大白菜抗根肿病基因定位及连锁标记挖掘

为了明确抗根肿病大白菜材料G6所含抗病基因,开发连锁标记,以高感根肿病的大白菜高代自交系G4、高抗根肿病的大白菜高代自交系G6、G4和G6杂交得到的F_1及F_1自交构建的F_2分离群体为材料,通过人工接种、表型鉴定和遗传学分析,发现该抗病材料中的根肿病抗性由显性单基因控制。进一步扩大F_2群体数量对根肿病抗性基因的初定位,筛选与其连锁的分子标记,利用JoinMap 4.0软件对多态性标记进行连锁分析,获得了5个与大白菜抗根肿病基因连锁的InDel标记,其中最近的两侧标记为BrID10727和BrID10867,与抗病基因的遗传距离分别为4.6,2.5 cM,抗病基因定位在大白菜染色体A08上。此外,经验证发现基于Crr1基因序列新开发的多态性标记BrID10381不在新定位抗根肿基因初定位区间内,因此,可以推断新定位抗根肿基因位点与Crr1并非同一位点,且标记BrID10381可以用于Crr1基因的分子标记辅助选择。     

基于大白菜近等基因系的抗根肿病QTL QS_B3.1的验证

根肿病是影响大白菜生长发育及其产量的一个重要病害。本研究在前人定位出抗根肿病QTL QS_B3.1的基础上,以相同的抗根肿病芜菁自交系‘Siloga’为供体亲本,大白菜自交系‘91-12A’为受体亲本,通过对回交和自交群体的分子标记前景和背景选择,从BC4F3群体中筛选出遗传背景恢复为‘91-12A’,且只含有QS_B3.1位点的大白菜近等基因系。对BC4F3群体进行根肿病抗性鉴定,抗病植株与感病植株的分离比例为3:1,证明QS_B3.1抗病位点表现为显性单基因遗传。BC4F3群体的QS_B3.1连锁标记分析表明,抗病植株均含有QS_B3.1位点,不含QS_B3.1位点的植株均表现为感病,且QS_B3.1位点缩小在A3染色体的一个2.89 Mb区间内。这一发现为今后芸薹属作物的抗根肿病品种的选育以及该基因的精细定位和克隆提供了有力的依据。     

小麦河农6251苗期抗叶锈病基因的鉴定

为明确河农6251含有的抗叶锈基因并对其进行分子定位,以抗病品种河农6251与感病品种Thatcher的杂种F1、F2、F3群体为材料,对河农6251的苗期抗叶锈基因进行定位。分子标记辅助鉴定结果表明,河农6251中含有抗叶锈基因Lr26和Lr ZH84,可能含有Lr2c和Lr17a;遗传分析表明,河农6251对叶锈菌PBGP的抗性由1对显性抗病基因决定,暂命名为Lr H6;用SSR技术和分离群体分组法(BSA)分析河农6251 F2群体和F3家系,结果位于1B染色体的3个SSR标记wmc419、wms582和barc120与Lr H6连锁,遗传距离分别为21.6,25.8,27.9 c M。河农6251中含有Lr26、Lr ZH84等多个抗叶锈基因,其对PBGP的抗性由一对位于1BL染色体上的显性抗叶锈基因决定。     

与大豆SMV3号株系抗性相关的分子标记的鉴定

对大豆花叶病毒SMV抗性的遗传研究一直是大豆抗病遗传研究的热点之一。本研究以哈91R3-301×黑农41组合构建了遗传群体,其F2分离单株的SSR标记基因型基本符合1:2:1的比例,说明这个群体没有偏分离。根据F3株系的病情指数分布推测SMV3的F2成株抗性似乎由多基因控制。根据SSR分子标记的基因型和F2:3株系对SMV3抗病性表型结果连锁分析,推测Satt296是与大豆花叶病毒(SMV)3号株系抗性主基因连锁的分子标记,应用Joinmap作图软件将该标记定位在D1b连锁群上,这一结果与部分文献报道的研究结果一致。本研究获得的与抗性基因连锁的分子标记在其他的RIL群体中的验证得到了初步证实,推测定位在D1b连锁群上的抗性座位可能是控制SMV3的主基因之一,该标记可望应用于大豆抗SMV3的分子标记辅助选择。     

