分子标记在优质蛋白玉米育种中的应用

通过与opaque-2（o2）基因紧密连锁的SSR分子标记phi057对X178和CA335回交群体回交一代BC1F1和回交二代BC2F1 o2基因的前景选择,发现可以在苗期对回交群体进行o2基因的检测和追踪,可提高选择的准确性.通过利用AFLP分子标记进行轮回亲本的背景选择,表明利用AFLP分子标记辅助选择可以使回交二代与轮回亲本的相似性比回交一代与轮回亲本的相似性显著增加,使位点进一步纯合,选择出与轮回亲本具有较高相似性单株个体,从而加快优质蛋白玉米育种进程, 为分子标记辅助选择QPM提供了重要理论依据.     

萝卜雄性不育转育进度的研究

以灯笼红萝卜雄性不育系为母本,美浓萝卜为转育父本,获得的不同回交转育世代(F1、BC1、BC2、BC3和BC4)分别与美浓萝卜之间对主要的植物学性状、农艺性状和品质性状进行转育差异度的比较分析.结果表明:在选育出全不育世代以后的各个回交世代均表现为全不育.株态、叶型、叶片色、叶脉色、根形和皮色在BC3代已经接近轮回亲本;单根重、外露长、根长、根粗和根形指数符合理论的转育趋势,至BC4代单根重的转育差异度仅为-3.49%;株高、展开度、叶重、根叶比、叶片长、叶片宽及叶片数等虽然在个别转育世代偏离了理论的变化趋势,但至BC4代时均已接近轮回亲本;Vc、蛋白质、可溶性糖、干物质和纤维素含量的转育差异度在不同转育世代波动幅度较大,但至BC4代时也已与轮回亲本相近.可见,在萝卜雄性不育转育过程中,至BC4代时与轮回亲本的主要性状已基本相似.     

分子标记在优质蛋白玉米(QPM)前景选择和背景选择中的应用

通过与opaque-2(o2)基因紧密连锁的SSR分子标记phi057对黄早四和CA335回交群体回交一代BC1F1和回交二代BC2F1o2基因的前景选择,表明在苗期对QPM回交群体进行o2基因的检测和追踪,可提高选择的准确性。通过利用AFLP分子标记对QPM回交群体进行轮回亲本的背景选择,表明表明利用AFLP分子标记辅助背景选择可以使回交二代比回交一代与轮回亲本的相似性显著增加,基因位点进一步纯合。经过两代选择,BC2F1与轮回亲本的相似性已达到了94.8%,大大高于常规选择85.0%。研究表明分子标记辅助选择可以提高QPM育种效率,加速QPM育种进程。     

水稻叶蝉抗性基因回交转育和CAPS标记辅助选择

 以综合性状好但对黑尾叶蝉 (NephotettixcincticepsUhler)敏感的品种台中 6 5作为轮回亲本 ,与抗性品种DV85连续回交 ,得到回交高代BC6F2 群体 ,进行抗叶蝉性状的回交转育。将抗黑尾叶蝉基因Grh2两侧的RFLP标记C189和G14 6 5成功地转换为在亲本间具有多态的CAPS标记。在进行表型选择的同时 ,利用CAPS标记对BC6F2 进行了标记辅助选择 ,分析了CAPS标记与Grh2间的遗传距离和标记辅助选择的效果。所选出的个体具有台中 6 5的遗传背景且携带纯合Grh2基因 ,可作为聚合抗叶蝉基因培育新品种的重要中间材料。     

