大豆7S球蛋白α'亚基缺失新种质中黄608的分子鉴定

大豆7S球蛋白α'亚基含量与大豆的营养品质和加工特性关系密切。本研究利用聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)和免疫印迹法(Western blot)从中品661的EMS突变库中筛选出α'亚基缺失突变体中黄608。利用中黄608与登科1号创建了一个由210个个体组成的F2分离群体。遗传分析表明,α'亚基缺失由1对隐性单基因控制。利用连锁分析方法将该基因定位于第10染色体标记SSR10-1489与SSR10-1612之间,其中,包括控制α'亚基合成基因Cgy-1(Glyma.10G246300),序列分析发现,中黄608在Cgy-1第1外显子第84个碱基发生单碱基突变(G84→A84),导致氨基酸翻译提前终止。根据新发现的变异位点开发了共显性分子标记,并检测F2个体基因型,结果表明, Cgy-1基因型与α'亚基表型共分离。本研究不仅为大豆优质育种提供了新材料,同时也为分子育种提供了技术支持。     

利用SSR方法鉴定大豆品种纯度

本研究以遗75—14，中黄14，中品662和中品661共4个品种为试验材料，利用不同连锁群上的SSR引物对其随机选择个体进行分析，以确定分析品种纯度所需的引物数，为大豆品种资源的保存及品种指纹图谱的建立提供理论依据。通过11对SSR引物对遗75—14，中黄14，中品662各10个单株的检测，发现中品662纯度最高，遗75～14次之，而中黄14的纯度最低。用SSR引物对中品661和中品662每10个单株混合样品分析并经单株检测验证，其纯度分别为99．0％和98．3％，研究结果表明，10个植株混合时，即使有一个单株为杂合位点也能被检测出来，并发现用3—5对位于不同连锁群的SSR引物可以对随机或混合样品进行快速、准确的纯度鉴定。     

大豆对胞囊线虫4号生理小种的抗性遗传分析

大豆胞囊线虫病（Soybean cyst nematode）严重危害我国大豆生产。我国大豆胞囊线虫有8个生理小种,其中,4号生理小种致病力最强,主要分布在黄淮海大豆产区。了解抗源的遗传模式有助于抗病基因的定位和分子标记的开发。以对大豆胞囊线虫4号生理小种高抗抗源CBL黑豆为父本、高感材料品75-14为母本,构建了F₁、F₂和F_2∶3 3个世代群体,利用植物数量性状主基因+多基因混合遗传模型的联合分离分析方法,分析CBL黑豆抗大豆胞囊线虫4号生理小种的遗传效应。结果表明：CBL黑豆对胞囊线虫4号生理小种的抗性受2对加性-显性-上位性主基因和加性-显性-上位性多基因控制,F₂世代主基因遗传率为64.47%,F_2∶3世代主基因遗传率为75.99%。主基因遗传率较高,育种可以在早代选择。     

基于两个陆地棉低世代群体定位纤维品质相关QTL

【目的】定位棉花纤维品质性状相关的数量性状位点(Quantitative trait locus,QTL)。【方法】以陆地棉高强纤维品系中棉所679和纤维品质一般的农垦5号为亲本构建包含200个单株的F2群体及对应的F2:3家系群体,对2个群体的纤维长度、断裂比强度等5个纤维品质性状进行检测。用6 688对简单重复序列(Simple sequence repeat, SSR)引物在双亲间筛选,得到149对多态性引物,以F2为作图群体,使用QTL IciMapping软件进行连锁图谱构建,并对F2及F2:3群体进行QTL定位。【结果】根据F2群体基因型信息构建了1张包含119个标记、28个连锁群、总长为1 173.5 cM(centiMorgan)的遗传连锁图谱。分别在F_2、F2:3群体中检测到9个和11个与纤维品质性状相关的QTLs,这些QTLs分布在11个连锁群上。其中F2群体的qFL-D11-1、q BT-D11-1与F2:3群体的qFL-D11-1、q MIC-D11-1均定位在标记DPL0062与HAU0423之间,推测这些位点可能是控制纤维品质性状的重要QTL。【结论】利用多个群体进行QTL定位有益于发现稳定的QTL位点,控制纤维品质性状的基因可能成簇存在,为挖掘纤维品质性状相关基因及分子标记辅助育种奠定基础。     

