分子标记辅助选择创制抗根肿病油菜恢复系

目前根肿病已成为长江流域油菜主要病害之一，严重影响油菜产业发展。为利用分子标记辅助选择技术快速转育抗根肿病、高配合力亲本，本研究以双抗根肿材料18NS(含PbBa8.1和CRb抗病位点)为供体亲本、波里马恢复系37R为轮回亲本，利用分子标记辅助选择的方法，结合田间表型性状综合选择、室内品质分析、配合力测定以及抗性鉴定结果创制双抗根肿病甘蓝型油菜亲本37RR。通过分子标记辅助选择，在BC3F3世代筛选到8个携带PbBa8.1+CRb纯合抗病位点的株系。根肿病田间抗性鉴定结果表明，8个株系在南充和广元两地均表现为免疫抗性。配合力测定结果表明，8个株系配合力由高到低依次为20S200-2> 20S199-8> 20S200-11> 20S205-3>20S200-8> 20S199-1> 20S199-7> 20S205-1。株系20S200-2于2021年定型并命名为37RR，其杂交种1937R参加西南地区冬油菜品种试验9个试验点中8点增产，平均单产3204.00 kg·hm^-2，在获得根肿病抗性的同时，产量较原始杂交种南油1...     

江西省油菜根肿菌小种鉴定与油菜品种抗性分析

明确江西省油菜根肿病病菌类型及油菜品种对病害的抗性,对指导油菜生产及景区观光业的发展具有重要意义。为了探明油菜根肿病的分布及其病菌的致病性分化,于2011年至2016年持续对江西省油菜根肿病的地理分布进行调查,并对病区油菜根肿病株进行生理小种鉴定。结果表明,江西油菜根肿病主要分布在赣东北局部区域,致病菌为4号和9号生理小种,其中4号小种仅发现在赣东北区域分布。在4号和9号小种的病区分别设置田间病圃进行200余个油菜品种的抗性鉴定,结果表明,测试的全部油菜品种对9号小种表现抗病,而94.74%油菜品种对4号小种表现感病;萝卜籽花和59-013等12个品种对4号小种具中抗以上水平。本研究筛选到生理小种特异性的抗病资源或品种,可为油菜抗根肿病育种提供抗源。     

油菜根肿病病原主要生理小种和品种抗病性鉴定

采用Williams法对采自国内油菜主产区的19个油菜根肿病菌进行生理小种鉴定.结果表明,我国甘蓝型油菜根肿病病原至少存在2号、4号和13号等3个生理小种类型,其中4号小种存在的范围最广泛.湖北省枝江市、当阳市,安徽省黄山市歙县,云南省玉溪等4县(市),四川省绵阳等5县(市)共16个采样点的根肿病病原为4号生理小种;安徽省黄山市休宁县齐云山镇2个采集地点为13号生理小种;仅安徽省黄山市休宁县商山镇的病原为2号生理小种.分别在枝江、黄山根肿病重发病区对52个油菜品种进行抗性研究,结果表明,赣两优三号、蓉油9号、浙双6号、华油杂12号、中油5628、扬油8号、宁油12号、浙油28、中双10号、沣油520等10个油菜品种在枝江对4号生理小种表现抗病;成油杂6号、德68-12、滁杂优3号3个杂交种在黄山对13号生理小种表现出抗病.它们可作为当地根肿病病区主栽品种及育种材料使用.     

根肿菌生理小种鉴定与甘蓝型油菜品种资源的抗性评价

为了鉴定评价油菜根肿病菌致病性的分化与甘蓝型油菜品种资源的抗性,利用Williams鉴别寄主系统鉴定了分离自安徽等6个省病区的16个根肿病菌菌株的生理小种(致病型),并利用温室人工接种技术鉴定评价了12份油菜抗性材料的差异、病圃鉴定了176份油菜品种资源的抗性。结果表明,来自安徽(休宁、黟县、广德)、湖北(沙阳、当阳)、四川(广汉、眉县、邛崃)和贵州金沙的油菜根肿病菌菌株为4号小种,安徽宁国、云南楚雄、湖南桃江、辽宁沈阳和黑龙江阿城的菌株为2号小种,安徽绩溪的菌株为5号小种,湖北黄陂的菌株为7号小种。在温室人工接种条件下,12份抗性资源对2号、4号和5号小种等表现出不同程度的抗性,其中抗性材料CR5对来自安徽休宁、黟县、广德和四川广汉的4号小种、安徽宁国2号小种和安徽绩溪5号小种均表现出完全的免疫抗性。田间病圃鉴定结果表明种都油998和蓉油9号两个品种表现抗病(R),富油杂118等11个品种表现中抗(MR)。     

