小麦白斑突变体I30的特征特性及遗传分析

类病斑突变体是研究植物程序性死亡和抗病性的理想材料。为了丰富小麦斑点突变体的研究,对叠氮化钠诱变小麦品种陕农33产生的稳定遗传的白斑突变体I30进行了特征特性研究和遗传分析。结果表明,突变体I30从三叶期开始表现白色块斑和长条纹。锥虫蓝染色和DAB染色显示,I30斑点处出现细胞死亡和H_2O_2积累现象。透射电子显微镜观察表明,I30的叶绿体形状发生改变,数目减少,基粒垛叠高度无序,部分甚至降解。农艺性状调查结果表明,I30的株高、单株有效穗数、穗粒数、穗长和结实率与野生型间无显著差异,但千粒重、穗粒重、单株产量、旗叶长度和宽度显著低于野生型。遗传分析表明,I30由1对隐性核基因控制。利用BSA+660K基因芯片技术,将该基因定位于小麦6D染色体上,位于SSR分子标记Xcfd190和6DS-5之间,遗传距离分别为6.4cM和9.1cM。     

来自莫迦小麦(T. macha)的T型恢复基因Rf3和K型不育基因rfv1的SSR标记分析

为了建立非1B/1R类型K型小麦细胞质雄性不育系的分子标记辅助选育技术体系,对基础遗传材料Tm3314来自莫迦小麦1BS染色体的T 型恢复基因Rf3和K型不育基因rfv1进行了分子标记定位.以Tm3314和T型不育系T504A的杂交F2代作为定位群体,利用分离集团分析法(BSA),从1BS染色体上10对SSR引物中筛选出与目的基因连锁的2个SSR标记Xbarc8和Xgwm18.然后结合(T504A/Tm3314)F2群体在T型细胞质下的育性分离情况和F2可育株与K型不育系K119A测交所得的K型细胞质下的育性结果,运用Mapmaker 3.0b软件进行连锁分析,结果表明,Xbarc8和Xgwm18与Rf3基因的遗传距离分别为5.5 cM和8.1 cM,与rfv1基因的遗传距离分别为22.2 cM和19.6 cM,且2个SSR标记位于两个育性基因之间.     

小麦种质WS4-8苗期抗条锈性遗传分析及分子作图

条锈病是小麦生产中的主要病害之一,研究和利用抗病种质是小麦抗条锈病育种的基础.为明确小麦体细胞无性系4-8(WS4-8)的抗条锈病基因及其遗传规律,用条锈菌生理小种CYR33对WS4-8和感病品种铭贤169及其杂交后代群体进行了苗期接种鉴定和抗条锈基因遗传分析.结果表明,WS4-8对CYR33表现抗病,其抗性由1对显性基因控制.利用BSA法对构建的F2代遗传作图群体进行了SSR标记分析,标记Xgpw5281、Xcfd35和Xgwm341与抗性基因具有连锁关系,且都为共显性标记,与抗病基因之间的遗传距离分别为6.8、7.2和21.8 cM.根据作图结果,将WS4-8所携带的对CYR33的抗条锈病基因定位于小麦3DS染色体上.基于该基因的作图位置与分子标记结果,认为该基因可能是一个新的抗条锈病基因,暂命名为YrWS4-8.     

棉花籽指数量性状位点（QTL）的初步定位

为挖掘棉花籽指相关的分子标记，以棉花籽指差异较大的陶小铃和大桃棉为亲本，构建F2群体，对F2群体的籽指进行调查，选取具有极端籽指的植株构建混合群体分离分析（bulked segregant analysis, BSA）混池进行测序。对测序结果进行分析，发现3个与棉花籽指相关的区域，分别位于A07染色体42.6～91.6 Mbp，A13染色体2.2～5.3 Mbp，D10染色体7.1～8.3 Mbp。3个区域的Δ（SNP-index）峰值区段共包含142个候选基因。这些结果为棉花籽指相关基因的精细定位和克隆奠定了基础。     

