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.     

小麦抗纹枯病种质创新及QTL定位的初步研究

【目的】纹枯病已成为影响中国小麦高产、稳产的主要病害之一，创造抗纹枯病小麦种质，并探讨其抗性遗传特点，是启动小麦抗纹枯病遗传育种研究的基础。【方法】以中国育种中很少利用的ARz和Niavt14为纹枯病抗源，以大面积推广品种扬麦158等为受体亲本，通过复交组合，聚合抗病基因；用单粒传法构建含137个重组自交系ARz/扬麦158遗传群体为材料，以致病力较强的R-46菌株为纹枯病病原，分别用沟带接菌法和牙签接菌法进行抗纹枯病的接菌鉴定。【结果】创造出02P12、02P315等兼抗纹枯病、赤霉病或白粉病的新种质；ARz/扬麦158群体在牙签接菌法中，病情指数介于29.8%～64.4%之间，在沟带接菌法中，病情指数介于25%～75%之间，病情指数均呈正态分布，具数量遗传的特点；单标记分析法对97个在抗感池或亲本间呈多态性的位点进行回归分析，获得Xgdm67等11个与纹枯病抗性极显著相关的SSR标记，能解释群体纹枯病病情指数变异的5.0%～13.0%，其中Xgwm247、Xgdm67、Xwmc94和Xgwm437在牙签接菌法和沟带接菌法的抗性资料中都能检测到；用MapManager QTXb17 建立了14 条连锁区段,并用区间作图法检测到与小麦纹枯病抗病相关的2个QTL位点，其中，Xgdm67～Xbarc172之间的QTL在两种接种条件下都能检测到，LOD值分别为4.0和3.63，能够解释表型变异14.36%和12.3%；Xwmc94～Xwmc273.2之间的QTL只能在牙签法中检测到，其LOD值和贡献率分别为2.3和14.68%。【结论】初步认为在7D上存在抗小麦纹枯病的主效QTL。     

CIMMYT小麦Pavon 76和PBW 343叶锈成株抗性QTL分析

CIMMYT(墨西哥国际玉米小麦改良中心)小麦多数携带成株慢锈基因,Pavon 76和PBW343在田间对我国叶锈菌种表现为抗病,其可能携带有多个成株慢锈QTL位点。为了检测和定位Pavon 76和PBW 343中的成株慢锈QTL位点,以Pavon 76和PBW 343杂交、多次自交获得的包含有178个家系的重组自交系(RIL)群体为材料,将其种植在河北农业大学试验田和CIMMYT的Obregon小麦试验田,分别接种不同的小麦叶锈菌混合小种进行田间抗叶锈鉴定,获得群体的表现型数据,同时利用480个在亲本间有多态性的DArT(多样性序列芯片技术)标记检测178个家系,获得群体的基因型数据。结合表现型数据和基因型数据,利用Map Manager QTXb20和QTL IciMapping软件,进行复合区间作图法分析,在2个环境共检测到4个QTL位点。其中位于1BL染色体上来源于亲本Pavon 76的QTL位点解释5.5%的表型变异,另外3个QTL位点都来源于亲本PBW 343,其中的2个QTL位点位于1AL和2DL染色体上且只在墨西哥试验点检测到,分别解释7.0%和4.3%的表型变异,另外1个QTL位点只在保定试验点检测到,位于3AL染色体上,解释5.7%的表型变异。位于1A和3A染色体上的QTL可能为新的成株抗叶锈QTL,其丰富了现有的小麦成株慢锈基因库,与其紧密连锁的分子标记可以用于标记辅助育种、培育持久抗病品种。     

甜玉米雄穗一级分枝数QTL定位

【目的】为改良玉米雄穗性状.【方法】以雄穗一级分枝数有显著差异的超甜玉米自交系T4和T19为亲本,构建了包含232个单株的F2群体,考察雄穗一级分枝数,利用复合区间作图法进行QTL定位.【结果和结论】结果获得一张包含77个SSR标记的遗传连锁图谱,全长868.7 cM,标记平均间距为11.28 cM,共检测到4个与超甜玉米雄穗一级分枝数相关的QTL位点,分别位于玉米第4、7、8染色体上,可解释5.08%~17.71%的表型变异.主效QTL位点qTBN-4位于第8染色体,可解释17.71%的表型变异.这些QTLs将为雄穗一级分枝数的分子标记辅助选择提供依据.     

