小麦抗白粉病基因Pm21连锁标记的比较与应用

【目的】探讨与Pm21基因共分离的共显性标记CINAU15902和CINAU161650在育种实践中应用的可行性。【方法】利用8个已知Pm21基因型的小麦品种（系）,将共显性标记CINAU15902和CINAU161650与显性标记SCAR1400在不同遗传背景下的稳定性以及检测效率进行比较。【结果】共显性标记CINAU161650稳定可靠,可有效区分Pm21的纯合和杂合基因型。在利用CINAU161650辅助选择的3个株系中,BC-1-特2株系共116个单株,筛选出纯合抗病单株37个;BC-1-特6株系共206个单株,筛选出纯合抗病单株49个;BC-1-特10株系共28个单株,筛选出纯合抗病单株10个。【结论】在抗白粉病育种中,利用共显性标记CINAU161650对Pm21基因进行辅助选择是高效可行的。     

基于基因特异性标记分析Pm21在中国冬小麦品种（系）中的分布

【目的】来自小麦-簇毛麦6VS/6AL易位系的抗病基因Pm21对小麦白粉病具有持久和广谱抗性,开发该基因的特异性标记,分析其在全国冬麦区中的应用情况,为Pm21的合理布局及分子标记辅助选择育种提供理论依据和技术支撑。【方法】根据已克隆的与Pm21抗性途径紧密相关的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶基因Stpk-V的序列（GenBank登录号为HQ864471.1）,提取其蛋白序列并利用Pfam软件分析其保守结构域起止位点,在其保守结构域外设计开发特异序列标记WS-1;构建Pm21载体品种92R137和感病品种Avcoet S（AvS）的F2群体,以小麦白粉病菌E09对该群体每个单株进行苗期抗白粉病表型鉴定,同时利用WS-1对F2群体进行分子检测,分析检测表型与抗病表型,以验证WS-1标记的准确性;利用WS-1标记对来自中国不同冬麦区的662份小麦品种（系）进行分子标记检测,分析Pm21在不同麦区小麦品种（系）的分布情况,并将检测到含有Pm21的品种（系）在田间进行抗白粉病鉴定;选取WS-1已检测到及没有检测到Pm21的品种（系）各50份,利用曹爱忠等开发的标记NAU/xibao15902进行PCR扩增,进一步证明WS-1的准确性。【结果】（1）开发的Pm21特异标记WS-1为显性标记,含Pm21的小麦材料在8%非变性聚丙烯酰胺凝胶中扩增出一条大小为949 bp的片段,而不含该基因的小麦材料中无该片段。（2）在包含377个株系的F2群体中,286个单株为抗病,91个单株为感病,抗感比符合3﹕1的分离比例,表明在该群体中Pm21表现为显性单基因,WS-1对F2群体的每个株系的检测结果与抗/感表型完全一致。（3）供试的662份小麦材料中,49份携带Pm21,平均分布频率为7.4%,其中,西南冬麦区中检测到33份,占该区参鉴品种（系）数的34.4%,而北部冬麦区、黄淮冬麦区和长江中下游冬麦区,分别检测到4份、9份和3份,各占该区参鉴品种（系）数的5.3%、3.1%和1.5%。【结论】开发的Pm21特异性标记WS-1可以作为该基因的检测标记,也可应用到今后的基因聚合育种中;该基因在不同麦区分布相差很大,其中,西南冬麦区四川、贵州省的小麦品种（系）中Pm21使用频率过高,有促进病原菌定向选择的风险,在当前小麦育种中应给以重视。     

小麦抗白粉病基因Pm13和Pm21的多重PCR检测

为了促进小麦抗白粉病基因聚合体材料在小麦育种及生产中的应用,利用与抗白粉病基因Pm21和Pm 13连锁的特异标记,在含有抗白粉病基因Pm 21和Pm 13的杂交F4代群体中随机挑选114个单株分别进行单一和多重PCR检测.结果表明,多重与单一PCR检测结果一致,在114个供试单株中,有5株具有Pm 21,74株具有Pm 13的特异标记,其中4个单株同时具有Pm 21和Pm 13的特异标记.与抗白粉病基因Pm 21和Pm 13连锁的特异标记可以用于对Pm 21和Pm 13的多重PCR检测,更加快速地检测出含有抗病基因Pm 21和Pm 13的累加体,有效应用于辅助选择育种.     

