甘蔗抗褐锈病新基因定位遗传群体的构建

为发掘甘蔗抗褐锈病新基因,本研究以4个高抗褐锈病不含Bru1基因的甘蔗品种为父本,4个高感褐锈病的甘蔗品种为母本配置杂交组合,对获得的5个杂交组合F,代群体进行SSR真实性鉴定、人工接种褐锈病抗性表型鉴定和Bru1基因分子检测.结果显示:'粤糖03-393'×'ROC24'和'柳城03-1137'×'德蔗93-88'的...     

甘蔗新品种及主栽品种对褐锈病抗性与Bru1基因分子检测

为明确近年我国各甘蔗育种单位育成的新品种及各蔗区主栽品种对甘蔗褐锈病的抗性,筛选抗褐锈病优良新品种供生产上推广应用,本研究结合全国甘蔗新品种联合区域试验,选择甘蔗褐锈病高发的云南临沧、云南普洱、云南玉溪和广西宜州蔗区,在田间自然发病下,对我国近年来选育的60个新品种和34个主栽品种进行抗性评价,并对抗褐锈病基因Bru1进行分子检测。结果表明,94个新品种及主栽品种中,66个表现高抗到中抗,占70.21%;28个表现为感病到高感,占29.79%。分子检测结果显示,共54个抗病新品种及主栽品种含有抗褐锈病基因Bru1,频率为57.45%。目前大面积种植的桂糖29号、桂糖44号、德蔗03-83、柳城03-1137、粤糖60号、桂糖46号等主栽品种高度感病,而粤甘48号、福农09-2201、桂糖08-120、柳城09-15、中蔗1号、云蔗08-1609、云瑞10-187、中糖1201等31个新品种抗病性强。建议多雨湿润褐锈病高发蔗区,应加大淘汰感病主栽品种和推广应用抗病新品种力度,以期达到品种合理布局,从根本上控制褐锈病暴发流行,为甘蔗产业高质量发展提供安全保障。     

101份中国甘蔗主要育种亲本褐锈病抗性鉴定及Bru1基因的分子检测

由黑顶柄锈菌引起的甘蔗褐锈病是一种重要的世界性甘蔗病害,Bru1是甘蔗抗褐锈病主效基因,该基因对不同地区的褐锈病分离物具有广谱抗性。为明确中国甘蔗主要育种亲本对黑顶柄锈菌的抗性水平,了解Bru1基因在这些亲本中的分布情况,本研究于2014年对中国国家甘蔗种质资源圃保存的101份甘蔗主要育种亲本进行苗期抗褐锈病鉴定和抗褐锈病基因Bru1的分子检测。结果显示,供试亲本中,共48份抗病材料含有抗褐锈病基因Bru1,频率为47.5%,表明中国甘蔗主要育种亲本中褐锈病抗性主要由Bru1控制;其余29份抗病材料和24份感病材料均不含抗褐锈病基因Bru1,暗示除了Bru1外,可能还有其他抗褐锈病基因存在。研究结果为深入开展甘蔗抗褐锈病育种,选育和推广优良抗病品种,有效防控甘蔗褐锈病提供了科学依据和优良抗性亲本。     

基于田间表型和Bru1基因检测分析甘蔗褐锈病抗性遗传

由黑顶柄锈菌(Puccinia melanocephala)引起的甘蔗褐锈病具有产孢量大、流行性强的特点, 可导致甘蔗产量和蔗糖分的严重损失, 了解抗病性遗传有助于抗锈病育种中的亲本选择和组合配制, 而有效的抗性鉴定技术则是分离个体选择所必需的。本研究以甘蔗分离群体为材料, 利用表型与抗褐锈病主效基因Bru1检测相结合, 研究甘蔗褐锈病抗性遗传倾向并评价Bru1基因检测与表型抗性的关联性。结果显示, 发病盛期, 感病个体中, Bru1基因未检出率为96.7%, 但未感病个体中, Bru1基因的检出率仅为66.0%, 且高抗组合CP84-1198×云蔗89-7群体中的未感病个体, 该基因检出率为0, 尽管也发现有2个组合的未感病个体中, 该基因的检出率为100%。说明由Bru1基因控制的抗性可根据该基因的检测结果判断其抗/感病性, 同时, 甘蔗基因池中还存在其他未知的控制抗病性状的主效基因。值得强调的是, 父母本的抗病性均影响杂交后代的抗病性, 但以抗病亲本为父本的组合, 其分离群体的感病个体明显减少, 说明父本对杂交后代的褐锈病抗性影响可能更大。     

