高大山羊草 Pm13染色体片段对小麦农艺和产量性状的影响

含有高大山羊草 Pm13染色体片段的小麦种质R1B对白粉病菌表现高抗。为明确 Pm13对白粉病的抗性遗传特点及高大山羊草染色体片段对小麦农艺和产量性状的影响,利用R1B与高感小麦品种济麦22杂交获得的F_(2∶5)RIL群体进行自然诱发鉴定和分子标记分析。结果表明,发病后,RIL群体的抗、感病株系符合1∶1分离比(χ~2=3.261,χ■=3.841),说明白粉病抗性是由一对基因控制。经分子标记分析,RIL群体白粉病抗性由 Pm13控制,且符合孟德尔单基因遗传规律。RIL群体中抗白粉病组和感白粉病组间,抽穗期、开花期、株高、穗长、每穗可育小穗数、每穗不育小穗数、穗粒数、千粒重、粒长、粒宽、粒周长、长宽比等12个性状均无显著差异(P0.05),说明高大山羊草染色体片段对这些性状没有明显不利影响。鉴于 Pm13抗性遗传稳定,应加大其利用力度,培育更多含有该基因的抗白粉病品种,发挥其在生产上的应用价值。     

利用近等基因系定位玉米粗缩病抗性QTL及分子标记辅助选择的研究

以1对近等基因系(NILs)构建的分离群体(NT4092/NT411)F1为材料,采用自然发病鉴定方法,以行发病率为表型值,在3种环境下对各株系进行粗缩病抗病性鉴定。应用完备区间作图法(ICIM)对玉米粗缩病抗性QTL进行分析,分离群体(NT4092/NT411)F1在两地三点检测到3个QTL,均位于第8染色体上,LOD值分别为24.03、10.29和17.02,分别解释了41.37%、20.51%和36.04%的表型变异,是能够稳定表达的主效QTL。泰安5月份和济宁5月份环境下检测到的主效QTL均位于phi121和UMC1817标记区间之内,遗传距离为15.47 cM,标记区间物理距离为92Mb;泰安6月份环境下检测到的主效QTL位于M6和M24标记区间之内,遗传距离为0.86 cM,标记区间物理距离为17.9 Kb。通过对4个分离群体辅助选择的可行性分析表明,这些主效QTL与玉米粗缩病抗性间呈极显著相关,其标记在CL313、1145、沈137等系谱来源相同或相近的自交系中可应用于抗玉米粗缩病育种的辅助选择。     

利用CIMMYT资源创制小麦抗病及农艺新种质的研究

为利用CIMMYT资源创制小麦抗病、农艺性状优良的新材料,以CIMMYT新培育的RL6077与西农979、周麦27等骨干品种进行冬春性杂交和(或)回交,构建RIL群体和有限回交群体;以CIMMYT材料Wheatear与豫农982进行冬春性杂交构建F2:7RIL群体。应用特异性分子标记对这些群体材料进行分子检测,同时进行田间抗病性鉴定和农艺性状选择。结果表明,RL6077后代群体的众多性状都介于两个亲本之间,很好地遗传了双亲的农艺特征;其RIL群体中更易检测到抗病基因,回交群体后代更易选出农艺性状优良的品系,可根据育种目标选用合适的群体;本研究选育出冬性、农艺性状优良且具有抗病基因(抗Ug99)的储备性新品系6份。Wheatear/豫农982的F2:7RIL群体中,1BL/1RS易位系的千粒重和叶宽显著高于非易位系;7DL·7Ag易位对穗下节长和穗粒数具有正向作用;双易位系则综合了上述特性;经田间抗病性鉴定,易位系具有良好的综合抗病性;从此群体中选育出冬性、双易位且农艺性状优良的新品系4份。     

玉米不同回交世代DH系遗传分析研究

[目的]研究不同回交世代DH系遗传分离规律。[方法]以"A619Ht3×辽3162"构建回交群体BC1F1和BC5F1,利用高频诱导系诱导加倍形成BC1F1和BC5F1的DH系,以DH系为材料,通过比较不同回交世代的DH系和父母本的农艺性状,对其做出评价,同时利用SSR分子标记分析DH系的遗传分离特性。[结果]DH系间株高、穗位高、穗长、穗粗、穗行数、行粒数等农艺性状存在较大的遗传变异,回交群体DH系中没有出现明显偏分离比例,通过χ^2检测,未达到显著水平。[结论]不同回交世代所创制的DH系的主要农艺性状差异均达到极显著水平,回交群体DH系中不存在明显的偏分离现象。     