3个小麦重组自交系群体抗赤霉病QTLs的SSR分析

 对3个重组自交系群体(RILs)苏麦3号/Alondra F_7、望水白/Alondra F_8、894037/Alondra F_8进行SSR分析,用单个标记方差及回归分析方法,结合接种鉴定资料,寻找与抗赤霉病性有关的的SSR分子标记。结果显示,在这3个抗病亲本的3B染色体上都存在一个主效抗赤霉病QTL,分别能解释2.6％～6.7％(苏麦3号)、47.4％(894037)、8.9％～27.0％(望水白)的抗性表型变异。在其它一些染色体上也发现一些微效QTLs,如2D、4B、4D、7A、6B染色体上,其中存在于4B染色体上的一个QTL来源于感病品种Alondra。在望水白/Alondra F_8群体中检测到了1个存在于2D染色体的抗赤霉病QTL,来源于抗病品种望水白,而在894037/Alondra F_8群体上检测到的1个存在于2D染色体的抗赤霉病QTL,则来源于感病品种Alondra,对其真实性将进一步研究。     

基于水稻RIL群体的稻瘟病抗性QTL分析

为了挖掘和利用抗稻瘟病基因,培育抗稻瘟病品种,以抗稻瘟病亲本京宁11(父本)和感稻瘟病亲本2013ZJP-3(母本)培育的包含189份株系的F6和F7重组自交系(RIL)群体作为试验材料,利用99对亲本间有多态性的SSR标记构建遗传连锁图谱;同时,利用宁夏地区优势稻瘟病菌生理小种,采用人工接种和自然诱发相结合的方法对其进行叶瘟、穗颈瘟抗性鉴定,并用QTL IciMapping 4.0软件对叶瘟抗性和穗颈瘟抗性进行QTL分析.结果表明,F7群体的抗叶瘟性状呈连续性分布,且大部分材料偏向于抗病亲本京宁11.QTL定位结果显示,共检测到11个QTL:与叶瘟抗性有关的QTL有4个,分别位于6、6、6、10号染色体上,贡献率达到5％～8％,其中贡献率最大的QTL位于6号染色体上;与穗颈瘟抗性有关的QTL有4个,分别位于6、10、10、11号染色体上,贡献率为5％～8％;与综合抗病指数有关的QTL有3个,位于6、10、10号染色体;此外,在10号染色体上的RM1125单标记区间内有2个控制穗颈瘟与综合抗病指数的QTL,分别解释了 8％、6％的表型变异,加性效应分别为-0.75、-0.40,这个QTL对应的增效基因均来自于父本京宁11.     

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。     

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。     

小麦品种川麦107对条锈病成株抗性的QTL定位

【目的】发掘川麦107中的条锈病成株抗性基因及与其紧密连锁的分子标记,为小麦持久抗性育种提供基因和分子标记辅助选择工具。【方法】在墨西哥国际玉米小麦改良中心(CIMMYT)Toluca试验站、中国成都和雅安3个环境下,对川麦107/Avocet-YrA组合的F5代重组自交系(recombinant inbred line,RIL)群体进行了小麦条锈病成株抗性鉴定,在此基础上利用SSR标记和复合区间作图法对成株抗性基因进行定位。【结果】在1B染色体长臂远端的Xcwem32和Xgwm818位点之间(连锁距离3.9cM)检测到1个主效QTL,暂定名为QYr.saas-1BL。该主效QTL在3个试验环境下分别解释19.3%、16.9%和27.4%的表型变异。【结论】QYr.saas-1BL是川麦107中对条锈病有持久抗性的成株抗性QTL。     

玉米抗穗粒腐病 QTL 定位研究

【目的】在连作程度高且更利于发病的广西等一年两熟玉米种植地区开展玉米穗粒腐病抗性数量性 状位点（QTL）定位研究,揭示玉米穗粒腐病抗性遗传变异的基本规律,为这些地区玉米穗粒腐病抗性育种提供一 定的理论依据。【方法】用 Mapmaker 3.0 软件对 148 个多态性 SSR 标记在 215 个 F2 单株间的基因型数据构建遗传 图谱。在广西南宁用针刺法对由 215 个 F2 单株发展而来的 F2:3 家系抗病性进行田间接种鉴定,记录家系内各单株 的病级,将家系内各单株的病级换算成家系的抗病指数。利用 winQTLCart2.5 软件中的复合区间作图法对各家系的 抗病指数进行抗病 QTL 分析。【结果】148 个 SSR 标记构建了覆盖玉米 10 条染色体组总长度 1 396.3 cM 的连锁图谱, 标记间的平均遗传图距 9.43 cM。抗病指数在 α= 0.05 显著水平下进行 500 次排列检验计算得到 LOD 阈值为 2.2。 以 2.2 这个阈值为依据共检测到 3 个抗病指数 QTL 位点。这 3 个 QTL 的基因作用方式分别为超显性、超显性和 部分显性。各 QTL 的加性效应值有正有负,说明抗感亲本中均含有微效抗病基因。【结论】检测到的 3 个穗粒 腐病抗病 QTL 分别位于第 2、3、10 染色体上,可解释表型变异的 4.6%~6.6%,它们均为微效 QTL。未检测到较 大效应值的主效 QTL。     

