小麦赤霉病抗性改良研究进展

小麦赤霉病是全球性的小麦病害,也是为害中国小麦生产的主要病害之一,尤其是长江中下游冬麦区,应用抗病品种是减轻小麦赤霉病危害的有效手段。本研究试图建立适宜南方麦区的小麦细胞工程、分子标记辅助选择与常规育种相结合的抗病育种体系,提高小麦赤霉病抗性改良效果。运用诱导体细胞无性系变异和DON毒素突变体的诱导与筛选;异源杂种幼胚培养;花药培养和染色体消失等单倍体诱导技术等创造抗赤霉病新种质,选育抗病新品种(系)。并运用分子作图,对主要抗源苏麦3号、望水白等进行赤霉病抗性分子定位和筛选,寻找与其紧密连锁的分子标记,为小麦抗赤霉病标记辅助选择提供有效标记。建立和完善小麦体细胞无性系变异诱导技术和单倍体诱导技术;创造出一批赤霉病抗性强而稳定,丰产性优良的新抗源;育成了生抗1号、生抗2号和生选3号、生选4号共4个高产、抗赤霉病小麦新品种;对望水白,苏麦3号和宁894037等主要抗源进行QTL定位,并获得了与赤霉病抗性连锁的分子标记,并对3BS主效QTL区域的相关标记在育种群体中的辅助选择进行了比较验证,初步建立了抗赤霉病分子标记辅助选择体系。20多年的实践表明:①运用生物技术与传统育种技术相结合,可以缩短新品种育成年限,提高抗...     

利用重组自交系检测小麦株高的QTL

为寻找更多小麦株高的QTL ,并用于品种改良和分子标记辅助育种 ,利用江苏地方品种望水白与墨西哥小麦品种Alondra杂交构建的重组自交系群体 (10 4个家系 )在 3个试验环境 [1997年和 1999年于江苏省农业科学院 (以下简称农科院 )、2 0 0 2年于南京江宁试验区 (以下简称江宁 ) ]中的株高资料 ,进行了株高性状的QTL分析。共检测到 4个影响小麦株高的QTL ,它们分别位于 1D、2B、4A和 4D染色体上 ,其中位于 1D染色体上的QTL来自地方品种望水白 ,其余 3个QTL均来自矮杆亲本Alondra;单个QTL能够解释 10 3%～ 33 8%的表型变异 ,降低株高效应为 3 2～ 7 4cm ,每个环境条件下检测到的所有QTL能解释 35 0 %～ 4 4 5 %的表型变异 ,4A和 4D染色体上的QTL在 3个试验环境下均能被检测出来 ,说明这 2个QTL可以用于品种改良和标记辅助育种 ;4D染色体上的QTL可能是矮杆基因Rht D1b     

小麦地方品种望水白抗赤霉病性的遗传分析

本文应用常规分析法研究了抗病品种望水白与感病品种中国春正反交F_1代赤霉病病小穗率的差异,用联合尺度测验分析了该组合的P_1、P_2、F_1、F_2、B_1和B_2世代抗赤霉病性的遗传模式及基因效应,估算了抗赤霉病性的基因数目。并用单体分析对望水白的抗扩展基因进行了染色体定位。全部抗性鉴定的材料采用田间剪颖滴菌接种,鉴定其抗赤霉病性,单体分析的F_2代还用了离体水培单花注射接种法。结果表明:小麦品种的抗赤霉病性是受细胞核基因控制的数量性状,有5-6对基因控制望水自的抗扩展性,分别定位在4A、5A、7A、7B和4D5条染色体上。2D染色体上的基因的作用还有待于进一步研究。望水白与苏麦3号属于不同的赤霉病抗源。     

