水稻单片段代换系群体的构建

为构建研究水稻数量性状遗传机制的材料平台,同时对优良水稻品种华粳籼74进行进一步遗传改良,以华粳籼74为受体,以来源广泛的11个水稻品种为供体,通过高代回交和SSR标记辅助选择相结合的方法,构建了水稻的一个单片段代换系群体。该群体由59个单片段代换系组成,每个单片段代换系只含有来自一个供体的一个染色体代换片段,而遗传背景与华粳籼74相同。这些单片段代换系的代换片段分布在除12号染色体之外的其他11条染色体上,59个代换片段的长度在0.4~58.5cM,大多数代换片段的长度为0.4~30cM。     

玉米自交系许178背景的综3染色体单片段代换系的构建

以优良自交系综3为供体亲本、许178为受体亲本,通过杂交、回交、自交,结合SSR分子标记辅助选择的方法,构建了一套许178遗传背景的综3染色体单片段代换系(Single segment substitution lines,SSSLs).该群体包含100个含有不同染色体片段的SSSLs,分布在玉米的10条染色体上,片段长度为2.25～186.03 cM,平均长度为53.15 cM,导入染色体片段总长为5 314.80 cM,覆盖率为47.85％.     

玉米尾孢灰斑病抗性QTL分析

选用玉米尾孢灰斑病抗病自交系R225与感病的自交系掖478组配F2群体共345个单株,选用多态性好的127个SSR标记构建了分子遗传连锁图谱,覆盖整个玉米基因组1738cM,平均图距为13.6cM。2013、2014连续两年采用田间自然诱发进行多年多点表型鉴定,利用QTL IciMapping分子标记作图软件分析2个环境的表型数据QTL,有5个QTL在2个环境都能检测到,分别位于2号、5号、8号和9号染色体上,单个QTL表型遗传变异介于4.78%～37.77%之间,除9号染色体抗病QTL来源于感病亲本掖478外,其余QTL均来自抗病亲本R225,其中以2号染色体效应最高。研究结果为玉米尾孢菌灰斑病抗性基因发掘提供了科学依据。     

利用染色体片段置换系定位水稻粒型QTL

水稻粒型是衡量稻米外观品质的重要指标之一,鉴定和定位水稻粒型QTL对开展水稻粒型分子育种具有重要意义.本研究以8个染色体片段置换系为材料,选用分布水稻12条染色体上的153个SSR标记检测染色体片段置换系的置换片段,采用代换作图法对控制水稻粒型的3个主效QTL进行定位.结果表明:153个SSR标记中有104个标记在亲本间具有多态性,多态率为68.0%;8个染色体片段置换系在第3和第5染色体分别有6个和2个置换片段,置换片段长度分别为14.8 cM、16.6 cM、 15.5 cM、18.9 cM、29.1 cM、35.0 cM、17.9 cM 和17.0 cM,平均长度为20.6 cM;8个置换片段上共鉴定出3个粒型QTL,控制粒长的qGL-3-1 和qGL-3-2分别被界定在水稻第3染色体RM5551与RM6832及RM6832与RM3513之间,遗传距离分别为14.8 cM和5.3 cM的范围内,控制粒宽的qGW-5被界定在水稻第5染色体RM267与RM169之间遗传距离约11.7 cM的范围内.利用染色体片段置换系能准确地定位水稻粒型QTL,qGL-3-1、qGL-3-2和qGW-5的鉴定和初步定位为其进一步精细定位及分子标记辅助选择奠定了基础.     

