大豆对胞囊线虫(Heterodera glycines Ichinohe) 1号和4号生理小种抗性的遗传分析

大豆胞囊线虫(Heterodera glycines Ichinohe)是我国大豆的全国性主要病害之一。1号和4号生理小种是黄淮地区的优势小种。以Essex×ZDD2315、Peking×ZDD2315、PI88788×ZDD2226、Peking×ZDD2226的P₁、P₂、F₁、BC₁F₂为材料,用主基因＋多基因混合遗传模型分析大豆对胞囊线虫1号和4号生理小种抗性的遗传机制。结果表明,ZDD2315、ZDD2226对1号生理小种的抗性受主效基因控制,未发现多基因效应,且与Peking存在相同的抗病基因;抗性遗传表现组合特异性,Essex×ZDD2315组合为3对加性主基因遗传模型,主基因遗传率72.02%,PI88788×ZDD2226组合为2对显性上位主基因遗传模型,主基因遗传率62.33%。对4号生理小种的抗性为主基因＋多基因混合遗传模型,Essex×ZDD2315、Peking×ZDD2315、PI88788×ZDD2226等3个组合为3对主基因+多基因遗传模型,主基因遗传率分别为67.76%、72.46%和53.25%,多基因遗传率分别为24.48%、21.31%和35.77%;Peking×ZDD2226表现为2对主基因遗传模型,主基因遗传率45.40%。抗性基因表现为隐性,育种上可以在早代选择。培育多抗品种应以抗4号生理小种为主要目标进行基因聚合。     

甜荞茎秆重心高度和抗折力的遗传分析

甜荞茎秆纤细和中空是造成甜荞极易倒伏的重要原因,茎秆重心高度和抗折力是影响甜荞倒伏的重要指标。以抗倒伏品种酉荞2号和易倒伏品种乌克兰大粒荞为亲本来配置正、反交组合。P₁、P₂、F₁、B₁、B₂和F₂群体茎秆重心高度和抗折力的遗传分析表明,茎秆重心高度最佳遗传模型为1对加性-显性主基因+加性-显性-上位性多基因模型和2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性多基因模型,以加性效应为主,主基因遗传率大于多基因遗传率,环境变异大于遗传变异,可见环境对甜荞茎秆重心高度影响极大,可通过栽培措施降低甜荞茎秆重心高度,提高抗倒伏能力。茎秆抗折力最佳遗传模型为2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性-上位性多基因模型和2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性多基因模型,以加性效应为主,2对主基因间存在明显的基因互作效应,主基因遗传率大于多基因遗传率,在F₂世代没有检测到多基因遗传率,主基因遗传率在F₂世代最高,为88.94%,选择率高,可在早期世代进行选择来提高育种效率。     

