小麦山农4143抗黑胚病遗传分析及抗性遗传位点检测

 黑胚病是小麦生产的重要籽粒病害,麦根腐平脐蠕孢(Bipolaris sorokiniana)是黑胚病的主要致病菌。为分析小麦抗黑胚病遗传规律并检测抗性位点,本研究以抗黑胚病小麦品系山农4143与感病品系宛原白1号的F₇代重组自交系(RIL)群体为材料,于2018~2019年在3个试验点种植,采用“孢子液喷洒、套袋保湿”的方法进行接菌鉴定,用“主基因＋多基因混合遗传模型”进行遗传分析,并挑选极端抗、感自交系构建混池、结合小麦660K SNP芯片进行混合分组分析(BSA)。研究结果显示小麦品系山农4143对黑胚病抗性符合“4对主基因加性-上位性遗传模型”,主基因遗传力为0.88~0.95;通过BSA检测到黑胚病抗性位点36个,分别位于1A、2B(6)、2D(2)、3A、3B(2)、3D、4A(6)、4D、5A(4)、5B(6)、5D(3)、7A、7B和7D共14条染色体上,A、B、D染色组上分别为13、 15和8个,36个位点中有18个为抗黑胚病新鉴定位点。本研究结果为小麦抗黑胚病位点的精细定位和抗性育种中分子标记的开发奠定了基础。     

苦瓜种子大小和单粒质量的遗传分析

以苦瓜自交系K7-359(P_1)和K7-422(P_2)分别作为母本和父本,通过杂交获得F_1,F_1自交获得F_2群体,采用主基因+多基因混合遗传模型分析苦瓜种子长度、宽度和单粒质量的遗传规律。结果表明,苦瓜种子长度和单粒质量的遗传均符合加性-显性-上位性多基因遗传模型(C-0模型),多基因遗传率分别为84.91%和76.55%,说明对苦瓜种子长度和单粒质量的选择宜在高世代进行;苦瓜种子宽度的遗传符合1对加性-显性主基因+加性-显性-上位性多基因模型(D-0模型),主基因和多基因遗传率分别为79.30%和3.86%,主基因遗传效应主要以加性效应为主,说明对种子宽度的改良可以采用组合育种的策略,且适宜在早期世代进行选择。     

粒用高粱F2群体农艺性状数量遗传分析

通过对高粱F_2群体农艺性状进行数量遗传分析,确定各性状的最适遗传模型并掌握其遗传规律,为田间选育遗传稳定的农艺性状提供参考。以粒用高粱品种忻粱52和美引-20的杂交F_2分离群体为试验材料,根据单个分离世代群体的遗传模型方法 -主-多基因遗传分析模型对F_2世代6个数量性状进行遗传分析。结果表明,6个农艺性状中株高、穗柄长、主茎茎节数、平均茎节长符合遗传模型,受主效基因控制;而穗长和旗叶鞘长不存在主基因,受微效多基因遗传。株高符合Model B_1,受2对主基因控制,为加性-显性-上位性混合遗传模型,主基因遗传率为88. 65%;穗柄长和主茎茎节数符合Model A_1,为受1对主基因控制的加性-显性混合遗传模型,遗传率分别为61. 58%和68. 94%;平均茎节长符合Model A_4,受1对主基因控制,符合负向完全显性遗传模型,主基因遗传率为49. 24%。株高、穗柄长和主茎茎节数的主基因遗传率较高,说明这3个性状在后代遗传中受环境影响较小,遗传较稳定,可以在育种早代直接进行选择;而平均茎节长的遗传率较低,说明该性状在后代中遗传不稳定,受环境影响较大,需在育种高代进行选择。     

甘蓝型油菜叶绿素含量的主基因+多基因遗传分析

油菜是我国食用油的主要原料，为了明确甘蓝型油菜叶片叶绿素含量的遗传机制，指导以高产及品质性状为目标的高光效育种实践，应用植物数量性状主基因+多基因混合遗传分离分析方法，以甘蓝型油菜高叶绿素含量品系APL01、低叶绿素含量品系Holly及2个品系杂交后衍生的198个重组自交家系群体(AH群体目前已发展到F_2:13代)为材料，利用SPAD-502叶绿素仪于2019—2021连续3年测定9张叶片期叶片的叶绿素含量，进行3个年份环境的叶绿素含量的遗传分析。结果表明，在3个年份环境下，该群体中叶片的叶绿素含量存在广泛变异，叶绿素含量的变异系数分别为9.57%、8.45%、10.49%,频率分布图呈正态分布，符合主基因+多基因遗传特点。叶绿素含量最适模型为MX3-AI-AI,即3对加性-上位性主基因+多基因加性-上位性混合遗传模型，3个年份环境下主基因的遗传率为分别为63.22%、73.09%、73.33%,多基因遗传率分别为35.70%、26.32%、25.94%。主基因和多基因共同决定了油菜叶片叶绿素的含量，以主基因的遗传贡献占主要部分。     