与位点PbBa8.1紧密连锁分子标记的开发及甘蓝型油菜根肿病抗性育种

为培育抗根肿病的甘蓝型油菜新品系,提高油菜抗根肿病能力,以抗病芜菁ECD04(Brassica rapa,AA,2n=20)为供体,结合回交及分子标记辅助选择,将ECD04中抗根肿菌4号生理小种的位点Pb Ba8.1定向地转育到油菜常规品种华双5号(Brassica napus,AACC,2n=38)的遗传背景中。通过将所获得的抗病新品系在多个田间天然病圃进行测试,发现该位点对安徽黄山、湖北枝江、巴东地区的生理小种均表现为单基因显性抗病,由此培育出了ZHE-226抗病新品系。此外,通过借助二代测序技术及比较基因组学研究,还开发了与抗病基因更加紧密连锁的分子标记A08-300。     

聚合Stv-bi和Wx-mq基因改良武育粳3号条纹叶枯病抗性和食味品质

以日本优质粳稻关东194为条纹叶枯病抗性基因Stv-bⁱ和低直链淀粉含量基因Wx-mq的供体, 采用回交育种的策略, 改良武育粳3号的抗性和食味品质。在连续回交和自交的过程中, 利用与Stv-bⁱ和Wx-mq基因相关的分子标记进行跟踪检测, 并结合条纹叶枯病的田间抗性鉴定以及农艺性状的系统选择, 在BC₃F₄世代中筛选到10个具有Stv-bⁱStv-bⁱWx-mqWx-mq纯合基因型的改良系。性状分析表明, 这些品系保留了受体亲本武育粳3号农艺性状, 条纹叶枯病抗性得到明显改良, 同时,食味、外观品质也大幅提升。综合分析, 最终筛选出K01和K04两个优异品系。     

基于抗病评价解析西南区油菜主要病害抗病育种现状

为明确油菜抗菌核病、根肿病育种和抗病品种利用现状，采用人工接种辅以自然病圃诱发方式，连续7年对西南区（云、贵、川、渝）油菜新品种/育种材料和主栽品种进行抗病性评价。结果表明近7年共获得OM109、华油杂706R、南油1958R、川农油2251和川农油2252共5份高抗根肿病新品种。其中，2023年获得3份高抗根肿病新品种和16份育种材料，抗根肿病育种进展最为显著。油菜菌核病抗病新品种选育尚无明显突破，抗病类型主要以低抗菌核病为主，达到43.69%，中高抗菌核病品种抗性不稳定，连续两年鉴定显示无高抗菌核病品种。主栽品种根肿病、菌核病跟踪监测发现，抗病品种应用少，无兼抗根肿病、菌核病品种。本研究结果直观解析了油菜抗病育种成效，将为油菜抗病育种及抗病品种利用、推广提供理论参考。     

甘蓝型油菜抗草甘膦基因遗传转化及抗性鉴定

为自主研发抗除草剂的甘蓝型油菜,从细菌（Isotericola variabilis）中克隆I.variabilis-EPSPS*基因,使油菜产生草甘膦抗性。通过农杆菌介导法将I.variabilis-EPSPS*转入甘蓝型油菜自交系育127,获得转I.variabilis-EPSPS*基因单株E₁。草甘膦耐受性结果表明,转I.variabilis-EPSPS*基因T₁代在不同浓度草甘膦的培养基中能够正常生长,而非转基因对照生长严重受阻。I.variabilis-EPSPS*成功整合于油菜基因组并可稳定遗传,草甘膦处理后表达量增加,而且在草甘膦浓度改变时仍保持稳定表达。在温室用41%草甘膦异丙胺盐商品制剂（农达）600倍稀释液（1/3田间生产推荐中剂量）处理转I.variabilis-EPSPS*基因E₁的T₁植株,体内莽草酸累计量远低于非转基因对照。通过对角果长、每角果粒数和千粒重等农艺性状考察发现,转基因植株和对照相比无显著性差异。田间喷施农达400倍液（1/2田间生产推荐中剂量）,发现转基因E₁T₁植株正常生长而对照全部死亡。鉴于I.variabilis-EPSPS*基因在转基因油菜中能够稳定遗传并赋予了油菜草甘膦除草剂抗性,认为该抗草甘膦转基因油菜是一份新种质。     

