀分布在荔枝基因组的SNP标记中筛选出在上述杂交亲本中表现为不同纯合基因型的SNP位点;结合高分辨率熔解曲线技术,利用上述SNP位点对各个组合的杂交苗F_1代进行了SNP分型。SNP分型结果显示,杂种F1代的基因型呈现杂合基因型、父本纯合基因型和母本纯合基因型3类。针对‘白糖罂’ב禾虾串’、‘禾虾串’ב白糖罂’及‘白糖罂’ב无核荔’3个杂交组合,均只利用一对纯合共显性SNP标记即成功完成所有F_1代单株的鉴定,真杂种率分别为93.6%、96.8%和72.5%。SNP标记首次成功应用于荔枝3个F_1杂交群体的鉴定,为今后荔枝杂交育种中的真假杂种鉴定提供了可借鉴手段。     

基于全基因重测序的芒果细菌性角斑病抗性相关SNP分析

芒果细菌性角斑病是芒果生产上的重要细菌病害之一,为揭示芒果品种对细菌性角斑病的抗性差异,本研究通过全基因组重测序技术对高抗细菌性角斑病品种‘热农1号’和高感细菌性角斑病品种‘凯特’进行测序,通过与参考基因组‘红象牙’进行比对,进行数据统计与质量检测、序列比对及多态性SNP位点分析。结果表明,在测序深度10X下,‘凯特’和‘热农1号’分别获得5.93 Gb和4.55 Gb的数据量,过滤后的Q30达到92.4%和92.3%。将获得的原始数据与参考基因组对比,‘凯特’和‘热农1号’比对上的reads数目分别是31 108 817和30 217 182。‘凯特’和‘热农1号’分别检测到3 530 706和3 325 884个SNP位点,产生非同义突变的SNP位点数分别为133 283和127 148个,杂合度为0.43%和0.36%,转换和颠换的比值为2.24和2.25。基于抗病品种‘热农1号’和感病品种‘凯特’全基因组重测序数据比较的结果,获得到了3 258 857个差异SNP位点和33 161条基因信息,其中有937个基因参与抗病蛋白的调控。本研究结果可以在一定程度上反映抗感细菌性角斑病的...     

甘蔗抗褐锈病新基因定位遗传群体的构建

为发掘甘蔗抗褐锈病新基因,本研究以4个高抗褐锈病不含Bru1基因的甘蔗品种为父本,4个高感褐锈病的甘蔗品种为母本配置杂交组合,对获得的5个杂交组合F1代群体进行SSR真实性鉴定、人工接种褐锈病抗性表型鉴定和Bru1基因分子检测。结果显示:‘粤糖03-393’בROC24’和‘柳城03-1137’ב德蔗93-88’的F1代群体分别符合3R:1S和1R:3S的遗传分离比例,且都未检测出Bru1基因;表明‘粤糖03-393’בROC24’群体的褐锈病抗性由一对显性未知新抗病基因控制,而‘柳城03-1137’ב德蔗93-88’群体的褐锈病抗性由一对隐形未知新抗病基因控制。本研究成功构建了2个能用于甘蔗抗褐锈病新基因定位的遗传分离群体,为今后的褐锈病抗性遗传分析,遗传图谱构建和抗褐锈病新基因定位和开发与其紧密连锁的分子标记提供了科学的参考数据。     

适于陆地棉品种身份鉴定的SNP核心位点筛选与评价

利用全基因组SNP信息, 筛选陆地棉品种特异的核心SNP位点组合, 可为陆地棉品种身份鉴定提供准确高效的检测手段。本研究利用棉花CottonSNP80K芯片对326份不同来源的陆地棉种质进行SNP分型。以南京农业大学陆地棉TM-1基因组Gossypium hirsutum (AD1) genome NBI v1.1版本为参考序列, 对SNP位点进行注释。结果表明, 93.85% (72 990/77 774)的位点检出率超过99%, 61 595 (79.20%)个SNP位点具有多态性, 其中76.32% (47 009)的位点最小等位基因频率(MAF)大于0.1。基于位点检出率大于0.99、位点具多态性、MAF大于0.2、杂合率小于0.05、每条染色体的SNP密度为400 kb/SNP左右等要求, 最终获得4857个覆盖全基因组的高质量核心SNP位点组合。这些核心SNP位点组合平均检出率接近100%; 平均MAF值为0.34; 平均杂合率为0.02; 99%以上的陆地棉材料均能够被准确鉴定。统计分析表明利用核心SNP位点组合与CottonSNP80K的鉴定结果呈极显著相关。本研究提供了包含4857个SNP位点, 适于陆地棉品种指纹图谱绘制的核心SNP位点组合, 可实现陆地棉品种身份鉴定和品种确权。     

