抗根肿病种质资源的筛选及油菜抗根肿病种质的合成

为了筛选十字花科抗根肿病种质,将抗性基因转育到甘蓝型油菜中,利用四川成都根肿菌4号生理小种对西北农林科技大学油菜课题组搜集提供的30份十字花科种质进行接种筛选,并对病情指数进行显著性差异分析、欧式聚类分析及发病率与病情指数的相关性分析。最终获得7份高抗(HR)材料,包括3份白菜、3份芜菁和1份甘蓝,2份中感(MS)材料,2份感病(S)材料和19份高感(HS)材料,其中高感材料均为油菜;这30份材料的平均发病率为69. 13%,平均发病指数为51. 45;抗、感材料病情指数之间存在极显著差异,欧式聚类分析与病情指数分析结果相一致,发病率与病情指数之间存在线性相关。将筛选获得的抗病芜菁德白瑞与感病甘蓝型油菜育种骨干亲本徐09进行远缘杂交,利用形态学、抗性鉴定、SSR分子标记等方法对远缘杂交的F1进行了真假杂种鉴定。结果发现,获得的3株F1杂种叶色浓绿,叶片肥厚,叶缘刺毛较少,叶型修长呈椭圆形,整体性状表现介于两亲本之间且偏向于母本,接菌后无发病症状,并用筛选得到的15对具有较好扩增多态性的SSR引物扫描3株杂种及双亲,带型均同时表现父母本带型,最终确定这3份F1杂种均为真杂种。筛选的7份高抗材料和3份真杂种材料可以为根肿病抗性机理研究及油菜抗根肿病新品种的选育提供材料基础。     

采用胚挽救获得Ogura CMS甘蓝与甘蓝型油菜的种间杂种

为将甘蓝型油菜细胞质雄性不育系(Ogura CMS)的恢复基因转至甘蓝Ogura CMS材料上,以6份甘蓝Ogura CMS材料为母本,以含恢复基因的甘蓝型油菜为父本,人工杂交结合胚挽救培养,研究取材时期、培养基成分和杂交组合对胚珠成苗的影响,同时对胚挽救培养获得的植株是否为真实F1杂种进行鉴定。结果发现,胚珠培养以剥蕾授粉后16d取材时胚珠成苗数最多,成苗率为4.56%;培养基以MS+GA 0.1 mg·L~(-1)+NAA 0.1 mg·L~(-1)+0.5%水解酪蛋白(CH)+0.5%活性炭(AC)成苗效果最好,成苗率高达6.24%;M09CMS×RFO-46组合成苗数最多,成苗率为5.96%。67株胚挽救培养得到的植株经流式细胞仪、SSR分子标记和形态学鉴定,得出65株为真杂种,真杂种率高达97%。     

利用iTRAQ技术和转录组筛选芍药属远缘杂交不亲和基因

【目的】远缘杂交育种是目前牡丹、芍药品种改良和育种的主要方法,而远缘杂交不亲和一直是制约其快速发展的主要因素。本研究从牡丹、芍药远缘杂交授粉后不亲和应答相关的柱头差异蛋白与转录组方面深入研究,揭示牡丹、芍药远缘杂交不亲和的分子机理,为杂交育种提供理论依据。【方法】以芍药‘粉玉奴’自交、芍药‘粉玉奴’与牡丹‘凤丹白’杂交为供试材料,在授粉后24 h采取柱头,分别进行同位素标记相对定量（iTRAQ）和转录组技术分析。对所获得的蛋白和转录组数据进行生物信息学分析,并对其中可能与远缘杂交不亲和相关的基因进行定量PCR验证。【结果】利用iTRAQ技术分析牡丹、芍药远缘杂交后柱头中蛋白质的表达差异,共鉴定到685个差异蛋白,富集到了188条通路,其中显著富集的Pathway有18条。与不亲和授粉相关代谢通路有RNA降解、钙信号途径、丝裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase signaling pathway,MAPK）信号途径、磷脂酰肌醇信号系统。在RNA降解代谢通路中,烯醇酶（Enolase）、热休克蛋白DnaK（HSP70）及病菌抗原（GroEL）均表达下调。在钙信号途径中,钙调蛋白（CALM）表达下调,腺苷酸转运酶（adenine nucleotide translocase,ANT）表达量增加,表达上调。MAPK信号途径中,乙二醛酶Ⅰ（GloI）表达下调。磷脂酰肌醇信号系统中的钙调蛋白（CALM）表达下调。随机选取与差异蛋白相关的6个基因进行qRT-PCR验证,结果显示,6个基因的表达与蛋白质水平趋势相一致,均表达下调。通过转录组测序,共获得了52 998个有注释信息的Unigene,占所有Unigene的40.37%。基于6组样品的RPKM（Reads Per Kilobase per Million）值,共筛选到16 224个差异基因。其中上调基因13 361,下调基因2 863个。对差异基因进行Pathway显著富集分析,杂交与自交相比,不亲和差异表达的基因主要富集在氧化磷酸化代谢、ABC转运蛋白、次级代谢产物等通路。与远缘杂交不亲和相关且发生显著变化的基因有CalS-5、CalS-12（胼胝质酶）和SPL（squamosa promoter binding protein-like）表达上调,ABCF（ABC transporter family protein）表达下调。【结论】在转录组和蛋白数据共注释到6个蛋白、4个基因与植物不亲和性密切相关,这些蛋白与基因可能在远缘杂交不亲和方面发挥着重要作用。     