一个粳稻来源抗稻瘟病基因的鉴定、遗传分析和基因定位

7001S是一个广谱抗稻瘟病的粳稻两用核不育系,对来自全国不同稻区的22株稻瘟病菌系均表现为高度抗性。通过构建7001S/80-4B F2群体的遗传分析和初步定位表明,F2分离单株对稻瘟病菌的抗性呈明显的抗、感双峰分布,抗感分离符合3﹕1的理论比例,说明粳稻7001S对稻瘟病菌的抗性由1对显性核基因或一个显性QTL位点控制,并将该基因初步定位于第11染色体长臂末端。进一步通过扩大遗传群体和分子标记开发,利用基于BSA的隐性群体分析技术,将目的基因精细定位于P21-2415和RM27322之间约310 kb的范围内,并获得了可用于分子标记辅助选择的紧密连锁和共分离分子标记,同时对目标基因所在区域进行基因预测,初步确定了候选基因。为进一步开展该抗稻瘟病基因的克隆、功能验证和抗病机理研究,以及通过分子标记辅助选择技术培育抗稻瘟病水稻新品种等工作奠定了基础。     

大白菜干烧心病抗性QTL定位研究

对大白菜干烧心病抗性不同的材料进行研究,明确其抗性遗传规律,并完成抗性基因的QTL定位分析,为分子标记辅助选择(MAS)育种与抗病机理的研究提供理论依据。采用大白菜干烧心病抗性显著不同的青麻叶类型高代自交系黑227(抗干烧心病)和包头型高代自交系B120(感干烧心病)作为材料,将得到的杂种F1进行小孢子培养得到DH群体,将亲本和F1及DH群体种植于日光温室,根据田间干烧心病发病程度进行分级,进而得出病情指数,并结合已构建的大白菜分子遗传图谱,利用Map QTL 5.0软件对大白菜干烧心病抗性基因进行定位。结果表明,试材所含有的大白菜干烧心病抗性基因符合数量性状遗传的特点,共检测到2个与大白菜干烧心病抗性基因连锁的InDel分子标记Br ID10343和Br ID10349,这2个标记均位于Chr.7,其间的遗传距离为1.031 c M,遗传贡献率均达到40%以上。InDel分子标记Br ID10343和Br ID10349与大白菜干烧心病抗性基因紧密连锁,结果为抗性基因主效QTL的精细定位及MAS抗病育种奠定了良好基础。     

甜瓜白粉病抗性基因的遗传与分子标记

为了建立甜瓜抗白粉病基因的分子标记辅助选择方法,以杂交组合1A151/恒进红瓤酥的6个世代群体 P1,P2,F1,F2,BCr和BCs为材料,利用风媒接种方法和分群法,研究了抗病基因的遗传和分子标记。结果表明,抗源 1A151对白粉病菌的抗性由1对不完全显性抗病基因控制,并寻找到了1个与抗病基因位点连锁的分子标记RAPD- S329,其距离为6.81±1.67个遗传单位。     

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。     

结球甘蓝抗霜霉病基因连锁的SCAR标记开发

结球甘蓝霜霉病是由十字花科寄生霜霉菌引发的严重病害。本研究利用高代自交系‘R103’抗病亲本和‘S101’感病亲本及其F2分离群体,于霜霉病病发高峰期田间自然诱发抗性鉴定,由单基因显性控制。运用AFLP分子标记技术,结合BSA法,对双亲和2对抗、感基因池的筛选和验证,获得2个与结球甘蓝抗霜霉病基因相关的AFLP标记。204 bp BoRAAC/CAC标记转化为SCAR标记,发现在抗病亲本和抗病池中与感病亲本和感病池中条带只存在量上的差异,在抗性选择起中只能起辅助作用;191 bp BoRAAG/CTC标记(EU-635443.1),转化为SCAR标记,仅在抗病亲本和2个抗病池中获得目的条带,经F2群体单株验证后,与抗性位点的遗传距离为5.7cM。利用BoRAAG/CTC113标记对F1和BC1群体与多年苗期霜霉病抗性鉴定的20份结球甘蓝种质资源进行验证和筛选,该标记与品种(系)的霜霉病抗性吻合率达到95%,初步表明该标记可应用于早期结球甘蓝抗霜霉病抗性辅助选择。     