普通小麦-簇毛麦T5VS·5DL易位染色体对小麦主要农艺性状、品质和白粉病抗性的遗传效应分析

【目的】分析普通小麦-簇毛麦T5VS·5DL易位染色体对主要农艺性状、品质性状及白粉病抗性的遗传效应,了解T5VS·5DL易位染色体通过雌雄配子的传递情况,筛选便于育种利用的共显性分子标记,进一步明确T5VS·5DL易位系的高代回交品系在育种改良中的利用价值。【方法】分别以扬麦13、扬麦15为轮回亲本的高代T5VS·5DL易位系回交品系(BC4F4)及其分离群体(BC5F2)为材料,利用GISH及5VS特异分子标记对这些材料进行了鉴定;在大棚及大田2种环境下调查了这些材料的株高、穗长、小穗数、穗粒数、千粒重等主要农艺性状,并对这些材料的水溶剂保持力、碳酸钠溶剂保持力、蔗糖溶剂保持力、乳酸溶剂保持力、蛋白和籽粒硬度等品质性状进行了分析;还利用白粉菌混合生理小种对这些材料的苗期(二叶期)和成株期(抽穗期)进行了接种鉴定。【结果】含有T5VS·5DL易位染色体高代回交品系的株高、穗长、小穗数、穗粒数、千粒重等主要农艺性状与其轮回亲本相比,2种环境下的差异均不显著,表明簇毛麦5VS染色体臂代替普通小麦5DS染色体臂后,对产量性状的补偿性较好,没有显著的不利影响。品质性状的分析结果表明,含有T5VS·5DL易位染色体高代回交品系的籽粒硬度值(SKCS)均显著低于其轮回亲本,表明簇毛麦Dina/Dinb基因型比普通小麦的Pina/Pinb基因型具有更软质胚乳特性;另外,含有T5VS·5DL易位染色体高代回交品系的水溶剂保持力与碳酸钠溶剂保持力也显著低于轮回亲本,而蔗糖溶剂保持力、乳酸溶剂保持力及蛋白质含量的差异不显著,表明T5VS·5DL易位染色体对弱筋小麦品质指标可能有一定的正向效应。白粉菌混合生理小种接种鉴定的结果表明,在二叶期,含有T5VS·5DL易位染色体高代回交品系及其轮回亲本均高感白粉病,但在成株期含有T5VS·5DL易位染色体高代回交品系高抗白粉病,而其轮回亲本仍高感白粉病,表明含有T5VS·5DL易位染色体高代回交品系携带白粉病成株抗性基因。对BC5F2群体单株的白粉病及T5VS·5DL易位染色体鉴定的结果表明,所有含有T5VS·5DL易位染色体的单株均高抗白粉病,无T5VS·5DL易位染色体的单株均高感白粉病,推测一个显性的白粉病成株抗性基因与T5VS·5DL易位染色体共分离。同时在分离群体中,纯合易位染色体单株数、杂合单株数及无易位染色体单株数之比,经χ2测验符合1﹕2﹕1分离比例,表明T5VS·5DL易位染色体在小麦背景中遗传传递正常。通过对5VS特异分子标记的扩增条件及带型分析发现,共显性EST分子标记5EST-237、Pinb-1,扩增条件简单,特异带型易于识别,可以利用这些标记对T5VS·5DL易位染色体进行分子标记辅助选择。【结论】鉴于T5VS·5DL易位系良好的品质及抗病特性,建议在弱筋小麦的育种项目中加以利用。     

高通量分子标记技术辅助回交选育高油酸花生新种质

以山东大花生鲁花14号(LH14)为母本、高油酸花生开农176(KN176)为父本配置杂交组合,再以LH14为轮回亲本历经4次回交获得BC4F1,期间用Taq Man探针标记技术辅助杂种AhFAD2B基因型选择;BC4F1经连续自交、田间筛选并辅助KASP分子标记鉴别后代籽粒AhFAD2B基因的基因型,获得基因型aabb的BC4F5株系10个,它们分别来源于BC4F1代7个单株。分析这10个株系产量及品质性状,结果显示各株系结果集中,单株平均荚果数、果型与母本LH14相似,油酸含量为68.67%~77.93%;其中7个株系的百果重、饱果率和6个株系的百仁重分别比对照LH14提高0.02%~16.05%、4.55%~12.31%和0.05%~9.41%。综合各株系田间表现及籽粒品质指标,最终选择油酸含量高于70%的7个BC4F5代株系进行DUS测试、品种区试和生产试验。Taq Man探针标记与KASP标记结合应用于高油酸品种选育过程中,大大减少了田间选择的工作量,提高了回交选育高油酸花生的效率。     

聚合回交法选育抗褐飞虱水稻恢复系

【目的】挖掘和利用稻飞虱抗性基因,选育抗褐飞虱水稻恢复系。【方法】利用高抗褐飞虱的抗源材料HS204作抗源供体,以恢复系明恢65作轮回亲本,通过回交,进行苗期群体鉴定和成株期农艺性状选择。【结果】抗褐飞虱材料HS204的抗性基因为显性。经聚合回交选育,抗褐飞虱显性基因被成功转育到轮回亲本中,从11个回交组合后代中选择获得4份配合力高、高抗褐飞虱纯合恢复系,其中M204-8-2-3-6-5、M204-8-8-14-9-9均来源于M204-8株系,其新配的7个组合抗性都在3级以上,并具有较强的恢复力。【结论】采用聚合回交法,通过抗性筛选,用抗性纯合的株系与轮回亲本回交,可加快选育目标性状纯合株系。     

