偏凸-柱穗山羊草双二倍体与普通小麦不同杂种世代的染色体及性状分离特点

为探讨偏凸山羊草－柱穗山羊草双二倍体SDAU18在小麦遗传改良中的利用价值,以SDAU18和普通小麦品种烟农15及其9个杂种世代为材料,分析不同自交和回交世代染色体和性状分离的特点。结果表明,随自交和以烟农15为轮回亲本回交世代的增加,染色体数目逐渐减少,回交比自交能使后代的染色体数目更快趋近普通小麦的42条,至F₅和BC₃F₁代,染色体数目为42的植株已分别达93.9%和92.0%。与自交世代相比,回交后代减数第一分裂中期的花粉母细胞的染色体构型较为简单,回交次数过多不利于外源染色体与普通小麦染色体发生重组,一般应以回交2~3次为宜;随自交和回交世代的增进,杂种的育性提高,至F₃和BC₂F₁代育性基本稳定。在不同杂种世代可分离出具有矮秆、大穗、大粒、对白粉病、条锈病免疫或高抗及外观品质优良的变异类型,以F₃和BC₁F₁代的变异类型最丰富。     

连续回交对消除农杆菌介导转化引起水稻体细胞变异的影响

农杆菌介导的转化引起许多体细胞变异, 影响了转基因植物的农艺性状。因此, 转基因作物的培育需要大量的T₀代再生植株。在本研究中, 我们将转基因水稻株系与原始品种连续回交, 然后评价其回交后代的表现, 消除体细胞变异, 恢复转基因亲本的农艺性状。回交的供体亲本是3个转基因水稻株系, 分别带有来自于苏云金芽胞杆菌(Bt)的抗虫基因。与原始品种连续回交至BC₃F₁代, 每代BC_nF₁单株再自交两代, 同时对各个世代进行抗虫性选择。通过发芽试验获得转基因纯合的BC_nF₃株系, 在室内抗性试验中, 所有的BC_nF₃纯合株系都能杀死100%的幼虫。在田间试验中, 这些株系的单株产量明显高于供体亲本, 大部分农艺性状与原品种没有显著的差异。这些结果说明连续回交能够在很大程度上恢复转基因水稻株系的农艺性状, 从而减少转基因育种过程中所需的工作量。     

棉属野生种克劳茨基棉第7染色体上马克隆值QTL的挖掘与定位

为了深入挖掘和利用棉属野生种克劳茨基棉(Gossypium klotzschianum)的优异等位基因，构建了一个(陆地棉泗棉2号×克劳茨基棉)×泗棉2号的BC₁F₂群体，对纤维品质性状初步定位，单标记相关分析表明位于第7染色体上的SSR标记NAU1362与马克隆值表现极显著相关。进一步选择在第7染色体上含有克劳茨基棉渐渗片段的BC₁F₂单株与轮回亲本泗棉2号回交，构建BC₂F₃和BC₂F₄分离群体，通过两年的田间重复试验验证该QTL的位置与效应。结果表明，该QTL (qFMIC-7-1)在BC₂F₃、BC₂F₄世代均被检测到，位于相同的标记区间，分别可以解释9.0%、8.8%的表型变异，增效基因来源于野生种克劳茨基棉，与BC₁F₂群体定位结果基本一致。同时在第7染色体上检测到另一马克隆值QTL (qFMIC-7-2)，同样在BC₂F₃、BC₂F₄两个世代均能够被检测到，分别可以解释3.7%、4.7%的表型变异，但增效基因均来源于泗棉2号。     