水稻抗稻瘟病Pib基因的分子标记辅助选择与应用

 【目的】为探索抗稻瘟病Pib基因的分子标记用于水稻抗稻瘟病辅助选育,36个四川地方稻瘟病菌株被用来检测Pib基因的抗性。同时利用检测感病等位基因Pib的显性标记Lys145,并结合前人报道的检测抗病等位基因Pib的显性标记Pibdom组成一套水稻抗稻瘟病基因Pib显性分子标记。【方法】利用这套水稻抗稻瘟病基因Pib显性分子标记对122个杂交稻亲本或材料进行分子鉴定,并分别采用稻瘟病菌株05-12（ZB13）和05-30（ZC15）单小种接种试验进行致病性测试。【结果】所检测的122个杂交稻亲本或材料中,只有7个杂交稻亲本或材料含抗病基因Pib,且对稻瘟病菌菌株ZB13和ZC15表现抗病反应。此外,利用这套水稻抗稻瘟病基因Pib显性分子标记对600个杂交F2代单株进行早期筛选,得到185个抗病基因Pib纯合的单株,田间抗性调查结果与抗病基因分子检测结果一致。【结论】该套显性分子标记可应用于水稻抗稻瘟病基因Pib的分子标记辅助选育。     

小麦抗白粉病基因Pm13和Pm21特异标记的鉴定和应用

为给小麦生产提供抗谱更广、抗性较持久的育种材料,促进累加基因在小麦抗白粉病育种中的应用.利用与抗白粉病基因Pm13和Pm21相连锁的特异标记,对含有抗白粉病基因Pm13、Pm21的抗病亲本材料和它们杂交的F1代单株,以及在育种中使用的50个小麦品种(系)进行了分子检测.结果表明,与抗白粉病基因Pm13、Pm21连锁的特异标记可以在含有相应基因的材料中分别扩增出1条大小约564 bp和140bp的特异带,而在含有Pm13和Pm21抗白粉病基因的4个F1植株中也检测到这2条特异带;在50个小麦品种(系)中,有10个小麦品种(系)具有Pm21抗白粉病基因,而所有品种(系)均没有扩增出Pm13抗白粉病基因的标记带;结合田间抗白粉病性鉴定,所有具有抗病基因Pm13或Pm21连锁标记的小麦品种(系)都表现高抗小麦白粉病.说明,与抗白粉病基因Pm13和Pm21相连锁的特异标记可以有效应用于小麦抗白粉病育种中,分子标记是检测抗病基因累加体、辅助育种的有效手段.     

分子标记辅助选育抗褐飞虱和抗稻瘟病的水稻恢复系

【目的】通过分子标记辅助选择培育兼抗褐飞虱和稻瘟病的水稻新恢复系,为杂交水稻抗病虫害育种提供新的种质资源。【方法】利用常规回交育种、分子标记辅助选择和抗病虫鉴定相结合的手段,将广谱高抗稻瘟病基因Pi9导入携带抗稻褐飞虱基因Bph14和Bph15的优良恢复系桂恢1561中。【结果】在BC_2F_3中检测到17个株系聚合了Bph14、Bph15和Pi9的纯合基因,其中GH18-1、GH18-7、GH18-10和GH18-18等4个株系农艺性状与轮回亲本桂恢1561相似,褐飞虱及稻瘟病抗性均达到抗级水平。【结论】通过常规的回交选育、分子标记和抗性鉴定相结合的方法,筛选获得4份聚合了褐飞虱抗性基因(Bph14、Bph15)和抗稻瘟病基因Pi9的抗性水稻中间材料,为选育新的双抗病虫害水稻恢复系提供种质资源。     

