玉米抗丝黑穗病的基因效应

利用2个抗玉米丝黑穗病自交系（齐319和Mo17）与2个感病系（E28和黄早四）,组配4个抗感杂交组合。2004年,对4个组合的亲本、F₁、F₂、BCR（F₁与抗病亲本回交1代）和BCS（F₁与感病亲本回交1代）6个世代群体分别在北京和黑龙江进行丝黑穗病的人工接种鉴定,采用世代平均值分析玉米抗丝黑穗病的遗传特点。研究表明,各杂交组合的抗病性均含有显著的加性效应,其中3个组合有显著的显性效应。不同杂交组合的抗病遗传模式表现不同,用感病亲本E28组配的2个组合（齐319×E28）和（Mo17×E28）的抗病性基本符合加性-显性遗传模型;而用另一个感病亲本黄早四组配的组合（齐319×黄早四）和（Mo17×黄早四）的抗病性存在明显的上位性效应。这说明玉米对丝黑穗病的抗性呈现较复杂的遗传模式。因此,在抗玉米丝黑穗病育种中既要重视对自交系抗病水平的鉴定,也要加强杂种F₁的合理组配及抗病性评估。     

玉米果穗结实习性遗传特点及其SSR标记分析

为了探明玉米果穗结实习性的遗传特点,选用有限结实特点的lx01-3和无限结实特点的wx04-1玉米自交系进行杂交。在30 000株 hm^-2的种植密度下,分析了两亲本自交系及其F₁、F₂、BC₁和BC₂植株的果穗结实特性。结果表明,F₁代植株的果穗均为无限结实类型,无限结实类型为显性;无限结实与有限结实类型的分离比例,在F₂群体中符合15∶1,在BC₁群体中符合3∶1,表明玉米果穗的结实习性可能是由2对存在重叠作用的基因决定的。利用F₂分离群体分组法进行SSR标记分析发现,引物bnlg1601和umc1663扩增的特异产物带与控制结实习性的基因存在密切的连锁关系,进而将控制玉米果穗结实习性的2个基因初步定位于玉米的第３和第8染色体。     

利用高代回交方法定位爆裂玉米膨化倍数QTL

高代回交QTL分析方法可以使QTL检测和育种相结合,有效利用非适应性种质。在河南郑州春、夏播两种环境条件下,种植以普通玉米自交系丹232和爆裂玉米自交系N04为亲本构建的220个BC₂S₁家系群体,利用覆盖玉米10条染色体的188对多态性SSR分子标记,采用单标记分析法对控制膨化倍数QTL进行分析。目的在于印证利用F_2:3家系的QTL分析结果,检测具有世代稳定性的QTL,同时将QTL分析与爆裂玉米育种相结合,直接从中选育爆裂玉米自交系。研究结果表明,膨化倍数在家系间、环境间均存在极显著差异,家系与环境互作不显著。BC₂S₁家系呈连续正态分布,且存在超高亲分离,超高亲家系分别占12.27%和19.09%。共检测出16个QTL,其中2个在两种环境条件下均被检测到,单个QTL的贡献率为3%~9%,累计贡献率为42%和33%,增效基因均来自爆裂N04。BC₂S₁家系的穗粒和植株性状均得到明显改良,各性状优于爆裂亲本N04的家系占10%~100%。两种环境条件下分别有186个和204个家系的穗粒重比爆裂亲本N04高10%以上,其中23个和46个家系的膨化倍数达到或优于N04,可以直接从中选育出优良爆裂玉米自交系。     

小麦突变体D51抗秆锈性遗传分析及其抗性基因SSR标记

D51是优良品系龙6239经辐射诱变和组织培养相结合获得的高产优质抗秆锈突变体材料,对我国优势秆锈病21C3CPH、21C3CKH和21C3CTR小种均表现免疫。利用来自D51/龙6239、D51/中国春的2个F₂群体和来自D51/龙6239的1个F₂群体分别在苗期和成株期进行21C3CPH小种接种,抗病反应型鉴定表明,3个F₂群体中抗感分离比例均为3∶1,说明D51抗秆锈性受一对显性基因控制,全生育期表达,部分D51/龙6239 F₂植株的F₃株系的抗病鉴定进一步验证F₂鉴定的可靠性。利用675对小麦SSR引物和185株D51/龙6239 F₂分离群体对SrD51基因进行标记定位,将SrD51定位在5D染色体的短臂上。其中SSR标记Xgwm190和Xwmc150与SrD51基因的遗传距离分别为18.58和21.33 cM,并分别位于目的基因的两侧。由于已知的秆锈抗性基因仅有Sr30被定位在小麦5DL上,且Sr30不抗34C2MKK和34C2MFK,而突变体D51的原亲本龙6239不抗21C3CPH、21C3CKH和21C3CTR,却对34C2MKK和34C2MFK表现免疫抗性。因而推断此突变体的秆锈抗性基因可能是一个新基因,暂命名为SrD51。     