大豆对胞囊线虫的抗性及分子标记研究

本文首次利用我国特有的抗病品种小粒黑豆与辽宁省的主栽品种辽豆10配制杂交组合,以F2代群体为试验材料,系统地应用分离群体分组分析法(Bulked Segregant Analysis,BSA)寻找与大豆胞囊线虫3号生理小种抗性基因相关的DNA分子标记以及同工酶标记和低分子肽/氨基酸标记,为我国的大豆抗胞囊线虫病育种提供理论指导.主要研究结果如下:1.利用杂交技术构建了大豆胞囊线虫抗性的分子表达平台.本研究配制了辽豆10×小粒黑豆的杂交组合,并利用海南加代快速繁殖,应用毒力最弱的大豆胞囊线虫3号生理小种对F2代群体进行抗性鉴定和移栽,为大豆对胞囊线虫抗性分子标记的筛选提供了均一遗传背景的试验材料.对该组合进行田间抗性鉴定,结果表明符合抗感分离1∶3的比率,表明在辽豆10背景下小粒黑豆对大豆胞囊线虫3号生理小种的抗性是由一对以上的隐性基因控制的.2.应用分离群体分组分析法在辽豆10和抗大豆胞囊线虫的核心抗源中获得了一个与感病性密切相关的RAPD标记S11700.应用143个随机引物,对由小粒黑豆和辽豆10配制的杂交组合的抗感亲本和构建的抗感池进行筛选,有92个引物产生了RAPD扩增产物,25个引物产生了RAPD多态性,其中一个引物产生了与抗大豆胞囊线虫基因密切相关的特异性DNA片段S11700,经多次重复验证,该片段在感病亲本及感病池中被特异性扩增,而在抗病亲本及抗病池中未产生该片段.利用S11700对不同抗性大豆品种进行分子标记鉴定和辅助选择,验证了该特异性片段与大豆胞囊线虫3号生理小种抗性紧密相关,可以用于抗胞囊线虫大豆新品种的分子辅助选择育种.3.利用BSA法对11个黑色种皮的大豆品种和12个黄色种皮的大豆材料的基因组DNA进行RAPD分析,获得一个与大豆黄色种皮相关的特异DNA片段S79500.采用该标记对辽豆10×PI437654杂交后代种皮颜色有分化的群体进行检测,结果表明这个RAPD标记具有较高的重复性和稳定性,可用于辅助选育优良的黄色种皮的大豆新品种.4.获得了一个与大豆胞囊线虫3号生理小种抗性基因相关的SSR分子标记Satt187.应用204对SSR引物对辽豆10×小粒黑豆进行SSR分析,31对引物产生了扩增产物,其中15对具有多态性,从中筛选到一个与大豆胞囊线虫3号生理小种抗性基因相关的分子标记Satt187,其片段大小为172 bp和176 bp,为共显性标记,在F2代分离群体中的分离比为1∶2∶1,呈孟德尔式遗传.应用该标记对辽豆10x小粒黑豆F2代分离群体进行分子标记鉴定和辅助选择,在抗病单株中均检测到标记带Satt187-176 bp的存在,而在感病单株中检测到有Satt187-176 bp和Satt187-172 bp两种标记带或仅有Satt187-172 bp的标记带存在,分析表明该标记具有抗胞囊线虫分子标记辅助选择应用的前景.5.系统地研究了辽豆10×小粒黑豆和辽豆10×PI437654两对组合的亲本及其杂交后代植株体内防卫反应酶系,包括多酚氧化酶(PPO)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)酶活及根内可溶性蛋白含量的动态变化.研究结果表明,抗感亲本、子代在大豆胞囊线虫侵染后各种防御酶系和可溶性蛋白含量均产生相应的变化,表现出酶活及可溶性蛋白的变化与抗病性密切相关,可作为鉴定大豆抗源抗性强弱的一项辅助生化指标,在抗胞囊线虫病抗源筛选辅助选择中起到一定的作用.6.采用电泳技术,系统地研究了大豆胞囊线虫侵染后,抗感亲本及子代中PPO、POD、CAT、SOD等几种同工酶酶谱,获得了一条与大豆胞囊线虫抗性相关的特异性SOD谱带.研究结果表明,线虫侵染后,诱导植株体内PPO、POD、CAT、SOD及可溶性蛋白量的增加,抗病亲本诱导产生的酶蛋白及可溶性蛋白量均多于感病亲本,对于杂交后代,出现不同于亲本的新的同工酶和可溶性蛋白谱带.在两对组合的SOD酶谱中,分别出现一条特异性谱带(Rf=0.365和Rf=0.381),利用两对杂交组合F2代抗感单株进行SOD同工酶电泳分析,证明该带可以作为大豆抗胞囊线虫的一项较为可靠的生化标记.7.探讨了不同抗性大豆品种及杂交后代根系分泌物中低分子肽/氨基酸与抗性的相关性.应用简便快速的聚酰胺薄膜层析检测技术对不同抗性大豆品种及杂交后代根系分泌物中低分子肽/氨基酸与抗胞囊线虫的相关性进行了研究.结果表明,大豆胞囊线虫侵染后,抗感亲本和子代在出苗后不同时期根系分泌物中的低分子肽/氨基酸的种类和数量有所差异,出苗后1～6 d的变化明显,感病亲本及感病子代在D区和E区存在共有的荧光斑点,而抗病亲本及抗病子代则无,可将该项检测技术作为一种辅助手段,用于大豆对胞囊线虫3号生理小种的抗性鉴定.     

玉米叶绿素含量基因效应分析

为了研究控制玉米叶绿素含量的遗传规律,以叶绿素含量存在显著差异的2个普通玉米自交系组配的P₁、P₂、F₁、BC₁、BC₂、F₂ 6个世代为试验材料,运用主基因+多基因遗传模型分析方法,探明玉米叶绿素含量的遗传模型,并进行遗传参数估计。结果表明,F₁叶绿素含量杂种优势表现为正向离中亲优势,无超亲优势;玉米叶绿素含量的遗传受2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性多基因共同控制,以主基因遗传为主,非加性效应大于加性效应;2对主基因与多基因的加性效应均为减效,显性效应均为增效,上位性效应累计为正向;BC₁、BC₂、F₂叶绿素含量主基因的遗传率分别为74.58%、78.62%、20.84%,多基因的遗传率分别2.84%、7.69%、68.11%。     