两个小麦遗传群体不同年份和地点赤霉病抗性鉴定与比较

通过对两个小麦遗传群体 (“望水白”/“Alondra”和“苏麦 3号”/Alondra)在南京、苏州、建阳、武汉 4个地点连续两年 (1999～ 2 0 0 0年 )的抗赤性鉴定资料分析发现 ,抗、感性稳定品种的抗赤性以及遗传群体内个体抗、感趋势和病小穗率的频率分布均较一致。但无论是同一年份的不同地点间 ,还是同一地点的不同年份间 ,遗传群体内个体抗赤性的相关系数极小。这使小麦抗赤性分子标记的QTL分析受到影响。文章对抗赤性鉴定方法和抗赤性评价问题进行了讨论 ,提出了用于抗赤性分子标记分析的抗赤性方法的建议     

玉米抗矮花叶病QTL的定位分析

以黄早四（抗）和Mo 17（感）为亲本建立了239个RIL系的群体,利用该群体构建了包含101个SSR标记的遗传图谱,覆盖玉米基因组1422．7cM,标记间的平均距离为15.6cM。通过人工接种鉴定,评价了亲本及239个RIL系对MDMV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和一个主效QTL,分别与标记bnlg602,bnlg161连锁,其遗传效应能分别解释表型方差的2．3％和33．8％。在第6染色体上定位了控制病情指数的2个主效QTL,分别与标记bnlg161,y1 ssr连锁．其遗传效应分别能解释表型方差的56．5％和76．8％。     

小麦抗赤霉病基因的SSR标记筛选

以望水白／安农8455的一粒传(SSD)产生的重组自交系群体为材料，对抗赤霉病QTLs的微卫星(SSR)标记进行筛选。结果表明：75个SSR引物在两亲本间有多态性，多态性达32．47％，其中5个SSR引物在2个亲本和抗、感池间均具相同的多态性。经标记-抗性关联分析和区间作图，引物Xgwm512、Xgwm114、Xgwm340和Xgwm3经2年关联分析F值均极显著，LOD值均大于阈值2．4，表明在2AS、3BL和3DL各有1个抗赤霉病QTL位点存在。区间作图分析表明，3BL上的1个QTL位于Xgwm340和Xgwm114之间，距Xgwm340位点约10cM，能够解释20．45％的赤霉病抗性变异。     

小麦纹枯病抗性QTL的SSR标记研究

以ARz／扬麦158F6重组自交系(RILs)群体为材料,对其纹枯病抗性进行SSR分析和初步的QTL分析。群体抗性分析结果表明：纹枯病抗性是由多个基因控制的数量性状;单个标记方差及回归分析显示有6个SSR标记至少在2份抗性资料中能被检测到,涉及2D、3A、3B、3D、7D5条染色体,能解释2．6％～10．1％的抗性表型变异。标记Xgwm340来源于感病品种扬麦158,其余的SSR标记(Xgwm102、Xgwm155、Xgwm71—2、Xgwm645、Xgwm437)来源于抗病亲本ARz;利用Map Manager QTX软件进行QTL分析,检测到2个QTL。     

小麦赤霉病抗性分子标记的筛选及其利用

以4个来源不同的小麦赤霉病抗源为材料,筛选与赤霉病紧密连锁的抗性标记,并进行赤霉病抗性数量性状原点(QTL)定位.结果表明:4个来源不同的抗赤霉病品种所携带的主效抗性QTL均在染色体3BS上,尽管它们的抗性效应不相等,但位置相同,均在Xgum533与Xgum493之间.在此基础上,将筛选到的SSR抗性标记在抗感程度不同的品种和高代品系中进一步验证,寻找有效的赤霉病抗性连锁标记.结果表明,选用Xgum533、Xgwm493或Xbarcl33赤霉病抗性紧密连锁标记,在多基因聚合育种群体和回交育种群体中,单标记选择效率可达70%左右.由此可见,在传统育种基础上,运用分子标记辅助选择,进行小麦赤霉病抗性改良,可提高赤霉病抗性选育效果.     

