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。     

利用核心种质发挥及评价花生抗黄曲霉资源

黄曲霉菌极大地限制全世界的花生生产和产业发展,且生产上抗性品种较少,我国花生育种和生产中的抗性资源缺乏,迫切需要发掘抗黄曲霉菌种质。本研究以中国花生核心种质561份和ICRISAT微核心种质155份,鉴定了黄曲霉侵染和产毒抗性,发掘出抗黄曲霉侵染和产毒种质各8份,包括具优良农艺性状的抗黄曲霉产毒种质51002-6。鉴定结果表明,ICRISAT花生微核心种质中抗黄曲霉侵染和产毒种质的频率高于中国花生核心种质;普通型花生资源中抗黄曲霉侵染种质的频率较高,龙生型资源中抗黄曲霉产毒种质的频率较高。根据SSR分析,鉴定出与生产上推广应用的优良品种中花5号、中花6号、中花12和远杂9102遗传距离较远的抗黄曲霉产毒种质ICG12625和抗侵染种质ICG4750,拓宽了我国花生品种改良的遗传基础。根据抗病基因产物的NBS类型保守域设计简并引物对抗黄曲霉种质的DNA进行PCR扩增、克隆、测序和分析,获得了1条RGA片段。     

小麦品种周8425B抗叶锈病基因LrZH84的EST标记

本研究利用周8425B与中国春杂交获得的F2和F3群体,采用分离群体分组分析法(BSA),获得了与LrZH84紧密连锁的EST分子标记BF482555,并在F2和F3群体中检测的连锁距离分别为3.8cM和4.5cM,该标记在抗感品种间扩增出了共显性的多态性片段。这些研究结果证明,通过EST建立小麦抗叶锈病基因的分子标记是可行的,同时为周8425B抗叶锈病基因的分子标记辅助育种奠定了基础。     

花生黄曲霉侵染抗性持久性及种皮完整性对产毒的影响

花生种子及制品极易受黄曲霉菌侵染。利用不同的抗病种质为材料,对黄曲霉菌侵染抗性的持久性以及种皮完整性对产毒的影响进行了研究。结果表明,在常温条件下,抗黄曲霉侵染的花生种子至少可以安全贮藏7个月,其与新鲜种子受黄曲霉菌侵染后的发病率和发病指数差异不显著。但是,贮藏9个月的花生种子其抗病能力明显降低。完整种皮对黄曲霉菌产毒能力的影响在抗侵染与感病种质之间存在较大差异。对于抗黄曲霉侵染种质,受黄曲霉菌侵染后,具备完整种皮的种子比破损种皮种子的毒素含量低;对于感病种质,受黄曲霉菌侵染后,具备完整种皮的种子比破损种皮种子的毒素含量高。有关成分分析表明,高含油量、高蛋白质含量和高油酸资源对黄曲霉菌侵染和产毒的抗性较差。相关分析表明,不同花生品种对黄曲霉菌的侵染抗性与油酸含量呈显著负相关,与亚油酸含量呈显著正相关;不同花生品种对黄曲霉菌产毒的抗性与含油量呈显著负相关。通过鉴定和筛选,发掘出2份优质抗病资源G845和G8。     

烟草抗TMV基因连锁分子标记的筛选及在抗病资源筛选中的应用

以抗TMV品种Coker176和感TMV品种K326为亲本,经杂交、自交获得F2作图群体.通过SRAP、SSR、N基因特异引物等分子标记分析结合田间TMV抗性鉴定,将TMV抗性基因定位于LG1连锁群上.TMV抗性基因位点位于标记N2和XSRP1x26之间,遗传距离分别是4.3 cM和9.6 cM.利用N2标记对84份烤...     