扬麦17/ 宁麦18的F2群体穗部性状QTL定位

小麦穗部性状特别是穗顶部、基部结实性对穗粒数的建成及产量具有重要影响。为给QTL精细定位、基因克隆及穗部性状分子标记的开发和辅助选择奠定基础,本研究以扬麦17与宁麦18杂交获得的310个F₂群体及其衍生的F_2:3家系为材料,构建了一个由215个SSR标记组成的全长为1 717 cM的遗传连锁图谱,共覆盖19条染色体（1D和6A未涉及）,标记间平均距离为7.99 cM,并对6个穗部性状进行QTL定位。利用复合区间作图法共检测出22个QTL,分布在1A、1B、2B、2D、3B、3D、4B、5A、5B和7A染色体上。其中,穗顶部结实粒数QTL有7个,穗基部结实粒数QTL有2个,穗长QTL有5个,总小穗数QTL有3个,不育小穗数QTL有2个,穗粒数QTL有3个,表型贡献率为2.56%～13.66%。控制穗顶部和基部结实粒数QTL的增效基因来源于宁麦18,表明该品种可作为具有高产潜力的小麦育种材料加以利用。     

小麦QTL富集区 QC-4BS重要农艺性状基因的精细定位及 Rht1基因的效应分析

为了探明位于小麦4BS染色体上的一个QTL富集区 QC-4BS重要农艺性状的遗传效应,对 QC-4BS重要农艺性状基因进行了精细定位,并分析了位于 QC-4BS内的 Rht1基因对小麦株高（PH）、穗粒数（KNPS）、千粒重（TKW）、蛋白质含量（GPC）及容重（TW）等性状的遗传效应。结果表明, QC-4BS主要位于小麦4BS染色体的 IWA1846至IWA4662标记区间,长度为11.9 cM,对应的物理距离约为15.17 Mb,其中控制PH的QTL为 Rht1基因,距离IWA1846标记约7.16 Mb;控制GPC和KNPS的位点接近IWA482标记;控制TW的位点接近基因 Rht1。 Rht1基因除了具有明显的降低小麦PH的效应外,也可影响小麦的某些产量及品质性状,具体表现为增加小麦KNPS,降低TKW、GPC及TW。     

分子标记选择改良水稻两系不育系创5S稻瘟病抗性

选用水稻两系不育系创5S为改良对象,利用分子标记辅助选择技术将广谱抗稻瘟病基因Pi40和Pigm导入到创5S中。通过杂交和回交并结合农艺性状筛选,获得了分别携带Pigm基因(17S10、17S11和17S13)和Pi40基因(17S16、17S18、17S19)且农艺性状与轮回亲本创5S基本一致的改良不育系株系。抗性鉴定结果显示:不育系改良株系17S11、17S13、17S18的稻瘟病抗性已达抗病等级,17S10、17S16、17S19的稻瘟病抗性已达中等抗病。     

新育成的1RS·1BL初级易位系T956-13的育种价值

近年来,条锈病和白粉病生理小种的变异和新小种流行致使大范围利用的条锈病和白粉病抗源抗性屡屡丧失。为了寻找和培育新的抗源,以小麦高产育种品系A42912为受体,以我国西南地区白粒黑麦为供体,通过杂交、回交和细胞学选育,成功培育了一个新的小麦-黑麦易位系T956-13。多重FISH+GISH技术证明,T956-13含有一对来自白粒黑麦的完整1RS染色体臂,是一个新的1RS·1BL初级易位系。用条中29、条中31、条中32、条中33、条中34以及水源系(SY)等10个流行的条锈病生理小种或菌系进行的接种试验证明,T956-13高抗所有接种的生理小种和菌系。田间育种圃内混合菌种接种鉴定表明,T956-13对条锈病和白粉病均表现出高度抗性。用T956-13和川农11(含Yr9和Pm8基因)以及川农17(含YrCN17和PmCn17基因)杂交,T956-13的抗病性表现为显性。在F2群体中条锈病和白粉病的抗感植株分离比均符合一对基因控制的遗传模式,即卡方测验符合3∶1分离;感病品种回交的BC1F1群体中,抗感植株分离比均为1∶1。由此表明,T956-13含有不同于Yr9和Pm8的抗条锈病和白粉病等位基因或者与其紧密连锁的新抗病基因座,是当前小麦育种的优秀抗源之一。此外,由于易位系T956-13继承了亲本A42912的优异表型性状,即具有秆矮、分蘖力强、生长繁茂、穗大、早熟等农艺性状,所以是优异的高产抗病育种资源。     