幼苗期不同节位摘心对高产春大豆根系生长和产量的影响

为揭示幼苗期不同节位摘心对高产春大豆根系生长和产量的影响规律,设置了覆膜条件下第一片复叶全展后子叶节摘心（SP₁）、真叶节摘心（TP₁）、复叶节摘心（CP₁）和不覆膜条件下于复叶节摘心（CP₂）4个处理,并设置了不摘心对照组(CK₁和CK₂),系统研究了2种模式下摘心后根系形态和根系活力时空分布特征以及产量构成。结果表明,与对照相比,不同摘心处理的总侧根干重和根系活力均显著增加,且复叶节摘心处理的根系增量高于子叶节摘心处理和真叶节摘心处理,覆膜摘心处理高于不覆膜摘心处理;0~20cm根系增量高于20~40cm根系增量;摘心后第60天（始粒期）CP₁处理的最大总侧根干重、总侧根长度和总侧根表面积分别较对照提高了57.48%、54.03%和55.43%,CP₂处理分别提高了17.95%、10.57%和11.22%,CP₁处理0~20cm和20~40cm根系活力分别较对照提高了29.28%和24.01%,CP₂处理分别提高了31.65%和9.50%;CP₁处理群体荚数和群体粒数分别较CK₁提高了22.05%和18.52%,CP₂处理分别较CK₂下降了1.71%和4.61%（P > 0.05）,但CP₁百粒重和籽粒产量分别较对照提高了4.88%和21.00%,CP₂处理分别提高了9.01%和3.98%。由此认为,复叶节摘心对高产春大豆根系生长、单株荚粒数、百粒重和籽粒产量均有显著促进作用,可以为大豆高产育种及冰雹灾后管理提供理论依据。     

大豆分枝数相关分子标记开发及qBN-18位点精细定位

The branch number is one of the important factors influencing soybean yield, which is directly related to pod setting rate. At the same time, it is also an important component of soybean plant type, and further affects the yield by adjusting the population structure and planting density. At present, there is few report related to map-based cloning of genes related to branch number. Therefore, the discovery of genes/QTL involved in the regulation of soybean branching is of great significance for the basic research on the establishment of plant type and the applied research on the development of high-yielding varieties. In this study, based on the F₂ of crossing low-branched variety Kenfeng 19 (KF19) and high-branched variety Kennong 24 (KN24), we developed the F_7:8 recombinant inbred line (RIL) population, consisting of 606 lines, and two backcrossing populations consisting of 1486 individuals for KF19-BC₃F₂ and 1150 individuals for KN24-BC₂F₂. Within the localization interval of the new QTL of the branch number of chromosome 18 (qBN-18), 11 polymorphism SSR markers were screened out to identify the RIL population, and region of qBN-18 was reduced from 1.6 Mb to 113 kb. After developing two InDel markers BR69 and BR77 in the mapping region, the backcross population was used to screen the exchange individuals, the interval of qBN-18 was further reduced to 63.7 kb, including 9 genes. Those results provide the information for gene map-based cloning and molecular marker assisted breeding of branch number in soybean.     

玉米株高主效QTL qPH3.2精细定位及遗传效应分析

株高是影响玉米产量的重要因子之一, 节间数目和节间长度是导致株高差异的主要因素。本研究发现2个高代回交重组自交系W₁和W₂株高差异显著(P<0.001), 二者穗上部和穗下部节间数目都相同, 细胞形态分析发现节间细胞长度是引起二者株高差异的主要原因; 外源GA试验结果表明控制株高差异的QTL/基因是GA途径之外的新基因。因此, 利用来源于W₁和W₂的F₂及F_2:3家系群体在2年3个环境中将控制株高的主效QTL qPH3.2共定位在第3染色体标记C42-P17之间20 Mb范围内, 最高可解释22.22%的表型变异。进一步利用目标区段重组交换单株及自交后代家系将qPH3.2分解为2个主效QTL qPH3.2.1和qPH3.2.2; 随后利用目标区段的跨叠系将qPH3.2.1和qPH3.2.2分别精细定位在YH305-Y72 (2 Mb)及YH112-Y150 (1.6 Mb)之间。本研究的结果为玉米株高的遗传改良提供了真实可靠的遗传位点, 也为后续株高QTL的克隆奠定了良好的工作基础。     