小麦抗秆锈病基因Sr22的SSR新标记

 【目的】利用微卫星技术筛选与Sr22紧密连锁的标记,从而应用于分子辅助育种选择与抗性种质基因检测分析。【方法】以抗秆锈病单基因系SWSr22与感病品种McN701为亲本杂交获得F1,单粒F1种子自交获得F2群体,选用中国流行小麦秆锈菌小种21C3CTH接种鉴定,进行遗传分析;利用分离群体集群分析法(BSA)对位于7A染色体的73对SSR引物进行多态性筛选,具有多态性的引物再通过SWSr22×McN701的F2抗感群体与F2﹕3家系的植株进行验证。【结果】该单基因系SWSr22对21C3CTH的抗性属于单位点显性遗传,并筛选到2对在亲本及F2抗感群体间揭示多态性的SSR引物Xwmc790和Xwmc633。通过对F2分离群体的分析表明,这2个标记与抗病基因Sr22紧密连锁,呈共显性,分布于该基因的同一侧,位于远着丝点处,与Sr22的遗传距离分别为2.8 cM和10.8 cM。【结论】这2个标记与抗病基因Sr22紧密连锁,经验证可用于小麦抗秆锈病分子标记辅助育种。     

甘蓝抗枯萎病SCAR标记的开发

 【目的】开发与甘蓝枯萎病抗性基因紧密连锁的SCAR标记,利用该标记对甘蓝抗枯萎病基因跟踪、鉴定,为甘蓝抗枯萎病分子标记辅助选择奠定基础。【方法】以高抗枯萎病的甘蓝自交系8024与感病自交系6A为亲本构建F2代分离群体和相应F3代家系,通过F3代家系抗病性分离表现确认F2代单株的基因型,选择10株纯合基因型显性抗病单株和10株纯合基因型隐性感病单株,利用BSA法构建甘蓝抗感基因池,筛选出与甘蓝枯萎病抗性基因紧密连锁的AFLP标记,克隆测序后根据序列差异将其转化为SCAR标记,通过142株F2代分离群体连锁验证该标记与甘蓝枯萎病抗性基因的连锁关系,并利用两个不同的抗感分离F2群体共100株对SCAR标记的通用性进行验证。【结果】获得了1个以相斥相连锁的SCAR标记S46M48199,该标记在感病亲本中扩增出199 bp的单一条带,而在抗病亲本中无扩增条带,142株F2代分离群体连锁分析表明,其遗传距离为2.78 cM,在F66和C1两个F2群体中的通用性验证结果,与抗性鉴定结果的吻合率分别为81%和83%。【结论】开发的SCAR标记可用于甘蓝抗枯萎病的分子标记辅助育种。     

水稻抗褐飞虱基因Bph14和Bph15的分子标记辅助选择

【研究目的】褐飞虱是危害水稻的三大病虫害之一，利用品种自身的抗性是目前防治褐飞虱最经济有效的方法之一。为了选育抗虫品种，【方法】本研究以携带有抗褐飞虱主效基因Bph14和Bph15的抗虫品系B5为抗源，以优良杂交稻亲本9311和1826为受体材料，通过复交和回交，分别利用与Bph14和Bph15紧密连锁的SSR标记MRG2329和MS5在分离群体中进行分子标记辅助选择，【结果】最终获得一系列目标基因纯合且农艺性状优良的稳定株系。采用苗期群体鉴定技术，对其中的38份重要材料进行了抗虫鉴定，在26份Bph14单基因纯合株系中，92.31%的材料抗性水平在中抗以上，6份Bph15单基因纯合株系全为抗或高抗，聚合有Bph14和Bph15双基因的6份株系抗性都达到了高抗水平。【结论】说明在育种进程中利用与Bph14和Bph15紧密连锁的分子标记开展抗褐飞虱分子标记辅助育种是一种有效的途径。     

458份小麦品种(系)抗病性状功能基因的KASP标记检测

[目的]研究不同小麦品种(系)抗病性状功能基因的分布状态,分析小麦品种(系)的抗病功能基因,为小麦抗病育种提供理论依据.[方法]利用KASP技术通过1个抗白粉病分子标记(Pm21)、1个抗条锈病分子标记(Yr15)和2个抗叶锈病分子标记(Lr14、Lr68),检测458份小麦品种(系).[结果]筛选出携带Pm21标记材...     