聚合回交法选育抗褐飞虱水稻恢复系

[目的]挖掘和利用稻飞虱抗性基因,选育抗褐飞虱水稻恢复系.[方法]利用高抗褐飞虱的抗源材料HS204作抗源供体,以恢复系明恢65作轮回亲本,通过回交,进行苗期群体鉴定和成株期农艺性状选择.[结果]抗褐飞虱材料HS204的抗性基因为显性.经聚合回交选育,抗褐飞虱显性基因被成功转育到轮回亲本中,从11个回交组合后代中选择获得4份配合力高、高抗褐飞虱纯合恢复系,其中M204-8-2-3-6-5、M204-8-8-14-9-9均来源于M204-8株系,其新配的7个组合抗性都在3级以上,并具有较强的恢复力.[结论]采用聚合回交法,通过抗性筛选,用抗性纯合的株系与轮回亲本回交,可加快选育目标性状纯合株系.     

硬粒小麦-节节麦人工合成小麦的鉴定和利用

对从CIMMYT引进的99份硬粒小麦-节节麦人工合成小麦通过抗锈性和农艺性状的鉴定,筛选出21份对条锈病高抗至免疫的材料;利用SDS-PAGE电泳技术对99份材料的HMW-GS组成进行了分析,筛选出8份携带1.5 10特异优质亚基和1份携带5 12亚基的合成小麦;利用筛选的抗锈、优质合成小麦与普通小麦组配正交、回交组合,不存在远缘不育现象,虽然较对照宁春4号熟期略晚,但其籽粒全为角质;对其中两个组合的F6代1 250个单株进行SDS-PAGE后发现,有64份含有1.5 10亚基,3份含有5 12亚基.作者分析认为,合成小麦的鉴定和育种应用,必将极大地丰富小麦种质资源,为培育丰产、优质、抗逆的新品系奠定基础.     

小麦黏型核质互作雄性不育—恢复近等基因系的构建及其遗传背景检测

[目的]构建小麦黏型核质互作雄性不育—恢复近等基因系,为进一步探索小麦雄性不育机理及对不育及恢复基因的精细定位和图位克隆提供参考.[方法]利用黏型小麦雄性不育系Ms(Kost)-5-1为母本与恢复系RK5451杂交获得F1代,以Ms(Kost)-5-1为轮回亲本与F1代及回交后代中的可育株连续回交6~7代构建黏型小麦核质互作雄性不育—恢复近等基因系;利用SSR标记、醇溶蛋白的A-PAGE与田间农艺性状相结合的方法对所构建的近等基因系进行检测.[结果]定向快速获得16个小麦黏型核质互作雄性不育—恢复近等基因系(N2~N17).SSR分子标记及A-PAGE检测结果表明,各近等基因系遗传背景与恢复系RK5451的差异较明显,而与不育系Ms(Kost)-5-1遗传背景趋近相同,N4、N10、Ni1和N16保留了较好育性恢复性.农艺性状差异及聚类分析结果表明,各近等基因系仅在株高上呈显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)差异,大多数农艺性状具有较高的相似性,N2、N3、N10、N16与不育系Ms(Kost)-5-1农艺性状差异最小.[结论]N10和N16为不育系Ms(Kost)-5-1较好的近等基因系,可用于进一步基因精细定位和图位克隆.     

小麦高分子量谷蛋白1Dx5亚基特异PCR标记

本研究为1Dx5亚基基因(Glu—Dl-1b)设计了一对特异引物，对HMW—GS在Glu—Dx1位点已知的11个小麦品种进行了PCR扩增，以检测PCR标记的准确性。结果表明，凡具有1Dx5亚基的4个品种都能扩增出一条450bp的特异带，而其它品种则不能扩增出这一特异带．与HMW—GS的蛋白质电泳结果一致。用这一特异标记对山东省推广种植面积较大的35个品种进行PCR检测．发现仅有9个品种携带1Dx5基因，占待测材料总数的25．7％，明显低于北美小麦品种。研究发现，与蛋白质的HMW—GS标记相比．PCR标记更快速、简便、准确。     