棉花叶柄分化率主基因+多基因混合遗传分析

 以2个叶柄分化率性状稳定的棉花材料W10、W12为亲本,构建了两个5个世代联合群体(P₁、P₂、F₁、F₂、F_2:3), 采用植物数量性状主基因+多基因混合遗传模型对这2个群体(W10×TM-1, W12×CCRI12)的叶柄组织培养分化率进行多世代联合分析。结果表明,棉花叶柄组织培养分化率在2个群体中均表现为遗传受2对加性、显性、上位性主基因+加性、显性多基因(E-1模型)控制。2对主基因的加性效应均为正值,均使分化率提高。2个F₂群体显示的主基因遗传率分别为83.22%和74.68%,多基因遗传率分别为10.47%和16.78%。     

分子标记辅助选择改良武运粳8号的条纹叶枯病抗性

本研究旨在改良武运粳8号的条纹叶枯病抗性。2004年,在扬州对江苏省1981—2002年间审定的25个迟熟中粳品种进行产量鉴定,从中筛选出直立穗高产品种武运粳8号作为条纹叶枯病抗性改良的受体亲本。利用抗条纹叶枯病品种葵风为供体亲本,通过杂交和回交,同时利用4个与条纹叶枯病抗性基因紧密连锁的分子标记STS11-31、STS11-71、STS11-19和STS11-43进行辅助选择,至2008年正季,共计获得 70个BC₃F₅以及115个BC₄F₄抗条纹叶枯病的稳定株系。经回交后代农艺性状、产量性状、品质性状和抗性的系统鉴定,从中筛选出10个BC₄F₅株系和2个BC₃F₆株系,这些株系综合性状与武运粳8号已十分相近,保持了武运粳8号的丰产性和优质,明显提高了条纹叶枯病的抗性。     

玉米茎秆糖含量的遗传模式分析

较高的茎秆糖含量有助于提高青贮玉米的饲料品质和适口性,本研究以YXD053和98A-04两个高茎秆糖含量玉米自交系为母本,Y6-1低茎秆糖含量玉米自交系为父本,通过自交、杂交及回交产生2个组合的6个世代(P₁、P₂、F₁、F₂、BC₁和BC₂);运用主基因+多基因混合遗传模型6个世代联合分析方法,探明控制玉米茎秆糖含量的遗传模型,并进行遗传参数估计。结果表明,玉米茎秆糖含量遗传受2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性-上位性多基因共同控制。YXD053×Y6-1及98A-04×Y6-1两个组合的主基因遗传率分别为53.50%和52.63%,多基因遗传率分别为7.96%和17.31%,总遗传率分别为61.46%和69.94%,显性度(h/d)均小于1。茎秆糖含量以主基因遗传为主,且主基因又以加性效应为主,但环境因素对茎秆糖含量的遗传有一定的影响。这一研究结果为玉米茎秆糖含量性状的基因定位和育种选择提供了理论依据。     

不同供体及不同回交次数对玉米自交系R08的改良效应

以R08为轮回亲本,18个优良自交系为供体亲本,不同回交和自交次数,选育出遗传背景与R08相近、但相互之间又存在一定差异的BC₁F₃和BC₂F₂各18个R08改良系。通过抗病性鉴定、配合力及SSR分子标记分析,探讨不同供体及不同回交次数对R08的改良效果。结果表明,36个改良系中,29个抗或高抗大斑病,大部分改良系的多数产量性状一般配合力(GCA)与R08相比并无下降或有所提高;相同供体不同回交次数选系的比较显示,对大斑病抗性的改良,回交1次自交2次(BC₁F₃)优于回交2次自交1次(BC₂F₂),且改良后代选系多数产量性状GCA大体相当;相同回交次数不同供体选系的比较表明,供体对回交后代的影响较大,供体不同回交后代选系大斑病抗性及多数产量性状GCA存在较大的差异;SSR分子标记研究结果在一定程度上揭示相同供体不同回交次数所创造的遗传变异无明显差异,相同回交次数不同供体选系在分子水平上存在较大差异;供体昌7-2和川321对改良R08的大斑病抗性和产量性状GCA作用较大,属优良供体亲本;w4-1和w10-1属回交改良优良选系。因此,利用回交法改良玉米自交系,在选准供体亲本的基础上,回交1次后,在自交过程中加强目标性状的鉴定选择及配合力测定,可提高回交改良的育种效率。     

