小麦重要农艺性状QTL近等基因导入系的选育

为了给小麦重要农艺性状的QTL精细定位及克隆奠定基础,对14个从Am3/莱州953(轮回亲本)BC4F4代选出的性状表现与莱州953有明显差异的导入系的8个农艺性状进行了分析,结果表明,每个导入系有2～7个性状与莱州953差异显著,在每一个性状上都有对农艺性状具有正向效应的位点.利用143对在亲本之间具有多态性的SSR标记对导入系含有的供体片段进行了检测,其中54对引物在14个导入系中检测到了供体片段,每一个导入系中检测到3～15个纯合供体片段及0～4个杂合片段,占受体基因组的1.7%～14.2%,平均为7.48%.利用其中10个导入系与轮回亲本莱州953杂交的F2群体进行了单片段代换系的选择,从10个导入系的F2中检测到40个供体片段,并从F2群体中选出了22个单片段代换系.这些导入系及其单片段代换系可用于有益的QTL的发掘、QTL精细定位与作图等研究.     

作物染色体片段代换系的研究进展

染色体片段代换系是用亲本杂交、回交和分子标记辅助选择技术建立的一系列近等基因系,可以提高对复杂农艺性状QTL或基因定位的精确性,尤其是具有遗传效应的较小的数量性状基因位点,并进行遗传效应分析。目前,已在多种作物中构建了染色体片段代换系。本文对染色体片段代换系的特性及其在主要作物中的应用进行了综述,以期对今后研究染色体片段代换系起到促进作用。     

大豆定向选择群体耐旱性位点基因型分析及QTL定位

利用Clark导入到红丰11为背景的回交导入系进行萌芽期和苗期的连续性耐旱鉴定,经萌芽期鉴定,获得36个耐旱定向选择导入系。对耐旱选择导入系进行全基因组SSR标记扫描,并以随机群体作为对照,计算供体基因型的导入频率,利用卡方测验检测显著偏分离的SSR标记位点,并结合GGT图示基因型软件对各染色体连锁群进行分析。其中在L连锁群的Satt398和Satt156两个位点有显著的供体片段“超导入”现象,供体基因型导入频率为0.9167和0.9583,卡方值高达182和201.5。另外,在F连锁群的Satt423,K连锁群的Satt167以及N连锁群的Sat_084等位点也出现供体导入片段的偏分离现象。同时,对萌芽期耐旱鉴定中相对发芽率表现超亲的35个株系采用性状－标记间的单向方差分析(P<0.01)和QTL定位, 共检测到14个控制相对发芽率的QTL,分布在4个连锁群上,其中与卡方测验检测的结果相比较,在Satt156,Satt423,Sattt167等位点具有一致性,说明这些位点是与大豆耐旱性紧密相关的QTL位点。以上结果为进一步开展大豆耐旱性有利基因的精细定位、克隆和分子设计育种奠定了基础。     

玉米耐旱QTL定位研究进展

干旱是影响玉米产量的最重要的非生物胁迫因子之一。近年来,随着分子标记技术和数量性状统计分析方法的改进,对调控耐旱等复杂数量性状的位点进行作图和定位方面的研究很多。本文综述了玉米在耐旱QTL(Quantitative trait locus)定位研究领域所采用的耐旱鉴定指标以及耐旱相关性状的QTL定位研究进展,并对目前在QTL定位研究中存在的问题及发展前景进行了探讨。     

玉米雄穗分枝数主效QTL qTBN7定位分析

染色体片段导入系群体作为次级作图群体,其遗传背景上仅有1～2个染色体片段来源于供体亲本,是精细定位控制复杂数量性状位点的理想材料。以掖478为遗传背景、齐319为供体亲本的染色体片段导入系CL103为父本,与背景亲本回交并自交构建含955个单株的F_2分离群体,对控制玉米雄穗分枝数的主效QTL开展精细定位。结果表明,2017年北京昌平环境下,两个亲本雄穗分枝差异数达极显著水平,CL103平均雄穗分枝数为24.30,掖478平均雄穗分枝数为18.20,F_2群体平均雄穗分枝数为22.03。参考B73RefGen_v3,利用完备区间作图法将qTBN7精细定位在第7染色体物理位置110 088 645～110 160 101 bp区域内,LOD值为25.06,解释11.47%的表型变异,该区间包含14个候选基因,包括已报道的控制玉米雄穗分枝数的基因ramosa1(ra1)。     

基于昌7-2导入系发掘干旱胁迫下玉米产量相关QTL位点

以昌7-2为轮回亲本,自交系郑独青为供体亲本,采用回交和定向选择的方法构建高代导入系群体。通过玉米56K芯片对极端株系进行基因分型,以IciMapping逐步回归分析法进行穗重、穗粒重以及百粒重等QTL定位。结果表明,共获得分布于玉米第1、3、5、9、10共5条染色体上的10个QTL位点。其中,与穗重、穗粒重相关的各4个,与百粒重相关的2个。第1、5、10染色体上存在同时控制穗重和穗粒重的相同位点,加性效应均来源于郑独青,贡献率均在22%以上。此外,第10染色体相同位点还同时控制1个微效加性的百粒重QTL。在QTL定位的基础上,获得了多位点聚合的导入系,同时携带第1、5、10染色体上3个QTL位点的导入系,其产量性状表现优于轮回亲本昌7-2。     