玉米QR-001/QS-001组合抗粗缩病QTL初步分析

本研究以QR-001/QS-001组合衍生的281个F2∶3家系为定位群体,在青岛和枣庄两个环境下进行非接种条件下玉米粗缩病抗性鉴定。应用完备区间作图法(ICIM)进行QTL分析,结果表明:在青岛环境下共检测到8个QTLs,分布在第1、2、3、4、6(2个)和8(2个)染色体上,单个QTL可以解释的表型变异在0.08%~32.25%之间;在枣庄环境下共检测到13个QTLs,分布在第1(3个)、2、3、4、5、6(2个)、7(2个)和8(2个)染色体上,单个QTL可以解释的表型变异在0.06%~35.61%之间。两环境下检测到2个通用主效QTLs,分别位于第1染色体umc2236-umc1278标记区间和第6染色体phi299852-umc1490标记区间,其在青岛环境下解释的表型变异分别为27.11%和32.25%,在枣庄环境下解释的表型变异分别为35.61%和27.77%。这两个区间可作为抗粗缩病候选基因的重要遗传位点开展精细定位。     

普通小麦白粉病成株抗性的QTL分析

【目的】以普通小麦加倍单倍体（doubled haploid,DH）群体（旱选10号×鲁麦14）的150个株系为材料,鉴定其白粉病成株抗性并进行QTL定位,以期发掘具有显著效应以及不同环境中稳定表达的主效QTL,为改良小麦白粉病成株抗性提供理论依据及分子标记。【方法】运用基于混合线性模型的复合区间作图法,对DH群体在4种单一环境条件下及基因型与环境互作情况下白粉病成株抗性进行QTL定位。【结果】4种单一环境条件下共检测到15个控制白粉病成株抗性的加性效应QTL,对白粉病成株抗性表型变异的贡献率为3.8%～21.0%;考虑基因型与环境互作的情况下检测到9个加性QTL,分别与单一环境下检测到的加性QTL位于相同的标记区间,位于染色体2A、2B、3A、5A、5B、6B、7A、7B和7D上。4种单一环境下检测到17对上位性效应QTL,对白粉病成株抗性表型变异的贡献率为1.1%～28.4%;考虑基因型与环境互作情况下检测到19对上位性QTL,其中7对与单一环境下的上位性QTL位于相同的标记区间。控制白粉病成株抗性的QTL来自于双亲,DH群体中有白粉病成株抗性超亲的株系存在。【结论】白粉病成株抗性受加性和上位性QTL的共同作用;在基因型与4种环境互作情况下检测到的QTL中,分别有9个加性QTL和7对上位性QTL与单一环境下的QTL位于相同的标记区间,这些在不同环境条件下重复出现的QTL具有较好的稳定性;通过分子标记辅助选择等方法重组、聚合目标QTL,将能够选育出白粉病抗性强的小麦品种。     

幼胚培养与标记辅助选择培育抗赤霉病小麦新种质

通过分子标记辅助选择技术和幼胚培养方法,以抗赤霉病小麦品种苏麦3号为供体亲本,以弱筋小麦品种扬麦15为受体和轮回亲本,利用抗性基因紧密连锁的SSR标记Xgwm 493、Xgwm 533筛选和田间赤霉病抗性鉴定,获得15个农艺性状似轮回亲本且含有目标基因的品系.表明利用与抗性基因紧密连锁的分子标记辅助育种,是一种有效的途径,可以实现培育小麦赤霉病新种质的目标.     

番茄分子遗传图谱构建和晚疫病抗性基因簇ph-3的QTL分析

 【目的】挖掘番茄晚疫病抗性基因紧密连锁的分子标记,为番茄抗晚疫病种质资源的利用及分子标记辅助选择育种提供理论和实践依据。【方法】利用含番茄晚疫病抗性基因ph-1,2,3的L3708（Lycopersicon.pimpinellifolium）为父本,感病的优良品系04968（L.esculentum）为母本培育的260个F2单株为图谱构建群体,通过AFLP、SSR 2种分子标记进行遗传分析,构建分子遗传图谱。根据苗期接种番茄晚疫病病原菌生理小种T1,2的抗性反应,利用复合区间作图法,进行QTL定位。【结果】构建了包含12个连锁群的分子遗传图谱,其中包含3个SSR标记和149个AFLP标记。该图谱覆盖整个基因组总长度1 443.07 cM,平均图距9.50 cM。检测到了5个与抗性基因簇ph-3相关的QTL位点,其中Qph3-1位于第3连锁群上,可以解释的表型变异为26.59% 。Qph3-2位于第1染色体上,可以解释的表型变异为54.86%,Qph3-3、Qph3-4和Qph3-5,位于第9连锁群上,可以解释的表型变异分别为9.24%、10.27%和36.49%。QTL 遗传效应表现为加性和显性。【结论】所得5 个分子标记可作为选育抗晚疫病番茄品种的重要分子标记辅助选择工具。     

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1 422.7 cM,标记间的平均距离为15.6 cM.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bnlg 602,bnlg 161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,y1ssr连锁,其遗传效应分别能解释表型方差的56.5%和76.8%.     

