葡萄无核性状的SSR新分子标记开发及应用

【目的】开发葡萄无核性状的SSR新分子标记,对葡萄杂种后代进行早期无核性状鉴定,为分子标记辅助育种奠定基础。【方法】对母本‘红地球’与父本‘森田尼无核’及F₁代杂交群体的133份葡萄材料进行RAD-seq,将测序结果比对到参考基因组上;运用SAMtools软件生成CaSFS软件所需的pileup和glf文件,过滤获得亲本之间的有效SNP集;采用窗口滑动的方法,确定每个窗口的基因型,选择以每15个SNP为一个窗口,每次滑动一个SNP,得到每个个体的基因型并生成bin图;对生成的bin图采用拟测交的方式利用Joinmap软件进行连锁分析,构建‘红地球’与‘森田尼无核’遗传连锁图谱;用WindowQTLCartographer2.0软件进行QTL定位,在定位区间通过Perl程序语言找到符合SSR特征序列的35个SSR分子标记,用Primer premier5.0软件设计35个SSR分子标记引物对,通过HRM技术筛选亲本之间在无核性状上存在差异的SSR分子标记,并在131株F₁代杂交群体及65个葡萄品种的自然群体中检测无核分型正确率、无核检测率、无核保持率。【结果】在‘红地球’与‘森田尼无核’构建的遗传连锁图谱上,将葡萄无核性状定位在chr18号染色体上,定位区间26 835 846-26 960 426,对无核的贡献率为77.9%,LOD阈值为26.3。亲本之间在无核性状上存在差异的SSR分子标记为VvSD10,其在111 bp等位点能对葡萄无核性状进行鉴定,利用分子标记VvSD10上的111 bp等位点通过HRM技术在葡萄F₁代杂交群体及自然群体中进行葡萄无核性状的鉴定。结果表明,分子标记VvSD10在F₁代杂交群体及自然群体中的无核分型正确率分别为97%、94%,其无核检测率均为56%,无核保持率分别为77%、85%。【结论】分子标记VvSD10在遗传群体及自然群体中的无核分型均能提供较高的准确信息,为无核葡萄的分子标记辅助育种奠定了基础。     

基于ISSR分子标记的铃铛铁线莲品种杂交F1代鉴定

为探究铃铛铁线莲杂交F₁代真实性及遗传多样性，提高其育种效率，本研究以6个德克萨斯组铃铛型铁线莲品种为亲本开展杂交组合试验，利用具有父本的特异性的ISSR多态性引物对其F₁代进行真实性鉴定和遗传多样性分析。结果表明：筛选的12条ISSR引物均可体现6组铃铛铁线莲杂交组合父本的特异性，37个杂交F₁代均为真杂种，F₁代出现父母结合带较多，部分F₁代出现了特异性条带，这表明F₁代中产生了遗传变异。单株和父母本的遗传相似系数变化范围较大，遗传多样性较为丰富；F₁代在基因上出现了明显的偏向某一方亲本的现象，为后续杂交亲本选择与选配提供借鉴。ISSR分子标记可有效地在铃铛铁线莲杂交后代生长早期用于鉴定其是否为真杂种，为杂交后代的选育提供分子依据。     

杂种小麦品质性状的性状相关和主成分分析

为了探究化杀杂交小麦品质性状在不同世代的表现,以4个品质不同小麦品种组配的4个杂交组合为材料,对杂种F₁代(杂交当代种子)和F₂代(F₁代植株上的自交种子)及其亲本的籽粒品质性状和面团品质性状进行了杂种优势、亲子相关、性状相关和主成分分析。结果表明:(1)杂种小麦 F₁代品质性状的杂种优势远远大于F₂代杂种优势,杂种小麦F₂代存在较强的面团品质杂种优势;(2)在小麦品质改良过程中,以籽粒硬度和蛋白质含量作为选择指标,有利于筛选出高面筋含量、高沉淀值以及蛋白质品质和磨粉品质优良的基因型;(3)在杂种早代选择籽粒蛋白质含量时不能忽视低亲的影响,要提高杂种F₂代的沉淀值,关键是提高高亲和中亲的水平;(4)通过主成分分析可以将F₂代8个品质性状综合成2个主成分因子。     

