作物杂种优势的分子标记研究进展

分子标记是近年来发展起来的一类新型遗传标记，目前已被广泛应用于作物遗传育种的各个领域。本文详细阐述了几种常用的分子标记在作物杂种优势研究中的应用进展。     

K、V型小麦雄性不育恢复系轮回选择的研究Ⅱ.恢复度的轮回选择效应

利用 K( Ae.kotschyi)、V( Ae.ventricosa)型小麦雄性不育恢复系轮回选择群体 C3及其 6个恢复亲本基因型 ,与 K太 91 1 2 89A和 V太 91 1 2 89A不育系分别杂交 ,获得了 2 1 2个杂种 ;利用这些杂种分析研究了杂种 F1 代的恢复度及其产生单倍体的频率。结果表明 ,不同亲本的恢复基因得到累加重组 ,优良恢复基因型的频率提高 ,30 %基因型的恢复度达到 81 .0 %～ 96.2 % ,平均值 90 .2 % ,较双亲平均值 ( 75.7% )提高 1 4 .5% ;有2 1 %的杂种 F1 产生单倍体 ,单倍体频率的变化幅度为 3.9%～ 9.8% ,且随着恢复度的提高呈现下降的趋势 ,为显著的负相关 ( r=-0 .8732～ -0 .92 58) ,说明恢复基因对单倍体的产生有一定的抑制作用     

利用cDNA-RAPD方法筛选与V型小麦细胞质雄性不育育性相关的线粒体转录产物的研究

为了研究V型细胞质雄性不育小麦的不育机理,以V型细胞质雄性不育小麦的一套近等基因系为材料,利用cDNA-RAPD方法对不育系、保持系和杂种F1线粒体RNA进行了比较分析.共用了284个引物,有104个引物在不育系和保持系间存在扩增差异,22个引物在不育系和杂种F1间存在扩增差异,找到了一个在不育系中特异表达的差异片段S238999,Northern杂交证实该片段在不育系、保持系和杂种F1的转录的确有差异,它的转录本丰度随着恢复基因的导入明显降低,表明该片段与V型小麦细胞质雄性不育具有一定的相关性.通过NCBI数据库的同源性比对,发现该片段仅与一个Hordeum vulgare基因组DNA片段有84 bp的同源序列,表明这是一个新的可能与V型小麦细胞质雄性不育相关的序列.     

玉米ZmAATP基因的克隆及遗传转化载体的构建

ATP-ADP转运蛋白(AATP)是质体内外能量供应和物质交换的重要载体,可以通过调节质体内外ATP浓度来影响质体内的合成代谢。本研究克隆了玉米ZmAATP基因,进化树分析显示ZmAATP蛋白与ATPase亲缘关系较近。进一步研发发现,授粉后随着玉米籽粒的发育和淀粉的积累,ZmAATP基因的表达量逐渐提高。另外,我们分别构建了由组成型启动子(Ubi)和胚乳特异型启动子(GluAI)驱动的ZmAATP基因的过量表达载体,为进一步研究该基因在玉米中的生物学功能奠定了基础。     

玉米烟嘧磺隆敏感基因的遗传分析及基因定位

磺酰脲类除草剂烟嘧磺隆由于低用量、低毒、广谱及使用方便等特点而被广泛使用。对包括Wny-1和yn-6在内的81个玉米自交系进行烟嘧磺隆敏感性试验,并以Wny-1和yn-6为亲本进行烟嘧磺隆敏感性遗传研究。通过Wny-1和yn-6杂交、回交得到F1、BC1群体,进而分析烟嘧磺隆敏感性遗传规律;利用BC1群体中的烟嘧磺隆敏感单株对该敏感基因进行SSR标记定位。结果表明,81个玉米自交系中有8个敏感,73个耐烟嘧磺隆;yn-6对烟嘧磺隆的敏感性由1对隐性核基因控制,该基因位于第5染色体短臂上5S-96和5S-78标记之间,物理距离约为0.18 Mb,暂时将该基因命名为nsfy。     

