小麦品系西农1163-4抗叶锈病基因的遗传分析和分子作图#br#

【目的】小麦品系西农1163-4高抗小麦叶锈、条锈和白粉病,综合农艺性状良好。明确该小麦品系中所含的抗叶锈病基因及遗传特点,找到与其紧密连锁的分子标记,有利于抗病基因利用和培育抗病新品种。【方法】将西农1163-4与感病品种Thatcher杂交,获得F1、F2代群体,利用中国叶锈菌优势小种THTT进行苗期抗性鉴定和抗性遗传分析;采用SSR技术对西农1163-4所携带的抗叶锈基因进行分子标记研究,共筛选了1 273对SSR引物。【结果】小麦品系西农1163-4对多个叶锈菌小种具有良好的抗病性,对THTT的抗性是由1个显性基因控制,该基因暂命名为LrXi。获得了与LrXi紧密连锁的3个微卫星分子标记Xbarc8、Xgwm582、Xwmc269和1个STS标记(ω-secali/Glu-B3),将LrXi定位于小麦1BL染色体上。距离最近的2个微卫星位点是Xgwm582、Xbarc8,与抗叶锈基因间的遗传距离分别为2.3 cM和3.2 cM。【结论】LrXi位于1BL染色体,抗叶锈表现不同于所有已知抗叶锈病基因,该基因的发现将有利于丰富中国抗叶锈病基因资源,为培育持久抗病品种奠定基础。     

小麦品系西农1163-4抗叶锈病基因的遗传分析和分子作图

【目的】小麦品系西农1163-4高抗小麦叶锈、条锈和白粉病,综合农艺性状良好。明确该小麦品系中所含的抗叶锈病基因及遗传特点,找到与其紧密连锁的分子标记,有利于抗病基因利用和培育抗病新品种。【方法】将西农1163-4与感病品种Thatcher杂交,获得F1、F2代群体,利用中国叶锈菌优势小种THTT进行苗期抗性鉴定和抗性遗传分析;采用SSR技术对西农1163-4所携带的抗叶锈基因进行分子标记研究,共筛选了1 273对SSR引物。【结果】小麦品系西农1163-4对多个叶锈菌小种具有良好的抗病性,对THTT的抗性是由1个显性基因控制,该基因暂命名为LrXi。获得了与LrXi紧密连锁的3个微卫星分子标记Xbarc8、Xgwm582、Xwmc269和1个STS标记(ω-secali/Glu-B3),将LrXi定位于小麦1BL染色体上。距离最近的2个微卫星位点是Xgwm582、Xbarc8,与抗叶锈基因间的遗传距离分别为2.3 cM和3.2 cM。【结论】LrXi位于1BL染色体,抗叶锈表现不同于所有已知抗叶锈病基因,该基因的发现将有利于丰富中国抗叶锈病基因资源,为培育持久抗病品种奠定基础。     

小麦新品种周麦23号的遗传构成分析及其特异引物筛选

【目的】探讨亲本对黄淮麦区小麦新品种周麦23号的遗传贡献和周麦23号的遗传构成并筛选出其特异引物,用于检测周麦23号的品种真实性。【方法】利用覆盖小麦21条染色体的340个SSR标记对周麦23号及其亲本周麦13号、新麦9号进行简单重复序列（SSR）标记分析,解析亲本的遗传物质在周麦23号中传递频率和遗传贡献率。同时可以筛选到若干个周麦23号不同于任一亲本的引物,利用周麦23号的姊妹系、衍生品种对这些特异标记进行二次筛选,最终选择1－2个周麦23号的特异引物,并利用黄淮麦区的主推品种周麦22号、济麦22、矮抗58、郑麦366等14份材料对最终筛选的特异引物进行验证。【结果】双亲周麦13号和新麦9号对周麦23号的遗传贡献差异较大,周麦13号对周麦23号的遗传贡献率为63.04%,远高于新麦9号对周麦23号的遗传贡献率（36.96%）。双亲遗传物质在周麦23号的选育过程中发生了偏分离现象。在不同基因组和染色体水平上,亲本对周麦23号的遗传贡献率变化较大,母本周麦13号对周麦23号的遗传贡献率范围分别在23.1%（1B）-100% （4A、6A、3B、4B、6B、4D）;父本新麦9号对周麦23号的遗传贡献率范围在0（4A、6A、3B、4B、6B、4D）-76.9%（1B）。从147个多态性标记中鉴定出周麦23号的7个特异位点,即Xwmc344、Xbarc84、Xwmc326、Xwmc468、Xwmc479、Xgwm428和Xcwm65。通过二次筛选得到1个周麦23号的特异引物Xcwm65,可用于鉴定周麦23号与黄淮麦区小麦品种的特异性,同时可以用于区分周麦23号的部分姊妹系（除A4、A5和A6以外）及其大部分衍生品种（除B7、B8和B12以外）。【结论】明确了2个亲本对周麦23号的遗传贡献率,掌握了周麦23号的遗传构成并绘制了基因型图,同时筛选出1个周麦23号的特异引物Xcwm65,可用于鉴定周麦23号的真实性。     