236株桃杂交F1代果实可溶性糖含量与果形遗传倾向分析

试验对四川省农业科学院园艺研究所创制的236株桃杂交F₁代可溶性糖含量和果形的遗传倾向进行分析,结果表明项目组配制的10个桃杂交组合果实可溶性糖含量的遗传具有明显的超亲现象,锦绣×胭脂脆这一组合能够获得更多的高糖F₁代群体。而桃杂交后代的果形遗传分析发现,圆形对椭圆、尖圆和扁圆占遗传优势,且子代果形受双亲影响较大。桃杂交F₁代果实可溶性糖含量与果形遗传倾向分析有助于筛选骨干亲本和优势杂交组合。     

葡萄无核基因分子标记的通用性鉴定

【目的】无核是鲜食葡萄的重要农艺性状,无核基因分子标记的准确性将影响无核葡萄早期选择的效果。本研究对前人开发的5个葡萄无核基因分子标记在183份葡萄材料中进行通用性鉴定,旨在明确各个分子标记的适用范围,为利用分子标记辅助无核葡萄育种提供参考依据。【方法】以96个葡萄品种（其中无核63个,有核33个）及‘红地球’ב黎明无核’87个F₁单株（其中无核61株,有核26株）的叶片DNA为模板,利用已报道的5个葡萄无核基因分子标记（SCF27-2000、GSLP1-569、VMC7f2、p3_VvAGL11和5U_VviAGL11）的引物进行PCR扩增,采用1.5%琼脂糖凝胶电泳、毛细管电泳和8%聚丙烯酰胺凝胶电泳技术检测PCR产物,分析各个样品的无核特异条带,鉴定5个分子标记的准确率。【结果】SCAR标记GSLP1-569对96个葡萄品种的检测准确率为40.6%,无核检测率为63.6%。SCAR标记SCF27-2000对96个葡萄品种及87个F₁杂交单株的检测准确率分别为71.9%和76.54%,无核检测率分别为70.5%和78.5%。SSR标记VMC7f2在96个葡萄品种中鉴定出8个等位基因,经卡方检验,189-bp等位基因与葡萄无核性状显著关联,其检测准确率为85.4%,无核检测率为85.5%。SSR标记p3_VvAGL11在96个葡萄品种中鉴定出7个等位基因,经卡方检验,187-bp等位基因与葡萄无核性状显著关联,其检测准确率为89.6%,无核检测率为90.7%,在F₁杂交单株中其鉴定准确率为87.65%,无核检测率为91.1%,假阳性率为6.17%,假阴性率为6.17%。SSR标记5U_VviAGL11在96个葡萄品种中鉴定出17个等位基因,经卡方检验,306-bp等位基因与葡萄无核性状显著关联,其鉴定准确率为88.5%,无核检测率为90.6%,在F₁杂交单株中检测准确率为88.89%,无核检测率为92.7%,假阳性率为4.94%,假阴性率为6.17%。【结论】SSR标记p3_VvAGL11和5U_VviAGL11在葡萄种质及遗传群体中无核分型的准确性及无核检测的效率较高,适用范围较广,在无核基因分子标记辅助选择中可以考虑优先使用。     

利用AhMITE分子标记对花生杂交F1代的真伪鉴定

[目的]提高花生育种效率。[方法]从10对AhMITE引物中筛选出对杂交亲本具有差异条带的标记引物,分别对10个花生杂交组合197个F₁代单株进行真伪杂种鉴定。[结果]根据PCR扩增的父母本带型,共鉴定出75个真杂种单株,真杂种比例为38.02%。[结论]利用AhMITE分子标记可以快速、准确地对花生杂交F₁代进行真伪鉴定,为进一步使用AhMITE分子标记技术对吉林省花生新品种选育及花生种质资源遗传多样性分析提供技术支撑。     