大白菜细胞核显性雄性不育基因连锁标记的筛选

【目的】筛选出大白菜细胞核显性雄性不育基因的连锁标记,利用该标记对显性不育基因跟踪、鉴定,提高选择效率,缩短转育周期,加快育种进程。【方法】以大白菜细胞核显性雄性不育基因的分离群体B00160（[938A ×太NB]-2X3-1X2）的115个单株为试材,采用BSA方法和RAPD技术,对400个随机引物进行筛选。【结果】获得了一个与核基因显性雄性不育基因连锁距离为1.74 cM的RAPD标记M264300。将该多态性片段克隆、测序和序列分析,设计了一对长20 bp的特异性引物,成功地将RAPD标记转化成为SCAR标记SM264300。该标记与雄性不育基因的遗传连锁距离为2.61 cM。利用该SCAR标记对另外2份育性分离群体的不育基因进行检测,准确率达到100%。【结论】该标记可用于大白菜核显性不育基因转育过程中的辅助选择。     

小麦抗白粉病和条锈病基因的分子标记辅助鉴定

【目的】选育小麦新种质N95175和新品种远丰175,并检测其是否含有来源于小麦-簇毛麦易位系92R149的抗白粉病基因或抗条锈病基因。【方法】利用92R149/咸87(30)//小偃6号杂交组合选育N95175和远丰175,并以N95175、远丰175及其亲本92R149、咸87(30)和小偃6号为材料,利用与抗白粉病基因Pm21共分离的SCAR标记及与抗条锈病基因Yr26紧密连锁的SSR标记Xgwm11和Xgwm18,对N95175和远丰175所携带的抗病基因进行分子标记辅助鉴定。【结果】从N95175中扩增出与92R149相同的SCAR标记特异条带,而在2个感病亲本咸87(30)、小偃6号和远丰175中没有扩增出该条带。N95175和远丰175的扩增产物与抗条锈病亲本92R149相同,与2个感病亲本不同。【结论】导入N95175的抗白粉病基因为Pm21,导入N95175和远丰175中的抗条锈病基因为Yr26。     

番茄抗性基因Ty-1的PCR快速检测

利用国内外已发表的10对标记引物对抗番茄黄化曲叶病毒病纯合系"JZ-108"(Ty-1/Ty-1)、感病纯合系"1712"(ty-1/ty-1)及杂交F1代的Ty-1抗性基因进行PCR扩增筛选,筛选出一对特异性引物SSR47,在抗病纯合材料中产生750 bp的扩增片段,感病材料中产生640 bp的片段,抗病杂合材料中同时产生750 bp和640 bp的扩增片段,标记结果与田间鉴定完全一致,证明该标记能够区分抗病材料、感病材料及杂合抗病材料,是与抗番茄黄化曲叶病毒病基因Ty-1紧密连锁的共显性标记。利用该标记对"JZ-108×1712"F2代的48个单株进行检测,有8株为抗病纯合基因型,19株为感病纯合基因型,21株为抗病杂合基因型,其中抗病纯合株与抗病杂合株田间表现均为抗病。经反复验证,结果准确可靠,该标记可用于对番茄抗病基因Ty-1的快速筛选鉴定。     