小麦谷蛋白亚基1Dx5的分子鉴定及标记辅助选择

 小麦高分子量谷蛋白亚基Glu-D1位点上1Dx5-1Dy10和1Dx2-1Dy12分别紧密连锁，它们分别与小麦面包加工品质的优劣密切相关。利用1Dx5亚基特异PCR标记鉴定了我国新育成的49份优质小麦品种(系)的谷蛋白亚基Glu-D1位点，有17个品种扩增出450 bp特异片段，表明具有1Dx5亚基；32个品种未扩增出450 bp片段，表明不具有1Dx5亚基；1Dx5亚基的出现频率为34.7%。所用材料的鉴定结果与SDS-PAGE电泳的结果基本一致，表明利用特异性PCR标记鉴定1Dx5亚基技术是可靠的。此外，还利用该PCR标记，对回交后代株系进行了鉴定，选择出含优质亚基的小麦株系。     

HMW-GS基因的遗传转化与小麦品质改良

小麦高分子量谷蛋白亚基(HMW GS)的组成类型及相对含量与面筋的弹性和强度直接相关,决定面粉的烘烤品质。目前,应用转基因技术将HMW GS基因(主要为1Ax1、1Dx5和1Dy103个亚基基因)导入普通小麦,获得转基因株系。对转基因株系进行检测,发现导入的HMW GS基因在转化植株中均过量表达。对其品质进行测定表明,面团弹性、强度、稳定时间等多个品质性状都有所改善。我国小麦品种品质普遍较差,利用转基因技术提高优质亚基的表达数量,转入外源优质亚基,可能将是我国小麦,尤其是南方小麦品质遗传改良的有效途径之一。     

小麦远缘杂交后代的高分子量谷蛋白亚基变异机制探讨

以普通小麦川农19(N,7+8,2+12)和1BL/1RS易位系小麦川农18(1,7+9,2+12)F1为试材,用十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(sodium dodecyl sulphate-polyacrylamide gel elec-trophoresis,SDS-PAGE)法鉴定分析了杂交后代的高分子量谷蛋白亚基组成,发现其中1粒产生了2个亲本中都没有的高分子量谷蛋白亚基,其高分子量谷蛋白亚基组成为(1,x+7+8+9,2+12)。变异的亚基在SDS-PAGE电泳图谱上位于1 Dx5和1 Bx7亚基之间,迁移率与1 Bx6相似。统计变异株F2代HMW-GS的遗传规律,结果表明,Glu-A1位点上的亚基分离正常;而Glu-B1位点上亚基的分离以及Glu-A1与Glu-B1位点之间的组合都不符合孟德尔遗传规律;变异亚基与1 By8亚基呈现共显性。最后对变异产生的机制进行了探讨。     

三系水稻保持系航天育种的研究

[目的]研究三系水稻保持系航天诱变突变株的育性变化情况。[方法]以籼型水稻单株纯系品种特B、湛B、双青B和II-32B的种子为材料,各品种取1/2种子进行航天诱变,余下1/2种子为对照,研究航天诱变突变株测交和回交后代的性状表现及遗传变异。[结果]4个保持系突变株测交后代可育花粉率变幅为0~25.6%,回交一代可育花粉率变幅为0~72.2%。各突变株测交后代自交结实率变幅为0~8.2%,突变株对不育系的不育性保持能力表现出一定的下降趋势;回交后代自交结实率与对照差异显著,II-32A×II-32B3-1的后代自交结实率最高,为33.4%。回交后代农艺性状与对照的差异比上一代更明显。[结论]三系水稻保持系航天诱变突变株回交后代的育性有较大变化。     

多重PCR的建立及黄淮麦区主要品种品质相关基因的鉴定

 【目的】小麦加工品质由多个位点控制,而每个位点又有多个等位基因控制。建立品质性状多重PCR反应体系是提高分子标记辅助选择效率及降低成本的一种重要措施。【方法】选择影响小麦品质性状重要基因的分子标记,即高分子量谷蛋白亚基基因标记Ax2*、Bx14、Bx17和Dx5;低分子量谷蛋白亚基基因标记Glu-A3 d;糯蛋白亚基Wx-B1基因标记BDFL-BRD和Wx-D1基因标记MAG269;1BL/1RS易位标记ω-sec及多酚氧化酶（PPO）活性基因标记PPO18。根据优质面包、优质面条亚基组成要求及引物的退火温度,建立3个多重PCR反应体系PCR-Ⅰ（Ax2*/Bx17/Dx5）、PCR-Ⅱ（BDFL-BRD/MAG269/PPO18）和PCR-Ⅲ（Bx14/Glu-A3d/ω-sec）。【结果】用构建的3个多重PCR对141份黄淮麦区小麦品种加工品质相关基因的分布情况进行了检测。结果表明Ax2*、Bx14、Bx17具有较低的分布频率,分别为4.3%、7.1%、1.4%;Dx5和Glu-A3 d分布频率相对较高,分别为17.7%和27.7%;而1BL/1RS易位和低PPO活性（扩增片段为876 bp）的材料分别占44.0%和51.8%;Wx-B1缺失材料占4.3%。在供试的141份材料中已有80份进行了高、低分子量谷蛋白亚基和黑麦碱的SDS-PAGE电泳检测,与本研究建立的多重PCR检测结果完全一致。【结论】建立的多重PCR体系可以准确、稳定、高效地检测9个小麦品质性状的基因组成。     