小偃麦新种质CH7102抗条锈病特性的遗传分析

对衍生于普通小麦与八倍体小偃麦‘小偃7430’杂种后代的抗条锈病新种质CH7102进行抗性鉴定和遗传分析,明确其抗性来源及其遗传方式。采用条锈菌流行小种CYR31、CYR32对CH7102及其亲本进行苗期抗性评价;对CH7102分别与感病品种和已知抗性基因载体品系的杂交后代接种CYR32进行成株期抗条锈性遗传分析和等位性测验。CH7102具有与其抗病亲本‘小偃7430’和彭提卡偃麦草相似的侵染型,而所有的小麦亲本均感病,表明CH7102的抗性来自彭提卡偃麦草;CH7102与感病品种‘台长29’和‘绵阳11’杂交、回交,其F2、BC1、F2:3代的抗、感分离比分别符合3:1、1:1和1:2:1的单显性基因分离模式。而CH7102与已知抗性基因载体品系杂交F2代的抗感分离比为15:1。CH7102对条锈病的抗性来自彭提卡偃麦草,其抗性受1对显性核基因控制,而且与已知的抗CYR31、CYR32的抗性基因Yr5、Yr10、Yr15、Yr24/Yr26、Yr41不存在等位关系,属新的抗条锈病基因。     

2个小麦种质材料育种相关性状的初步分析

对引自德国的品种‘16亲10188’、大穗抗病种质‘YB’等2个小麦种质的育种特性进行初步鉴定。利用西南麦区主栽品种和地方品种分别与其杂交组配，并对其F1代及其亲本进行产量、抗病相关性状的调查。‘16亲10188’具有矮秆、多粒、抗条锈病、抗白粉病的特性，在F1组合中，其矮秆表现为部分显性，高穗粒数表现为隐形或部分显性，条锈病抗性表现为显性，白粉病抗性表现为隐性；‘YB’为大穗、寡分蘖、抗条锈病、抗白粉病材料，其长穗表现为部分显性，寡分蘖表现为隐性，穗粒数、粒重性状在F1中表现为杂种优势，抗白粉病表现为隐性。‘16亲10188’的降秆、条锈病抗性在育种中可以进行早代选择，高穗粒数、抗白粉病性状可以在高代系群体中进行选择；‘YB’的F1组合在产量上表现出显著的杂种优势，可作为杂交小麦育种的优良亲本。     

大豆品种资源抗灰斑病7号生理小种优异等位变异的发掘

本文旨在发掘大豆品种资源中抗灰斑病7号生理小种优异等位变异,为培育抗灰斑病品种提供遗传信息和载体材料。以202份大豆品种为试验材料,鉴定材料抗灰斑病7号生理小种的抗病性。利用SSR标记进行全基因组扫描,采用TASSEL 3.0软件的GLM模型和MLM模型对大豆品种的灰斑病抗性与标记进行关联分析。结果表明,2种模型共同检测到12个与灰斑病7号生理小种抗性显著关联的位点,各标记对表型变异的解释率为2.00%~15.47%,共同检测到增效作用的等位变异共有20个,其中增效表型效应值最大的等位变异是Satt549-263(18.88),载体材料为‘合丰29’;其次为Satt372-291(17.92),载体材料为‘合丰34’。发掘到的等位变异信息和载体材料为培育抗灰斑病品种亲本选配和后代等位条带辅助选择提供了依据。     

普通烟草叶柄性状的遗传分析和基因初定位

烟草叶柄位于叶片的基部,是叶片的重要组成部分。在普通烟草种质资源中,普遍存在有无叶柄两种类型。本研究以无叶柄的烤烟品种‘K326’和有叶柄的晒晾烟种质‘枯斑三生’为亲本,杂交获得F_1,进而构建F_2、BC_1F_1和BC_2F_1群体,利用烟草‘430K’SNP芯片对147个BC_2F_1个体进行基因型分析,开展烟草叶柄有无性状的遗传分析和定位。结果表明,普通烟草有叶柄性状受一对显性基因控制。初步将控制烟草叶柄有无的基因TP1定位在烟草第5号连锁群上,与标记M5-83共分离。研究结果为进一步精细定位和克隆烟草叶柄相关基因,揭示烟草叶柄遗传机制和发育机理提供了依据。     