玉米粒长性状主基因+多基因遗传分析

玉米粒长是培育优良玉米品种的重要选择性状。选取粒长性状表现差异显著的玉米自交系铁7922和E28,及其组建的6个世代群体P₁、F₁、P₂、B₁、B₂和F₂为材料,运用主-多基因混合模型遗传分析方法进行分析,研究玉米粒长的遗传规律。结果表明：粒长性状在F₁表现为超亲优势,符合两对加性-显性-上位性主基因+加性-显性-上位性多基因遗传的E-1-0模型,主基因遗传率为41.22%~80.58%,多基因遗传率为17.68%~24.95%,环境因素决定粒长表型变异的19.42%~41.10%,控制玉米粒长性状的主基因效应高于多基因效应,并且主基因的加性累积效应明显,该性状在育种中可以通过世代累积进行选择。     

大豆对胞囊线虫(Heterodera glycines Ichinohe) 1号和4号生理小种抗性的遗传分析

大豆胞囊线虫(Heterodera glycines Ichinohe)是我国大豆的全国性主要病害之一。1号和4号生理小种是黄淮地区的优势小种。以Essex×ZDD2315、Peking×ZDD2315、PI88788×ZDD2226、Peking×ZDD2226的P₁、P₂、F₁、BC₁F₂为材料，用主基因＋多基因混合遗传模型分析大豆对胞囊线虫1号和4号生理小种抗性的遗传机制。结果表明，ZDD2315、ZDD2226对1号生理小种的抗性受主效基因控制，未发现多基因效应，且与Peking存在相同的抗病基因；抗性遗传表现组合特异性，Essex×ZDD2315组合为3对加性主基因遗传模型，主基因遗传率72.02%，PI88788×ZDD2226组合为2对显性上位主基因遗传模型，主基因遗传率62.33%。对4号生理小种的抗性为主基因＋多基因混合遗传模型，Essex×ZDD2315、Peking×ZDD2315、PI88788×ZDD2226等3个组合为3对主基因+多基因遗传模型，主基因遗传率分别为67.76%、72.46%和53.25%，多基因遗传率分别为24.48%、21.31%和35.77%；Peking×ZDD2226表现为2对主基因遗传模型，主基因遗传率45.40%。抗性基因表现为隐性，育种上可以在早代选择。培育多抗品种应以抗4号生理小种为主要目标进行基因聚合。     

抗大豆胞囊线虫4号生理小种新品系的选育

采用兼抗大豆胞囊线虫１，３，４，５号生理小种的兴县灰布支黑豆，五寨赤不流黑豆和应县小黑豆等抗源与生产上广泛应用的优良品种杂效，经多年选择培育，获得１４个抗大豆胞囊线虫４号小种的黄粒新品系，历年鉴定，抗性稳定，根系胞囊平均在１０个以下，其中１０个品系根系胞囊在３以下，属高抗材料，并且表现直立不倒，百粒重比抗源亲本提高５０％以上，产量大大提高，折合产１２５－１５０ｋｇ，均超过抗源亲本的１０－１５％，接     

基于混合模型分析烟叶含梗率的遗传特性

烟叶含梗率是卷烟工业采购烟叶的重要评价指标。研究以低含梗率品种NC 82和高含梗率品种韭菜坪2号为亲本,构建P₁、P₂、F₁、F₂、BC₁和BC₂六世代遗传分析群体,采用“主基因+多基因”混合遗传模型对烟叶含梗率性状进行遗传特点分析。结果表明,烟叶含梗率是细胞核基因控制的数量性状,受2对加性-显性主基因+加性-显性多基因相等(MX 2-ADI-ADI)控制,主基因遗传率56.847 7%;控制含梗率性状的2对主基因的加性效应和显性效应均为正值,且2对主基因加性效应相等(d_a=d_b>0),并以加性效应为主,表现出部分显性(0a/d_a<1,0b/d_b<1),高含梗率对低含梗率呈部分显性(h_a>0、h_b>0);BC₁群...     