抗病基因对大豆胞囊线虫3号生理小种的选择作用

为了解育成抗病品种抗性稳定性及胞囊线虫生理小种侵染力的变异,于2005～2008年,应用黑龙江省发生的大豆胞囊线虫3号生理小种及已经通过鉴定的抗大豆胞囊线虫3号生理小种的品种,哈尔滨小黑豆、灰皮支等8个品种和感病对照品种Lee68为材料,进行抗病基凶对大豆胞囊线虫3号生理小种选择作用研究.在盆栽条件下,强迫大豆胞囊线虫3号生理小种的群体在抗病品种上繁殖10代,选用5个标准鉴定大豆胞囊线虫生理小种的鉴别品种,重新鉴定经抗病基因选择后的大豆胞囊线虫的生理小种类型.结果表明:原来为3号生理小种的线虫群体,经在抗病品种抗线虫1号、抗线虫2号、抗线虫3号、抗线虫4号、抗线虫5号上连续选择10代之后,变为6号小种;经在厌皮支黑豆上选择之后变为10号小种;经在Peking上选择之后变为14号小种,经在哈尔滨小黑豆上选择之后变为15号小种.上述鉴定结果说明,原大豆胞囊线虫生理种群体,经过在抗病品种上连续强迫繁殖后,形成新的生理小种,并使原扰病品种变为感染品种,认为在生产上采用轮作方式是保持抗线品种抗性稳定性的有效途径.     

利用分子标记辅助选择选育甘蓝型油菜有限花序新品种

为提高品种的抗倒性，以甘蓝型有限花序品系4769为供体亲本，分别与早熟甘蓝型油菜保持系144B和优良恢复系111R、122R、361R、536R杂交，并利用与有限花序基因Bnsdt1和Bnsdt2紧密连锁的分子标记进行甘蓝型油菜有限花序性状的辅助选择育种。结果表明，共筛选到4个与Bnsdt1和Bnsdt2紧密连锁的共显性分子标记（S02、Indel02、BnW09和BnW18），可用于回交转育过程中的分子标记辅助选育，最终培育出具有有限花序性状、抗倒性明显增强的保持系Y144B、不育系Y144A、优良恢复系Y111R、Y122R、Y361R、Y536R；经杂交组配和区域试验选育出一个甘蓝型油菜有限花序新品种青杂有限1号，株高适中，分枝低，抗倒伏性提高。     

Clubroot resistance introgression in interspecific hybrids between Raphanus sativus and Brassica napus

Clubroot is a prevailing soil-borne disease affecting rapeseed production worldwide.However,few clubroot resistant rapeseed accessions were available for breeding.Identification and introgression of new clubroot resistant genes from closely related species by distant hybridization is an effective strategy.In the present study,9 radish(Raphanus sativus L.,2n=18,RR)lines resistant to Plasmodiophora brassicae pathotype 4 were used as donors to transfer clubroot resistance into a susceptible rapeseed(Brassica napus L.,2n=38,AACC)line by distant hybridization combined with embryo rescue.Nine intergeneric crosses were made but only 1(411×93039)produced F1 plants both from embryo rescue and natural seed-setting.Authenticity of triploid F1 hybrids(2n=28,ACR)were verified by flower color,cytological observation and molecular marker analysis,and 2 genuine F1 hybrids were identified.After chromosome doubling,these synthetic allohexaploid plants(2n=56,AACCRR)became partially fertile(pollen viability rate=35%)and were backcrossed with rapeseed parent to generate a BC1 population(2n=47,AACCR).Totally 178 BC1 plants were obtained,of which the majority(96.1%)were resistant to clubroot.These backcrossing progenies could be used for the breeding of new rapeseed varieties resistant to clubroot.     

多年生稻稻瘟病抗性评价

利用长雄野生稻(Oryzalongistaminata)地下茎无性繁殖特性培育多年生稻(Perennial Rice,PR)已经成功并开始示范推广.多年生稻表现出一定的稻瘟病抗性,但其所具有的稻瘟病抗性来源尚不清楚.本研究通过田间病情调查、接种鉴定以及抗性基因检测等3种方法,对育成的多年生稻23(PR23)、云大24(...     