粳稻为背景的普通野生稻单片段代换系群体的初步构建

以粳稻日本晴（O. sativa L. subsp. Japonica cv. Nipponbare）为受体和轮回亲本,以广西普通野生稻核心种质DP15为供体,通过连续回交和SSR标记辅助选择的方法构建普通野生稻单片段代换系群体（Single segment substitution lines, SSSLs）。用覆盖水稻全基因组的563对SSR引物检测供体（DP15）和受体（日本晴）的多态性,从中挑选212对分布在水稻12条染色体上的多态性引物跟踪供体基因型。结果表明,在BC3F1代获得79个代换片段,这些片段基本上能相互重叠并覆盖水稻12条染色体,其中第1、第2条染色体含有的代换片段数最多,均为9个,第9、第10和第12条染色体含有的代换片段数最少且均为5个。79个代换片段长度为12．65—113．55cM,平均长度为54．3cM,总覆盖长度为4285．28cM,是水稻整个染色体组长度的2倍多,覆盖野生稻全基因组达98．89％。随机选取其中的6个代换株系用96个多态性引物检测其遗传背景,发现供体DNA残留率为7．3％－15．6％。今后将继续通过回交和标记辅助选择,以获得一整套覆盖普通野生稻全基因组的SSSLN,这将有助于研究稻种的起源、演变和分化以及普通野生稻的功能基因组。     

利用染色体片段置换系定位水稻抗纹枯病QTLs

为检测水稻纹枯病抗性基因位点,采用牙签接种法对籼稻9311和粳稻日本晴以及由它们构建的119个染色体单片段置换系进行纹枯病抗性鉴定,并使用该群体的分子连锁图谱进行数量性状座位（QTL）分析。共检测到3个纹枯病相关 QTL（qsb8-1, qsb8-2和 qsb8-3）,分别位于第8染色体相邻标记 RM3262、RM5485和 RM3496附近,所在遗传区间分别为81.7cM-91.7cM、91.7cM-108.1cM和108.1cM-119.6cM。其中 qsb8-2的加性效应为负值,表明感病亲本携带的该片段可以增强纹枯病抗性;qsb8-1和qsb8-3的加性效应为正值,表明感病亲本携带的该片段减弱了纹枯病抗性。     

利用染色体片段置换系定位水稻抗纹枯病QTLs(英文)

为检测水稻纹枯病抗性基因位点,采用牙签接种法对籼稻9311和粳稻日本晴以及由它们构建的119个染色体单片段置换系进行纹枯病抗性鉴定,并使用该群体的分子连锁图谱进行数量性状座位(QTL)分析。共检测到3个纹枯病相关QTL(qsb8-1,qsb8-2和qsb8-3),分别位于第8染色体相邻标记RM3262、RM5485和RM3496附近,所在遗传区间分别为81.7cM~91.7cM、91.7cM~108.1cM和108.1cM~119.6cM。其中qsb8-2的加性效应为负值,表明感病亲本携带的该片段可以增强纹枯病抗性;qsb8-1和qsb8-3的加性效应为正值,表明感病亲本携带的该片段减弱了纹枯病抗性。     

玉米灰斑病抗病QTL鉴定和效应分析

利用优良抗病自交系K 22为供体亲本,感病自交系B 73为轮回亲本,构建了含有90个家系的BC_2F_4群体,用于玉米灰斑病抗性遗传分析。2016年和2017年对群体灰斑病抗性进行了鉴定,结合KASP分子标记构建遗传连锁图谱,对抗病QTL进行检测。结果表明,在2个环境中共鉴定了3个抗病位点QTL,分别位于第1(bin1.09),2(bin2.04)和7(bin7.04)染色体上,其中位于第2染色体上的QTL有较大的效应值,其加性效应为0.34,可以解释抗性10.2%的表型遗传变异。     

黄瓜染色体片段导入系的构建与遗传评价

以综合性状优良的栽培黄瓜(Cucumis sativus L.,2n=14)北京截头为受体亲本,以携带有多种抗性性状的黄瓜珍稀野生种酸黄瓜(Cucumis hystrix Chakr.,2n=24)为供体亲本,在本实验室前期获得种间杂交异源四倍体的基础上,通过多代回交和自交,结合SSR标记辅助选择构建了以北京截头为遗传背景的黄瓜野生种染色体片段导入系,并对其导入片段的数目、分布、大小和覆盖率等进行了评价。结果表明:该导入系群体携带的38个供体片段不均匀地分布于黄瓜7条染色体上,其长度介于1.1~14.9 cM,平均长度为5.3 cM,总长度为201.9 cM,在黄瓜基因组上的覆盖率为23.5%。     

利用染色体片段代换系定位一个水稻显性早熟基因

以水稻染色体片段代换系构建的分离群体为材料,利用微卫星标记(Simple sequence repeat,SSR)定位一个生育期基因,对水稻生育期基因的分子标记辅助选择进行了研究.结果表明,早熟显性基因(暂命名为Hd10-1)定位于第10染色体,SSR标记RM271和RM258之间,与RM 271的遗传距离为1.90 cM,与RM 258的遗传距离为8.40 cM,RM 271与RM 258位于Hd10-1的两侧.     