水稻抗白叶枯病基因Xa23的RFLP标记定位及其STS标记的转化

用水稻抗白叶枯病基因Xa23的近等基因系CBB23与其感病轮回亲本金刚30（JG30）杂交,构建了包含2562个单株的F₂作图群体。用水稻白叶枯病广致病菌系P6进行抗性鉴定表明,F₂植株抗感分离比严格符合3：1。根据日本水稻基因组计划RGP水稻高密度图谱上的RFLP探针对F₂群体中的145个感病单株进行RFLP检测和连锁分析,获得了6个与Xa23紧密连锁的RFLP分子标记。其中RFLP标记C1003A靠着丝粒一侧,与Xa23的遗传图距为0.4cM,为Xa23的图位克隆奠定了重要基础。并将标记C1003A成功地转化为STS标记,为分子标记辅助选择育种（MAS）提供了方便有效的分子标记。     

两个抗小麦白粉病新基因的遗传分析与染色体定位

YU25是从八倍体小偃麦TAI7047与小麦栽培品种川麦107杂交后代中选育出的对白粉病免疫的小麦育种新材料。以感白粉病小麦品种MY11与YU25杂交和回交的后代F₁、F₂、BC₁F₁和BC₂F₁为材料,采用四川省当前流行的小麦白粉病优势生理小种人工接种,对YU25的白粉病抗性进行了遗传分析。结果表明,YU25含有2对表现免疫反应和高抗反应的显性抗病基因,暂命名为PmE(免疫)和PmYU25(高抗)。用294对小麦微卫星引物和221个F₂植株,对这2个基因进行连锁分析,发现小麦微卫星标记Xgwm-297-7B与PmE基因的遗传距离为13.0 cM,而Xgwm-210-2D与PmYU25基因的遗传距离为16.6 cM,因此将PmE和PmYU25分别定位在7BS和2DL上。根据系谱和基因位点分析,推断PmE和PmYU25均为起源于中间偃麦草、不同于已知的抗小麦白粉病基因的2个新基因。小麦育种新材料YU25含有可能来源于小麦-中间偃麦草的染色体多重易位,其细胞学基础和在实际育种中的应用值得进一步研究。     

小麦抗白粉病新基因的AFLP和SSR标记及其染色体定位

M53 (YAV2/TEZ//Ae.squarrosa 249) 是硬粒小麦与粗山羊草的双二倍体合成种,携带一个抗白粉病新基因,暂命名为Pm-M53,该基因对北京地区白粉病优势生理小种15号表现免疫抗性。本研究利用来源于杂交组合M53/宛7107的一个F₂群体,在苗期采用白粉病15号小种（Blumeria graminis f. sp. tritici）接种,抗病反应型鉴定表明,抗感比例符合3∶1,说明其抗性受显性单基因控制;对部分F₂植株的F₃株系的抗病鉴定进一步证明了F₂鉴定的可靠性;利用AFLP和SSR标记技术结合F₂分离群体对目的基因进行了遗传作图,将目的基因定位在5D染色体的长臂上。其中AFLP标记P16M16_-109(Apm109)和P5M16_-161(Apm161)与目的基因的遗传距离分别为1.0和3.0 cM。SSR标记Xwmc289b、Xgwm583和Xgwm292与目的基因的遗传距离分别为20.0、33.0和24.0 cM。这些标记位于目的基因的两侧。利用中国春遗传背景的缺-四体和双端体结合AFLP标记Apm109确证了SSR标记定位的可靠性,进一步证明该基因是一个新的抗白粉病基因。     