野生二粒小麦抗条锈病基因 YrH52的RGA分子标记

为开发与野生二粒小麦抗条锈病基因YrH52紧密连锁的分子标记,并为该基因的克隆及应用奠定基础,运用RGA (Resistance gene analog) 分子标记法,以 YrH52定位作图F₂群体形成的F₄抗性和感病基因池（Gene pool）及其亲本（抗病材料H52与感病材料Ldn）进行多态性筛选分析,共获得17个RGA分子标记。使用已有的遗传图并进行MultiPoint分析,构建了由与抗性（H）和感病(L) 两个亲本对应的显性位点组成的两个遗传图,即H遗传图和L遗传图。在H图中, YrH52与10个RGA标记,即 X_uhw3, X_uhw17, X_uhw18, X_uhw23, X_uhw36, X_uhw38, X_uhw46, X_uhw59, X_uhw62 和 X_uhw73 紧密连锁, 其中 X_uhw23 标记为共显性分子标记,连锁距离为1.0 cM。在L图中,发现 X_uhw57, X_uhw68, X_uhw189, X_uhw192及其 X_uhw23与 YrH52 相聚成簇（Cluster）。本研究结果说明RGA分子标记结合集群分离分析法 （Bulked segregant analysis,BSA）是一种快速开发与小麦抗病基因紧密连锁标记的有效方法,对小麦抗条锈病分子育种和抗病基因的克隆具有促进作用。     

利用KASP标记定位小麦群体中的无芒位点Awn-4A.1

芒是小麦穗部重要的光合器官之一,是小麦长期进化和适应环境的产物,对小麦产量和逆境适应具有重要影响。为了探究芒的发育及芒长的遗传机制,本研究利用小麦无芒品种中国春（Chinese Spring,CS）和有芒品系MK147构建的F₂分离群体与F₅代重组自交系（RIL）群体为材料,对无芒位点进行了标记和定位。遗传分析表明,群体中的无芒性状受半显性单基因控制;采用Wheat660K SNP芯片结合集群分离分析法（bulked segregate analysis,BSA）在F₂群体构建的无芒、有芒混池中检测到一个多态性SNP标记的富集区,初步将QTL定位于4A染色体上。在该QTL区间开发了58个KASP标记,并将定位区间缩小至KASP标记SNP-1537与SNP-4195之间,遗传距离为0.81 cM,对应中国春参考基因组（IWGSC.Ref.V1.0）4A染色体上9.23 Mb （100.56～109.79 Mb）的区间,将该位点命名为 Awn-4A.1。     

水稻类病斑突变体wy3的鉴定和基因定位

在粳稻品种武育粳3号栽培群体中获得一个类病斑突变体wy3。该突变体类病斑出现于苗期,分蘖期扩散至整张叶片,属于扩散型类病斑突变体。相比野生型,突变体wy3的株高明显降低,有效分蘖数减少,穗长、每穗粒数、结实率均显著降低。遮光处理表明,突变体wy3类病斑的产生受自然光诱导。台盼蓝染色结果表明,类病斑部位有大量的死亡细胞。突变体wy3的光合色素含量和净光合速率较野生型显著降低,SOD、POD、CAT活性和MDA含量均显著高于野生型。遗传分析表明突变体表型受单隐性核基因控制,采用BSA将该基因初步定位在第2染色体短臂端粒附近。采用F2群体中1099株类病斑单株将基因定位在标记W2-17和W2-18之间28kb的物理距离内。测序结果表明,突变体wy3中的LOC_Os02g02000编码区(CDS)第375位碱基C缺失,导致翻译提前终止,突变体中该候选基因为OsHPL3的一个新等位基因。     