用JoinMaP(R) 3.0初步构建小麦遗传连锁图

以普通小麦品种“望水白”与“Alondra”杂交并通过单粒传方法获得的含104个重组自交系(F7)的群体为作图群体,采用JoinMap 3．0软件初步构建了含有2个RAPD、109个SSR和105个AFLP多态性标记的小麦遗传整合图谱。该图谱的遗传总距离为1241．4cM,含有25个连锁群,已确认其中24个连锁群相应的染色体,除3D染色体外,其余20条染色体均构建了遗传连锁图。A、B、D3个染色体组的染色体平均长度分别为75．1cM、59．6cM和45．8cM,每个染色体平均分布的多态性标记分别为11．3、13．8和5．5个,标记间的平均间隔为5．7cM,仍有25．8％的多态性标记未能构建进遗传图谱。     

ARz×扬麦158群体对小麦抗赤霉病性的QTL分析

通过单粒传法构建了含130个家系的AR z×扬麦158 F6∶7重组自交系群体(R IL),并采用田间病圃自然发病和喷洒悬浮孢子液两种方法对该群体进行赤霉病田间抗性鉴定;利用SSR标记对群体中控制抗赤霉病性的QTL进行定位分析。结果表明:群体中各家系的病情指数在所有试验中都存在很大的变异,在2002年、2003年和2005年其变异幅度分别为20.0%~80.0%,10.6%~74.6%和33.2%~89.0%;不同年份间的病情指数具有中等程度的相关性,且都达到了极显著水平(P<0.000 5);Xgwm114、Xgwm296、Xgwm111.2等15个SSR标记位点与群体抗赤霉病性显著相关,这些位点分别位于2DL、3BL和7DL等染色体上;经区间作图分析发现位于染色体7D上的Xwm c 94~Xwm c273.2区间存在一个抗赤霉病QTL,它在3年试验中的LOD值分别为1.5、2.6和2.0,可解释病情指数变异率的5.8%、8.7%和6.7%,Xgwm114是与该抗赤霉病QTL紧密连锁的标记位点,位于该抗性QTL的峰值区域。     

SSR Markers for Fusarium Head Blight Resistance QTLs in Three Wheat Populations

The objective of this research is to identify DNA markers linked to QTLs controlling FHB resistance in wheat, and to compare if the QTLs in three resistant germplasm are common. Three wheat recombinant inbred populations derived from the crosses between Alondra (susceptible) and three resistant lines, Wangshuibai, Sumai3, and 894037, respectively, were evaluated for reaction to Fusarium graminearum in greenhouse and in field conditions over years. Simple sequence repeat (SSR) markers were screened in the populations and regression analysis was used to identify markers associated with FHB resistance. For the population of Sumai3 (resistant)/Alondra (susceptible), which contained 161 recombinant inbred lines, two SSR markers located on chromosome 3B were found to be associated with resistant QTLs. These markers accounted for 2.6-6.7% phenotypic variation. The 894037 (resistant)/Alondra (susceptible) population was consisted of 147 recombinant inbred lines. A total of 59 SSR primers were screened in this population and seven of them were linked to resistant QTLs. The QTLs on chromosome 3B accounted for 47.4% phenotypic variation. Minor QTLs were also located on 2D, 7A, 6B, and 4B chromosomes, and the resistant QTLs on 2D and 4B chromosomes were from Alondra. The last population of 80 recombinant inbred lines was from the cross Wangshuibai (resistant)/Alondra (susceptible). A total of 120 SSR primers were screened in this population, eight of which were linked to resistant QTLs. These markers were located on 3B, 4B, 2D, 4D, and 6D (uncertain) chromosomes respectively. The QTLs on chromosome 3B accounted for 8.9-27.0% phenotypic variation. The resistant QTLs on chromosomes 4B and 6D (uncertain) were from Alondra. The other QTLs were from Wangshuibai. SSR markers linked to resistant QTLs on chromosome 3B were found in all three populations, and account for higher phenotypic variation. So these markers should be useful in marker-assisted selection.     