普通丝瓜果皮颜色性状的遗传研究

对普通丝瓜的果皮颜色性状进行遗传分析,旨在为果皮颜色控制基因的挖掘及外观品质改良提供理论依据。以绿果皮丝瓜材料YX014和白果皮高代自交系丝瓜材料LJ-01为亲本,配制成P₁、P₂、F₁、F₂、B₁、B₂等6个世代,通过目测的方法对6个世代单株的丝瓜果皮色性状观察和分级处理,应用植物数量性状主基因+多基因混合遗传模型对丝瓜果皮色性状进行遗传规律分析。结果表明,普通丝瓜果皮颜色的最佳遗传模型为B-1,即符合2对主基因控制并表现为加性-显性-上位性遗传模型。B₁、B₂和F₂分离世代的主基因遗传率较高,分别为96.4%、99.1%和99.4%。此外,2对主基因的加性效应分别为-2.50和0.00,显性效应分别为0.50和0.48,说明第一对主基因在加性效应中占主导地位,且为负向效应,2对主基因的显性效应近似相等。控制普通丝瓜果皮色的主效基因的遗传力较高,普通丝瓜果皮色遗传改良可以在早期分离世代时进行。     

大豆抗胞囊线虫病S11700特异性抗性基因标记

大豆胞囊线虫病是世界大豆产区危害最重的病害之一.本文以高抗大豆胞囊线虫3号生理小种的黑豆品种小粒黑豆为父本,以高感大豆胞囊线虫3号生理小种的品种辽豆10号为母本配制杂交组合.利用分离群体分组分析法(BSA)对辽豆10号×小粒黑豆杂交组合的F2代大豆材料基因组DNA进行了RAPD分析,供试的143个随机引物有92个产生了RAPD扩增产物,其中产生RAPD多态性的随机引物有25个.筛选到一个与抗大豆胞囊线虫基因相关的特异性DNA片段S 11700,此RAPD标记具有较高的重复性和稳定性,可用于优良的抗大豆胞囊线虫新品种的辅助选育.     

Genetics of Cyst Nematode Resistance in Soybean PIs 467312 and 507354

Soybean Cyst nematode (SCN) Heterodera glycines Ichinohe is the most serious pest of soybean [Glycine max (L.) Merr.] in the world and genetic resistance in soybean cultivars have been the most effective means of control. Nematode populations, however, are variable and have adapted to reproduce on resistant cultivars over time due mainly to the narrow genetic base of SCN resistance in G. max. The majority of the resistant cultivars trace to two soybean accessions. It is hoped that new sources of resistance might provide durable resistance. Soybean plant introductions PI 467312 and PI 507354, are unique because they provide resistance to several nematode populations, i.e. SCN HG types 0, 2.7, and 1.3.6.7 (corresponding to races 3, 5, and 14) and HG types 2.5.7, 0, and 2.7 (corresponding to races 1, 3, and 5), respectively. The genetic basis of SCN resistance in these PIs is not yet known. We have investigated the inheritance of resistance to SCN HG types 0, 2.7, and 1.3.6.7 (races 3, 5, and14) in PI467312 and the SCN resistance to SCN HG types 2.5.7 and 2.7 (races 1 and 5) in PI 507354. PI 467312 was crossed to ‘Marcus’, a susceptible cultivar to generate F₁ hybrids, 196 random F₂ individuals, and 196 F_2:3 families (designated as Pop 467). PI 507354 and the cultivar Hutcheson, susceptible to all known SCN races, were crossed to generate F₁ hybrids, 225 random F₂ individuals and 225 F_2:3 families (designated as Pop 507). The F_2:3 families from each cross were evaluated for responses to the specific SCN HG types in the greenhouse. Chi-square (χ²) analyses showed resistance from PI 467312 to HG types 2.7, and 1.3.6.7 (races 5 and 14) in Pop 467 were conditioned by one dominant and two recessive genes (Rhg rhg rhg) and resistance to HG type 0 (race 3) was controlled by three recessive genes (rhg rhg rhg). The 225 F_2:3 progenies in Pop 507 showed a segregation of 2:223 (R:S) for response to both HG types 2.5.7 and 2.7 (corresponding to races 1 and 5). The Chi-square analysis showed SCN resistance from PI 507354 fit a one dominant and 3 recessive gene model (Rhg rhg rhg rhg). This information will be useful to soybean breeders who use these sources to develop SCN resistant cultivars. The complex inheritance patterns determined for the two PIs are similar to the three and four gene models for other SCN resistance sources known to date.     

