小麦高分子量谷蛋白亚基1Dx5的AS-PCR分子鉴定

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，与小麦面包加工品质的优劣密切相关。为了加速小麦品质育种进程，利用1Dx5亚基特异PCR标记鉴定了67份小麦品种（系）的谷蛋白Glu—D1位点，有22个品种扩增出478bp特异片段，表明这些品种具有1Dx5亚基；45份品种未扩增出478bp特异片段，表明其不具有1Dx5亚基，1Dx5亚基出现频率为32．8％。PCR标记的鉴定结果与SDs-PAGE电泳结果一致，通过比较，初步建立了鉴定1Dx5亚基的稳定扩增体系。     

组织特异表达启动子RSS1P在转TiERF1基因小麦中的应用

从水稻叶片中克隆了一个韧皮部组织特异表达的水稻蔗糖合酶启动子(RSS1P),将RSS1P与中间偃麦草乙烯反应因子基因TiERF1相融合构成组织特异表达的TiERF1基因表达盒,取代pAHC20中Ubi::bar基因表达盒,构建成无选择标记的韧皮部组织特异表达的pA20-RSS1P::TiERF1载体。利用基因枪将pA20-RSS1P::TiERF1与pAHC20载体混合、共轰击小麦品种扬麦12的幼胚愈伤组织,获得转RSS1P::TiERF1基因小麦。对该转基因小麦T₀和T₁代植株进行PCR、PCR-Southern、半定量RT-PCR和荧光定量PCR分析,证实外源RSS1P::TiERF1基因已转入受体,并且具有可遗传性;转入的RSS1P::TiERF1基因仅在根、茎、叶中表达,以根部表达量最高,在种子内不表达。纹枯病抗性鉴定和主要农艺性状考察结果表明,与受体扬麦12相比,转RSS1P::TiERF1基因小麦对纹枯病的抗性有明显提高,与转Ubi::TiERF1基因小麦的抗病性相当,而且转RSS1P::TiERF1基因小麦的农艺性状没有明显改变,说明可以利用RSS1P启动子创造更实用的转基因小麦新种质。     

小麦产量及氮效率相关性状的全基因组关联分析

  【目的】  探明控制产量及氮效率相关性状的稳定基因关联位点,为高产和氮素高效小麦育种及养分管理提供参考。  【方法】  采用134个小麦品种 (系) 为试验材料,依据小麦产量水平600和400 kg/hm2的需氮量设置正常氮 (T1) 和低氮 (T2) 2个处理,进行了2年田间试验,共形成4个处理环境。对小麦成熟期与产量及氮效率相关的14个性状进行了表型鉴定,采用GLM + Q一般线性模型和MLM + K + Q混合线性模型相结合的方法,利用群体差异SNP分子标记 (90K SNP芯片) 对小麦产量和氮效率相关性状进行全基因组关联分析。  【结果】  与正常氮处理相比,低氮处理条件下小麦籽粒产量、秸秆产量显著下降;所有性状的遗传力均在75%以上,其中小穗数的遗传力最高 (95.12%)。利用9329个SNP标记进行关联分析,共检测到382个SNP标记位点与供试14个性状存在显著关联（P ≤ 0.001）,分布在21条染色体上。有305个 (79.84%) SNP标记位点仅在一个关联分析环境中被检测到;有77个位点在至少两种处理环境 (包含平均值环境) 中被检测到与同一性状显著关联 (稳定关联标记)。其中9个SNP标记位点在至少3个环境中被检测到。在4个环境下 (包括平均值环境) 均检测到的稳定关联位点有4个:BobWhite_c47168 _598、Kukri_c31599_1456、wsnp_CAP11_c1761_958064和Excalibur_c62826_254,分别与穗粒数、籽粒氮含量和小穗数显著关联;同时与至少3个性状显著关联的SNP标记位点共12个,分别位于2A、3A、4A、5B和7B染色体上,贡献率为11.14%～22.97%,其中,标记BobWhite_c47168_598和Kukri_c31599_1456还分别定位了两个多环境 (4种环境) 稳定位点。根据12个与多性状共同定位位点和4个多环境 (4个环境) 稳定位点关联的SNP标记位置获得稳定位点附近区域的基因 (基于LD block等方式估算的区间大小),使用NCBI中CDD工具和EnsemblPlants网站对这些基因进行基因功能注释,根据功能注释,共得到10个与产量和氮效率性状相关的候选基因。  【结论】  氮供应水平对小麦成熟期产量和氮效率相关性状均有显著影响,氮素累积量与小麦产量显著正相关。本试验中检测到的与产量及氮效率相关性状显著关联的位点中,79.84%的SNP标记位点仅在一个氮处理环境中出现,环境稳定性较差;4个位点在4个环境条件下均被检测到,环境稳定性较好;12个SNP标记位点同时与至少3个性状显著关联,涉及性状均为产量及氮效率相关性状,反映了籽粒产量与氮素效率之间的显著相关关系,也可能是同时控制这些性状的遗传热点位点。根据这些热点位点和环境稳定性好的位点筛选到10个与产量及氮效率相关性状有关候选基因,值得深入探讨。     