小麦品种中梁88375抗条锈病基因的分子作图

【目的】中梁88375是甘肃省天水市农业科学研究所以中4/S394//咸农4号复合杂交选育而成的冬小麦品系,对小麦三锈免疫。明确其抗条锈病基因及遗传特点,建立与其连锁的微卫星标记,以利于抗源筛选和培育持久抗病新品种。【方法】将中梁88375与感病品种铭贤169杂交、自交和测交并对双亲及其杂交后代进行苗期抗性鉴定。用小麦条锈菌条中31号对其进行遗传分析;采用SSR技术,选用普通小麦的320对微卫星引物对中梁88375及铭贤169的基因组DNA进行PCR扩增和电泳分析。【结果】中梁88375对多个条锈菌小种具有良好的抗病性,对CY31的抗病性由1对显性核基因控制,把该基因暂命名为Yr88375。建立了与Yr88375连锁的6个微卫星标记Xgwm335、Xwmc289、Xwmc810、Xgdm116、Xbarc59与 Xwmc783,并将Yr88375定位于小麦5BL。距离Yr88375 最近的两个微卫星位点是Xgdm116、Xwmc810,遗传距离分别是3.1 cM和3.9 cM,最远的标记Xwmc783与Yr88375之间的遗传距离为13.5 cM。【结论】系谱分析结合分子标记结果表明,Yr88375很有可能是一个来自中间偃麦草(E.intermedium)并与已知抗条锈病基因不同的新基因。     

中国苦荞SSR分子标记体系构建及其在遗传多样性分析中的应用

【目的】从分子水平优化并构建用于中国苦荞种质资源遗传多样性分析的SSR分子标记体系,为综合评价中国苦荞种质资源提供依据。【方法】以50份苦荞种质为试验材料,用正交设计法[L16(45)]筛选适用于苦荞SSR标记分析的PCR反应体系,浓度梯度检测最佳胶分离效果,并从250对不同科属作物SSR引物中筛选出19对引物进行苦荞遗传多样性分析。【结果】优化的苦荞SSR反应体系为DNA模板30 ng,Taq酶2.0 U•L-1,dNTP、引物和Mg2+终浓度分别为150 μmol•L-1、0.1 μmol•L-1、2.0 mmol•L-1,总体积为25 μL,6%聚丙烯酰胺凝胶电泳检测。SSR引物筛选率为7.6%,蓼科同属甜荞的SSR引物适用于苦荞SSR扩增。19对引物共检测到157个等位变异,每对SSR引物检测到的等位变异2-11个,平均等位变异（NA）7.42个,平均多态性信息量（PIC）0.888,平均鉴定力（DP）5.684,2对为SSR骨干引物。利用Popgen Ver.1.31软件,当遗传相似度（GS）为0.578时,50份苦荞材料被分为5个组群,聚类结果与苦荞地理分布相关性不大。四川苦荞资源组群各遗传多样性参数均最高,该区域苦荞种质资源多样性最丰富。利用骨干引物可鉴定部分近缘苦荞品种。【结论】构建的SSR分子标记体系适用于中国苦荞种质资源遗传多样性分析,甜荞SSR引物可用于苦荞SSR标记分析,TBP5和Fes2695为苦荞SSR骨干引物,50份苦荞材料遗传多样性丰富,可划分为5个组群。     

SSR标记分析国家油菜区试品种的特异性和一致性

 【目的】分析中国油菜区试品种的特异性、一致性和稳定性,为新品种审定和品种权保护提供科学依据。【方法】以近年参加中国冬油菜区域试验的89个品种为试验材料,利用筛选确定的15对较好的SSR引物开展品种的特异性和一致性分析。【结果】共获得42个多态性标记。遗传聚类、主成份、分配试验和AMOVA分析结果表明：42个标记能够将89个品种完全区分开;同一个育种单位选育的品种其遗传基础相近,而不同地区或育种单位选育的品种其遗传背景相差较大,揭示的遗传结构与品种系谱来源相吻合;以遗传距离0.1为划分标准,75％的供试品种具备特异性;分配试验中,大部分单株都能正确的分配回到原来的品种,少数品种的单株正确分配率较低,品种一致性差;品种在供种年份间差异不显著,其一致性较好,而在同一年份的品种间差异极显著,其特异性较高。【结论】除少数品种外,大部分品种都具有很高的特异性和一致性;SSR标记是适合于开展油菜品种DUS测试的鉴定技术。     