野生大豆染色体片段代换系百粒重的选择牵连效应及响应分析

利用野生大豆导入系群体和多位点扫描分析方法研究了针对百粒重性状的选择牵连效应,找到与百粒重性状相关联的位点,并分析了这些位点在选择条件的响应。随机群体28.10%的位点出现偏分离(P0.05),经百粒重选择后等位基因偏分离比例减少,偏分离程度加大。标记异常偏分离率缩小到4.13%和23.14%,卡方值变幅缩小至0~166.67和0.01~81.30。对随机群体和选择群体的供体片段导入频率,在P0.05水平下进行卡方分析,定位到与百粒重相关的的12个位点。     

利用重测序的水稻染色体片段代换系群体定位剑叶形态QTL

 剑叶形态性状（剑叶长、剑叶宽和剑叶面积）是水稻理想株型育种的重要目标性状之一。发掘新的控制水稻剑叶形态性状的基因资源,准确鉴定和定位水稻剑叶形态性状QTL,对开展水稻剑叶形态性状分子生物学研究和理想株型分子育种都具有重要意义。 以通过高通量测序而准确获知代换片段位置及长度的一套用籼稻品种9311为受体、粳稻品种日本晴为供体构建的,包括128个染色体片段代换系群体为材料,对剑叶形态性状及其与主穗颖花之间的相关性进行分析,结果表明剑叶面积与剑叶长、宽呈极显著正相关,主穗颖花数与剑叶长、剑叶面积呈极显著正相关。利用多元回归分析方法,结合Bin map,共鉴定出与水稻剑叶长、宽和面积相关的QTL分别为4、4和6个,贡献率介于4.08%~60.40%。上述QTL的准确定位,为进一步精细定位及克隆相应QTL以及开展水稻剑叶形态性状分子育种奠定了基础。     

基于基因组重测序信息构建玉米第5染色体的片段代换系

利用玉米自交系齐319与郑58杂交衍生的重组自交系群体,通过筛选剩余杂合体(RHL)以达到快速构建CSSLs的目的。在接近纯合的重组自交系群体中,结合基因组重测序信息扫描玉米第5染色体上的In Del位点,定点开发分子标记,筛选剩余杂合体进行自交快速获得了多个位点的染色体片段代换系。在玉米5号染色体的19 130 718 bp~214 379 898 bp区间内,共获得41个染色体片段代换系。两个染色体片段代换系位点间的间距为0.2~26.4 Mb,平均为2.5 Mb。其中8个染色体片段代换系群体中只含有1个多态位点,为单片段代换系。本研究所建立的CSSLs可为玉米第5染色体上QTL的精细定位及功能分析提供支撑,并为玉米育种提供中间材料。     

玉米抗病虫基因的染色体定位研究进展

分子标记技术的发展为目标基因定位提供了新手段。本文在McMullen和Simcox(1995)的研究基础上综述了近几年来玉米抗病虫基因的分子标记定位最新研究结果,发现这些抗性基因或数量性状位点(QTL)均不同程度地连锁在一起,聚集成几群,位于染色体的特定区域。由于在同一聚群内经常发现不同抗性基因对不同病原菌(虫)的抗性反应,因此这些抗性基因间的功能关系目前还不清楚。研究抗病虫基因或OTL的染色体位置,发现许多抗性位点的产生与染色体片段重复有关。为应付快速演化的病原菌(虫)侵染,存在对新小种具有专化抗性的基因群是必要的。染色体上的特定区域在某一时期可能快速进化,以获得足够力量来抵抗共演化的病原菌(虫)的侵染。玉米抗病虫基因在染色体上聚群存在,可以用来提高克隆抗性基因的效率。     

在构建QPM近等基因系过程中对回交群体的SSR标记选择

优质蛋白玉米(QPM)遗传基础狭窄,以普通玉米自交系为遗传背景培育opaque-2近等基因系是QPM种质改良的重要途径。本文利用SSR标记技术,以opaque-2基因序列为背景开发的特异SSR引物phi057和umc1066作为标记,对构建中的95个QPM近等基因系回交群体BC1F1和BC2F1进行目标基因选择。结果表明,SSR标记phi057对大多数回交群体中的opaque-2基因的选择是有效的;在少数回交群体,如(多黄29×CA335)×多黄29,SSR标记phi057和umc1066不能区分单株间的基因型变异,针对这些材料,需要进行更深入的研究或开发新的SSR。     

野生稻增产QTL导入9311之近等基因系的构建

以超级杂交中稻恢复系9311为受体和轮回亲本,马来西亚普通野生稻(O.rufipogon)为增产QTL yld1.1和yld2.1的供体进行杂交和连续回交,各世代采用分子标记辅助选择,至BC6F1后自交,得到BC6F2群体,通过分子标记检测,获得分别携带野生稻增产QTL yld1.1、yld2.1及同时携带yld1.1和yld2.1的3套近等基因系.对同时携带yld1.1和yld2.1的近等基因系进行遗传背景分析,发现其与受体9311的遗传组成有93.9%一致.田间试验表明,野生稻增产QTL近等基因系的产量均高于受体,说明将野生稻增产QTL转移至杂交稻恢复系中,能提高其产量水平,且2个QTL的增产效果大于单个QTL的效果.     