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。     

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。     

利用SRAP技术获得与抗甘薯茎线虫病基因相关的分子标记

用高感甘薯茎线虫病的甘薯品种徐薯18和高抗茎线虫病的徐78-1杂交,得到其F1分离群体。根据连续3年的抗病鉴定结果,从中挑选出8个高抗和8个高感茎线虫病的株系,构建抗病池和感病池。分别以抗感池基因组DNA为模板,用225对SRAP引物组合进行PCR扩增,其中77对引物组合在抗、感池间表现出多态性。通过一组小群体的进一步筛选,有4对引物组合被认为与甘薯茎线虫病抗性基因相关。这4对引物组合分别对2个亲本、抗感池和F1分离群体中的65个抗病株系和79个感病株系基因组DNA进行SRAP分析,有2对引物组合（a5b12和a9b11）各获得1个与甘薯茎线虫病抗性基因紧密连锁的分子标记SP1和SP2,它们与抗甘薯茎线虫病基因的遗传距离分别为4．86cM和4．17cM。获得的分子标记对克隆抗病基因和利用分子标记辅助选择提高育种效率具有重要的意义。     

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.     

小麦品系天95HF2抗叶锈基因定位

苗期基因推导表明,小麦品系天95HF2高抗我国目前多数叶锈菌生理小种。为了确定这一品系所携带的抗病基因,以天95HF2和感病小麦品种郑州5389杂交,获得F1和F2代群体,用叶锈菌小种FHTT和PHTS分别对双亲及其杂交后代进行叶锈抗性鉴定并进行分子标记分析。结果表明,用叶锈菌小种FHTT接种F2代群体时呈现1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,Lr1的STS标记WR003和位于5DL的SSR标记wmc443与该抗病基因连锁,遗传距离分别为2.9cM和3.1cM,根据抗性特点和染色体位置推断该基因可能为Lr1。用叶锈菌小种PHTS接种F2代群体时呈现2对基因的抗感分离,分子标记分析结果表明,其中一个基因为Lr1,另一个基因可能为LrZH84。     

Development of a gene-based marker correlated to reduced aflatoxin accumulation in maize

Aflatoxins are carcinogenic and toxic metabolites produced by the fungus Aspergillus flavus during infection of maize (Zea mays L.) and other seed oil crops. Climatic conditions in the southeastern United States favor A. flavus infection and aflatoxin contamination in maize, making it a major issue for farmers in the region. One of the most promising avenues to combat aflatoxin contamination is the development of resistant maize lines. However, this has proven difficult due to a lack of reliable markers for resistance. Previous studies have identified candidate genes that were differentially expressed in response to A. flavus infection. One gene, encoding a chloroplast precursor, was found to contain multiple polymorphisms that were used to design a marker designated Mississippi Marker 1 (MpM1). The marker differentiates between the “resistance” and “susceptible” forms of the allele. This marker was used to screen three populations of F_2:3 mapping families, where it was found to map to chromosome 4 and was associated with a significant effect for resistance to aflatoxin accumulation in the Mp313E × B73 mapping population. Furthermore, the marker MpM1 identified a previously unknown quantitative trait loci for resistance to aflatoxin accumulation on maize chromosome 4. MpM1 is the first gene-based marker developed specifically for resistance to aflatoxin accumulation in maize and can now be integrated into existing marker assisted selection programs aimed at incorporating resistance into elite maize breeding lines.     

大豆对SMV SC-7株系群的抗性遗传与基因定位

科丰1号×南农1138-2的P₁、P₂、F₁和180个重组自交家系接种SC-7株系群的鉴定表明,P₁与F₁全抗,P₂全感,说明抗性为显性;重组自交家系抗、感按1∶1分离,说明抗性由一对基因控制。利用王永军等的遗传连锁图对SC-7株系群的抗性基因进行连锁分析,将抗病基因Rsc-7定位于N8-D1b＋W连锁群上,并与已定位的5个抗性基因中的3个连锁,还有一个与之相连锁的标记LC5T,其排列顺序和遗传距离为Rsa (30.6 cM) Rsc-7 (22.1 cM) Rn3 (10.3 cM) Rn1 (15.8 cM) LC5T。     