小麦白粉病抗病新基因PmHNK的遗传分析和分子标记定位

 【目的】周98165对河南省当前流行白粉菌生理小种具有较好的抗性,并且综合农艺性状优良。明确其抗白粉病基因及遗传特性,筛选与其紧密连锁的分子标记,为抗白粉病育种提供抗源和理论支撑。【方法】将周 98165与中国春杂交、自交、测交,对双亲及其杂交后代进行苗期鉴定,用小麦白粉病菌08B1进行遗传分析,利用SSR、EST-SSR技术对双亲及抗感池进行筛选和电泳分析,并结合中国春缺四体材料进行染色体定位。【结果】周98165对3个白粉菌高毒力小种抗性良好,其抗病性受1对显性核基因控制,将该基因暂命名为PmHNK。筛选了与PmHNK 连锁的5个微卫星标记,在遗传图谱上的顺序为Xbarc77、Xgwm547、Xwmc326、Xgwm299、PmHNK、Xgwm108,Xgwm299和Xgwm108分别为PmHNK两侧距离最近的标记,图距分别为4.2 cM、5.6 cM,最远标记Xbarc77与PmHNK图距为10.6 cM,并将PmHNK 定位于3BL。【结论】抗病鉴定、遗传分析结合分子标记分析结果表明,PmHNK是一个白粉病抗病新基因。     

四川地方小麦品种条锈病抗性研究

【目的】利用获得的小麦条锈病成株抗性"一致性"QTL位点SSR分子标记,结合田间抗性表型鉴定,揭示四川地方小麦品种的条锈病抗性遗传多样性。【方法】通过QTL元分析技术,将已定位的小麦条锈病成株抗性QTL整合于同一张连锁图谱,获得条锈抗性"真实"QTL区段。并利用QTL区段内的SSR标记,结合田间条锈病抗性表型鉴定,对64份四川地方小麦品种抗条锈病多样性进行研究。【结果】通过元分析,获得7个控制小麦条锈病成株抗性MQTL。成株期条锈病抗性鉴定发现11份四川地方小麦品种表现为免疫或近免疫,其发病严重度、平均普遍率和病情指数低于10%。标记/性状关联分析发现3个与四川小麦地方品种条锈病成株抗性存在显著关联的SSR标记位点。【结论】四川地方小麦品种条锈病抗性表现差异显著;小麦条锈病成株抗性关联SSR标记的获得为利用条锈病抗性基因提供了分子标记辅助选择手段。     

基于荧光检测技术的小麦品种SSR鉴定体系的建立

【目的】建立基于SSR荧光标记的小麦品种DNA指纹鉴定体系,为中国小麦育成品种鉴定提供高通量技术手段。【方法】收集已定位到小麦21条染色体上的SSR标记引物,通过PCR扩增和变性聚丙烯酰胺凝胶电泳检测技术,筛选在中国小麦育成品种中多态性高的标记,对筛选出的引物5′末端利用6-FAM、HEX、ROX和TAMRA 4种荧光染料之一进行标记,利用DNA分析仪对扩增产物的峰型进行评价并检测不同等位变异的扩增片段大小,选择峰型简单易读、多态性高、较均匀分布到21条染色体上的标记,确定不同位点等位变异的大小及相应的参照品种,建立基于荧光SSR标记的高通量小麦品种鉴定体系。【结果】利用2 438对SSR标记对8份植物学性状差异大的小麦育成品种进行初步筛选,共筛选出260对多态性较高、扩增稳定的SSR引物。利用上述260对引物对48份小麦品种继续进行复筛,选出130对扩增稳定、多态性高、带型好的SSR引物。对这些引物的正向5′末端分别标记6-FAM、HEX、ROX和TAMRA荧光后,利用DNA分析仪进行检测评价,最终选择了42个PCR扩增稳定、峰图简单、多态性高、连锁群分布均匀的SSR荧光标记。根据DNA分析仪检测到的每个标记的不同等位变异大小,为相应位点的不同等位变异进行了命名,并为每个等位变异选取了相应参照品种。根据每个引物标记的荧光和扩增的片段大小范围对42对引物进行合理搭配,在同一毛细管内对多个荧光标记进行检测,提高了DNA指纹数据采集效率,降低了检测成本。利用该体系对1 625份小麦育成品种进行DNA指纹数据采集,在42个位点中共检测到434个等位变异,每个位点的等位变异个数在3-23,平均10.3个;每个位点的PIC值范围为0.240-0.829,平均0.610。利用1 625份小麦育成品种DNA指纹数据,构建了中国小麦育成品种的DNA指纹数据库。【结论】筛选出42对SSR标记引物,建立了基于荧光SSR标记的小麦品种鉴定体系,可用于高通量小麦品种DNA指纹鉴定。     