大豆高密度遗传图谱的构建及产量相关性状QTL定位

大豆是重要的粮油作物，而我国大豆主要依靠进口，提高大豆产量对保障国家粮油安全意义重大。为定位大豆产量相关性状，本研究以产量差异显著的东农42和东农50作为杂交亲本，构建了包含168个家系的重组自交系（recombination inbred lines，RILs）群体，对其进行全基因组重测序，构建高密度遗传图谱，并利用R/qtl软件的复合区间作图法（composite interval mapping,CIM）结合两年六点的大豆产量相关性状表型数据，进行QTL定位。结果表明：利用测序获得的660 316个SNP标记构建了一张分布在20个连锁群的包含6227个bin标记的大豆高密度遗传图谱，总图距和平均图距分别为2739.15 cM，0.44 cM。在12个染色体上定位到22个大豆产量相关性状QTL，四粒荚数、单株荚数、单株粒重和百粒重性状定位到的QTL分别为5、4、5和8个。在3号和19号染色体上各有一段基因组区域在两年间重复定位，涉及6个主效QTL，分别为qNFSP-19-1（22.976%）、qNFSP-19-2（11.977%）、qNFSP-19-3（17.203%）、qHSW-3-1（11.346%）、qHSW-3-2（11.346%）和qHSW-3-3（11.175%），加性效应值均为负值。在3、7、11、12和20号染色体上新定位到7个产量相关性状QTL，其中表型贡献率最高的为qHSW-3-3（14.276%），包含具有重复定位区间的qHSW-3-2和qHSW-3-3。与前人定位的结果相比，更多QTL极大地缩短了定位区间，表明本文报道的高密度遗传图谱更准确，可以为大豆产量相关性状的精细定位、候选基因的挖掘及分子标记辅助育种奠定基础。     

5个抗病基因功能标记在234份番茄材料中的检测

番茄是世界上最重要的蔬菜作物之一,病害的发生和蔓延使番茄生产受到严重影响,培育多抗番茄品种是防治病害最为经济和有效的方法。本研究利用功能标记对234份番茄材料进行Cf-9、Mi-1、I-2、Ph-3和Tm-2^a等5个抗病基因的检测,发现其中含Cf-9的番茄材料为136份,含Mi-1的材料为20份,含I-2的材料为124份,含Ph-3的材料38份,含Tm-2^a的材料为24份。234份番茄材料中,不含这5个抗病基因的材料有29份;含1个抗病基因的材料有106份;含2个抗病基因的材料有70份;含3个抗病基因的材料有23份;含4个抗病基因的材料有6份,分别为11CT387-2M、11CHT164-2、11CT150、11CT271、11CT730和11CT774;同时含这5个抗性基因的番茄材料尚未检测到。该研究结果将为进一步开展多个抗病基因的聚合育种提供参考依据。     

芥甘杂交创制新型甘蓝型油菜的表型多样性分析

为拓宽甘蓝型油菜遗传背景,明确油菜新种质表型变异水平,筛选优异基因资源,本研究利用芥菜型油菜与甘蓝型油菜种间杂交创制新型甘蓝型油菜54个品系进行田间表型鉴定,分析其表型多样性水平及其性状间相互关系。结果表明,（1）22个数量性状的变异系数范围为4%~99%,遗传多样性指数1.64~2.04;22个形态特征性状的遗传多样性指数为0~1.86。其中角果长度、单株有效角果数、单株产量、生育期、有效分枝高度、蛋白质含量和含油量等7个性状的多样性水平高于国内外已报道的其他甘蓝型油菜的多样性水平,表明芥甘种间杂交能够创制丰富的遗传变异,拓宽甘蓝型油菜遗传背景。（2）主成分分析将44个表型性状转化为10个综合指标,其中主花序有效角果数、单株有效角果数、每角果粒数、单株产量芥酸、亚油酸、油酸、蛋白质、含油量等与产量和品质相关性状是反映新型甘蓝型油菜表型特征的主要差异指标,表明通过这些产量和品质性状的选择可获得目标品系。（3）受甘蓝型油菜定向选育的影响,本试验参试材料具有偏向甘蓝型油菜的表型特点;聚类分析综合44个表型性状将54个参试油菜品系划分为3个类群,其中29个品系与甘蓝型油菜亲本聚为一类,代表了甘蓝型油菜亲本群;18个品系聚为一类,与甘蓝型油菜亲本类群距离较远,营养生长无优势,产量较低,综合性状较差;7个品系聚为一类,与甘蓝型油菜亲本类群距离较近,表现较强的营养生长优势和丰产特点,综合性状优良,可作进一步选育对象,为西藏高产优质甘蓝型油菜品系的选育奠定种质基础。     