小麦红叶耳基因的SSR标记定位分析

为明确小麦红叶耳基因的染色体位置,以小麦BS210(红叶耳)/O;201(绿叶耳)的DH群体为材料,于2005～2006和2006～2007年度分别将120个DH株系及亲本在北京种植,并对该群体进行叶耳颜色的鉴定.遗传和方差分析表明,红叶耳由一对主效基因控制,同时受环境影响,并存在基因与环境互作效应;根据DH群体叶耳颜色分别构建红叶耳池和绿叶耳池,利用BSA法和SSR引物筛选与红叶耳基因连锁的标记,将红叶耳相关基因定位于38染色体长臂上,QTL分析表明,红叶耳主效QTL位于WMC182和WMC54之间,贡献率为24.1%,与最近标记WMC182的距离为7.1 cM,红叶耳基因来自母本BS210.本研究结果还表明,BSA与QTL方法相结合,有利于提高简单性状基因定位的效率和精确度.     

小麦种质资源BJ399抗条锈病基因的分子标记定位

条锈病是影响小麦产量和品质的一种世界性病害。种质资源BJ399对小麦条锈病具有良好的苗期和成株期抗性,为明确其条锈病抗性基因,利用BJ399和高感条锈病品种铭贤169杂交,获得BJ399/铭贤169的F_1、BC_1和F_2代分离群体,并利用我国当前流行的条锈菌生理小种条中34号(CYR34)进行温室苗期抗条锈性鉴定和遗传分析。结果表明,BJ399对CYR34的抗性由1对显性基因控制,暂命名为 YrBJ399。筛选到3个与目的基因连锁的SSR标记Xwmc296、Xgwm425和Xgwm558,且3个标记位于抗病基因的同一侧,距离目的基因最近的标记为Xwmc296,其遗传距离为9.5 cM,标记Xgwm425和Xgwm558与目的基因 YrBJ399的遗传距离分别为14.3 cM和18.0 cM,并初步将抗病基因定位于小麦染色体2AS上。根据抗病基因来源和染色体定位结果推测, YrBJ399可能是一个抗条锈病新基因。     

小麦旗叶相关性状的QTL定位

旗叶相关性状是影响小麦植株结构、光合能力和产量潜力的重要因素。为发掘控制小麦旗叶性状相关的数量性状位点(QTL),以品冬34和MY11847为亲本构建的含有356个株系的F_7:8重组自交系(recombinant inbred line, RIL)群体为材料,基于本课题组前期利用简化基因组测序(specific-locus amplified fragment sequencing, SLAF-seq)结合传统分群分析法(bulk segregant analysis, BSA)技术构建的高密度遗传连锁图谱,对小麦灌浆期旗叶长、旗叶宽和旗叶面积进行QTL定位。结果表明,共检测到9个旗叶长QTL、7个旗叶宽QTL和8个旗叶面积QTL,可解释1.71%～14.71%的表型变异。其中,旗叶长位点QFLL.nwafu-3D和QFLL.nwafu-2D.1、旗叶宽位点QFLW.nwafu-6B以及旗叶面积位点QFLA.nwafu-3D的表型贡献率均大于10%,为主效QTL,且QFLL.nwafu-3D和QFLA.nwafu-3D共定位于相同遗传区间。     