玉米抗矮花叶病毒B株系的QTL定位

为明确玉米对矮花叶病的抗病机制,以代表国内外两大玉米杂种优势类群的优良自交系黄早4和Mo 17为亲本,构建了含239个重组自交系的F9代分离群体,并利用该群体构建了包含101个SSR标记的遗传连锁图谱,图谱全长1422.7 cM,标记间的平均图距为15.6 cM。通过人工接种病毒鉴定,评价了亲本及群体对玉米矮花叶病毒B株系的抗性反应。采用复合区间作图法对玉米矮花叶病抗性QTL进行了定位及其遗传效应分析,在第5、6染色体上,各定位了控制发病率的1个微效QTL和1个主效QTL,分别与标记Bnlg602和Bnlg161连锁,其遗传效应能分别解释表型方差的2.3%和33.8%。     

玉米抗矮花叶病基因SSR分子标记定位研究

通过矮花叶病抗性鉴定筛选出玉米高抗自交系黄野四-3和高感自交系8112.遗传分析显示矮花叶病抗性表现为显性遗传.利用SSR分子标记,结合群体分离分析方法(BSA),对抗矮花叶病基因进行定位,筛选获得了与玉米抗矮花叶病基因位点连锁的SSR标记,并将该基因定位于第3连锁群,与两侧的Bnlg1035和Umc2266分子标记遗传距离分别为8.02 cM和3.04 cM.这一研究结果为快速筛选抗矮花叶病玉米新种质,培育抗性新品种提供了理论依据,为抗矮花叶病基因的分子标记辅助育种和抗病基因克隆奠定了基础.     

基于元分析的大豆成熟期单片段代换系鉴定与QTL定位

【目的】大豆成熟期是由多基因控制的数量性状,是影响大豆产量和适应性的重要性状。研究大豆成熟期单片段代换系遗传规律,鉴定分析大豆成熟期的主效QTL。【方法】以大豆红丰11为受体和回交亲本,以15个国内外大豆核心种质为供体亲本,构建回交导入系群体,基于元分析的大豆成熟期（R8）“真实QTL”SSR标记进行单片段代换系鉴定,利用“图示基因型法”计算导入片段和代换作图法鉴定大豆成熟期QTL,用单标记法鉴定成熟期重要QTL。【结果】在C2、L连锁群上检测到16种导入片段,C2连锁群检测到7种导入片段,导入片段总长度为9.8 cM。L连锁群检测到9种导入片段,导入片段总长度为37.212 cM;在C2和L连锁群上共检测出8个成熟期QTL,根据前人的研究,在L连锁群上有2个QTL即Sat_010、Satt156是E4/e4的特异SSR标记;在8个成熟期QTL中用单标记法鉴定了5个有关大豆成熟期重要SSR标记Sat_238、Satt460、Sct_010、Satt166、Sat_113;确定了单片段Satt460缩短大豆生育期,单片段Sat_238、Sct_010、Sat_113延迟大豆生育期。【结论】基于元分析的成熟期2个导入位点C2、L连锁群上检测到16种单片段,用代换作图法共检测出8个成熟期QTL,用单标记法鉴定了5个有关大豆成熟期重要SSR标记Sat_238、Satt460、Sct_010、Satt166、Sat_113。确定单片段Satt460与缩短大豆生育期有关,单片段Sat_238、Sct_010、Sat_113与延迟大豆生育期有关。     

玉米粗缩病抗性基因SSR标记初步研究

以高抗粗缩病玉米自交系齐319和高感粗缩病玉米白交系掖478的189个F<,2>群体单株作为标记群体材料,结合BSA法,用88对SSR引物进行筛选研究,结果表明:引物Bnlg125和Bnlg1064在抗、感DNA池呈多态性,其中Bnlg125在抗、感池之间扩增出1条约410 bp的多态性片段(记Bnlg125-410);通过Mapmaker/Exp(Version3.0)软件分析F<,2>单株,结果Bnlg125-410标记与玉米粗缩病抗性位点连锁,遗传距离为5.8 cM.     