甘蓝型油菜菌核病抗性的遗传分析

利用牙签接种和花瓣接种鉴定了甘蓝型油菜DH821（抗）×DHBao604（感）组合P₁、P₂、F₁、BC₁、BC₂、F₂ 6个世代群体菌核病的抗性，通过主基因-多基因混合遗传模型分析表现，牙签接种3 d的抗性受2对加性主基因+加性-显性多基因控制，BC₁、BC₂、F₂ 群体主基因遗传率为12.49%~28.48%，多基因遗传率为21.08%~27.87%；5 d的抗性由2对加性-显性-上位性主基因控制，显性及显性互作效应明显，无多基因修饰，BC₁、BC₂、F₂群体主基因遗传率为25.19%~38.69%；3~5 d的菌丝扩展抗性由2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性多基因控制，主基因效应明显，多基因效应不明显，BC₁、BC₂、F₂ 群体主基因遗传率为0.72%~54.06%，多基因遗传率为7.34%~46.79%。花瓣接种15 d的抗性由2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性-上位性多基因控制，2对主基因的加性效应和显性效应为－3.6051~ －3.5225，互作效应为3.5190~3.6089，主基因遗传率为0.91%~41.79%，多基因遗传率为19.32%~73.69%。     

构建全基因组导入系中BC1F1群体大小的影响因素研究

全基因组导入系是遗传和育种研究的重要材料。导入系经受体亲本和供体亲本间连续杂交、回交构建而成, BC₁F₁群体大小是获得理想导入系群体的关键参数。然而, 各物种所需要的最小群体尚不清楚, 并且难以通过试验确定。本研究通过编写程序, 模拟减数分裂时的重组过程研究适宜的群体大小, 并通过数学运算和试验验证程序的可靠性。结果表明, 编程模拟与数学计算和试验结果一致。BC₁F₁群体大小与连锁群数目、连锁群长度和基因密度之间均为正相关。当模拟连锁群从5个增加到40个时, 群体大小需要由6.06增加到9.49; 当模拟连锁群长度从80 cM增加到200 cM时, 需要的群体大小从7.14增加到8.64; 当模拟基因密度从每基因20 cM缩小到每基因5 cM时, 群体大小从7.65增加到8.22。为测试该程序的应用范围, 对水稻、小麦、玉米、大豆等主要作物进行了BC₁F₁群体大小模拟,在保证95%的概率覆盖全基因组条件下, 水稻需要的群体最少, 为12个个体, 小麦和大豆均需13个个体, 玉米需要的个体数最多, 为14~15个。     

陆地棉纤维细度相关性状的遗传及相关性分析

 利用主基因与多基因混合遗传模型的P₁、P₂、F₁、F₂四世代联合分析方法,研究了棉花纤维细度相关性状的遗传,进一步明确了主基因存在的普遍性。同时,对麦克隆值密切相关的纤维线密度及成熟度比率进行了F₂、F_2:3家系的主基因 多基因单世代分析,初步判定线密度也存在一对主基因。性状间的遗传相关分析表明,麦克隆值及成熟度比率与整齐度分别呈极显著正相关和不相关,该两个性状与其它性状的相关性两个世代表现不一致;线密度与整齐度呈正相关,与伸长率呈极显著负相关,与长度、强度及衣分不相关。线密度与各性状的相关性要比麦克隆值和成熟度比率稳定,受环境影响小,有必要加强线密度的选择及深入研究。     