小麦贵协3号成株期抗条锈病基因的遗传定位

贵协3号对当前的条锈病流行小种表现为近免疫或高抗。为更好地利用贵协3号,拓宽小麦抗性育种资源,以Avocet S（来自澳大利亚的高感条锈病小麦品种）为母本、贵协3号为父本构建的F_2:7代重组自交系（RIL）群体为材料,运用集群分离分析法（BSA）并结合转录组测序（BSR-Seq）和小麦55K SNP芯片技术对抗条锈病QTL进行遗传定位。结果表明,共检测到有7个抗条锈病QTL,分别位于小麦1B（1）、2A（2）、2D（1）、5A（2）和6B（1）染色体上。其中位于2AS染色体上的 Qyr.gaas.2A在三个环境中均被检测到,置信区间为AX-108824773~AX-111675237（0~2.5 cM）,对应的物理区间为15.87~31.89 Mb（16.02 Mb）,可解释17.07%~34.59%的表型变异。为了进一步提高该QTL的定位精度,在2AS染色体目标区段内设计了103对SSR标记引物,并选择2AS染色体上已报道的22个SSR标记,在双亲、抗感池和RIL群体中进行筛选和验证。最终筛选出6个多态性标记（Xcfd36、Xwmc382、hls-2A-04、hls-2A-17、hls-2A-18和hls-2A-103）可将 Qyr.gaas.2A缩小到3.04 Mb的物理区间（15.87~18.91 Mb）内。在该目标区间共预测到13个候选基因,将在下一步的研究中进行分析验证。     

Genetic Analysis and Mapping of TWH Gene in Rice Twisted Hull Mutant

A mutant with twisted hulls was found in a breeding population of rice (Oryza sativa L.). The mutant shows less grain weight and inferior grain quality in addition to twisted hulls. Genetic analysis indicated that the phenotype of mutant was controlled by a single recessive gene (temporarily designated as TWH). To map the TWH gene, an F2 population was generated by crossing the twh mutant to R725, an indica rice variety with normal hulls. For bulked segregant analysis, the bulk of mutant plants was prepared by mixing equal amount of plant tissue from 10 twisted-hull plants and the bulk of normal plants was obtained by pooling equal amount tissue of 10 normal-hull plants. Two hundred and seven pairs of simple sequence repeat (SSR) primers, which are distributed on 12 rice chromosomes, were used for polymorphism analysis of the parents and the two bulks. The TWH locus was initially mapped close to the SSR marker RM526 on chromosome 2. Therefore, further mapping was performed using 50 pairs of SSR primers around the marker RM526. The TWH was delimited between the SSR markers RM14128 and RM208 on the long arm of chromosome 2 at the genetic distances of 1.4 cM and 2.7 cM, respectively. These results provide the foundation for further fine mapping, cloning and functional analysis of the TWH gene.     

水稻光温敏雄性核不育系广占63S不育基因PTGMS2-1的遗传分析与分子定位

 水稻光温敏雄性核不育系广占63S的不育基因来源于光敏核不育系农垦58S,其育性转换表现为温敏型,是迄今两系杂交水稻中应用最广泛的籼型光温敏核不育系之一。对广占63S/旱1587组合的F₂分离群体进行不育基因的遗传分析,结果表明广占63S的不育性受1对隐性不育基因控制。利用SSR和InDel分子标记技术,结合BSA法,以广占63S与旱1587组合的F2分离群体为材料,将不育基因（暂命名为PTGMS2-1）定位于第2染色体标记S2-4与S2-27之间物理距离390 kb的区间内,与两标记间的遗传距离分别为0.5和1.1 cM,与标记S2-24共分离。     

甘蓝型油菜pol CMS育性恢复基因的分子标记

以甘蓝型油菜pol CMS不育系1141A及其恢复系花叶恢为亲本构建F2分离群体，并进一步构建可育和不育分离群体集团。利用RAPD、SSR、AFLP等技术进行标记筛选，获得与Rfp基因连锁的2个分子标记，这2个标记分布于Rfp的两侧，其中，AFLP标记E7P16230与Rfp遗传图距最近，为4.3cM；另一侧的RAPD标记S1-500与Rfp遗传图距为10.8cM。     