花生AhMYB113异位表达促进烟草花青素积累

为进一步探索MYB转录因子在花生花青素积累过程中的调控机理,以花生常规品种鲁花11（绿色叶片）和紫色叶片花生种质056杂交后代为材料,基于绿色和紫色杂交群体数字基因表达谱克隆了AhMYB113基因,利用生物信息学手段进行保守结构域、系统进化树等分析,通过实时荧光定量PCR技术检测在花生中的表达模式,在转基因烟草中进行功能鉴定。结果表明,花生AhMYB113基因的开放阅读框全长864 bp,编码287个氨基酸残基;编码蛋白的N端包含2个高度保守的MYB结构域,属于R2R3-MYB转录因子;与拟南芥、金鱼草、矮牵牛、苹果、葡萄中调控花青素积累的R2R3-MYB聚成一大类;通过荧光定量PCR分析发现,AhMYB113在花生紫色杂交后代（PH、PS）中的表达水平要显著高于绿色杂交后代（GH、GS）;在烟草NC89中异位表达AhMYB113,能够促进花青素积累,使得转基因烟草叶片转变为紫色,随着叶龄增长叶片紫色逐渐加深,花瓣、雄蕊（花丝、花药）、雌蕊（柱头、花柱）、萼片等组织也分别呈现为紫红色或紫黑色。     

多年生稻白叶枯病抗性评价

利用长雄野生稻地下茎无性繁殖特性培育多年生稻已经成功,并在生产上进行了示范推广。为明确多年生稻品种（系）对白叶枯病的抗性表现,通过田间病情调查、抗性水平鉴定和水稻白叶枯病抗性基因检测3种方法,对多年生稻品种（系）多年生稻23（简称PR23,下同）、云大24（PR24）、云大25（PR25）、云大101（PR101）、云大107（PR107）及其父本长雄野生稻、母本RD23和F₁（RD23/长雄野生稻）的白叶枯病抗性进行评价。结果表明,长雄野生稻高抗白叶枯病;尽管PR23、PR24、PR25、PR107携带白叶枯病抗性基因Xa1、Xa4、Xa23、xa25的等位基因,但在田间自然发病条件下均易感白叶枯病,说明这几个抗性基因对这4个多年生稻品种（系）不起抗病作用;而PR101在田间自然发病条件下表现为抗白叶枯病,并含有白叶枯病抗性等位基因xa25、Xa27,说明这2个基因可能是PR101抗白叶枯病的基因。本研究结果为明确多年生稻对白叶枯病菌的抗病反应,以及抗白叶枯病育种和多年生稻生产布局提供了一定依据。     

江苏近年育成粳稻新品种/系的稻瘟病抗性基因及穗颈瘟抗性分析

【目的】明确水稻品种携带的抗稻瘟病基育种应用价值,是利用抗病基因培育抗病品种控制病害流行的重要前期工作。【方法】利用功能标记分析了14个抗稻瘟病基因在江苏近年育成的195个粳稻新品种/系中的分布情况,并对其中158个品种和17份携带抗稻瘟病基因Pigm的高世代回交株系进行穗颈瘟接种鉴定。【结果】大多数品种携带2~5个抗病基因,但所有品种均不含有Pigm基因;Pib、Pita和Pikh基因在供试品种中的分布频率较高,均在45%以上,其余基因均在30%以内;Pid3、Pid2、Pia、Pb1在新育成品种中的出现频率明显高于审定品种。测试品种对穗颈瘟的抗性主要与3个基因显著相关,贡献率由高至低依次为Pia、Pi3/5/i和Pita;其中,Pia或Pi3/5/i与Pita间的聚合效应均显著高于各基因单独存在时的抗病效应,且以Pia和Pita间的聚合效应最强,携带该基因组合的所有品种对穗颈瘟均表现抗至高抗水平抗性。回交导入Pigm基因的所有17份株系对穗颈瘟的抗性均显著高于各自轮回亲本,且均达到了抗病以上水平。【结论】抗病基因Pigm及基因组合“Pia+Pita”在江苏粳稻抗穗颈瘟育种中具有重要的育种应用价值。