两个玉米回交一代群体中opaque2基因单侧连锁累赘的SSR分析

为了在回交一代既能较好地消除靶基因的遗传连锁累赘,又能在进行背景选择的基础上选择到轮回亲本遗传背景回复率较高的单株,本研究构建了单株数分别为1 416和1 627的SCBC₁F₁和HCBC₁F₁两个不同遗传背景的回交群体。结合玉米叶片DNA大量、快速提取法,使用5个与opaque2（o2）基因连锁并已定位的SSR标记,在SCBC₁F₁与HCBC₁F₁群体中,对o2基因单侧的连锁累赘进行SSR分析,并与Ribaut（2002）的计算机模拟结果进行比较,结果表明,本研究获得的结果优于相应的计算机模拟结果。并对分子标记辅助选择体系在玉米回交育种中应用的若干理论问题进行了讨论,认为在实际应用MAS程序中,不仅要重点考虑最终决选的单株数（N_i）,而且还应该考虑到实际有足够后代的中选单株数（N_j）。另外,结合预期要消除连锁累赘的图距,制备足够大的BC₁F₁群体是十分必要的。     

成恢448与Basmati 370回交后代的米粒延伸性遗传和相关分析

对成恢448(CH448)与Basmati 370的BC₂F₅株系及其与5个不育系配制的杂种F₁,CH448和5个保持系的12个米质性状进行了多元偏相关、通径分析、对应分析和遗传分析。结果表明：（1）CH448和保持系等亲本12个米质性状之间的偏相关性不显著。BC₂F₅株系中,仅饭粒长（CRL）和     

小麦品种中梁22抗条锈病基因的遗传分析和分子作图

对中梁22/铭贤169杂交F₂群体苗期抗条锈病鉴定及中国春单体系抗病基因的染色体定位发现, 中梁22携带1个显性(暂命名YrZhong22)和1个隐性抗病基因, 前者位于5B染色体。由中梁22´铭贤169的F₂群体构建抗病、感病池, 用SSR标记结合集群分离分析法(BSA), 建立了与YrZhong22连锁的4个微卫星标记Xwmc289、Xwmc810、Xgdm116和Xbarc232, 并将YrZhong22定位于小麦5BL染色体。YrZhong22与相邻微卫星位点Xwmc810和Xgdm116的遗传距离分别是2.7 cM和4.4 cM。系谱分析及分子标记分析表明, YrZhong22可能是一个来自中间偃麦草的新抗条锈病基因。     

分子标记辅助玉米自交系京24抗南方锈病的改良

近年来,南方锈病对中国玉米生产的危害日益严重。本研究选用齐319为供体亲本,利用分子标记辅助前景选择和背景选择,结合回交转育技术,改良骨干系京24的南方锈病抗性。利用荧光毛细管电泳检测系统,从13对引物中最终筛选出与抗病基因遗传距离较近,扩增稳定、分别位于抗病基因上下游的两对引物Phi118和P2,用于目标性状的前景选择,230个BC1代单株室内分子标记检测结果和海南自然发病情况的比较,验证了前景选择标记的有效性。同时,从100对SSR引物中,筛选出在供受体间具有明显差异的42对引物用于回交群体的背景选择。单色荧光标记引物的多重电泳检测,可显著提高背景选择的效率。     

玉米种质沈137抗病性及其利用潜力分析

在P群玉米种质沈137抗病鉴定结果的基础上,系统评价了沈137高抗弯孢叶斑病、灰斑病,兼抗大斑病、小斑病、南方锈病、穗腐病、茎腐病、丝黑穗病和矮花叶病等9种病害的抗病性及其抗病基因丰富而稳定的遗传特性。沈137是国内骨干自交系中抗病种类最多的自交系之一。充分利用沈137这类多抗资源及深入挖掘其应用潜力将成为应对玉米病害突发所带来生产隐患的重要途径。     

Identification of RAPD and SCAR markers linked to northern leaf blight resistance in waxy corn (Zea mays var. ceratina)