31份甘蔗野生核心种质资源褐锈病抗性鉴定及Bru1基因的分子检测

为明确甘蔗野生资源对黑顶柄锈菌的抗性水平,了解Bru1基因在甘蔗野生资源中的分布状况,于2013年对中国国家甘蔗种质资源圃保存的31份野生核心种质资源进行苗期抗褐锈病鉴定和抗褐锈病基因Bru1的分子检测。结果表明,31份供试材料中,高抗(1级)至中抗(3级)的有28份,占90.3%。其中19份材料表现高抗(1级),占61.3%,3份材料表现抗病(2级),占9.7%,6份材料表现中抗(3级),占19.4%。31份供试材料中只有贵州78-2-12、云南97-4、E.rockii95-19、E.rockii 95-20、云南83-224、广西79-8、云南95-35和广西89-13含抗褐锈病基因Bru1,占参试材料的25.8%;其余20份抗病材料和3份感病材料均不含抗褐锈病基因Bru1,表明除Bru1外,可能还有其他抗褐锈病基因存在。结果暗示中国国家甘蔗种质资源圃保存的野生核心种质资源中蕴藏着优良的抗褐锈病基因,是选育抗褐锈病甘蔗品种很有利用前景的抗源种质。     

AFLP,SSR在黄瓜黑星病抗感材料上的多态性比较

用AFLP和SSR 2种分子标记技术对黄瓜抗感黑星病材料Q6和Q12,及其F2极性集团和F2群体进行了分析,比较了它们的多态性。结果表明,AFLP和SSR 2种分子标记的多态性比率分别为36.5%,9.6%;阳性比率分别为22%,0。在F2群体中找到了1个AFLP标记E20/M64,与目的基因的遗传距离是4.83 cM;1个SSR标记CSWCT02B,与目的基因的遗传距离是28.7 cM。AFLP的多态性比率要比SSR的多态性比率高。分析探讨了2种分子标记技术的优缺点及其在目的基因连锁标记筛选、基因定位等研究中的应用。     

以SSR标记对普通菜豆抗炭疽病基因定位

由菜豆炭疽菌引起的菜豆炭疽病是危害我国菜豆生产的主要病害之一, 鉴定和发掘新的抗病基因对于菜豆抗病育种具有十分重要的意义。以来自安第斯基因库的我国菜豆抗炭疽病地方品种红花芸豆与感病地方品种京豆杂交的F₂群体为试验材料, 通过人工接种菜豆炭疽菌81号小种进行抗病性鉴定, 发现该分离群体中抗病植株数与感病植株数符合3∶1的分离比例, 确定红花芸豆对菜豆炭疽菌81号小种的抗性由显性单基因控制, 将此基因命名为Co-F2533。用分离群体分组分析法(BSA)和微卫星多态性分析(SSR)技术对红花芸豆中的抗炭疽病基因进行分子标记鉴定, 用Mapmaker3.0计算标记与目的基因间的遗传距离, 发现B6连锁群上的4个SSR标记BM170、Clon1429、BMD37、Clon410与抗炭疽病基因Co-F2533连锁, 遗传距离分别为6.6、18.4、20.9和30.9 cM, 这些SSR标记与Co-F2533基因在B6连锁群上的排列顺序为Clon1429-Co-F2533- BM170-BMD37-Clon410。根据基因所在连锁群的位置、抗病基因的基因库来源可知Co-F2533是一个新的来源于安第斯基因库的抗炭疽病基因。     