赏食兼用型辣椒花瓣和果实紫色性状遗传分析

为研究赏食兼用型辣椒花瓣和果实紫色性状遗传机制,以白辣观赏椒F₇和紫辣观赏椒F₈作亲本,构建6个世代群体(P₁、P₂、F₁、F₂、BC₁、BC₂),采用目测法分析6个世代群体的花色、青熟期果色性状,研究辣椒花瓣和果实紫色性状遗传规律。结果显示,F₁代辣椒花瓣和青熟期果实均表现为紫色,说明辣椒花瓣和青熟期果实的紫色对白色均为显性,F₂代分离群体紫色和白色都符合孟德尔3:1的分离比例,表明辣椒花瓣和青熟期果实紫色花瓣性状各受1对显性基因控制,BC₁代分离群体紫色和白色都符合1:1的分离比例;BC₂代辣椒花色和果色均表现为紫色,但有颜色深浅的区别,表明控制辣椒花瓣和青熟期果实紫色的基因具有累加效应。     

玉米自交系维生素含量与F1杂种优势关系研究

本试验以玉米骨干自交系郑58为母本、7个亲缘关系不同的自交系为父本配制杂交种,测定和分析其亲本和F₁代种子的烟酸、肌醇、生物素含量,研究F₁代种子烟酸、肌醇、生物素含量及株高、穗位高等性状的杂种优势,并对亲本(父本)种子维生素含量与其F₁代种子维生素含量和株高相关性状的关系进行分析。结果表明：(1)亲本与F₁代种子维生素含量关系表现多样化,其中F₁代种子烟酸含量表现为近低亲或超低亲遗传,表现为杂种劣势;生物素含量往往倾向表现为近高亲遗传,存在一定的杂种优势;肌醇含量往往倾向于近低亲或低于亲本遗传,杂种优势较弱。(2)F₁代株高与穗位高呈极显著正相关,与穗高系数的相关性不显著;株高中亲优势与穗位高中亲优势呈显著正相关,与穗高系数杂种优势的相关性不显著;F₁代穗位高与穗高系数呈显著正相关,穗位高和穗高系数中亲优势和超亲优势呈显著或极显著正相关。(3)亲本自交系种子的烟酸含量与F₁代株高、穗位高、株高中亲优势呈显著正相...     

矮牵牛花朵大小及相关性状遗传分析

为了探究矮牵牛花朵大小的遗传规律,以大花型和小花型矮牵牛高代自交系为亲本构建四世代遗传群体(P₁、P₂、F₁、F₂),对花朵大小遗传特征进行主基因+多基因混合遗传模型分析,并将F₁植株与中花型矮牵牛W115株系进行杂交,验证遗传规律。同时以F₂群体为材料,对花径、萼片长、叶片长等23个表型性状进行测定,并研究其相关性。结果表明,矮牵牛大花对小花性状符合2MG-A模型,即由2对加性主基因控制,主基因遗传率为95.38%;大、小花杂交F₁与中花W115进一步杂交,后代出现大花与中花性状分离(1∶1),且中花植株的叶片和苞片叶绿素含量显著高于大花植株(P<0.01)。大花×小花F₂群体的表型性状变异丰富,变异系数在7.67%～59.93%,平均22.38%。相关性分析结果表明,花部性状、叶部性状以及两者之间均存在一定的相关性,其中花径与其他器官大小均呈显著正相关,与部分植株性状呈显著负相关。     