棉花早衰程度诊断数码图像数字化指标的研究

应用计算机数字图像技术研究了诊断棉花早衰程度的方法。在光照条件下采集了棉田群体图像,然后分别提取了红绿蓝(RGB)三色分量和色度、饱和度和亮度指标(HSI)。在RGB和HSI颜色模型下分析了各分量与棉花早衰程度的相关特性。然后得出诊断棉花早衰程度的指标。分析结果表明:颜色分量G/(R B)和色度H分量与棉花早衰程度线性相关,可用作利用数字图像技术快速诊断作物长势的指标,而其它分量与棉花早衰程度没有明显的相关性;诊断模型G/(R B)分量比色度H分量有更好的拟合优度。     

棉花早衰的分子机理研究进展

早衰是棉花生长发育的一种异常现象,是大量衰老相关基因差异表达的结果。早衰棉花光合作用、碳水化合物和其他生物大分子合成相关基因大多下调表达,而蛋白、核苷酸、脂类降解和氨基酸、糖类、嘌呤、嘧啶和离子转运体等养分循环利用相关基因大多上调表达;脱落酸(ABA)、乙烯、生长素、茉莉酸(JA)和赤霉素(GA)相关基因大多上调表达,而细胞分裂素合成基因IPT下调表达;NAC和WRKY等转录因子基因也大多上调表达。结合作者在该领域的研究,总结评述了光合作用及大分子降解、养分循环利用、激素和转录因子相关基因在早衰棉花中的表达模式及作用机理。     

棉花生理性早衰研究进展

由于自身或外部原因使棉株在有效的生长季节内局部或整体提早结束生命而影响棉花产量和品质形成的现象即为早衰。早衰有病理性和生理性两种,皆表现为棉株体局部或整体过早衰败,经济性状受损。棉花生理性早衰既有品种原因,也与气候条件、土壤地力、肥水管理等外部因素等有关。结合现有研究,总结提出了生理性早衰成因的矿质营养失调说、库源失调说、激素失衡说和外源基因耗能说4种解释。     

棉花叶片衰老生理研究进展

随着转基因棉花的大面积推广,棉花早衰发生加重,已经成为制约棉花发展的重要因素,有关早衰的研究成为学者关注的焦点。综述了近年来国内外有关棉花叶片衰老生理的研究结果,主要包括衰老过程中各种生理生化指标的变化特征,以及防止棉花叶片衰老的各种调控措施。文中概述了一些常用的棉花叶片衰老生理生化指标,如叶绿素、蛋白质、丙二醛(MDA)、活性氧清除系统(SOD、POD、CAT)、激素(生长素、细胞分裂素、赤霉素、脱落酸、乙烯、多胺)等。大量研究表明在棉花叶片衰老过程中叶绿素、蛋白质含量急剧下降,而MDA含量快速上升,活性氧清除系统酶活性产生相应的变化,各内源激素的含量也具有各自变化特点。针对棉花早衰的生理过程,通过采用植物生长调节剂,氮、钾、钙3种肥料,以及水分、光照、温度、气体等环境因子的调节措施来预防叶片早衰以及对出现叶片早衰后的稳产措施。最后对棉花叶片早衰的研究方向进行了展望。     

棉花早衰、红叶茎枯病与棉花轮纹斑病间关系辨析

 系统分析了棉花早衰、红叶茎枯病与棉花轮纹斑病间的关系。棉花早衰依据其成因差异可划分为3种类型，分别为生理性早衰、病理性早衰及生理病理复合性早衰。近些年来生理病理复合性早衰在我国发生最为普遍，危害最为严重。系统分析了生理病理复合性早衰的成因及有关研究进展，在此基础上，提出适宜我国棉花生产、以“选种、壮苗、补钾、抗逆、防病”等技术为核心的棉花早衰控制技术体系。     

棉花早衰相关研究进展

从不同角度开展了对棉花早衰问题的研究,探讨了逆境、土壤、栽培措施等因素对棉花发生早衰的影响,分析了早衰棉株体内的生理生化变化,尝试用分子生物学手段培育抗早衰棉花新种质,提出了一系列合理、有效的防早衰栽培技术措施。通过对众多研究结果的总结和归纳,旨在为今后开展相关工作提供一定的帮助,对棉花早衰问题的攻克仍需做更加深入的研究。     