黄瓜-酸黄瓜染色体片段导入系群体的构建及果实相关数量性状基因的定位

【目的】以栽培黄瓜（Cucumis sativus L. , 2n = 14)‘北京截头’为受体亲本,以野生酸黄瓜( C. hystrix Chakr, 2n = 24）为供体亲本,采用SSR标记辅助选择法构建黄瓜-酸黄瓜染色体片段导入系群体。初步定位控制黄瓜果实外形的数量性状基因。【方法】首先通过种间杂交-回交-自交获得大量的染色体片段导入系株系。然后选择均匀分布在黄瓜染色体组上的298对SSR标记对亲本进行多态性检测,使用检测出的亲本间差异引物对染色体片段导入系株系进行检测,筛选含有野生酸黄瓜染色体片段的植株。对该群体果实外形进行初步调查,利用t测验与轮回亲本比较,鉴定QTL。【结果】本研究构建了由50个株系组成的染色体片段导入系群体。在该群体中共检测到149个染色体导入片段,包含61个不同的导入片段,不同导入片段的总长度为259.95 cM,基因组覆盖率为45.37%。导入片段的长度在1.65-15.4 cM,平均长度为5.41 cM,分布于黄瓜的7条染色体上。利用该导入系群体初步定位了控制黄瓜果型的13个QTL。【结论】构建了一套以栽培黄瓜为背景,野生酸黄瓜为前景的染色体片段导入系群体,并利用该导入系初步定位了控制黄瓜果型的QTL,为开发利用野生酸黄瓜的优良基因提供了新的种质资源,也为今后定位黄瓜的数量性状遗传位点奠定了材料基础。     

鲜食甜玉米南方锈病抗性QTL定位分析

为挖掘新的抗南方锈病基因资源,本研究以甜玉米组合M5×M114的216个F2单株为遗传作图群体,应用BSA方法从500对SSR引物中筛选出2对在F2代抗病和感病DNA池间具有多态性的引物,分别位于4和9号染色体上;在4和9号染色体上重新设计100对SSR引物,构建了包含33个标记位点总长为241.2cM的连锁遗传图,各个标记间的平均距离为7.53cM。结合F2单株对南方锈病的抗性表现,用复合区间作图法在4和9号染色体上共检测到7个显著的南方锈病抗性QTLs,其中:4个QTLs位于4号染色体上,可解释12.1%、7.8%、18.2%和14.9%表型变异;3个位于9号染色体上,分别解释17.0%、13.3%与19.2%的表型变异。研究结果可为抗南方锈病的精细定位、主效基因克隆和抗南方锈病鲜食甜玉米品种选育提供理论依据。     

玉米DH群体籽粒品质性状的QTL分析

为寻找更多与籽粒品质相关的QTL位点,以农系531和农系110杂交衍生的83个DH系构成的DH群体为材料,构建了包含160个SSR标记的玉米连锁图谱,图谱总长度为1 523.8 cM,平均间距为9.53 cM。采用近红外反射光谱法测定各DH系籽粒油份、淀粉及蛋白质含量,定位了籽粒油份、淀粉及蛋白质含量的QTL。共检测到10个加性QTL,包括第3染色体上umc1311-bnlg1449区间内控制籽粒油份含量的QTL qoc3,第3染色体上bnlg1449-umc1286区间内控制籽粒淀粉含量的QTL qsc3,以及第1、3、5、8和10染色体上控制籽粒蛋白质含量的8个QTL。检测到上位性QTL 15对,影响油份、淀粉和蛋白质含量的QTL分别有3、8和4对。     

玉米分子遗传图谱的SSR和AFLP标记构建

以黄早四×Mo17自交形成的191个F2单株为作图群体,利用240对SSR引物和280对AFLP选扩引物,在亲本黄早四和Mo17之间进行了多态性检测,筛选出91对SSR引物和20对AFLP选扩引物用于F2群体分析。利用上述引物组合共检测到248个多态性标记位点,其中的218个标记构建了玉米分子连锁图谱,该图谱覆盖基因组全长2015.5cM,标记间平均间距9.69cM。