华东葡萄遗传连锁图谱构建及灰霉病抗性QTL定位

【目的】构建华东葡萄遗传连锁图谱,并定位其抗灰霉病QTL,为华东葡萄种质资源的高效利用及其抗灰霉病基因发掘提供理论基础。【方法】以高感灰霉病的欧洲葡萄赤霞珠为母本、抗灰霉病的华东葡萄1058-2为父本,以二者杂交F₁代128株单株为群体材料,利用GBS(Genotyping-by-sequencing)简化基因组测序技术开发SNP分子标记,应用JoinMap 4.0构建遗传连锁图谱,使用MapQTL 6.0对F₁代抗灰霉病表型进行抗灰霉病QTL定位。与葡萄参考基因组PN40024进行比对分析,筛选QTL区间的抗病候选基因。【结果】2019和2020年杂交F₁代群体的灰霉病抗性多为中抗及以上。在亲本之间共鉴定到6357个SNP分子标记。挑选出在染色体上均匀分布的654个SNP分子标记用于构建华东葡萄遗传连锁图谱。该图谱包含19个连锁群,总长度为1843.67 cM,SNP分子标记间平均遗传距离为2.82 c M。根据2019和2020年的F₁群体灰霉病表型数据,连续两年在LG9连锁群上定位到1个与灰霉病抗性连锁的QTL,命名为Rbc1。该QTL与SNP分子标记np6008紧密连锁,在2019和2020年表型中可解释的变异率分别为13.1%和12.6%。参考葡萄基因组PN40024的物理图谱和基因注释信息,Rbc1位于9号染色体物理距离5969~12345 kb内,在这个QTL区间含有45个与抗病性相关的基因,编码含有LRR结构域的受体激酶和推测的抗病蛋白。【结论】葡萄灰霉病抗性是多基因控制的数量性状,抗性亲本华东葡萄1058-2中存在抗病的主效QTL。筛选出的45个与抗病性相关的基因可能参与调控葡萄灰霉病抗性,后续可作为候选基因进一步解析华东葡萄1058-2灰霉病抗性功能。     

中国樱桃正反交F1代果实主要性状的遗传分析

【目的】通过观测分析中国樱桃地方种质‘南早红’(早熟,橙红)和‘红妃’(紫红,综合性状优良)杂交F₁代果实主要性状的遗传表现,探究果实主要性状遗传规律,为优异性状基因挖掘奠定工作基础,也为新品种选育和杂交亲本选择与选配提供参考依据。【方法】田间调查和测试分析‘南早红’(NZH)和‘红妃’(HF)正、反交F₁代群体(n=226)果实大小(单果质量、果实纵径、横径、侧径)、风味(可溶性固形物、可溶性糖、可滴定酸)、颜色(果实花色苷含量)、形状(果形指数)、果实生育期、果柄长度等17个性状的遗传变异,分析其遗传倾向并预测遗传模式。【结果】正交(‘南早红’ב红妃’)和反交(‘红妃’ב南早红’)F₁群体单果质量分离广泛,分别为2.59—7.46和2.45—6.48 g,但平均单果质量(4.30 g、4.05 g)均小于中亲值(4.58 g)。可溶性固形物和可溶性糖含量杂种优势明显,前者正、反交群体均值分别为14.55%和14.51%,高于亲本HF(12.97%)和NZH(11.36%),超高亲率分别达78.52%和76.09%...     

南瓜叶黄素基因紧密连锁的InDel分子标记开发及应用

本研究旨在开发与中国南瓜(Cucurbita moschata Duch.)叶黄素含量的数量性状基因座(Quantitative trait locus, QTL)紧密连锁且实用性强的分子标记,以加速南瓜的育种进程。前期在F₂代群体中定位到与叶黄素含量紧密连锁的主效QTL位点qlut11-a,在其两侧翼分子标记R1＿38695和R2＿55819之间开发了8对InDel分子标记。通过对F₂代群体及部分高代(F₈代)重组自交系株系进行基因型和叶黄素表型分析,明确了InDel分子标记G005310和G005670可有效筛选高叶黄素含量和低叶黄素含量材料,并在近等基因系构建中证实了其能用于创制高叶黄素含量的南瓜种质,BC₅F₁果实中的最高叶黄素含量约是低叶黄素含量亲本果实含量的2.8倍,且占高叶黄素含量亲本果实的96%。本研究结果为加速南瓜高叶黄素含量种质育种进程提供了更实用的分子标记。     