结球甘蓝抽薹性遗传规律和QTL定位分析

以早抽薹‘S-1’与晚抽薹‘G-1’为亲本，构建F1、BC1、BC2和F2群体，采用植物数量性状主基因 + 多基因混合遗传模型分析法对结球甘蓝抽薹性状进行遗传分析，并采用SLAF-BSA方法对抽薹时间进行QTL定位分析。结果显示，结球甘蓝抽薹性状是由2对加性—显性—上位性主基因 + 加性—显性多基因遗传控制；主基因 + 多基因平均遗传率是93.41%。共检测到2个QTL，分别为2号染色体上的2.31 ~ 3.09 Mb和33.57 ~ 34.40 Mb，总长度为1.61 Mb。     

基于S基因序列分析新型猪流行性腹泻病毒的遗传演化

最近，笔者实验室在青藏高原地区发现两种新亚型藏猪源猪流行性腹泻病毒（PEDV），为进一步调查新型PEDV是否在四川腹泻猪群中存在或流行，对实验室2018-2019年保存的116份猪腹泻粪便或肠组织样本进行PEDV的检测及其纤突蛋白基因（spike）分子特征研究。结果表明：腹泻样本的PEDV检出率为42.2%（49/116，95% CI=33.1%~51.8%），并获得了13条完整的S基因序列，全长为4 149~4 170 bp，序列相似性为94.2%~99.9%，其中SWUN-H3-CH-SCYA-2019的S基因与藏猪源新G1亚群PEDV的序列相似性高达97.0%~98.6%。遗传演化研究结果表明13株PEDV S基因划分为G1和G2大群，其中SWUN-H3-CH-SCYA-2019位于藏猪源新G1亚群；SWUN-19-CH-SCZY-2018、SWUN-4-CH-SCXC-2018、SWUN-1-CH-SCNJ-2019和SWUN-3CH-CH-SCZG-2019位于G2亚群中一个独立的分支，且与藏猪源新G2亚群毒株有着较近的亲缘关系。为了进一步研究13株PEDV的演化过程，以贝叶斯进化分析软件包（BEAST）进行分歧时间估算，结果表明SWUN-H3-CH-SCYA-2019的分歧时间约为2012.3年，早于藏猪源新G1亚群其余毒株的最早分歧时间（2015.7年）；SWUN-4-CH-SCXC-2018、SWUN-19-CH-SCZY-2018和SWUN-3CH-CH-SCZG-2019的分歧时间约为2014.2年，早于G2亚群的藏猪源毒株2014.7年，所有藏猪源PEDV的分歧时间均晚于四川毒株。本研究在四川地区首次发现了藏猪源PEDV，并且从毒株的分歧时间推断青藏高原的藏猪源PEDV来源于四川，为新型PEDV分子遗传进化的监测提供了依据。     

西瓜品种‘黑皮’对瓜蚜的抗性遗传分析

采用单株蚜量比值法室内鉴定与RAPD、SCAR标记相结合的方法,系统开展了西瓜品种‘黑皮’对瓜蚜的抗性遗传分析。结果表明,以‘黑皮’和‘花绿’为亲本的杂交F₁代对瓜蚜表现为抗性,自交F₂代植株表型出现抗感性分离,抗蚜与感蚜植株分离比经χ²测验符合3∶1分离规律,并用筛选获得的RAPD标记WO4₆₀₀和SCAR标记WO4-S₅₃₀验证了4个抗蚜品种、4个感蚜品种和10个F₂抗蚜单株、10个F₂感蚜植株。结果以‘黑皮’为亲本的西瓜抗蚜性由单显性核基因控制且能稳定遗传,‘黑皮’‘绿美人’‘黑美人’和‘惠兰’品种对瓜蚜具有良好抗性,‘花绿’‘凤光’‘蕙宝’和‘甜美人’品种则易感蚜虫。     

花生种皮颜色及花青素含量的遗传分析

本研究以山花15号×中花12号为杂交组合,自F2经单粒传法(Single-seed descent, SSD)多代自交后获得由302个家系组成的F9代重组自交系(recombinant inbred lines, RIL)群体为研究对象,采用紫光扫描仪对亲本及RIL群体花生种皮颜色进行扫描,采用万深SC-G自动考种分析系统对种皮颜色的RGB值进行量化评价,并对RIL群体进行花青素含量测定,用G3DH软件构建RGB值和花青素的遗传模型,进行种皮颜色遗传分析。结果表明,种皮三原色G值和B值的最适模型均为3对主基因控制的加性—上位性遗传模型,主基因遗传率分别为97.61%和96.46%;R值的最适模型为2对主基因控制具有加性—上位性遗传模型,主基因遗传率为95.06%;花青素含量的最适模型为2对主基因控制的加性—上位性遗传模型,主基因遗传率为96.48%。     

小麦持久条锈病抗源品种89144(BJ144)芒性状遗传分析

分别以小麦持久条锈病抗源品种89144-2-3-11-2、89144-2-14-4-1-2为父本，感病小麦品种铭贤169为母本进行常规杂交，F1代种子单粒播种，在F2代成株期进行芒的分离遗传分析。结果表明，供试顶芒品系和全芒小麦杂交后，2组合F2代群体芒的性状分离均符合1∶2的理论比例，全芒对顶芒均为显性，且全芒受1对显性基因的控制。这是否说明小麦芒性或顶芒还存在隐性性状的可能，抑或与该小麦材料是外源DNA导入小麦的变异后代有关，需要进一步研究。