中国小麦LB0288中抗叶锈病基因的鉴定

明确中国小麦LB0288中所含的抗叶锈病基因,找到与其紧密连锁的DNA分子标记。将小麦LB0288和感病小麦品种Thatcher杂交,获得F1、F2代群体,用叶锈菌小FHTT分别对双亲及其杂交后代进行叶锈鉴定并进行标记分析。抗性鉴定结果表明F2代群体时呈现一对显性基因的抗感分离比例,经过亲本和抗感池间标记筛选以及F2代群体的标记检测,位于5DL的SSR标记barc144与抗病基因连锁,遗传距离为5.3 cM,同时Lr1的STS标记与之共分离,根据该基因的抗性特点和染色体位置推断为Lr1。此实验通过抗性鉴定、遗传分析和分子标记等手段确定LB0288中含有小麦抗叶锈病基因Lr1。     

谷子花药颜色基因Siac1的精细定位

为从分子水平上揭示谷子花药颜色性状的遗传基础，以‘E1005’为母本，‘品资39号’为父本构建F2分离群体，利用集团分离分析法(BSA)结合隐性群体分析法(RCA)，对谷子花药颜色基因Siac1进行精细定位。遗传分析表明，F2植株黄色花药与白色花药分离比例符合3:1的孟德尔分离规律，表明白色花药性状由一对隐性核基因控制。利用SSR和SV标记将Siac1初定位于第VI 染色体上标记GSA07025和GSA07037之间约282 kb的区间内。进一步利用根据亲本重测序结果新开发的InDel标记，最终将Siac1精细定位于标记MRI579和MRI583之间约94.7 kb区段内。生物信息学分析表明，该区间共有10个开放阅读框，初步推测Seita.6G227100、Seita.6G227200、Seita.6G227300和Seita.6G227900为花药颜色性状的候选基因。本研究为克隆Siac1基因、解析花药颜色发育机制奠定了一定基础。     

棉属野生种克劳茨基棉(Gossypium klotzschianum)基因组向陆地棉的渐渗

 棉花远缘种质是改良栽培种的丰富资源,野生种遗传变异的有效利用依赖于鉴定并渐渗理想的野生种DNA进入栽培种的能力。为了检测二倍体野生种克劳茨基棉染色质在陆地棉中的渐渗情况,构建了一个来自于（陆地棉×克劳茨基棉）×陆地棉的BC₁ F₂群体,并用320个覆盖棉花基因组的SSR标记来监测外源种质的转入;只有38个标记在BC₁F₂群体中显示了分离,这些标记分布于14条染色体,组成了18个渐渗片段;通过比较发表的棉花遗传图谱,这18条渐渗片段的总长为595 cM;同时两个形态性状（黄色花瓣和开放花蕾）被定位于13号染色体。通过分子和形态鉴定,结果证实克劳茨基棉染色质已被渐渗进陆地棉遗传背景中。利用这种特异的标记将会促进理想的外源基因转入栽培棉。     

大豆种粒斑驳抗性的遗传分析及基因定位

运用SSR标记技术及分离群体组群分析法(BSA法), 对大豆品系3C624×东农8143的F₂、F₃代群体接种SMV1号株系鉴定种粒斑驳抗性, 并进行抗种粒斑驳基因的分子定位。结果表明, 东农8143对SMV1号株系的种粒斑驳抗性受1对显性基因控制。用Mapmaker/Exp 3.0b进行连锁分析, 抗种粒斑驳基因位于大豆染色体组的F连锁群上, 并获得了与抗种粒斑驳基因紧密连锁的5个SSR标记Sat_297、Sat_229、Sat_317、Satt335和Sct_188, 标记与抗病基因间的排列顺序和连锁距离为Sat_297–12.4 cM–Sat_229–3.6 cM–SRSMV1–1.7 cM–Sat_317–2.4 cM– Satt335–13.8 cM–Sct_188。其中近距离标记Sat_229(3.6 cM)、Sat_317(1.7 cM)和Satt335(4.1 cM)可用于标记辅助选择育种和抗源筛选。     