甘蓝一代杂种纯度SSR鉴定与田间鉴定的一致性研究

【目的】分析甘蓝杂交种纯度的SSR分子标记鉴定结果与田间形态学鉴定结果的一致性,寻找一种快速、准确鉴定甘蓝杂交种纯度的方法。【方法】选用SSR分子标记,筛选杂交种具有父母本互补带型的引物,用其鉴定“秦甘50”杂交种的纯度,并与田间常规鉴定结果的一致性进行比较。【结果】300对SSR分子标记引物中,有1对引物SQ1019对“秦甘50”杂交种表现为父母本互补带型;利用引物SQ1019标记鉴定“秦甘50”大田杂交种的纯度为96.3%;“秦甘50”大田杂交种经田间鉴定纯度为96.0%,2种鉴定结果的一致性高达99.7%。【结论】SQ1019是SSR分子标记“秦甘50”杂交种的特异引物,SSR分子标记是一种快速、准确鉴定“秦甘50”杂交种纯度的方法,其结果与田间常规鉴定结果相一致。     

Assessment of wheat variety distinctness using SSR markers

Assessment of variety distinctness is important for both the registration and the protection of particular variety. However, the current testing system, which assesses a range of morphological characters of each pair of varieties grown side-by-side, is time-consuming and is not suitable for the assessment of hundreds of samples. The objective of this study was to develop a procedure for the assessment of wheat variety distinctness using simple sequence repeat(SSR) markers. A comparison between the molecular and morphological profile of 797 varieties was made. On the basis of the comparison, pairs of varieties with a genetic similarity value(GSV) ≤90% were deemed to be distinct, accounting for ~85% of varieties assessed in wheat regional trials. For the remaining ~15% of varieties, GSVs between different varieties were 90%, among which ~35% were not distinct and the other ~65% were distinct. Therefore, if given a GSV90%, the pairs of varieties should be morphologically assessed in the field. To avoid any errors in the assessments, we proposed the elimination of contaminant plants from the sample before comparing the varietal genotypes, scoring of the genotype at each locus with a pair of allele numbers when constructing a molecular profile, and faithfully recording two alleles at a non-homozygous locus. To reduce the workload and cost, a three-grade markers comparison among varieties is suggested. In addition, 80 SSR markers and a technical procedure for assessment of wheat variety distinctness have been proposed. Based on the procedure, the distinctness assessment of ~85% of all wheat varieties is completed in our laboratory annually. Consequently, total field assessment has been reduced considerably.     

我国75份小麦品种SNP和SSR指纹图谱构建与比较分析

联合利用Illumina 90K SNP芯片和毛细管高通量SSR检测技术，构建75份育成品种384个SNP和42个SSR位点的指纹图谱，比较两种标记在遗传多样性、遗传相似系数和鉴别能力等方面的特征。结果显示，SNP标记揭示的遗传多样性指数明显低于SSR标记，但能较好地反映品种间的遗传多样性；SNP标记揭示的遗传相似系数明显高于SSR标记，但两者呈极显著线性相关；384个SNP位点鉴定近等基因系的能力低于42个SSR位点，但去除近等基因系后，仅需8个SNP或4个SSR位点组合即可区分剩余的74份品种，表明最优位点组合具有较高的鉴定效率，在品种鉴定时可先采用少量标记进行初鉴，对于极近似品种可加大标记密度。首次结合SSR和SNP标记构建指纹图谱，证实了两者之间的一致性，提出了分子身份鉴定技术标记数量的选择思路，为小麦品种DNA身份鉴定技术标准制定提供了重要的参考依据。     