玉米关联分析与品种分子设计

基于连锁不平衡的关联分析已在玉米基因组学研究领域取得了显著进展。随着玉米自交系B73全基因组序列的测定、玉米单体型图的绘制、高密度分子标记的开发及控制玉米重要性状基因的克隆,玉米分子育种与品种分子设计工作将会得到快速发展。介绍了玉米基因组概况、玉米关联分析研究现状、玉米分子育种与品种分子设计的研究进展与发展态势。     

SNP标记在玉米研究上的应用进展

介绍SNP标记的概念及特点,论述SNP标记技术在遗传多样性分析、遗传基础分析、重要性状的基因定位、辅助育种与SNP标记开发、品种鉴定等方面的应用,为SNP在玉米分子育种中的利用提供参考。     

甘蓝型油菜无花瓣近等基因系的选育研究初报

近等基因是研究作物性状表现与功能的重要材料。利用高代群体分离法，育成了2对无花瓣油菜近等基因系，即NIL－PL01和NIL－APL01及NIL－PL02和NIL－APL02。近等基因系间除花瓣存在差异外，其它主要农艺性状基本一致，NIL－PL02和NIL－APL02具有浅紫色叶片和茎秆标记。NIL－PL01和NIL－APL01品质性状为双低，NIL－PL02和NIL－APL02为中芥高硫。利用随机引物对基因组DNA扩增结果表明，NIL-PL01和NIL－APL01之间多态性差异较小，遗传南质性达98．6％，该材料正用于筛选与花瓣性状紧密连锁的分子标记。     

中国水稻近等基因系在黑龙江省稻瘟病菌生理小种中的应用研究

为了寻找适应于黑龙江省稻瘟病菌生理小种研究的鉴别品种,首次将中国水稻近等基因系应用于黑龙江省稻瘟病菌生理小种监测研究中,采用中国第一套7个鉴别品种对生理小种的鉴别力与其进行比较分析,证明中国水稻近等基因系具有较强的鉴别能力,对同一中国小种具有细划作用,适宜黑龙江省稻区稻瘟病菌生理小种鉴定研究。     

玉米耐旱遗传育种研究及分子育种策略

干旱胁迫一直是玉米产量损失的重要逆境因素。本文结合最新玉米组学研究成果和高通量的数据信息分析平台,从玉米表型和基因型两方面讨论耐旱玉米在遗传及育种实践上的研究进展以及分子育种技术在进行耐旱玉米新品种的选育过程中的新策略,利用新的技术和平台进行耐旱玉米的创新,可为未来提高育种遗传增益以及玉米增产稳产起到重要作用。     

玉米耐旱遗传育种研究及分子育种策略

干旱胁迫一直是玉米产量损失的重要逆境因素。本文结合最新玉米组学研究成果,高通量的数据信息分析平台,从玉米表型和基因型两方面重点讨论耐旱玉米在遗传及育种实践上的研究进展,分子育种技术在进行耐旱玉米新品种的选育过程中的新策略,利用新的技术和平台进行耐旱玉米的创新,为未来提高育种遗传增益以及玉米增产稳产起到重要作用。     

玉米耐寒性生理生化机理与分子遗传研究进展

玉米是对低温逆境较为敏感的重要禾谷类作物。早春低温冷害是我国北方春玉米区的主要自然灾害之一,已成为影响玉米产量水平提高的重要因素。从膜脂过氧化、光合作用、外源激素以及脯氨酸、可溶性蛋白质含量等方面阐述玉米耐寒性生理生化机理研究进展,简述近年来对玉米耐寒性QTL定位和分子信号转导以及基因克隆转化方面的研究概况,对玉米耐寒性研究方面存在的问题及今后的研究方向进行探讨。     

Construction of Near Isogenic Lines for Pericarp Color and Evaluation on Their Near isogenicity in Rice

The inheritance of purple pericarp was studied through genetic analysis using F2, BC1F1 and F3 from a cross between a purple pericarp rice variety Zixiangnuo and a white pericarp rice variety Chunjiangnuo 2. Seven pairs of near isogenic lines (NILs) for pericarp color of rice were further constructed. Genetic analysis indicated that the purple pericarp was controlled by two complementary genes (Pb and Pp). Agronomic trait analysis and polymorphism analysis using SSR markers on these seven pairs of NILs were used in the evaluation of near-isogenicity. No significant differences in agronomic traits were found except 1000-grain weight between the NILs. The polymorphic SSR markers for the parents were only detected in target segments of the five pairs of NILs different in Pb, which revealed the ideal near isogenicity of them. However, for the two pairs of NILs different in Pp, the polymorphic markers for the two parents were detected as well as in non-targeted segments of chromosomes 11 and 12, respectively.