以SSR标记对普通菜豆抗炭疽病基因定位

由菜豆炭疽菌引起的菜豆炭疽病是危害我国菜豆生产的主要病害之一, 鉴定和发掘新的抗病基因对于菜豆抗病育种具有十分重要的意义。以来自安第斯基因库的我国菜豆抗炭疽病地方品种红花芸豆与感病地方品种京豆杂交的F₂群体为试验材料, 通过人工接种菜豆炭疽菌81号小种进行抗病性鉴定, 发现该分离群体中抗病植株数与感病植株数符合3∶1的分离比例, 确定红花芸豆对菜豆炭疽菌81号小种的抗性由显性单基因控制, 将此基因命名为Co-F2533。用分离群体分组分析法(BSA)和微卫星多态性分析(SSR)技术对红花芸豆中的抗炭疽病基因进行分子标记鉴定, 用Mapmaker3.0计算标记与目的基因间的遗传距离, 发现B6连锁群上的4个SSR标记BM170、Clon1429、BMD37、Clon410与抗炭疽病基因Co-F2533连锁, 遗传距离分别为6.6、18.4、20.9和30.9 cM, 这些SSR标记与Co-F2533基因在B6连锁群上的排列顺序为Clon1429-Co-F2533- BM170-BMD37-Clon410。根据基因所在连锁群的位置、抗病基因的基因库来源可知Co-F2533是一个新的来源于安第斯基因库的抗炭疽病基因。     

小麦新种质N95175抗白粉病基因的SSR分析

为明确小簇麦新种质N95175抗白粉病基因的遗传效应和基因位点,采用常规分析法结合SSR技术进行抗性基因的遗传分析和分子标记研究。抗性基因常规分析结果表明,N95175分别与高感白粉病普通小麦品种陕160和陕优225两个杂交组合的F1均现高抗,F2抗感植株比例分别为115∶43和111∶48,经χ2检验,符合3∶1的显性单基因孟德尔遗传分离比例,即该抗白粉病基因为显性单基因遗传。利用208对小麦微卫星引物对N95175×陕优225的F2抗感分离群体分析结果表明,Xgwm570和Xwmc553均与抗白粉病基因连锁,遗传距离分别为13.38和12.03 cM。Xg-wm570和Xwmc553两者之间在两群体中的遗传距离为3.74 cM。利用两引物对N95175×陕160组合F2代进行标记验证分析,分析结果与接种后调查结果符合率为89.24%。根据Xgwm570和Xwmc553在小麦染色体的位置,将N95175的抗白粉病基因定位在6A染色体上。     

小麦突变体D51抗秆锈性遗传分析及其抗性基因SSR标记

D51是优良品系龙6239经辐射诱变和组织培养相结合获得的高产优质抗秆锈突变体材料,对我国优势秆锈病21C3CPH、21C3CKH和21C3CTR小种均表现免疫。利用来自D51/龙6239、D51/中国春的2个F₂群体和来自D51/龙6239的1个F₂群体分别在苗期和成株期进行21C3CPH小种接种,抗病反应型鉴定表明,3个F₂群体中抗感分离比例均为3∶1,说明D51抗秆锈性受一对显性基因控制,全生育期表达,部分D51/龙6239 F₂植株的F₃株系的抗病鉴定进一步验证F₂鉴定的可靠性。利用675对小麦SSR引物和185株D51/龙6239 F₂分离群体对SrD51基因进行标记定位,将SrD51定位在5D染色体的短臂上。其中SSR标记Xgwm190和Xwmc150与SrD51基因的遗传距离分别为18.58和21.33 cM,并分别位于目的基因的两侧。由于已知的秆锈抗性基因仅有Sr30被定位在小麦5DL上,且Sr30不抗34C2MKK和34C2MFK,而突变体D51的原亲本龙6239不抗21C3CPH、21C3CKH和21C3CTR,却对34C2MKK和34C2MFK表现免疫抗性。因而推断此突变体的秆锈抗性基因可能是一个新基因,暂命名为SrD51。     