大豆品种豫豆25抗疫霉根腐病基因的鉴定

大豆疫霉根腐病是大豆破坏性病害之一。防治该病的最有效方法是利用抗病品种。迄今,已在大豆基因组的9个座位鉴定了15个抗大豆疫霉根腐病基因,但是只有少数基因如Rps1c、Rps1k抗性在我国是有效的。因此,必需发掘新的抗疫霉根腐病基因,以满足抗病育种的需求。豫豆25具有对大豆疫霉菌的广谱抗性,是目前筛选出的最优异的抗源。以豫豆25为抗病亲本分别与豫豆21和早熟18杂交构建F_2:3家系群体。两个群体的抗性遗传分析表明,豫豆25对疫霉根腐病的抗性由一个显性单基因控制,暂定名为RpsYD25。用SSR标记分析两个群体,RpsYD25均被定位于大豆分子遗传图谱N连锁群上。由于Rps1座位已作图在N连锁群,选择Rps1k基因中的一些SSR设计引物,检测RpsYD25与Rps1座位的遗传关系。结果表明,一个SSR标记Rps1k6与RpsYD25连锁,二者之间的遗传距离为19.4 cM。因此,推测RpsYD25可能是Rps1座位的一个新等位基因,也可能是一个新的抗病基因。     

基于主基因+多基因混合模型的甜高粱茎秆含糖量基因遗传分析

此文以茎秆含糖量（锤度）较低的粒用高粱品系LR625（P1）和茎秆含糖量（锤度）较高的甜高粱品系Rio（P2）及其杂交后代F1、F2群体为研究对象,运用主基因+多基因混合遗传模型对茎秆含糖量的遗传进行了联合分离分析。结果表明：茎秆含糖量性状受2对加性-显性-上位性主基因和加性-显性多基因共同控制。2对主基因的加性效应分别为-4.004和-2.116,显性效应分别为0.084和-0.462,主基因遗传力为83.27%,多基因遗传力为7.38%。这说明锤度性状主要受2对主基因的作用,而且2对主基因均以加性效应为主。这一研究结果为茎杆含糖量性状的基因定位和育种选择提供了理论依据。     

Molecular mapping of two recessive genes controlling resistance to bacterial leaf pustule disease in soybean (Glycine max)

Bacterial leaf pustule (BLP) caused by Xanthomonas axonopodis pv. glycines (Xag) is a serious soybean disease. A BLP resistant genotype ‘TS-3’ was crossed with a BLP susceptible genotype ‘PK472’, and a segregating F₂ mapping population was developed for genetic analysis and mapping. The F₂ population segregation pattern in 15:1 susceptible/resistance ratio against Xag inoculum indicated that the resistance to BLP in ‘TS-3’ was governed by two recessive genes. A total of 12 SSR markers, five SSR markers located on chromosome 2 and seven SSR markers located on chromosome 6 were identified as linked to BLP resistance. One of the resistance loci (r1) was mapped with flanking SSR markers Sat_183 and BARCSOYSSR_02_1613 at a distance of 0.9 and 2.1 cM, respectively. Similarly, SSR markers BARCSOYSSR_06_0024 and BARCSOYSSR_06_0013 flanked the second locus (r2) at distances of 1.5 and 2.1 cM, respectively. The identified two recessive genes imparting resistance to BLP disease and the SSR markers tightly linked to these loci would serve as important genetic and molecular resources to develop BLP resistant genotypes in soybean.     

棉花表型性状基因的SSR标记定位

本文以两个陆地棉多标记基因系T582和T586,以及杂交获得的F_1、F_2及F_3代作为试验材料,利用11对SSR引物对F_2群体的120个单株的DNA样品进行多态性分析,并利用F_2和F_3群体对F_2群体对应单株的13个表型性状进行基因型的判定,结果得到了3个与表型性状基因连锁的SSR标记,分别是红茎基因(R_1)与J178连锁、遗传距离为24.9cM,簇生铃基因(CL_1)与J236连锁,遗传距离为46.0cM,茸毛基因(T_1)与J252连锁,遗传距离为28.5cM,其中R_1、CL_1、J178和J236在同一连锁群上。红茎和植株茸毛是具有抗虫性能的形态性状,用SSR标记这些性状将有助于提高育种家的育种效率。     

Genetic mapping of a PRSV-P resistance gene in “highland papaya” based on inheritance of RAF markers