水稻细菌性条斑病抗性基因bls2 SSR分子标记开发

【目的】开发水稻细菌性条斑病（简称细条病）抗性基因bls2 SSR分子标记,为利用分子标记辅助选择培育水稻细条病抗性品种提供技术支撑。【方法】基于本课题组前期对细条病抗性基因bls2初定位结果,设计SL03与SL04分子标记区间的SSR引物,从中筛选出在亲本间具有多态性的引物,用于检测由普通野生稻DY19与籼稻9311为亲本构建的BC₃F₂群体中各单株的基因型,并结合细条病病斑长度测定结果,利用MapQTL 5.0精细定位bls2基因,鉴定出与之紧密连锁的SSR分子标记,并比较单标记或双标记的选择效果。【结果】通过田间细条病抗性鉴定发现,BC₃F₂群体抗、感分离符合理论比1∶3的孟德尔单基因遗传分离规律。利用筛选鉴定出的11个多态性分子标记对BC₃F₂群体共244个单株进行单株基因型检测,并结合单株抗性表型值,将细条病抗性基因bls2精细定位于2号染色体上RM13592和RM13599分子标记之间,物理距离240 kb;RM13592和RM13599分子标记在BC₃F₂群体上的分离比均符合1∶2∶1的单基因遗传分离规律。利用单标记和双标记均可有效选择BC₃F₃群体中的感病单株和抗病单株。RM13592和RM13599分子标记辅助选择符合率分别达92.62%和93.44%,使用双标记的选择符合率为93.44%。【结论】RM13592和RM13599与细条病抗性基因bls2紧密连锁,具有易于PCR扩增,易于识别,准确性高的特点,可作为水稻抗细条病育种上分子标记辅助选择的有效标记。     

小麦抗白粉病基因Pm13的标记辅助选择

选用滚动式加代回交转育抗白粉病育种圃中含有 Pm13抗白粉病基因的18个杂交组合,结合温室抗病性鉴定,利用与 Pm13基因紧密连锁的 SCAR 标记对 Pm13抗白粉病基因进行了分子鉴定。试验结果表明,Pm13基因在不同的遗传背景下对北京地区优势白粉病菌15号小种表现抵抗。对18个组合处于不同遗传世代的68个抗感单株的分子标记鉴定结果与抗病性鉴定结果具有高度的一致性,抗病植株中均可以扩增出575bp 的 DNA 片段,而感病植株没有扩增产物。利用这一 SCAR 标记对 Pm13基因进行检测具有快速、准确、可靠的优点,可应用于小麦抗白粉病育种中的标记辅助选择和抗白粉病基因的积累。     

白菜基因组导入芥菜的远缘杂交及后代分离偏向性

【目的】研究远缘杂交将结球白菜的A基因组导入包心芥菜,利用高分辨率熔解曲线(high-resolution melting, HRM)结合InDel标记辅助选择技术,筛选出保留白菜基因较多的回交后代,改良包心芥的结球性,丰富包心芥菜的种质资源。【方法】利用幼胚培养技术辅助6份包心芥菜与2份结球白菜进行远缘杂交和回交,选取20个InDel标记追踪白菜A基因组全部染色体,从192的BC₁单株中筛选出白菜A基因组标记占比较高的单株。田间调查筛选结球性近似结球白菜的单株。【结果】远缘杂交结合幼胚培养获得了9个种间杂种组合和14个BC₁群体。筛选并获得203个在全基因组分布均匀的可区分白菜与芥菜的HRM-InDel标记;利用20个InDel标记追踪192株BC₁单株的白菜基因,分离群体偏向传递白菜基因组,有54棵单株标记含量超过90%。【结论】幼胚培养技术可提高白菜与芥菜远缘杂交后回交的结实率,并可加快育种进程;筛选出了白菜基因组占比较高的组合和单株;分离群体明显偏向于传递白菜基因。     