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%。     

小麦品种百农64的慢白粉病QTL分析

白粉病是我国小麦的主要病害，发掘慢白粉抗病基因及其紧密连锁的分子标记是培育慢病性品种的基础。本实验利用100个SSR标记和58个AFLP标记，分析百农64×京双16组合218个F2:3系的基因型，构建了由158个位点组成的遗传连锁图，在小麦连锁群上覆盖3114 cM。2003-04和2004-05年度将该群体种植于北京和安阳两点，鉴定各个家系对白粉病的抗性。采用复合区间作图法进行慢白粉病的QTL分析，发现3个控制慢白粉病的QTL，其中位于2B和2D 染色体的2个QTL在两种环境下均能检测到，贡献率分别为9.6%～11.3%和21.2%~26.1%。QTL遗传效应表现为加性和部分显性，其加性效应均来自抗病亲本百农64。     

玉米SSR连锁图谱构建和粗缩病抗性QTL的初步定位

以玉米自交系80007和80044为亲本衍生的RIL群体构建连锁图谱,对205个F5∶6家系成株期的粗缩病抗性进行鉴定。所构建的连锁图谱共拟合173个SSR标记位点,覆盖基因组919.87 cM,标记间平均距离为5.32 cM。应用完备区间作图法（ICIM）进行QTL分析,结果表明：在泰安环境下检测到5个QTLs,分布在第1、2和第5染色体上,可分别解释4.69%～17.74%的表型变异;在肥城环境下检测到3个QTLs,分布在第1和第2染色体上,可分别解释4.95%～9.13%的表型变异。其中,定位于第2染色体的QTL在两个环境下均被检测到,分别解释抗粗缩病表型变异的17.74%和8.76%,可做进一步精细定位和克隆。     

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。     

盐胁迫下调控小麦苗期性状的QTL分析

【目的】定位盐胁迫下调控小麦苗期性状的QTL位点,为分子标记辅助选择小麦耐盐性状提供基因位点和连锁标记。【方法】以小偃54×京411重组自交系群体为材料,在盐胁迫条件下检测调控小麦苗期MRL、     RDW、SDW和TDW及其相对性状的QTL位点。【结果】共检测到调控小麦苗期4个性状及其相对性状的25个QTL位点,分布在1A、2A、2D、3A、4A、4B、5B、5D、6B、7A和7B共11条染色体上,贡献率在4.4%-25.5%。其中有15个QTL位点成簇分布于3A、4A、4B、5B、5D染色体的5个遗传区间,其余10个QTL位点各自分布于不同的染色体区段。检测到的5个贡献率大于10%的位点分别位于3A染色体的Xgwm497.1-Xcfa2193和4A染色体的Xbarc78-Xgwm350.1。【结论】多数调控小麦耐盐性的QTL位点成簇分布于3A、4A、4B、5B和5D染色体上,3A染色体的Xgwm497.1-Xcfa2193和4A染色体的Xbarc78-Xgwm350.1携带所有5个贡献率在10%以上的QTL位点。     

CIMMYT小麦品种Saar的叶锈成株抗性QTL分析

 【目的】小麦品种Saar由CIMMYT育成,在欧洲、亚洲和南美洲对小麦叶锈、条锈和白粉病均表现出很高的成株抗性,发掘其成株抗叶锈QTL对于选育持久抗锈品种有重要作用。【方法】以Avocet与Saar杂交的109个F6代重组自交系为材料,利用142个SSR标记和209 DArT（Diversity Arrays Technology）标记构建连锁图,对Saar和Avocet的成株抗性进行QTL分析。试验材料于2006－2007年度种植在河北保定和河南新乡两个试验点,调查各个家系对叶锈病的成株抗性。【结果】由351个位点组成的遗传连锁图,覆盖小麦21个连锁群,全长3 083 cM。采用复合区间作图法进行叶锈成株抗性的QTL分析,在1BL、2DS、5BL、6AL和7DS染色体上发现了5个抗叶锈病QTL,分别解释4.5%～6.4%、12.2%～12.5%、4.9%～11.2%、4.9%～7.8%和14.0%～67.6%的表型变异。【结论】叶锈成株抗性基因及其紧密连锁分子标记的发掘,将为小麦抗叶锈病育种的分子标记辅助选择（MAS）提供理论和技术支持。