番茄抗病基因Ty-3的SCAR标记及检测

[目的]通过建立与番茄黄化曲叶病毒病抗病基因Ty-3紧密连锁的SCAR标记,以提高抗病材料选育效率与准确性。[方法]设计特异引物对相关材料进行PCR扩增,获得与抗病基因Ty-3连锁的SCAR分子标记。[结果]利用该标记检测抗病纯合材料(Ty-3/Ty-3)、感病材料(ty-3/ty-3)分别产生600 bp、320 bp片段,抗病杂合材料(Ty-3/ty-3)产生600 bp与320 bp 2条片段;利用该标记对7份田间表现抗病的番茄F1代杂交种进行检测,有4份含有抗病基因Ty-3,3份未检出;选择经济性状优良、含有抗病基因Ty-3的F1代杂交种自交得到F2群体28个单株,利用该标记对单株进行检测,得到抗病纯合单株7个,抗病杂合单株13个,感病单株8个。[结论]该标记是与抗病基因Ty-3紧密连锁的共显性标记,可用于番茄抗病基因Ty-3的鉴定与抗病材料的筛选。     

携有抗白叶枯病新基因Xa23水稻近等基因系的构建及应用

 1993～1998年,构建了携有抗稻白叶枯病新基因Xa23的近等基因系,命名为CBB23。以全生育期高度感病并具有改良株型的籼稻品种JG30为轮回亲本，与携有Xa23的抗性供体H-4杂交，JG30/H-4的F1通过回交、自交直至B5F4，各世代均用与目标基因Xa23相对应的专化小种菌系P6人工接种鉴定，同步进行株型和农艺性状选择，直至抗性稳定和农艺性状类似其轮回亲本。比较了CBB23 (携Xa23) 和IRBB21 (携Xa21) 对20个菌系包括10个菲律宾小种、3个日本小种和7个中国病原型代表菌系的抗谱，Xa23抗所有20 个菌系； Xa21 抗19个菌系，对菲律宾10号小种则高度感病。用近等基因系CBB23构建了JG30/CBB23组合的F2分离群体，通过SSR标记筛选，初步将Xa23定位于水稻第11染色体。进一步筛选出3个与Xa23更紧密连锁的AFLP标记。其中的APKj23与Xa23之间的图距约为1.0 cM。并报道了在抗病育种中已有效的应用了携有Xa23的近等基因系 CBB23。     

转ABP9基因冬小麦的抗旱性评价

为了解转ABP9基因冬小麦材料的抗旱性,在雨养和灌溉条件下,对32份转ABP9冬小麦株系及其受体亲本石4185的主要农艺性状和抽穗期部分生理指标进行了测定,并采用隶属函数值法和抗旱性度量(D)值法对其抗旱性进行了综合评价,利用灰色关联度法对相关抗旱性状与抗旱指数之间的关联度进行了分析。结果表明,采用隶属函数值法和D值法评价时,分别有6和10份转基因小麦材料的抗旱性较受体亲本石4185增强。各农艺性状和生理指标依照与抗旱指数的关联度从高到低依次为单穗粒重、结实小穗数、千粒重、穗粒数、叶绿素含量、POD活性、MDA含量、SOD活性、株高、有效分蘖。因此,在对转ABP9基因抗旱小麦进行鉴定筛选时,应主要以单穗粒重、结实小穗数、千粒重、穗粒数等农艺性状作为参考,适当考虑生理指标的影响;由于不同指标或性状对小麦抗旱性的贡献不同,采用抗旱性度量值较平均隶属函数值进行抗旱性综合评价更为可靠。     

玉米禾谷镰孢穗腐病抗性的QTL定位

以3个高抗玉米自交系承351、丹598、吉V203和1个高感自交系ZW18为亲本,分别构建3个F₂群体及其对应的F_2:3家系,通过对F_2:3家系发病果穗进行图像处理的方法鉴定抗病表型,对禾谷镰孢穗腐病抗性进行QTL定位。3个F₂群体共检测到11个与禾谷镰孢穗腐病抗性有关的QTLs,分别可解释4.87%～40.98%的表型变异率。来源于抗病亲本承351的QTL-qRgr7-1位于7.02 bin,可解释高达13.76%～40.98%的表型变异率。通过与前期病害评级方法定位到的QTLs相比,qRgr7-1在Bins7.02上和qRger7.1完全重合,qRgr2-1在Bins2.01-2.02上和qRger2.1完全重合,qRgr10-1在Bins10.01-10.02上和qRger10.1完全重合。基于图像分析定位到的qRgr9-1、qRgr1-2、qRgr3-1分别与基于抗病评级定位到的区间存在重叠区域。利用不同方法定位到了相同的QTLs,一方面说明基于图像分析进行表型鉴定有一定的准确性,另一方面也验证了这些QTLs位点的真实性。     