一种筛选拟南芥低铁响应突变体的有效方法

铁是植物必需的一种微量营养元素。农作物的产量及品质经常因土壤缺铁而降低。研究植物在低铁条件下生长发育及对铁缺乏响应的分子机制,有助于揭示植物铁营养的遗传基础,有利于改良和培育耐低铁的农作物。笔者根据野生型拟南芥在低铁条件下的生长和生理表型确定了遗传筛选突变体的指标,并建立了筛选拟南芥与缺铁信号及信号转导相关突变体的方法。利用这种方法,笔者筛选出11株突变体并克隆了一个可能与植物耐低铁胁迫相关的基因,证明该方法适用于鉴别铁营养相关的重要基因以及分子遗传学的研究。     

小麦杂交育种F1组合的量化选择方法

本文提出了Ｆ１组合评选的两种量化方法－最小平方和（ＬＳＳ）法与最小绝对值和（ＬＳＡ）法，分别以ＳＳ＝ｎ∑ｉＷｉ（Ｆ１ｉ－Ｉｉ）＾２／ｍａｘ（Ｆ１ｉ－Ｉｉ）＾２）和ＳＡ＝ｎ∑ｉＷｉ（│Ｆ１ｉ－Ｉｉ?／ｍａｘ│Ｆ１ｉ－Ｉｉ│）度量Ｆ１组合多个性状表现与育种目标接近程度，ＳＳ或ＳＡ值越小，则Ｆ１组合越好，采用ＬＳＳ法，ＬＳＡ法３２个小麦高产育种Ｆ１组合进行了分析，以Ｆ２实际选择情况时验证，结果表明，ＬＳ     

小麦品种(系)粉质仪参数和沉淀值的全基因组关联分析

本研究以134个小麦品种(系)为材料,测定其粉质仪参数和沉淀值,筛选出14个强筋、35个中强筋小麦品种。利用9 329个SNP标记进行标记与品质性状之间的关联分析,共检测到567个显著关联位点(P0.005)。其中148个标记(属于50个QTL)与品质性状存在稳定关联,单个标记的表型变异解释率范围是6.18%~24.12%;110个稳定关联标记被定位在除了4D、5B和7D之外的18条染色体上。本研究得到的关联位点对小麦品质性状的分子标记辅助育种和相关基因克隆具有一定价值。     

“M8008×烟农15”F2∶3群体株高QTL的检测

利用EMS诱变小麦品种烟农15得到高秆大粒突变体M8008,以M8008为母本与烟农15配制杂交组合获得了F2及其衍生的F2∶3株系。利用SSR标记进行多态性检测,初步分析位于7B染色体上的Xwmc76和Xwmc426与株高连锁,另有该染色体上的4个标记在优选小群体（PSG）中表现多态性。利用这6个标记分析F2群体,构建遗传连锁图谱。利用F2∶3群体进行QTL分析,检测到1个株高的QTL,位于标记Xwmc76和Xwmc426之间,贡献率为9.33%,其增加株高的效应来自M8008。     

小麦大粒突变体的SSH文库构建及分析

为了获得控制小麦籽粒大小的相关基因,本研究以小麦大粒突变体8008和烟农15为材料,利用抑制消减杂交技术,构建抑制消减cDNA文库。在双向库中随机挑取20个阳性克隆进行测序,共获得24条EST序列。在GenBank数据库中进行Blast比对和功能分析,12条EST与已知功能基因高度同源,主要包括光合作用相关基因、物质代谢相关基因、RNA功能相关基因等;5条EST序列与未知功能的禾本科作物cDNA片段高度同源,7条EST未能找到同源性匹配。     

翦股颖EST-SSR信息分析与分子标记开发

为加速分子标记在翦股颖中的应用,利用GenBank中翦股颖EST数据信息,展开了翦股颖EST-SSR信息分析和标记开发研究。在16992条翦股颖EST序列中,共发现微卫星序列254条,占整个EST总数的1.49%。EST序列总长为12717kb,平均每50.07kb含有1个SSR。EST-SSR分布特征分析表明,在所有SSR中,六核苷酸基序最多(37.80%),三核苷酸基序(31.10%)次之;六核苷酸基序以TGCGGC/ACGCCG出现频率最高(3.15%),TCCAGC/AGGTCG次之(2.36%);三核苷酸基序以CAG/GTC出现频率最高(10.63%),其次分别为GCA/CGT(3.54%)、GAT/CTA(2.36%)和AAG/TTC(2.36%)。根据这些含有SSR的EST序列,利用Pri mer 5.0软件,设计了77对EST-SSR引物,并选择其中15对引物进行合成。15对引物在翦股颖中均有PCR扩增条带。利用这些引物,选用8个翦股颖品种进行多态性研究,其中9对EST-SSR引物有多态性,共检测到23个多态性位点,平均每对引物产生2.56个多态性位点。     

作物品种的类型及育种特点

根据作物的繁殖方式,针对当前推广利用品种的遗传组成、育种特点及繁育制种方法等,将作物品种划分为纯系品种、杂交种、多系品种和无性系品种等四种类型。文中讨论了各类品种的育种特点。