稻瘟病抗性基因Pi-km的分子标记的选择

【目的】比较稻瘟病抗性基因Pi-km的不同分子标记,筛选能真实反映其表型的分子标记用于辅助育种选择。【方法】本研究利用与稻瘟病抗性基因Pi-km紧密连锁的1个SNP标记及Pi-km基因内部的2个Indel标记,对62份2012年长江上游国家水稻区域试验材料和97份陕西省水稻区试材料进行了基因型分析,并结合这些材料的稻瘟病抗性的田间鉴定结果,分析了基因型与抗病性之间的关系,对不同的分子标记辅助育种选择进行了评价。【结果】2类标记检测的基因型不完全一致,基于Pi-km基因序列设计的标记比与其连锁的标记作为辅助育种选择更准确。【结论】Pi-km基因的稻瘟病抗性与基因型有关,基因型为M1-M2-的材料比其他基因型材料抗病性趋势更强。     

利用InDel分子标记辅助选育辣椒抗黄瓜花叶病毒病种质

黄瓜花叶病毒(Cucumber mosaic virus,CMV)是危害中国辣椒生产的第一大病毒,创制抗性育种材料、培育抗性品种是防治CMV最有效的方法.以高抗CMV材料PBC688为母本,与感病甜椒材料G29为父本杂交,通过连续自交获得F6代自交系.利用与抗性基因qCmr2.1紧密连锁的3个InDel分子标记,结合人工接种鉴定和农艺性状调查对109个株系进行筛选.分子标记鉴定结果显示,携带纯合抗性片段的株系有28个,携带纯合感病片段的株系有65个,携带杂合片段的株系有16个,杂合率为14.7％.农艺性状调查结果显示,大部分携带qCmr2.1基因的自交系果实较小,首花节位高,花期和成熟期显著晚于感病材料G29.筛选到1份高抗CMV且农艺性状优良的育种材料H6-223,人工接种鉴定结果显示,21个纯合抗病型对CMV表现为高抗、抗;在14个纯合感病型中,13个株系表现为感病,1个株系表现为中抗;9个杂合型株系的抗病性出现分离,表现为抗、中抗;3个在分子标记间出现重组的自交系中,H6-223表现为高抗,另外2个表现为中抗.由研究结果可以看出,3个InDel分子标记可以辅助创制辣椒抗CMV种质,创制的高抗CMV且农艺性状优良的种质H6-223可进一步用于辣椒抗CMV育种.     

甘蓝显性雄性不育基因CDMs399-3紧密连锁的分子标记

 【目的】筛选与甘蓝显性雄性不育基因CDMs399-3紧密连锁的分子标记。【方法】以甘蓝显性核不育为不育源转育获得的芥蓝BC4分离群体226个单株为试材,利用SRAP、SSR技术结合集群分析法筛选与CDMs399-3紧密连锁的分子标记。【结果】获得8个SRAP、1个SSR和1个SCAR标记与不育基因连锁,最近的双侧翼标记ENA14F-CoEm7R和8C0909,连锁距离分别为0.53和2.55 cM,并将侧翼标记ENA14F-CoEm7R转化为SCAR标记。【结论】本研究丰富了与CDMs399-3连锁的分子标记,获得多个紧密连锁的标记为该不育基因标记辅助转育和进一步精细定位奠定了良好的基础。     

高分子量麦谷蛋白亚基基因Glu-D1d共显性分子标记在育种中的应用

报道了小麦高分子量(HWM)麦谷蛋白亚基基因Glu-D1d(编码1Dx5亚基)的一个新的共显性PCR分子标记.该标记由3条引物Dx-F,Dx5-F和Dx-R组成,能够特异地扩增出Glu-D1d基因及其等位基因的特征条带.结合高分子量麦谷蛋白电泳分析,用16个小麦品种对其进行验证,结果表明,该标记的检测结果与蛋白电泳结果完全一致,并能很好地鉴定出杂合基因型.同时将该标记成功地应用于组合周麦18×烟农19 F2分离群体的单株选择上,即在随机选取的88个籽粒(单株)中分别检测到21株Glu-D1d基因纯合、25株Glu-D1a基因纯合和42株基因杂合的单株.高分子量麦谷蛋白电泳结果表明,所检测的38个F2单株与PCR检测结果完全一致.该标记是迄今为止最适合优质麦谷蛋白亚基5 10分子标记辅助选择的标记.