玉米穗腐病原菌禾谷镰孢的分离鉴定与致病力测试

利用形态学和分子鉴定技术,从玉米穗腐病病穗上分离并鉴定到17个禾谷镰孢菌株。以玉米自交系X178、593和 B73为材料,对其中5个产孢能力强的菌株通过玉米发芽抑制试验进行致病力测试。结果表明,菌株FG14对测试自交系的平均发芽抑制率达54.10%;FG7最低,仅有23.22%,两者相差2.3倍。选用5个菌株在田间分别接种B73和LH59果穗,两个自交系对菌株FG14和FG21的抗性评价均为感,FG7为中抗。种子发芽和田间接种鉴定结果均表明,禾谷镰孢菌株间致病力存在显著差异。试验明确不同菌株对穗腐病抗性鉴定的影响,获得的菌株为玉米种质的穗腐病抗性筛选提供理论参考。     

小麦株高QTL的定位及对重要农艺性状的多效性分析

株高作为小麦育种的重要指标,对产量具有较大的影响。为进一步挖掘小麦株高的数量性状位点（quantitative trait loci,QTL）,本研究以扬麦12和偃展1号杂交得到的包含205个家系的重组自交系（recombinant inbred lines,RIL）群体为材料,利用小麦55K SNP芯片构建高密度遗传图谱,结合 3年共6个环境的表型数据对株高性状进行QTL定位分析。结果表明,在染色体2B（1）、4B（1）、4D（1）、5A（1）、5B（1）和7D（2）上共检测到7个与株高相关的QTL。QPh.yaas-4B、QPh.yaas-5A和QPh.yaas-7D.1的矮秆效应来源于扬麦12,其余4个QTL的矮秆效应来源于偃展1号。在6个环境下都能检测到的位点是QPh.yaas-4B和QPh.yaas-4D,对株高的贡献率分别14.50%~24.09%和19.01%~29.80%,经过比对发现,这2个QTL分别是Rht1和Rht2。QPh.yaas-5A在5个环境下被检测到,对株高的贡献率为3.29%~5.36%;QPh.yaas-2D和QPh.yaas-7D.2在4个环境中均被检测到,对株高的贡献率分别为3.45%~6.14%和3.16%~4.10%;QPh.yaas-5B和QPh.yaas-7D.1分别在2个和3个环境中被检测到,对株高的贡献率分别是2.27%~5.09%和2.72%~4.82%。QTL比较分析后发现,QPh.yaas-7D.1和QPh.yaas-7D.2可能是新的株高位点。研究Rht-B1和Rht-D1对千粒重、穗长和穗粒数的效应,发现Rht-B1位点对这些农艺性状无显著效应,Rht-D1位点仅对千粒重有显著效应,其株高增效等位变异可显著增加千粒重。在自然群体中验证Rht-B1和Rht-D1的效应结果与RIL群体结果一致。     

40份骨干玉米自交系对镰孢穗腐病的抗性评价

2018~2019年针对黑龙江省穗腐病自然发病率较低的40份骨干玉米自交系，通过田间人工接种手段，对其镰孢穗腐病抗性进行评价。结果表明，在分别接种禾谷镰孢菌和拟轮枝镰孢菌后，各自交系的抗性潜力存在差异，筛选出自交系83J03、HB1037、绥系617、SX718、PHT77抗穗腐病能力较强，其中，骨干自交系83J03、绥系617于不同年际间表现出稳定的高抗性，受自然环境变化的影响较小，可以作为抗原用于抗穗腐病改良选育工作中。自交系HB1124、N5针对穗腐病综合抗性较低，穗腐病高发地区需谨慎使用，为镰孢穗腐病抗性育种及种质改良提供材料基础和试验依据。     

扬麦13抗赤霉病品系的分子标记辅助选育

通过分子标记辅助选择技术和回交育种方法,以苏麦3号为抗赤霉病基因Fhb1和Fhb2的供体亲本,以弱筋感病品种扬麦13为受体和轮回亲本,对扬麦13进行赤霉病抗性改良。利用抗性基因紧密连锁的SSR标记筛选和田间赤霉病抗性鉴定,获得8个农艺性状似轮回亲本且含有目标基因的品系。通过分子标记对其进行遗传背景分析,获得3个与轮回亲本基本相同的品系。对这3个品系和扬麦13进行赤霉病接种鉴定和主要品质指标检测与比较,最终培育出携带赤霉病抗性基因且保持轮回亲本优良农艺性状及弱筋品质的品系R扬麦132、R扬麦137和R扬麦138,赤霉病病小穗率降低了78.82%~84.58%,产量提高了17.24%~26.72%,完全可以替代当前生产上高感赤霉病的扬麦13品种进行推广应用。这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,可以实现小麦赤霉病抗性改良的目标。     