烟草抗TMV基因连锁分子标记的筛选及在抗病资源筛选中的应用

以抗TMV品种Coker176和感TMV品种K326为亲本,经杂交、自交获得F2作图群体.通过SRAP、SSR、N基因特异引物等分子标记分析结合田间TMV抗性鉴定,将TMV抗性基因定位于LG1连锁群上.TMV抗性基因位点位于标记N2和XSRP1x26之间,遗传距离分别是4.3 cM和9.6 cM.利用N2标记对84份烤...     

三个烤烟品种生理指标与黑胫病抗性差异研究

为进一步研究烟草黑胫病对烟叶品质的影响,在相同的田间条件下,以烤烟‘红花大金元’（以下简称‘红大’）、‘K326’和‘云烟85’品种为材料,比较了不同烤烟品种的生理指标、黑胫病发病率和相关化学成分之间的关系。结果表明,‘红大’品种的黑胫病发病率、病情指数最高,‘K326’次之,‘云烟85’最低;‘云烟85’的POD、PPO、CAT抗性酶活性和总酚、类黄酮含量接种时最高,且增加量最大,‘K326’次之,‘红大’最小;PPO、CAT、POD活性和类黄酮、总酚含量呈负相关关系,与蛋白质、可溶性糖含量呈正相关关系。     

烤烟品种NC196抗性分子检测及特征特性分析

NC196于2009年从美国金叶种子公司引进,2012-2013年在全国9个省(市)进行田间小区试验,并进行抗性分子标记检测及人工接种鉴定。结果表明,该品种含有Ph基因、抗黑胫病(0号);无抗烟草普通花叶病(TMV)的N基因、但中抗TMV,抗性来自其他抗原;有感马铃薯Y病毒(PVY)的Va基因、感PVY;中抗青枯病、中感根结线虫病和赤星病。该品种株型塔形,叶片长椭圆形。南方烟区,有效叶数21片,生育期115 d;北方烟区,有效叶数23片,生育期123 d。NC196综合经济性状与对照品种K326、NC89相当,整体外观质量优于对照品种K326,主要化学成分含量与对照品种K326、NC89相近,协调性好。原烟烟叶质量档次中等偏上,整体吸食品质与对照品种K326相当。2014年通过全国烟草品种审定委员会农业评审。     

3个烤烟品种生理指标与黑胫病抗性差异研究

为进一步研究烟草黑胫病对烟叶品质的影响,在相同的田间条件下,以烤烟‘红花大金元’(以下简称‘红大’)、‘K326’和‘云烟85’品种为材料,比较了不同烤烟品种的生理指标、黑胫病发病率和相关化学成分之间的关系。结果表明,‘红大’品种的黑胫病发病率、病情指数最高,‘K326’次之,‘云烟85’最低;‘云烟85’的POD、PPO、CAT抗性酶活性和总酚、类黄酮含量接种时最高,且增加量最大,‘K326’次之,‘红大’最小;PPO、CAT、POD活性和类黄酮、总酚含量呈负相关关系,与蛋白质、可溶性糖含量呈正相关关系。     

烤烟品种‘Oxford207’青枯病抗性的遗传分析与分子标记初选

为了研究烟草青枯病抗性的遗传特性和开发抗性相关分子标记,以抗青枯病的烟草品种‘Oxford207’,感病品种‘红花大金元’为亲本,构建了F1、F2和BC1群体,并采用苗期恒温水培接种法鉴定了群体青枯病的抗性。结果表明,接种后定期调查的F1、F2和BC1F1的死亡率比较接近,均稳定介于抗病亲本和感病亲本之间。F1、F2和BC1F1死亡率曲线下面积比较接近,同样介于抗病与感病亲本之间。表明‘Oxford207’的青枯病抗性不符合典型的显性或隐性基因控制模型,属于加性基因控制。采用简单重复序列(SSR)和分离群体分组分析法初步筛选了抗性相关的分子标记。从800多条SSR引物中,筛选出263个在抗感亲本间有多态性且在F1中呈共显性的引物、3个在抗感池之间有多态性的引物。     