基于四交群体的玉米叶夹角和叶向值QTL定位分析

选育耐密紧凑株型是增加玉米单位面积产量的重要途径之一,而叶夹角和叶向值是衡量株型的重要参数。本研究选用叶夹角和叶向值存在差异的玉米自交系郑58、PH6WC、87-1和自330构建1个四交(郑58/豫87-1//PH6WC/自330)组合,以228个四交F1单株为作图群体,构建了1张含225个SSR位点,全长1 387.2cM的玉米分子标记遗传连锁图谱,标记间平均间距为6.19cM。基于四交群体应用区间作图法检测4个环境下的QTL,共检测到13个叶夹角相关QTL,分别位于第1、2、3、4、5、7和10染色体上,单个QTL可解释5.1%~20.0%的表型变异;检测到15个叶向值相关QTL,分别位于第1、2、4、5、7、8和9染色体上,单个QTL可解释5.4%~20.1%的表型变异。其中qLA-E2-2和qLA-E4-2落在同一标记区间umc1692-umc2297(bin 5.03),分别解释16.6%和13.2%的表型变异;qLO-E1-1、qLO-E3-2和qLA-E4-1落在同一标记区间umc1568-bnlg1953(bin1.02),分别解释10.1%、19.9%和12.3%的表型变异;qLO-E2-1和qLO-E3-1落在同一标记区间phi056-phi427913(bin 1.01),分别解释13.8%和10.0%的表型变异。这些多个环境共同检测到的QTL将为玉米耐密理想株型育种中叶夹角叶向值的分子标记辅助选择提供有益信息,加速耐密株型玉米品种的选育。     

玉米GY220×1145组合粗缩病抗性的QTL定位分析

玉米粗缩病是近年严重影响中国玉米生产的病害,研究其QTL定位有助于利用分子标记辅助选择提高玉米粗缩病抗性育种效率。该研究调查了GY220×1145杂交衍生的重组自交系(RIL)群体109个家系(F10∶11)在2个环境下粗缩病的抗感表型值,结合该组合由272个DNA分子标记构建的遗传连锁图谱,分别采用基于多元回归模型的Win QTL Cartographer 2.5软件的复合区间作图法(CIM)和基于混合线性模型的QTL Network 2.0软件中CIM方法,检测了玉米粗缩病的抗性位点。结果表明:(1)运用Win QTL Cartographer 2.5软件中CIM法,检测到5个抗玉米粗缩病的QTL,解释表型变异的6.9%～17.6%,其中有3个QTL在2个环境下都检测到。5个QTL的加性效应变异幅度为-8.57～11.94。(2)用QTL Network 2.0软件中CIM法,检测到1个控制玉米粗缩病的位点MRDD2-22,解释表型变异的9.0%,加性效应为6.93。在第5连锁群与13连锁群之间存在1对非主效QTL间的互作,解释表型变异的7.4%,互作效应为-7.70。运用多元回归模型和混合线性模型都检测到的位点是MRDD2-22,位于第4染色体长臂g7M7806～n142标记区间,抗性等位基因来自自交系1145,平均加性效应为9.3。MRDD2-22位点可用于分子标记辅助选择进行玉米自交系粗缩病抗性的改良。     

小麦株高的QTL分析

【目的】研究控制小麦株高的数量性状位点(QTL)。【方法】利用SSR和AFLP分子标记构建连锁图谱,在3种不同试验环境(2003~2004年北京、2004~2005年北京和河南安阳)下分析百农64×京双16组合的218个F2:3株系群体的株高。【结果】构建了由158个分子标记(100个SSR标记和58个AFLP标记)位点组成的遗传连锁图谱,覆盖了除1D连锁群外小麦全基因组的3 114 cM;检测到3个控制株高的QTL,分别位于2B、4D和6A染色体上,贡献率分别为7.3%~11.5%,7.4%~12.9%和5.7%~11.3%。【结论】3个株高QTL位点在不同环境下表现稳定,其紧密连锁的分子标记可用于矮秆、半矮秆小麦的标记辅助育种。