基于GBS技术构建四倍体杂交冰草超高密度遗传连锁图谱

冰草是优良的牧草,也是小麦等麦类作物抗逆遗传改良的重要基因库。构建冰草超高密度遗传连锁图谱,有利于冰草的标记辅助育种和遗传分析。本研究利用基因分型测序（GBS）技术,对四倍体杂交冰草F₂分离群体的115个单株及其亲本蒙古冰草和航道冰草进行高通量SNP基因分型,经测序获得了超过584 Gb的数据,SNP鉴定以及完整度和偏分离过滤后,最终得到了5 035个高质量的SNP标记;采用Join Map 4.0作图软件构建四倍体冰草超高密度遗传连锁图谱,该遗传图谱包括14个连锁群,各连锁群的长度范围在68.959～280.309 cM之间,平均长度为153.473 cM,覆盖的基因组总长度为  2 148.621 cM,标记间的平均距离为0.427 cM。该图谱是目前冰草中分子标记数目最多、密度最高的遗传连锁图谱,为进一步开展冰草品质、抗性等重要性状的QTL定位、图位克隆及分子标记辅助育种研究等奠定了基础。     

小麦BNS雄性不育中国春恢复基因的连锁群检测和QTL初步定位

BNS是一个新发现的温敏小麦雄性不育系,有良好的不育性和自身转换性,在杂交小麦利用和不育资源研究中有重要价值。为定位BNS的恢复基因,首先以BNS的高恢复系中国春为材料,创建BNS×中国春F2作图群体,建立自交结实率和花粉可育率两个表型BSA池;然后用中国春缺体-四体系检测恢复相关连锁群;最后用这些连锁群上的SSR分子标记筛选BSA池,用检测的连锁标记筛选F2作图群体,进一步定位恢复基因的QTL位点。结果表明,用BNS与中国春缺四体杂交,根据F1不育性检测到4个相关连锁群,分别是1A、1B、2B和7B;利用4个相关连锁群和4个非相关连锁群共8个染色体上的222对SSR分子标记筛选2对共4个BSA池,结果在3个相关连锁群上检测到8对连锁标记;用这8对连锁标记筛选F2群体210个个体植株,检测到5个QTL位点,位于1A、1B和2B染色体上。这些位点中,1个与自交结实率相关,2个与两个表型均相关,是主效QTL位点,另2个与花粉可育率相关,是微效QTL位点。这些结果为BNS恢复基因分子标记选择和精细定位奠定了基础。     

一个与马铃薯青枯病抗性连锁的SRAP标记筛选

以两个马铃薯二倍体分离群体ED和CE共105个基因型为材料,利用群分法(BulkedSegregantAnalysis,BSA)筛选与马铃薯青枯病抗性基因连锁的分子标记。在8个正向引物和11个反向引物组成的88对SRAP引物组合中,筛选获得了一个与马铃薯青枯病抗性紧密连锁的SRAP标记M32,遗传连锁分析表明,该标记在ED群体和CE群体中与抗性位点之间的遗传距离分别为10.2cM和17.3cM。     

波斯小麦Cypa35-3成株期抗白粉病基因定位

源自苏联的波斯小麦Cypa35-3对陕西关中地区白粉菌优势小种表现为成株期高抗白粉病。为明确Cypa35-3抗白粉病基因所在染色体位置及其抗白粉病基因的遗传规律,利用Cypa35-3与高感白粉病的加拿大二粒小麦Flavescens进行杂交,在成株期自然发病条件下对亲本及其杂交F₁、F₂、F_2∶3群体进行白粉病抗性评价与遗传分析;选用分布于A、B染色体组14对染色体上共计601对SSR标记,利用分离群体分组分析法(BSA)对Cypa35-3的F₂群体进行多态性标记筛选。结果表明,Cypa35-3的成株期白粉病抗性受1对显性基因控制,暂命名为PmCypa35-3。通过群体筛选,获得4对位于1B染色体上的SSR标记,分别为Xbarc81、Xcfd48、Xbarc61、Xbarc302,其中Xbarc81、Xcfd48位于PmCypa35-3两侧,遗传距离分别为25.2 cM、8.6 cM。由此将成株期抗白粉病基因PmCypa35-3初步定位于1B染色体。通过与1B染色体上及波斯小麦中正式命名的抗白粉病基因...