橡胶树杂交子代遗传特性及遗传多样性分析

【目的】从表型性状和分子标记两个方面分析亲本和杂交子代群体的遗传特性和遗传分化,为亲本组合的甄选和杂交子代的差异分析等工作提供参考依据。【方法】以35份橡胶树杂交后代群体为供试材料,利用表型性状和SSR分子标记进行遗传特性及遗传多样性研究。【结果】32个表型性状的变异系数平均值为32.59%,其中叶枕沟的变异系数最大为60.90%,小叶柄沟的变异系数最小为0;多样性指数分布在3.22～3.53,平均为3.49。杂种优势分析表明,F₁杂种在树围、年平均增长量和产量上具有较强的杂种优势,分别为101.2%、117.2%和95.38%。在35个杂种F₁中,产量最高的是材料A38,最低的是材料A9。2017—2020年4年间,材料A22每年都是树围最大的杂交子代;35个F₁杂种的年增长量分布在5.6～10.4 cm,年平均周长增量居6.7～8.8 cm。根据分子标记分析结果,从104对引物中筛选出扩增效果较好的引物15对,利用15对SSR标记亲本和后代群体遗传多样性分析,共扩增出15个等位基因,多态信息含量值(PIC)在0.27...     

朝天椒辣椒素含量及辣椒表型与亲代相关性分析

选用朝天椒品系A1、B173这2份材料的F₂代群体,运用SSR构建辣椒分子连锁图谱,进行辣椒素、二氢辣椒素含量的QTL分析。结果表明,F₂个体的辣椒素含量和二氢辣椒素含量的变异范围超出亲本的范围,为辣椒素和二氢辣椒素的QTL性状分子标记筛选提供了较好的遗传基础。利用筛选出来的62对SSR标记对群体DNA进行遗传分析,共检测到2个辣椒素QTL位点,3个二氢辣椒素QTL位点;将10个连锁群与辣椒染色体进行了对应,以上5个QTL位点可能均位于2号染色体上。该研究对朝天椒辣椒素含量的遗传控制和分子标记辅助选择具有重要意义。     

铁皮石斛和金钗石斛杂交后代的分子鉴定

铁皮石斛和金钗石斛是《中华人民共和国药典(2015版)》收录的2种药用石斛,具有重要的药用价值和经济价值。然而,目前关于这2种石斛药用价值的遗传基础研究和优良新品种选育等相对较弱。本研究以铁皮石斛和金钗石斛2个亲本,以及它们的131个F₂代杂交单株作为研究对象,从320对SSR引物中筛选出特异性引物,用于铁皮石斛和金钗石斛杂交后代的真假杂种鉴定。结果表明,3对石斛属特异性SSR引物DNtSSR013、DNtSSR147和DNtSSR150,可将杂交群体扩增带型分为真杂交种型、母本型、父本型、缺失型,进而从131个杂交群体F₂代中共鉴定出119个真杂交种,真杂交种占杂交群体的91%。因此,利用SSR分子标记技术鉴定石斛杂交群体是可行的,相关结果为铁皮石斛和金钗石斛的遗传图谱构建,石斛多糖和石斛碱等活性成分QTL定位奠定了基础。     

硒的生物学作用

目的研究正反杂交对少花龙葵(Solanum photeinocarpum) F₁代生理特性及富硒能力的影响,为富硒少花龙葵的杂交选育提供参考。方法以农田生态型和矿山生态型少花龙葵为亲本,通过硒含量为10 mg/kg的土壤盆栽试验,研究正反杂交对少花龙葵F₁代的生物量、光合色素含量、抗氧化酶活性以及硒积累量的影响。结果与自交F₁代相比,正反杂交显著提高了少花龙葵F₁代叶片的SOD活性、CAT活性以及可溶性蛋白含量(P<0.05)。2种生态型少花龙葵的正反杂交F₁代的根系和地上部分的生物量、硒积累量均显著高于其自交F₁代(P<0.05),并且以农田生态型少花龙葵为母本、矿山生态型少花龙葵为父本的杂交后代的生长和富硒能力更强。结论以农田生态型和矿山生态型少花龙葵为亲本杂交,可使其F₁代的生长、抗逆性以及硒积累等性状表现出超亲优势。     