复合高效配方药剂对甘蔗褐锈病防控效果评价

为了筛选防控甘蔗褐锈病的复合高效配方药剂及精准施药技术,选用代森锌、烯唑醇、代森锰锌、嘧菌脂、吡唑醚菌脂、苯甲嘧菌酯、百菌清、多菌灵进行田间药效试验.结果表明,(65％代森锌WP 1500 g+75％百菌清 WP 1500 g+磷酸二氢钾2400 g+增效剂300 mL)/hm2、(12.5％烯唑醇 WP 1500 g...     

小麦抗条锈基因Yr6分子标记初步研究

小麦抗条锈基因Yr6在我国小麦育种中应用很少,寻找该基因的分子标记将有助于促进该基因的合理利用。将Yr6与其他有效的抗条锈基因相结合可以拓宽品种的抗病谱,延长育成品种的使用年限。本研究中,共用653条RAPD引物和小麦7B染色体上的36对SSR引物对Yr6的近等基因系进行了DNA多态性分析,对PCR产物具有多态性的SSR引物进一步检测了Yr6基因的2个载体品种。结果共有93条RAPD引物(占总数的14.2%)和5对SSR引物(占总数的13.9%)在抗病近等基因系Yr6/6×Avocet S和感病材料Avocet S间稳定扩增出了差异条带,其中SSR标记Xwmc76和Xwmc276在Yr6基因的载体品种Heines Kolben和Heines Peko中检测出了与Yr6/6×Avocet S中相同、而与感病亲本Avocet S中不同的多态性扩增条带,说明这2个SSR标记可能与Yr6基因连锁。     

小麦河农6251苗期抗叶锈病基因的鉴定

为明确河农6251含有的抗叶锈基因并对其进行分子定位,以抗病品种河农6251与感病品种Thatcher的杂种F1、F2、F3群体为材料,对河农6251的苗期抗叶锈基因进行定位。分子标记辅助鉴定结果表明,河农6251中含有抗叶锈基因Lr26和Lr ZH84,可能含有Lr2c和Lr17a;遗传分析表明,河农6251对叶锈菌PBGP的抗性由1对显性抗病基因决定,暂命名为Lr H6;用SSR技术和分离群体分组法(BSA)分析河农6251 F2群体和F3家系,结果位于1B染色体的3个SSR标记wmc419、wms582和barc120与Lr H6连锁,遗传距离分别为21.6,25.8,27.9 c M。河农6251中含有Lr26、Lr ZH84等多个抗叶锈基因,其对PBGP的抗性由一对位于1BL染色体上的显性抗叶锈基因决定。     

甘蔗(Saccharum species hybrid)种质资源褐锈病和黄锈病抗性位点分子检测

开展种质资源抗锈病分子检测,对甘蔗筛选抗性资源和抗锈病育种具有重要意义。本研究利用已报道的褐锈病抗性位点Bru1和黄锈病抗性位点G1对中国甘蔗育种中的亲本资源和创新材料进行分析。在164份材料中共检测到‘粤糖07-913’、‘桂糖02-281’、‘赣南05-352’等23份带有Bru1抗性标记的材料,占参试材料的14%。在180份材料中共检测到‘粤糖96-86’、‘桂糖03-8’、‘赣南81-1035’等10份带有黄锈病抗性位点G1的材料,占参试材料的5.56%。‘粤糖96-86’、‘ROC16’、‘ROC22’等6份材料同时带有Bru1和G1位点,可能兼具褐锈病和黄锈病两种抗性。本研究结果可为选择优异抗锈病基因资源,开展杂交育种提供科学依据。     