小偃麦渗入系F_2分离群体HMW-GS遗传分析

为了解小偃麦渗入系后代分离群体中高分子量麦谷蛋白的遗传规律,采用SDS-PAGE法分析了小偃麦渗入系CH03W006与普通小麦品种台长29杂交F2分离群体140个单株的高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)组成和遗传多样性。结果表明,2个亲本Glu-1位点不同亚基间不存在连锁关系;F2分离群体中HMW-GS遗传变异丰富,共出现19种HMW-GS组合类型,在Glu-A1,Glu-B1,Glu-D1位点上分别检测到3,10,4种不同的亚基类型,3个位点分别含有2*,7+8/13+16/17+18,5+10/5+12等丰富的优质亚基;聚类分析结果表明,F2分离群体与父本CH03W006聚为一类的HMW-GS类型最多,表明通过远缘杂交创造的新材料遗传基础丰富,且其后代群体HMW-GS的遗传存在偏父现象(Patroclinal Inheritance)。     

原位杂交鉴定导入小麦的多年生簇毛麦染色质

多年生簇毛麦（Dasypyrum breviaristatum）是一个小麦育种中尚未广泛应用的新种质。为跟踪多年生簇毛麦优异基因向小麦中导入，用基因组原位杂交方法对获得的含多年生簇毛麦染色体组的材料和衍生后代进行了鉴定。结果表明TDH-2是一个小麦一多年生簇毛麦的部分双二倍体，在TDH-2与小麦的杂交回交后代中观察到了多年生簇毛麦染色体以多种形式导入，为进一步分离和鉴定小麦一多年生簇毛麦附加系和易位系打下了基础。     

小麦优质Ax1/Ax2*和Dx5亚基的二重AS-PCR分子鉴定

为了提高小麦Glu-A1位点Ax1/Ax2*亚基和Glu-D1位点Dx5亚基分子标记鉴定效率,方便小麦分子水平的辅助选择及品种评价,建立了小麦高分子量谷蛋白Ax1/Ax2*亚基及Dx5亚基基因的二重AS-PCR反应体系。结果表明,PCR鉴定结果与SDS-PAGE电泳结果一致。利用建立的二重AS-PCR稳定扩增体系鉴定了21份外引小麦品种系的谷蛋白Glu-A1及Glu-D1位点,有7个品种扩增出1500 bp特异片段,表明具有Ax1/Ax2*亚基;有11个品种扩增出478 bp特异片段,表明具有Dx5亚基;小麦优质Ax1/Ax2*亚基和Dx5亚基出现百分率分别为33.3%和52.4%。该反应体系扩增稳定,可同时鉴定Ax1/Ax2*亚基及Dx5亚基,适用于优质小麦新品种的辅助选择。     

节燕98-1 98-2 98-3的高分子量谷蛋白亚基的比较研究

采用SDS-PAGE聚丙烯酰胺凝胶电泳方法,对同一远缘组合分离出来的3个类型分别入选45,11,9个遗传性基本稳定且具有高产、多抗的小麦株系的高分子量谷蛋白亚基进行了分析。结果表明,在SDS-PAGE电泳分析中,出现了16种不同的高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)及23种亚基组合类型,优质亚基及亚基组合所占的比例较少,65个株系的总体品质评分偏低,其变幅为3～9分,平均为6．07分。但在所分析的材料中,出现了一些少见的特殊亚基：6^*,6^* 8^*,5 12,2 10 12,5 10 2 12。研究了这些HMW-GS的组合频率及特点。65个株系中9个具有5 10优质亚基、6个具有2^*亚基和12个具有7 8亚基,它们可供小麦优质育种利用。研究表明,通过远缘杂交能够选育出具有高产、抗病和优质的小麦新材料。