海岛棉不同果枝类型杂交F2代产量品质性状分布规律

【目的】 比较零式果枝和长果枝海岛棉杂交F₂代不同果枝类型棉株的产量及品质性状,并进行相关分析,为海岛棉株型育种提供参考。【方法】 海岛棉9122N(零式果枝)×H7124(长果枝)杂交,F₂代3种不同果枝类型棉株(零式果枝、长果枝、混合型果枝)分别收获300个单株的棉铃,采用R语言对杂交F₂代不同果枝类型产量、品质性状进行比较及各性状间的相关分析。【结果】 杂交F₂代3种不同果枝类型棉株的产量及品质性状存在显著或极显著差异,产量性状:混合型果枝表现最好,长果枝次之,零式果枝最差;品质性状:长果枝表现最佳,混合果枝混合型果枝次之,零式果枝表现最差。3种果枝类型各性状间相关系数不同,但部分性状表现有相同趋势。在产量性状中,3种果枝类型相关性趋势一致,籽棉重与铃数、单铃重间呈极显著正相关,与铃数相关系数均为0.85以上,且高于与铃重的相关系数,铃数与铃重间呈负相关关系,衣分与其他产量性状相关性不显著,单株铃数对籽棉产量高低起着重要作用;品质性状中,零式果枝中纤维品质5个指标之间呈显著或极显著的正相关,而另2种果枝中,除马克隆值以外,长度、整齐度、强度和伸长率间呈显著或极显著的正相关;零式果枝中单铃重与5个品质指标间呈显著或极显著正相关,而长果枝和混合型果枝中衣分与纤维长度、比强度、伸长率等品质指标均呈负相关。【结论】 杂交F₂代不同果枝类型品质性状与产量性状间相互影响,表现并不相同,混合果枝类型产量和品质性状整体表现最好。     

苹果果实酸/低酸性状的SSR标记

【目的】通过表型分析筛选与苹果果实酸/低酸性状基因连锁的SSR分子标记,分析苹果果实可滴定酸的遗传规律,为苹果的早期选择和辅助育种提供依据。【方法】以"富士"×"粉红女士"杂交F1代的76株群体为试材,测定了成熟苹果果实的可滴定酸含量,采用BSA法和SSR技术筛选与酸/低酸性状基因连锁的分子标记,并在杂种后代中进行验证。【结果】76株杂交F1代群体可滴定酸含量为1.4~8.8 mg/g,从80对共显性遗传的SSR引物中筛选到与酸/低酸性状基因连锁的SSR标记Hi01e10,其遗传距离为10.014 cM,在杂交后代中的验证结果与可滴定酸含量在后代群体中的遗传规律基本吻合,进一步验证了该标记的可靠性。【结论】苹果果实酸/低酸性状是受主基因(Ma/ma)控制的,SSR标记Hi01e10可用于苹果的早期选择和辅助育种。     

薏苡幼苗叶色性状的遗传分析

为薏苡杂交育种提供理论依据,采用幼苗期呈紫叶(安薏1号)和绿叶(安国薏苡、临沂薏苡和CL91)的薏苡品系作亲本,构建4个杂交组合,通过观察分析其F₁和F₂幼苗植株的性状特征和分离比例,研究薏苡幼苗叶色性状的遗传规律。结果表明:薏苡4个杂交组合F₂群体植株中紫叶和绿叶性状的分离比符合3∶1,紫叶性状相对于绿叶性状为显性,紫色叶片是由1对显性等位基因控制,可作为薏苡遗传改良的标记性状。     

新疆南疆引进枣品种果实性状的综合评价

针对南疆枣种植品种单一,无法满足多元化市场需求的现状,本研究综合评价引进枣品种,为筛选出适合当地立地条件的优良枣品种提供依据。本研究以新疆南疆引进的20个枣品种为供试材料,评价果实的外观品质和内在品质,运用主成分分析法对9个性状进行综合分析,建立枣果实品质综合评价模型,为选择优良枣品种提供数据支持。结果表明,9个性状指标提取出5个主成分,分别为可食率因子、酸度因子、果形因子、营养因子、果实硬度因子,累积方差贡献率达85.49%;不同枣品种果实品质的综合评价模型为F_综=0.242 8F₁+0.203 1F₂+0.171 1F₃+0.140 1F₄+0.097 7F₅;综合评价排名前5的品种是长鸡心、上海白浦、茶壶枣、骨头小枣、冬枣,综合评价的结果与实际栽培表现基本一致。