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。     

利用RIL群体创造抗黄曲霉兼抗青枯病的高油花生新种质

协同提高抗青枯病花生品种的黄曲霉抗性及含油量是我国花生育种的重要目标之一。利用远杂9102×中花5号杂交后代衍生的重组近交系群体(RIL),通过黄曲霉抗性、青枯病抗性鉴定及含油量测试,表明黄曲霉抗性受2对连锁并具累加作用主基因+加性多基因控制,含油量受2对具抑制作用主基因+加性多基因控制,RIL群体的黄曲霉抗性和含油量变异远远超过双亲的差异,表明它们均具有通过互补产生超亲性状的潜力。获得了抗黄曲霉或抗青枯病的高油后代家系18份,其中抗黄曲霉兼抗青枯病高油新种质1份(J091)。农艺性状和SSR分析结果表明,18份后代材料具丰富的遗传多样性,农艺性状优良,具有重要育种价值。     

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。     

玉米抗丝黑穗病QTL分析

以Mo17（抗）×黄早四（感）的F₂分离群体（191个单株）为作图群体,构建了含有84个SSR位点和48个AFLP位点的遗传连锁图谱,全长1 542.9 cM,平均图距11.7 cM。在吉林省公主岭和黑龙江省哈尔滨2个地点通过人工接种方法对184个相应的F₃家系（缺失7个）进行抗病鉴定。采用复合区间作图法对抗丝黑穗病数量性状位点（QTL）进行定位及遗传效应分析。在吉林公主岭地区检测到5个QTL,分别位于第1、2、3、8、9染色体上,解释的表型方差为10.0%~16.3%。在黑龙江哈尔滨地区也检测到5个QTL,分别位于第1、2、3、4、7染色体上,解释的表型方差为4.6%~13.4%。比较分析发现,两地一致在第2、3染色体上各检测到1个QTL,其中第2染色体上的表现为超显性效应,第3染色体上的表现为加性效应。研究结果为玉米抗丝黑穗病种质改良提供了重要信息。     

一个新的抗玉米矮花叶病基因的发现及初步定位

由SCMV引起的矮花叶病是我国的主要玉米病害之一, 鉴定和发掘新的抗病基因对于玉米抗病遗传育种具有重要意义。以抗病自交系海9-21和感病自交系掖478杂交的一个BC₂F₃群体为试验材料, 通过人工接种矮花叶病毒进行抗病性鉴定, 发现该分离群体中抗病植株与感病植株数符合1∶3的分离比例, 推测其抗病基因是由1对隐性基因控制。抗感池和SSR标记连锁分析表明, 存在一个新的玉米矮花叶病隐性抗病基因(或等位基因), 将该基因命名为scm3。scm3基因来源于抗病玉米自交系海9-21, 位于第3染色体短臂3.04~3.05区域, 在SSR标记umc1965和bnlg420之间, 遗传距离分别为45.7 cM和6.5 cM。连锁的标记还有umc1307、umc2265、bnlg2241和umc2166, 它们与scm3之间的遗传距离分别是8.3、13.3、15.5和19.7 cM, 这些SSR标记与scm3基因在染色体上的排列顺序为umc1965—scm3—bnlg420—umc1307—umc2265—bnlg2241—umc2166。     

对除草剂敏感致死水稻bel基因的RAPD和SCAR分子标记

以8077s与抗感的籼稻品种丰35亲本及杂交后自交所得的F2群体为材料，采用群分法（Bulked Segregant Analysis, BSA），从210个10mer随机引物，找到两个水稻苯达松敏感池和抗感池之间表现多态性的特异引物——S20和S316，分别产生的标记片段为S20-440和S316-590。它们与bel基因的连锁距离分别为12.132 cM和7.97 cM。对RAPD扩增标记的片段进行克隆、测序，根据测序结果合成两对特异性的SCAR引物，包含原有的RAPD序列。SC01引物在敏感单株中扩增出一条423 bp带；SC02引物在敏感单株中扩增出一条606 bp带，它们的SCAR标记与bel基因的连锁距离为10.66 cM和7.04 cM。应用SCAR标记对水稻恢复系进行了辅助选育。