Papaya ringspot virus type P (PRSV-P) is a significant disease of Carica papaya. A major gene for PRSV-P resistance has been mapped in Vasconcellea cundinamarcensis, a distant relative of C. papaya. This was achieved by genetic mapping of the resistance phenotype and inherited, dominant, polymorphic randomly amplified DNA fingerprint (RAF) markers in F2 progenies of V. parviflora and V. cundinamarcensis. The parents of this cross confer resistance to several major diseases that affect C. papaya including PRSV-P in V. cundinamarcensis. Heredity of DNA markers and PRSV-P resistance was studied in the intrageneric population presented due to intergeneric fertility barriers between Carica and Vasconcellea. Genetic polymorphism between parents, based on RAF markers, was 75% with more than 70% of markers generated showing mendelian segregation for the expected ratios 1:3 or 1:1 (p < 0.05). Preferential inheritance of markers from either parent was not detected in the F2, indicating stable transfer of the genetic material. Discrete V. parviflora and V. cundinamarcensis linkage maps were compiled from 79 and 83 framework markers, delineating to 10 and 11 groups respectively. F1 and F2 progeny were screened for resistance to PRSV-P under controlled conditions. The resistant phenotype segregated 3:1 in the F2 and mapped to V. cundinamarcensis linkage group 7 with adjacent RAF markers within 4 cM. The framework maps of V. parviflora and V. cundinamarcensis presented cover 630.2 and 745.4 cM respectively, accounting for between 47–52 and 49–55 percent of the predicted genome lengths. These maps provide a platform for further genetic study of disease resistance characteristics identified in these species and the development of DNA markers tightly linked to these traits, which could be applied to the breeding of resistant C. papaya cultivars.     

甘蓝型油菜抗寒相关基因的QTL初步定位

低温是影响油菜生产和产量最重要的非生物逆境胁迫因子。为了阐明油菜抗寒性的遗传基础并定位相关的数量性状位点,利用甘蓝型油菜强抗寒GZ恢和弱抗寒10B杂交获得的147个F_2单株为定位群体、以双亲及F2∶3家系为辅助研究材料,利用SSR分子标记结合生理学指标及自然条件下抗寒性调查对抗寒基因QTL进行初步定位。结果表明:630对SSR引物中有160对在双亲间具有多态性,多态率25.40%;160对多态性引物中有102对在F_2群体中有多态性,多态率63.75%,102对多态性引物共检测出多态性位点229个。102个SSR标记构建连锁图,图谱总长974.70 c M,平均距离为5.70 c M。在自然越冬条件下,对F2及F2∶3家系的抗寒性及叶片相对电导率、组织相对含水量、SPAD值、丙二醛(MDA)含量进行测定,分析生理指标与抗寒性的相关性,结果呈显著或极显著相关,表明这些指标可以作为抗寒性评价的参考指标。共定位出5个与抗寒性相关的QTL位点,SPAD值与MDA含量2个指标之间检测到的QTL具有重叠区,这可能是由一因多效或基因紧密连锁引起,可以作为后续分析候选基因的1个热区。为进一步进行甘蓝型油菜抗寒性状相关基因的精细定位及克隆奠定了基础理论。     

粳稻品种吉粳809的稻瘟病抗性基因分析

稻瘟病是水稻生产中危害最为严重的病害之一,种植抗病品种是抵御稻瘟病危害的有效措施。本研究利用吉粳809的2个亲本材料吉粳88与93072配制的回交分离群体进行稻瘟病人工接种,采用抗、感极端分池法定位双亲的稻瘟病抗性基因,结合基因型分析,推断吉粳809的抗性基因组成。结果表明,回交群体对强致病菌GD9-1表现为4个主效抗病基因Pi-2(t)、Pi-7-1(t)、Pi-7-2(t)和Pi-11(t)分离,对弱致病菌GD19-1表现单个主效抗病基因Pi-2(t)分离,其中Pi-2(t)基因同时抗2个菌株。除Pi-2(t)位点抗性等位基因来自吉粳88,其余3个位点的抗性等位基因均来自93072。比较基因组研究表明,Pi-2(t)可能与Pi-b等位,Pi-11(t)可能与Pi-47(t)或Pik等位,而Pi-7-1(t)和Pi-7-2(t)是2个新的抗性位点,分别与RM21260和RM8037连锁,遗传距离为0.11 cM和6.97 cM。利用与上述4个抗病位点紧密连锁的SSR标记和来自3K水稻种质资源重测序开发的55K芯片鉴定抗性位点吉粳809与双亲基因型的异同,推断吉粳809抗性基因组成,发现吉粳809携带轮回亲本吉粳88的Pi-2(t)和来自供体亲本93072的Pi-11(t) 2个基因,合理地解释了吉粳809抗性明显好于吉粳88的原因。对如何通过不同主效抗性基因聚合特别是充分利用原来抗病品种中“丧失”抗性残效基因来改良品种的稻瘟病抗性进行了讨论。