棉花不同叶位主茎叶衰老特征的研究

 在大田条件下,研究了棉花不同叶位主茎叶在盛铃末期的衰老状况。以转基因抗虫棉33B为材料,测定全部主茎叶的主要生理生化指标,以分析不同部位叶片衰老的差异。结果表明,（1）盛铃末期是主茎功能叶片从旺盛生理功能到衰老的转折时期;（2）从主茎上部第1叶到下部的第10叶叶绿素含量、蛋白质含量、SOD活性呈下降趋势,MDA含量、POD活性呈上升趋势;（3）盛铃期调控棉花叶片的衰老应以主茎中部轻度衰老叶片为诊断和调控主体。     

从地下的角度分析膜下滴灌棉花发生早衰的可能机制

在膜下滴灌条件下,棉花早衰问题严重。在对国内外关于棉花早衰研究成果及膜下滴灌条件特殊根区微环境深入分析的基础上,提出了膜下滴灌棉花早衰原因的合理假设,认为不合理的根系构型及其高蕾铃负荷是造成膜下滴灌棉花早衰的根本原因：膜下滴灌条件下棉花根系生长和构型分布发生的明显变化不利于棉花根系吸收土壤深层的水分和养分,抗逆性减弱,对环境的改变无法做出及时的反应,加之覆膜增温及优越的水肥供应,棉花地上部生长良好,蕾铃负担增加,一旦遇到逆境条件,在高蕾铃负荷前提下,即使对根系养分吸收功能最轻微的损害或者暂时的养分供应短缺均有可能造成对地上部养分供应的不足并发生早衰。因此,如何通过调控构建与地上部生长更为匹配的、构型分布更加合理的、抗逆性更强的棉花根系就成为解决膜下滴灌棉花早衰问题的关键。     

黄河流域棉区早衰棉田土壤肥力综合评价

通过调查黄河流域棉区149个采样点早衰棉田和正常棉田土壤养分情况,构建土壤综合肥力指数(Integrated fertility index,IFI),研究引起棉花早衰发生的土壤养分原因。结果表明:早衰棉田土壤肥力各指标均低于正常棉田,其中0~20 cm土层的有机质和钾含量差异极显著。调查区域0~20 cm土层,正常生长棉田的IFI值为0.41,早衰棉田仅为正常棉田的75.6%;20~40 cm土层的IFI值显著低于0~20 cm土层,正常棉田的IFI值为早衰棉田的1.67倍。土层各肥力指标对IFI影响的直接通径系数0~20 cm从大到小的顺序为速效钾、速效磷、全氮、有机质、碱解氮含量,20~40 cm从大到小的顺序为为速效钾、速效磷、有机质、全氮含量;间接通径系数0~20 cm土层从大到小的顺序是碱解氮、全氮、速效磷、速效钾、有机质含量;20~40 cm从大到小的的顺序为有机质、全氮、速效钾、速效磷含量。综合分析,IFI与棉花早衰密切相关,其值越小越易引起早衰的发生,其中钾素和碱解氮分别是对IFI产生直接影响和间接影响的最大营养元素,大田生产中需要合理施入钾肥和氮肥,合理调节IFI值,方能有效防控因土壤肥力引发的棉田早衰的发生。     

滨海盐碱地棉花熟相调控技术及其机理

熟相是指棉株吐絮成熟期的衰老表现,有正常成熟、早衰和贪青晚熟等熟相之分,实现正常熟相需要协调的库源关系和根冠关系.整枝、嫁接和环割等措施通过改变棉花库源关系和根冠关系,导致细胞分裂素和脱落酸含量发生变化,引起早衰或贪青晚熟等异常熟相.品种自身的遗传背景、栽培措施和外界环境等都可以改变库源关系、根冠关系及相关的植物激素平...