玉米白化突变体As-81647的鉴定及基因定位

白化突变体As-81647是在自交系81647的自交后代中发现的自然突变体。光合色素含量测定表明,白化突变体叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量分别为正常植株的0．6％、5．8％和1．6％,推测光合色素含量的减少导致突变体光合作用强度减弱,无法利用光能进行营养生长,进而造成突变体产生白化表型,三叶期左右萎蔫死亡。组织细胞染色实验证实H2O2的积累可能是造成突变体细胞死亡的直接原因之一。本研究构建了As-81647杂合突变体与蒙自2的杂交F2分离群体,遗传分析表明该白化性状由一对隐性核基因控制,暂时命名为As-81647（Albino seeding一81647）。利用已公布的SSR分子标记和本实验室开发的分子标记,将该基因定位在玉米第3染色体umc1052和ume1641之间,遗传距离分别为0．7cM和2．8cM且与分子标记as47共分离。     

套袋对小麦结实和种子发育的影响

对５个小麦品种（系）进行４种不同纸袋的套袋处理,比较研究了套袋对小麦结实和种子发育的影响。结果表明,塑料纸袋自交结实率低于对照且差异显著,不宜采用;羊皮纸袋、硫酸纸袋和半透明纸袋自交结实率与其对照比差异不显著,可作为小麦育性鉴定指标;套袋自交结实种子的千粒重显著低于对照,发芽率除塑料纸袋外均高于对照,其剪颖处理后的差异更为显著。说明套袋、剪颖处理对种子的发育具有显著的影响。     

套袋对小麦结实和种子发育的影响

对５个小麦品种（系）进行了４种不同纸袋的套袋处理,比较研究了套袋对小麦结实和种子发育的影响。结果表明,塑料纸袋自交结实率低于对照且差异显著,不宜采用;羊皮纸袋,硫酸纸袋和半透明纸袋自交结实率与其对照比差异不显著,可作为小麦育性鉴定指标,套袋自交结实种子的千粒重显著低于对照,发芽率除塑料纸袋外均高于对照,其剪频处理后的差异更为显著。说明套袋,剪颖处理对种子的发育具有显著的影响。     

Ta型玉米细胞质雄性不育材料的遗传分析

通过Co-60γ射线照射自交系昌7-2获得了Ta-CMS,利用恢保关系测定和PCR分类的方法其不育胞质进行了鉴定。以我们实验室自育或引进的包括Tr、K55、W23、B37和CML311在内的137个自交系或杂交种作测验种,与Ta昌7-2CMS和TaMo17CMS进行测交,结果表明测交材料中只有CL1325、P138和＂农大80/大刍草杂种＂的测交后代稳定出现可育植株,它们可能含有恢复基因,预示热带种质中具有潜在的Ta-CMS恢复基因源。对Ta昌7-2CMS和TaMo17CMS含有的特异片断扩增,回收测序,结果表明Ta-CMS含有T-CMS的不育基因,推测Ta-CMS属于T-CMS的一个亚组。     

新型CHA-9403诱导小麦雄性不育的初步研究

采用2个品种、2个时期、2个剂量的3因素随机区组试验，对新型小麦化学杂交剂9403的杀雄效果及其小麦生长发育的影响进行研究。结果表明：（1）小麦雌雄蕊分化期喷施0.75kg/hm^29403的不育率最高，为89.11%，其自然授粉结实率达77.28%；（2）9403的杀雄效果取决于品种和时期，且二者存在显著的互作效应；（3）药隔期喷施9403比雌雄蕊分化期喷施的千粒重降低1.9～8.4g；0.75kg/hm^2处理比0.50kg/hm^2的株高降低3.7cm，差异显著；（4）不同品种敏感性不同，BAU95对9403反应敏感，不育率高；SN1861则相反。