利用SNP标记和宁7840×Clark重组自交系(RIL)群体检测小麦染色体偏分离区域

为给小麦偏分离规律研究及小麦农艺性状的QTL定位研究提供相关信息,以普通小麦(Triticum aestivum L.)宁7840和Clark杂交得到的F12重组自交系(RIL)为试验材料,利用筛选出的2 404个单核苷酸多态性SNP标记和291个SSR标记对该群体进行遗传分析。结果表明,共有494个标记位点表现偏分离,占总标记数的18.3%,其中有429个标记偏向父本Clark,占偏分离标记数的86.8%,65个标记偏向母本宁7840,占偏分离标记数的13.2%。大多数偏分离标记在连锁图谱上成簇分布,形成偏分离区域(Segregation distortion region,SDR),共检测到33个SDR,分别位于1A、1B、2A、2B、3A、4B、5A、6A、6B、7A、7B和7D染色体上,其中有6个SDR偏向母本宁7840,27个SDR偏向父本Clark。杂合致死基因Ne2、导致偏分离的QSd.ksu-7D、核质互作增强子基因scs所在染色体区间分别与SDR-2B.1、SDR-7D.1、SDR-1A.2存在部分重合,这3个SDR中可能存在上述基因或其同源基因,在合子体选择和配子体选择共同作用下造成偏分离,形成SDR。     

Resistance toErwinia spp. in diploid potato with a high starch content

Summary Tubers of diploid interspecific hybrids, hexaploid somatic hybrids ofSolanum tuberosum andSolanum brevidens, a fusion parental line (S. tuberosum) and several Polish and American commercial cultivars were screened for resistance toErwinia carotovora subsp.atroseptica andErwinia chrysanthemi, in laboratory tests. Both groups of hybrids showed a high level of resistance to soft rot and gave a similar type of resistant reaction, which distinguished them from the cultivars and fusion parent. Tubers of the diploid interspecific hybrids had a high starch content. Our results indicate the possibility of obtaining breeding material with a high starch content and resistance to bacterial soft rot.     

聚合7OE亚基1B/1R易位系材料的创制及其品质研究

为提高小麦1B/1R易位系的加工品质,本研究选用高分子量麦谷蛋白亚基组成为1/7+9/2+12的小麦1B/1R易位系品种科农199为母本,与高分子量麦谷蛋白亚基组成为1/7^OE+8^*/5+10的强筋春小麦品种津强6号杂交,利用分子标记在F₄代株系中筛选到一个7^OE亚基基因与黑麦碱基因聚合在同一条染色体上的1B/1R易位系材料。PCR结果显示,该聚合材料和非聚合材料在Glu-A1和Glu-D1位点没有差异。在温室种植条件下,对这些聚合材料和非聚合材料及其亲本进行麦谷蛋白溶胀指数(SIG)测定,结果表明,与1B/1R易位系亲本科农199比较,聚合5+10优质亚基后SIG值显著提高,聚合7^OE优质亚基后,SIG值进一步显著提高,部分聚合材料达到了强筋亲本津强6号的水平。将聚合材料和非聚合材料及其亲本种植于大田,发现聚合5+10和7^OE优质亚基株系的乳酸-SDS溶剂保持力(LA-SDS SRC)和SDS沉降值均显著高于只聚合5+10优质亚基的株系,但未达到强筋亲本...     

转基因玉米SW12-859的抗螟性及农艺性状评价

SW12-859为吉林省农业科学院农业生物技术研究所培育的转基因玉米杂交组合,全株表达Cry1F基因杀虫蛋白。本研究以其为材料,与其遗传背景相似的郑单958为非转基因对照,在玉米心叶期(6~8叶期)和穗期(13~16叶期)进行田间人工接玉米螟初孵幼虫,调查其抗螟性、农艺性状及对产量损失的影响。结果表明,在玉米心叶期和穗期,转基因玉米SW12-859对一、二代玉米螟表现为高抗,郑单958表现为感,二者受玉米螟危害程度(抗螟性)差异显著。转基因玉米SW12-859和郑单958的株高、穗位高等农艺性状相近,在接虫条件下,转基因玉米产量显著高于非转基因玉米。