红鲫(♀)×鲤(♂)杂交鱼的胚胎染色体组倍性研究

红鲫属于鲤科、鲤亚科、鲫属,染色体数目为2n=100,核型为22m+34sm+22st+22t;鲤属于鲤科、鲤亚科、鲤属,染色体数目为2n=100,核型为22m+34sm+22st+22t。已有研究表明,红鲫(♀)×鲤(♂)杂交第一代(F₁)和第二代(F₂)为二倍体,F₂能产生染色体数不减数的配子,在第三代(F₃)中形成四倍体鱼。通对F₁和F₃进行胚胎染色体制片,在染色体水平上探讨红鲫和鲤远缘杂交的多倍体发生途径及F₂产生不减数配子的潜能。结果表明,F₁混合胚胎都为二倍性胚胎,没有发现单倍性和多倍性胚胎,但F₃混合胚胎中则有染色体数为100,150,200甚至300的染色体分裂相,推测F₂生殖细胞发生了一次或多次染色体数加倍,产生了二倍性和更高倍性的配子,它们结合形成了不同倍性的F₃胚胎。实验证明双亲基因组大小及核型相似的鲫鲤远缘杂交第一代不发生多倍化,但获得的二倍体杂交后代能产生不减数配子,在F₃中产生多倍体鱼。     

小麦DH高效生产技术体系在云南的研究与应用

双单倍体（DH）技术可使杂合育种材料在一个世代纯合稳定，被广泛用于作物遗传育种。小麦×玉米杂交是产生小麦DH的主要途径之一，但小麦和玉米一般在不同季节种植，制约了该技术的广泛应用。春性和经春化处理的半冬性、冬性小麦材料在云南昆明自然条件下一年四季均可播种、收获，为每年4月至12月进行小麦×玉米杂交提供了便利条件。本团队前期建立了平均得胚率为25%（15%~70%）、成苗率为62%（50%~80%）以及加倍率为62%（50%~90%）的小麦DH批量生产技术规程。并于2015年以来，利用国内外共1 900余份不同遗传背景的春性、半冬性和冬性小麦材料进行验证，共获得10.5×10⁴个小麦DH株系；构建了64个DH遗传群体；育成了云麦110、云麦112等小麦新品种；创制了24个优良小麦温光敏核不育系及一批抗病优良品系，初步实现了该DH技术在小麦育种中的应用。后续还需继续完善规模化DH生产技术规程，提高得胚率、成苗率、加倍率等关键技术指标和DH生产效率，降低成本，促进该技术在小麦遗传育种中更广泛地应用。     

莜麦新品种晋燕17号的选育与栽培技术

晋燕17号是山西省高寒区作物研究所利用皮、裸燕麦(莜麦)杂种后代高代品系"74039-26"作母本、"8803"作父本杂交,经多年单株选育而成的莜麦新品种。该品种中熟、高产、稳产、优质、适应性广,2014年通过山西省农作物品种审定委员会审定命名。     

棉花特异种质材料的选育研究

棉花野生种、半野生种具有多种多样的特异性状,可以直接改良陆地棉品种。通过棉花远缘杂交将野生种的优质基因导入栽培种陆地棉中,从其后代中筛选出目标性状的远缘杂交后代,并运用棉花半配合生殖技术,快速稳定这些后代材料,以克服远杂后代的疯狂分离,进而选育出综合性状优良的新种质材料。     

燕麦种间杂种F1的形态学与细胞遗传学研究

通过远缘杂交，结合杂种幼胚培养，获得了普通栽培燕麦(0001，Avena sativa，2n=42，AACCDD)与野生大燕麦(0034， A. magna，2n=28，AACC)，东方燕麦(0025，A. orientalis，2n=42，AACCDD)与野生大燕麦(0027，A. magna，2n=28，AACC)的杂种F1，其杂交结实率分别为8.00%和8.11%。对杂种F1花粉母细胞(PMC)减数分裂中期Ⅰ(MⅠ)染     

栽野稻远缘杂交高光效后代及其亲本叶片的气孔特性

为分析远缘杂交后代材料的高光效生理基础, 测定了从热带地区筛选出的杂交高光效后代材料SHP1(F2)、 SHP1-1-6(F3)、 SHP1-2-8(F3)及其亲本Azucena(O.sativa)与普通野生稻(O.rufipogon), 以及3个对照品种(O.sativa)的光合速率和气孔特性, 分析了光合速率与气孔导度和气孔结构的关系. 结果表明3个高光效后代材料的光合速率和气     

萝卜与大头菜属间杂种胚的离体培养

用萝卜雄性不育系DH303A作母本,以大头菜为父本进行属间远缘杂交,杂交后代的初期结荚率为64%~88%,横径第7天停止增加,荚长第8天停止生长,授粉以后第7天开始败育,而且越往后败育得越快。在杂种胚发育后5～8 d进行胚抢救,用生芽培养基（1/2 MS＋1.0 mg/L 6-BA＋0.2 mg/L NAA＋0.5%活性炭）和生根培养基（1/2 MS＋0.2 mg/L 6-BA＋1.0 mg/L NAA＋0.5%活性炭）进行离体培养,能成功获得幼苗。