中国小麦LB0288中抗叶锈病基因的鉴定

明确中国小麦LB0288中所含的抗叶锈病基因,找到与其紧密连锁的DNA分子标记。将小麦LB0288和感病小麦品种Thatcher杂交,获得F1、F2代群体,用叶锈菌小FHTT分别对双亲及其杂交后代进行叶锈鉴定并进行标记分析。抗性鉴定结果表明F2代群体时呈现一对显性基因的抗感分离比例,经过亲本和抗感池间标记筛选以及F2代群体的标记检测,位于5DL的SSR标记barc144与抗病基因连锁,遗传距离为5.3 cM,同时Lr1的STS标记与之共分离,根据该基因的抗性特点和染色体位置推断为Lr1。此实验通过抗性鉴定、遗传分析和分子标记等手段确定LB0288中含有小麦抗叶锈病基因Lr1。     

硬粒小麦-粗山羊草人工合成小麦CI108抗条锈病新基因的鉴定、基因推导与分子标记定位

利用我国流行的小麦条锈菌生理小种CY28、CY29、CY30、CY31、CY32和水源11致病型4对102份硬粒小麦-粗山羊草人工合成小麦材料进行抗病鉴定,其中CI108（组合为GAN/Aegilops squarrosa 201）对上述6个流行生理小种均表现免疫。利用CY31对杂交组合CI108/铭贤169正交、反交的F₁材料以及F₂代群体进行抗病鉴定,结果表明其抗性受细胞核显性单基因控制。基因推导表明,CI108对30个条锈菌生理小种均表现抗性,其抗谱与23份已知抗条锈病基因品种（系）不同,与K733（含有Yr24）和洛夫林13（含Yr9+未知基因）相似,但CI108与洛夫林13、K733对多个条锈菌生理小种的抗性程度不同,洛夫林13、K733与CI108系谱不同,且缺乏CI108特异的SSR标记Xgwm456的抗病特异带。所以,CI108中抗条锈基因应该是不同于其他基因的抗条锈病新基因,暂命名为YrC108。进一步利用CI108/铭贤169的F₂群体、抗感分离分析池（BSA）筛选YrC108的SSR分子标记,找到了3个紧密连锁的标记,其中Xgwm456和Wmc419位于YrC108的一侧,与YrC108间遗传距离分别为0.6 cM和1.8 cM,Wmc413位于YrC108的另一侧,遗传距离为0.6 cM。本研究为小麦抗条锈病育种提供了高抗、广谱的新抗源和进行高效检测的分子标记。     

棉花杂交种SSR核心引物的筛选与评价

 为筛选到一套针对棉花杂交种真实性和纯度进行鉴定的核心引物,本实验以79个棉花杂交种为材料,采用分子标记技术,对已公布的2300对SSR引物通过PCR扩增,经初筛和复选,最终获得扩增条带清晰、重复性好且分辨能力强的56对核心引物。利用这56对SSR引物对生产上推广的37个棉花杂交种进行多态性验证,共检测到95个多态性位点,变幅为1～3个;161个基因型,变幅为2～3个。随机抽出10对引物,通过组合方式可以将37个品种完全区分开。对37个品种的SSR分子标记结果进行UPGMA聚类,在相似系数为0.54时, 20个长江流域杂交种中有19个被划分到第一类,17个黄河流域品种中有11个被划分到第二类,较好地反映出不同棉区因育种目标的不同所产生的差异。表明该套引物有很好的代表性、实用性和有效性。     

小麦新种质YW243抗条锈病新基因的AFLP标记

小麦新种质YW243抗条锈病新基因对条锈菌具有较宽抗谱，对26个不同毒性谱的条锈菌菌系免疫到近免疫，与已知基因系抗病谱不同，可能为新的基因或基因组合。遗传分析表明，YW243对条锈菌条中31号小种的抗性由显性单基因YrX控制。通过BSA法对1056对MseI/EcoRI AFLP引物进行筛选，结果表明7对引物可扩增出多态性片段，通过对F2群体单株遗传连锁分析和作图软件分析，结果表明，2个AFLP 标记M54E63-700、M54E64-699与YrX连锁较紧密、遗传距离为9.27 cM，为该基因的精细作图和分子标记辅助育种打下了一定基础。