十二个小麦新品种成熟胚再生性能与农杆菌侵染敏感性评价

小麦成熟胚培养再生率比较低,尤其对优良小麦品种成熟胚再生性和农杆菌侵染敏感性还缺乏研究,一定程度阻碍了转基因小麦有效开展和产业化进程。以扬麦18、扬麦15、扬麦16、新冬18、小偃166和周麦22等12个优良小麦新品种为材料,研究了其成熟胚再生率及其对农杆菌侵染的敏感性。结果表明,12个小麦新品种成熟胚再生率0~35.3%,周麦27最高,扬麦19次之（27.9%）,新冬18、石麦B07-4056分别为211%和20.0%,其余品种再生率均低于20.0%;12个小麦品种成熟胚愈伤组织农杆菌侵染后GUS基因瞬间表达率0~33.3%,周麦18最高,扬麦15次之（23.8%）,扬麦18、周麦22、周麦27和石麦B07-4056虽有表达但频率较低（6.7%~9.1%）,其余品种没有观察到GUS基因瞬间表达。认为周麦27、扬麦19等品种适合进行成熟胚培养,周麦18、扬麦15等品种成熟胚适合进行农杆菌转化。优良小麦品种成熟胚再生性能和农杆菌敏感性评价为进一步利用细胞工程和基因工程途径改良小麦奠定了基础。     

大田野生麦苗穗发芽抗性的鉴定与遗传分析

为获得小麦高抗穗发芽种质资源并阐明其遗传背景。以秋收后冬小麦播种前,大田刚萌发出土的野生麦苗为试材,进行集中移栽种植,观测生长一致性、遗传稳定性,淘汰遗传尚不稳定株系,对获得的118个遗传稳定的野生麦苗系进行综合农艺性状调查和穗发芽抗性测定,选出4个综合农艺性状好且高抗穗发芽的种质系。利用SSR分子标记技术分析4个种质系、节节麦及收集野生麦苗地块前5~10年间本地块主栽小麦品种的基因组DNA。通过以上研究,发现有78.8%的野生麦苗系都高抗穗发芽,其中19.5%的野生麦苗系的穗发芽率为0;通过SSR分子标记分析发现4个高抗穗发芽种质系是节节麦和以前主栽小麦品种的杂交后代。收集、移栽、选择、鉴定秋后大田野生麦苗是一条获得小麦抗穗发芽种质资源的新途径。     

高粱DNA导入小麦“周麦16”引起后代变异的研究及SSR分析

[目的]将高粱DNA导入＂周麦16＂选育新的冬小麦变异种质系。[方法]将高粱＂抗5＂DNA通过花粉管通道导入小麦品种＂周麦16＂,对变异后代系统选择稳定的变异种质系,并对得到的稳定变异株系进行SSR分子标记检测。[结果]将高粱＂抗5＂DNA导入＂周麦16＂,其后代在株高、叶片蜡质层、芒型、穗型、旗叶、成熟期等几个方面发生大量变异。通过对变异后代系统选择得到稳定的变异种质系D16-1、D16-4等,对＂周麦16＂、D16-1、D16-4、高粱＂抗5＂基因组DNA的引物xgwm6、xgwm148、xgwm295、xgwm328、xgwm257检测出了较丰富的多态性DNA片段,其中xgwm6、xgwm257检出了高粱＂抗5＂DNA特有而＂周麦16＂没有的特异带型,进一步说明了D16-1、D16-4是由高粱＂抗5＂DNA片段嵌入＂周麦16＂基因组DNA变异而来。[结论]利用外源DNA导入技术可实现小麦远缘、超远缘遗传物质的转移,极大地丰富了小麦遗传的物质基础,为创造新的突破性的种质资源材料开辟了有效途径。     

水稻耐盐性SSR标记引物的筛选

[目的]针对两个典型的水稻品种(系)耐盐材料(02-11和津源85)和两个敏感材料(秋田小町和99-28),进行水稻耐盐相关的SSR标记的研究.[方法]选取水稻12条染色体上的565对SSR引物进行亲本间多态性筛选;选择适合的标记引物,并确定PCR扩增的最适退火温度.[结果]在565对引物组合中筛选出68对引物在4个材料间有多态性;明确了主要标记引物的通用退火温度为55℃.[结论]68对可作为该水稻群体耐盐QTL分析的SSR标记引物,为进一步进行水稻耐盐性分子鉴定和耐盐分子辅助育种提供参考.     

用EST-SSRs研究小麦遗传多样性

 小麦EST-SSRs是从小麦ESTs序列（表达序列标签）中开发的一种新型SSR标记。研究采用35对小麦EST-SSRs标记检测了 96份小麦材料的遗传多样性。结果表明，这些小麦EST-SSRs引物均可获得清晰的预期产物，共检测到129个等位变异，其中87.6%有多态性，大多数引物有2～4个等位变异；其中部分引物可用于普通小麦及其近缘种属的亲缘关系研究，并可根据特征带谱鉴定部分小麦品种；在相似系数为0.745的水平可将人工合成双二倍体小麦材料和一般小麦品种区分开来。与基因组SSR标记相比，EST-SSRs这种新型分子标记来源于表达基因，将其用于小麦遗传研究可直接反映相关基因在不同小麦品种间的表达差异。