Exserohilum turcicum causes northern corn leaf blight (NCLB), an important disease occurring in maize producing areas throughout the world. Currently, the development of cultivars resistant to E. turcicum seems to be the most efficient method to control NCLB damage. Marker-assisted selection (MAS) enables breeders to improve selection efficiency. The objective of this work was to identify random amplified polymorphic DNA (RAPD) and sequence characterized amplified region (SCAR) markers associated with NCLB resistance. Bulked segregant analysis (BSA) was used to search for RAPD markers linked to NCLB resistance genes, using F₂ segregating population obtained by crossing a susceptible inbred ‘209W’ line with a resistant inbred ‘241W’ line. Two hundred and twenty-two decamer primers were screened to identify four RAPD markers: OPA07₅₂₁, OPA16₄₅₇, OPB09₅₂₀, and OPE20₅₃₆ linked to NCLB resistance phenotype. These markers were converted into dominant SCAR markers: SCA07₄₉₆, SCA16₄₂₀, SCB09₄₆₄, and SCE20₄₂₉, respectively. The RAPD and SCAR markers were developed successfully to identify NCLB resistant genotypes in segregating progenies carrying NCLB resistant traits. Thus, the markers identified in this study should be applicable for MAS for the NCLB resistance in waxy corn breeding programs.     

SSR标记辅助选择改良冈46B直链淀粉含量的研究

本试验以美国光身稻Lemont作优质基因供体,优良籼稻保持系冈46B（G46B）为轮回亲本,利用与Wx基因紧密连锁的标记484/485对G46B/Lemont回交及其自交群体进行目的基因型选择,并对每一回交群体中的目的基因植株进行G46B遗传背景筛选。结果表明,在回交后代的自交群体中,分子标记484/485三种带型的直链淀粉含量表现为G型>H型>L     

水稻抗白叶枯病基因Xa23的PCR分子标记定位及辅助选择

用Xa23的近等基因系CBB23及其感病轮回亲本JG30构建了包含2562个单株的F2作图群体.通过分析571个感病单株,找到2个新的与Xa23基因连锁的SSR标记RM187和RM206,它们与Xa23之间的遗传图距分别为7.1 cM和1.9 cM.通过筛选1200个RAPD引物,获得2个与Xa23基因连锁的RAPD标记RpdH5和RpdS1184,与Xa23之间的遗传图距分别为7.0 cM和7.6 cM     

Marker-assisted selection of common beans for resistance to common bacterial blight: efficacy and economics

The possibility of using random amplified polymorphic DNA (RAPD) markers previously mapped in the common bean PC50/XANI59 population to select for resistance to common bacterial blight (CBB) in different populations was examined. Two out of 02 selected RAPD markers were polymorphic in HR56 and W0633d, the parental lines used in this experiment. Cosegregation analysis of the two polymorphic markers and disease reaction in a recombinant inbred (RI) population derived from HR67/W1744d confirmed that one of the two RAPD markers, BC420₉₀₀, was significantly associated with a major quantitative trait locus‐conditioning resistance to CBB in HR67. This locus accounted for approximately 51) of the phenotypic variation. The RAPD marker was transformed into a sequence characterized amplified region (SCAR) marker and used for selection in a different population derived from ‘Envoy’/HR67. Prediction for resistance to CBB with the BC420_.990 SCAR marker was 94.2% accurate in this population. A comparison between marker‐assisted selection (MAS) and conventional greenhouse screening showed that the cost of MAS is about one‐third less than that of the greenhouse test.     

Identification of markers associated with genes for rust resistance in <Emphasis Type="Italic">Lens culinaris</Emphasis> Medik.

Lentil rust caused by Uromyces vicia-fabae (Pers.) Schroet is one of the most important diseases of lentil in South Asia, North Africa and East Africa. This disease is usually observed during late flowering and early podding stages. Early infection accompanied by favorable environmental conditions can result in complete crop failure and huge economic losses. Therefore, breeding for resistance against this pathogen is one of the major challenges for the breeders in those regions. It is important to identify resistance sources and to determine the location of the genes for resistance in the lentil genome. Since field screening is often difficult due to the unpredictable nature of the disease, selectable molecular markers can be useful tools to assist lentil breeding and complement field screening and selection for resistance. To map the genes for resistance, a recombinant inbred line (RILs) population composed of 220 RILs was developed from a cross between a rust resistant line, ILL-4605, and a susceptible line from Bangladesh, ILL-5888. Phenotyping of the RIL population was carried out during 2006–2007 and 2008–2009 cropping seasons at the Pulse Research Center, Ishurdi, Bangladesh. There was a lack of uniformity of disease pressure in the 2006–2007 cropping year causing inconsistencies between replicates. Nevertheless, we were able to choose clearly resistant and clearly susceptible RILs for selective genotyping using markers previously placed on our lentil genetic map. One of the 62 markers used for selective genotyping proved to be linked to the gene for resistance. The identified sequence related amplified polymorphism (SRAP) marker, F7XEM4a, was estimated to be 7.9 cM from the gene for resistance. The F7XEM4a marker could be used for marker assisted selection for resistance; however, additional markers closer to the resistance gene are needed.     