大豆品种郑97196抗疫霉病基因RpsZheng精细定位

大豆疫霉病是由大豆疫霉引起的一种重要大豆病害,可造成严重的经济损失。种植含有抗疫霉病基因的大豆品种是控制该病害最有效的途径。前人在大豆品种郑97196的3号染色体上鉴定了一个抗疫霉病基因RpsZheng。本研究的目的是验证幵精细定位抗疫霉病基因RpsZheng。以Williams和郑97196杂交衍生的188个F_(2:3)家系为作图群体,用大豆3号染色体上的SSR标记构建RpsZheng遗传连锁图,获得与RpsZheng紧密连锁的侧翼SSR标记SattWM82_39 (2.5 cM)和BARCSOYSSR_03_0269 (1.0 cM)。基于亲本间全基因组重测序数据鉴定和开发多态性InDel标记,进一步将RpsZheng候选区域缩小至105.2 kb,通过检测RpsZheng候选区域内的共分离标记特异性,获得了能够有效检测RpsZheng的分子标记WZInDel11。本研究明确了RpsZheng的候选基因组区间,鉴定出了能够有效用于基因功能研究和辅助选择育种的共分离分子标记。     

冬瓜果肉叶绿素含量遗传分析

对冬瓜果肉叶绿素含量遗传规律进行分析，以期为冬瓜果肉颜色控制基因的挖掘和果肉颜色的改良育种奠定基础。以冬瓜果肉白色纯化自交系(LT-1)为P₁，果肉绿色纯化自交系(LT-2)为P₂，构建四代遗传群体(P₁、P₂、F₁、F₂)，利用主基因+多基因混合模型的遗传分析方法，通过分析主基因和多基因对冬瓜果肉种的叶绿素含量影响，探究冬瓜果肉叶绿素含量的遗传规律。结果表明，冬瓜果肉中叶绿素含量是由2对加性—显性—上位性主基因+加性显性多基因遗传模型调控，F₂分离群体中的主效基因遗传率为82.0696%，第一对主基因的加性效应d_a为-1.477，显性效应h_a为-1.465，且显性度h_a/d_a接近1，第二对主基因的加性效应d_b和显性效应h_b分别为-0.835、-0.715，显性度h_a/d_a...     

中植棉2号抗黄萎病的主基因+多基因遗传特性分析

以感病品种861为父本、抗病品种中植棉2号为母本配制杂交组合,构建6个世代群体(P_1、P_2、F_1、B_1、B_2和F_2),并在田间病圃进行抗病性鉴定,利用主基因￣多基因混合遗传模型的多世代联合分析法研究陆地棉抗黄萎病遗传特性。结果表明,中植棉2号抗性遗传符合E-1遗传模型,即2对加性￣显性￣上位性主基因+加性￣显性多基因遗传模型。2对主基因遗传以显性效应为主,且第2对主基因的显性效应比第1对主基因的显性效应大,多基因遗传以加性效应为主。B_1、B_2和F_2的主基因遗传率分别为68.24%、30.71%和82.09%,多基因遗传率分别为0、24.96%和0,环境方差占总表型方差的17.01%~44.33%。     

一个大豆孢囊线虫抗性相关基因RGA的克隆

大豆是主要的油料作物,起源于中国,在我国种质资源十分丰富。大豆孢囊线虫(SCN)(HeteroderoglycinesIchinohe)是一种土传的定居性内寄生线虫,不易防治,常引起大豆黄萎病等病害,是大豆生产上危害最大的病害之一。大豆孢囊线虫病生理小种多达十几种,在我国,大豆孢囊线虫病病原主要为3、4号生理小种。大豆抗孢囊线虫的研究一直是世界上大豆抗病育种研究的热点之一。在本课题的前期研究中,根据已克隆的植物抗孢囊线虫病基因的保守序列设计引物,对经常规鉴定为抗(感)孢囊线虫3号生理小种的15个大豆品种基因组DNA进行PCR扩增,在大豆抗病品种中获得一条大豆抗孢囊线虫的特异条带。本研究在此基础上利用该对引物,对高抗孢囊线虫3号小种的北京小黑豆基因组DNA进行扩增,并克隆了特异扩增片段,命名为RSCN3,经测序及BLAST分析,发现其DNA序列与GenBank、EMBL、DDBJ、PDB中的大豆似受体激酶RHG4、水稻TMK(leucinerichprotein,receptor-likekinase)基因等均有80%以上的同源性。根据该DNA序列推测其氨基酸序列,在其序列中共找到21个亮氨酸,将该序列与蛋白质序列同源性进行比较,结果发现与植物中的受体激酶、富含亮氨酸重复的蛋白激酶有较高的同源性。因此推测RSCN3克隆片断为一个与受体激酶有类似作用的抗病相关基因的RGA,并将该序列登录到GenBank中,登录号为:AY580161。