大豆叶片响应CO2浓度升高、干旱及其交互作用的转录组分析

气候变暖及大气CO₂浓度升高成为全球共识,由此增加极端天气气候事件(干旱)发生的频率和强度并对大豆生产带来不确定性。本研究通过大豆表型和叶片转录组测序(RNA-seq)分析,阐释CO₂浓度升高、干旱及其交互条件对大豆基因表达影响,明确CO₂浓度升高影响大豆耐旱性的调控途径,并在两个不同遗传背景品种中验证,从分子水平为未来气候变化背景下大豆抗旱育种提供理论参考。表型结果表明, CO₂浓度升高促进了大豆的生长并缓解干旱胁迫的负面效应。叶片转录组测序分析共筛选到89个CO₂响应基因, KEGG分类显示这些基因主要参与抗氧化物质(萜类、黄酮类等)代谢,同时特异性差异表达基因功能主要集中在细胞组分和生长发育方面。干旱条件下筛选的1006个差异表达(16倍)基因主要参与各类氨基酸(脯氨酸、色氨酸等)代谢途径,绝大多数蛋白质合成与转运相关基因上调,表明干旱胁迫下大豆叶片内物质合成交换过程加强。交互条件下筛选出的8566个差异表达基因主要参与碳水化合物代谢,光合作用-天线蛋白途径的相关基因几乎...     

玉米粒长性状主基因+多基因遗传分析

玉米粒长是培育优良玉米品种的重要选择性状。选取粒长性状表现差异显著的玉米自交系铁7922和E28,及其组建的6个世代群体P₁、F₁、P₂、B₁、B₂和F₂为材料,运用主-多基因混合模型遗传分析方法进行分析,研究玉米粒长的遗传规律。结果表明：粒长性状在F₁表现为超亲优势,符合两对加性-显性-上位性主基因+加性-显性-上位性多基因遗传的E-1-0模型,主基因遗传率为41.22%~80.58%,多基因遗传率为17.68%~24.95%,环境因素决定粒长表型变异的19.42%~41.10%,控制玉米粒长性状的主基因效应高于多基因效应,并且主基因的加性累积效应明显,该性状在育种中可以通过世代累积进行选择。     

水稻高秆染色体片段代换系Z1377的鉴定及重要农艺性状QTL定位

株高是水稻重要的农艺性状, 往往与产量相关性状密切关联, 在水稻育种中有重要利用价值。本研究以日本晴为受体、缙恢35为供体亲本, 经表型和分子标记双重选择, 鉴定了一个水稻高秆染色体片段代换系Z1377。Z1377共含有18个代换片段, 平均代换长度为2.95 Mb。与日本晴相比, Z1377的株高、倒一节间至倒四节间长、穗长、一次枝梗数、二次枝梗数、粒长、每穗实粒数、总粒数显著增加; 粒宽显著变细, 有效穗数、结实率显著减少, 但仍达86.75%。用日本晴与Z1377杂交构建的次级F₂群体共检测到16个相关QTL, 分布于第2、第3、第4、第5、第6、第7和第9染色体。其中有8个可能与已克隆基因等位, 如GW2、EUI1、ZFP185等, 另8个如qPH3等尚未见报道。Z1377的株高由一个主效QTL (qPH3)和一个微效QTL (qPH5)控制, 其中qPH3的贡献率达28.59%。而且, 在F₂群体中, 高秆和矮秆基本呈现双峰分布, 经卡平方测验, 符合3∶1分离比, 表明高秆对矮秆显性, 并主要由qPH3负责。这将为该主效基因的精细定位和克隆奠定基础, 同时为进一步选育含2~3个代换片段的中高优良染色体片段代换系并应用于育种奠定基础。