广谱抗稻瘟病基因d12的遗传分析及分子标记辅助选择应用

本研究利用一个广谱抗稻瘟病基因d12（来源于武育粳2号）,通过分子标记辅助选择改良珍汕97B抗稻瘟病性。首先利用以珍汕97B为背景构建一个包含236个单株的d12近等基因系BC2F2群体,通过遗传分析,将抗稻瘟病基因d12定位于水稻第12染色体的遗传距离为2.7cM的2个SSR标记RM27792-RM28089之间。QTL分析结果表明,在分蘖期Ⅰ（TL58,播种后第58天考察的叶瘟）和分蘖期Ⅱ（TL75,播种后第75天考察的叶瘟）检测到的d12的LOD值和VAR值（遗传方差/表型方差）分别为：31.7、47.1%以及24.1、37.9%,d12的加性效应和显性效应分别为1.2608、-1.0475以及0.7326、-0.7689;当水稻进入抽穗期（HL98,播种后第98天考察的叶瘟）时,检测不到d12。由此可见,d12对稻瘟病抗性随着水稻的分蘖进程可能由强到弱,当进入生殖生长时期对稻瘟病的抗性没有了贡献。这可以表明d12对稻瘟病的抗性受到发育时期的影响。以上结果可能对稻瘟病持久抗性的育种和受发育影响的抗病性的理解有非常重要的意义。     

通过标记辅助回交育种改良优质水稻保持系金山B-1的稻瘟病抗性

金山B-1是本室育成的一个优质水稻雄性不育保持系。为了改良金山B-1的稻瘟病抗性,我们以水稻品系75-1-127为供体,通过标记辅助连续回交将显性广谱抗稻瘟病基因Pi-9导入到金山B-1中。已知Pi-2与Pi-9等位或紧密连锁。根据前人报道的Pi-2的双侧标记和公共数据库提供的水稻基因组序列信息,我们开发了一个在金山B-1和75-1-127之间表现多态的SSR标记SRM22。该标记与Pi-9基因紧密连锁,估计与Pi-9的物理距离为309Kb,换算成遗传距离为0.73cM。在各世代皆利用SRM22对目标基因进行跟踪,并结合形态性状进行背景选择。在BC3F1代,将中选单株与不育系金山A-1进行杂交并检查其后代的育性,以测验这些单株的不育保持性。在BC3F2代,根据抗病标记、不育保持性(根据BC3F1推断)及形态性状,选得5个符合需要的单株,由此得到5个抗病性得到改良的金山B-1近等基因系(BC3F2:3)。抗病鉴定表明,所有育成株系的抗性水平皆显著高于金山B-1,说明抗病基因确实已经导入金山B-1,利用SRM22标记进行选择是可靠的。但值得注意的是,所有育成株系的抗性水平都略低于75-1-127,说明Pi-9的抗病能力会受到遗传背景的影响。     

黑麦重复序列在检测小麦品种中外源染色体的应用

本研究根据RAPD引物OPH20在黑麦中扩增出的特异序列pSc20H.2设计一对PCR引物pSc20ht-23/24,以来源于黑麦的小麦抗叶锈近等基因系材料TcLr45及感病对照Thatcher为亲本进行PCR扩增。并对42个小麦抗叶锈近等基因系及103个小麦品种材料进行检测。引物pSc20ht23/24在TcLr45中扩增出一条约750bp的条带,而在Thatcher中无扩增条带。对该特异片段回收、克隆测序为734bp。42个小麦抗叶锈近等基因系检测在TcLr26中扩增出与TcLr45相同的条带,而在同样来源于黑麦的小麦抗叶锈近等基因系TcLr25中未扩增出该条带;中国春-Imperial黑麦附加系1R-7R中除5R外均扩增出该条带;13个1B/1R易位系小麦品种也扩增出该条带;90个地方小麦品种中有16个扩增出该条带,6个品种经系谱分析具有黑麦遗传背景,表明该标记可用于检测小麦中含有的除黑麦5R染色体之外的外源染色质。