烟草青枯病抗性突变体‘486-K’的鉴定

为探究快速评价烟草青枯病抗性的室内鉴定体系,并为烟草青枯病抗性突变体遗传规律的研究和选育优质抗性品种奠定试验基础。本研究选用EMS诱变烤烟品种‘翠碧一号’获得的烟草青枯病抗性突变体‘486-K’为研究对象,以野生型品种‘翠碧一号’、感病品种‘红花大金元’和抗病品种‘岩烟97’作为3个对照品种。在安徽和福建病圃开展病情调查,室内接种鉴定采用伤根浸泡法接种烟草幼苗,探究5种青枯菌液接种浓度(OD600=0.1,0.2,0.3,0.4,0.5)的烟草幼苗的发病情况,确定最适的青枯菌液接种浓度。结合田间病情调查结果进行相关性分析,明确室内伤根浸泡法在研究烟草青枯病抗性中的可行性。结果表明,田间与室内病情鉴定发现突变体‘486-K’的病情指数均显著低于‘岩烟97’(P<0.05),认为抗性高于抗病品种‘岩烟97’,室内接种鉴定的最适青枯菌液浓度为3.8×10⁸ cfu/m L(OD600=0.3)。安徽和福建病圃的发病率与室内接种鉴定结果相比,均呈显著正相关(P<0.05),相关系数分别为0.915和0.933,说明室内鉴定采用伤根浸泡法能够准确判定材料的抗性水平。研究结果为其他烟草青枯病抗性材料的鉴定提供理论依据。     

抗马铃薯Y病毒的烟草种质资源抗性分析

为了解我国烟草种质资源对马铃薯Y病毒(Potato virus Y,PVY)的抗性状况,为烟草抗病育种的亲本选择提供信息,本研究通过苗期PVY汁液摩擦接种,从500多份烟草种质资源中筛选出假川烟等15份抗PVY资源。与va位点缺失的抗PVY品种NC55杂交F1的PVY抗性鉴定结果表明,假川烟、Havana K-2-24的PVY抗性与NC55的va位点等位。e IF4E-1基因特异分子标记检测表明,假川烟、Havana K-2-24、Yellow speicial和C151的PVY抗性与e IF4E-1基因缺失有关。本研究鉴定的抗PVY烟草种质资源,可为种质资源的育种利用提供参考。     

基于SSR分子标记技术的葡萄种间杂交F1代鉴定

SSR分子标记技术以其多态性高、重复性好和检测方便快捷等优点,被广泛应用于植物F1代真假杂种的鉴定。为了长期有效的开展葡萄杂交育种工作,本研究以葡萄杂交组合‘北冰红’伊‘贵人香’F1代159个单株及‘双红’伊‘贵人香’F1代121个单株为试验材料,利用SSR分子标记技术结合田间形态学性状对葡萄杂交后代的真伪进行鉴定。在12对SSR引物中筛选出同时在亲本间具有特异性位点的引物,对F1代进行扩增检测,结果表明:‘北冰红’伊‘贵人香’及‘双红’伊‘贵人香’2个杂交组合中分别有63和94个单株具有双亲特异性条带,结合田间形态学鉴定,认为其为真杂种,故2个杂交群体的杂种率分别为40.38%和77.69%,该结果可为今后开展葡萄遗传连锁图铺构建及数量性状的QTL定位提供依据。     

新品种绿珍8072和白香占的抗白叶枯病遗传分析及其基因检测

白叶枯病(Xanthomonas oryzae pv.oryzae,Xoo)是水稻最严重的细菌性病害,抗病品种的培育利用是控制该病最经济有效的措施。本研究对新选育的抗白叶枯病品种绿珍8072和白香占抗性基因鉴定及遗传分析,以供生产应用参考。以绿珍8072和感病籼稻品种金刚30杂交,对亲本、F1和F2代接种广东白叶枯病强致病性菌系V型菌GD6027进行表型抗性鉴定,并利用与Xa7紧密连锁的微卫星标记对亲本和F2代个体进行了多态性和连锁分析,确定绿珍8072含有Xa7等位抗性基因并独立遗传;用同样的方法鉴定了白香占的抗性基因及其遗传方式,结果表明,白香占抗白叶枯病基因与xa5基因相关,但其F2代抗感病表现型和基因型分离比,不符合孟德尔隐性单基因遗传抗感(1:3)的分离比定律,存在偏分离现象。