宁春4号与河东乌麦杂交F2品质性状及其分子标记分析

在明确宁春4号与河东乌麦各自品质性状的基础上,以宁春4号与河东乌麦杂交F_2 331个单株为材料,进行品质性状及其分子标记分析,以期为宁夏回族自治区小麦品质性状改良发掘可利用的育种中间材料和QTL。结果表明,籽粒含水量、硬度、沉降值、蛋白质含量、面筋含量在F_2均出现较大分离,籽粒蛋白质含量、面筋含量、硬度、沉降值的群体平均值分别为14.71%、32.03%、50.98%、34.77 mL,均超过高亲亲本(依次为12.72%、24.06%、48.64%、17.96 mL),超高亲比例分别达82.94%、90.48%、66.27%、99.60%;含水量的群体平均值(10.72%)介于高亲亲本(10.75%)与低亲亲本(10.01%)之间,超中亲比例达77.78%,超高亲比例达46.63%。蛋白质含量分别与面筋含量和沉降值、含水量与硬度、面筋含量与沉降值均呈极显著正相关。类群Ⅱ、Ⅲ的蛋白质含量、面筋含量和沉降值均较高,为优质类群。利用分子标记检测到携带Bx17、Psy-A1基因的单株分别为233、294株,同时携带Bx17和Psy-A1基因的单株为206株;利用新开发的5个SSR标记共发掘出8个品质性状QTL位点,涉及5A、1B、5B、7B、5D等5条染色体,加性效应为-2.93～1.86,表型贡献率为3%～5%,LOD值最大为9.40,其中,1B和5D染色体存在品质性状QTL富集区。     

宁春4号与河东乌麦杂交F2代穗部性状分析及其重要QTL发掘

【目的】分析宁春4号与河东乌麦杂交F_2代的穗部性状,并利用SSR分子标记发掘其重要QTL,为宁夏小麦穗部性状改良提供理论参考。【方法】以宁春4号与河东乌麦杂交F_2代的331个单株为材料,利用方差分析、相关性分析、聚类分析和单标记回归分析等方法对5个穗部性状及其重要QTL进行定位研究。【结果】5个穗部性状在F_2代呈连续正态分布,符合多基因控制的数量性状的遗传特点。F_2代出现许多具有超亲性状的单株,穗长、总小穗数、结实小穗数、穗粒数和穗粒重的平均值分别为8.69 cm、18.01个、16.71个、33.07粒和1.19 g,超中亲比例分别达20.24%、44.71%、41.99%、34.14%和33.84%,超高亲比例依次为6.64%、18.73%、17.22%、34.14%和26.88%。5个穗部性状间均呈极显著正相关(P0.01),表明这些性状对产量的贡献均较大。基于穗部性状测定结果,在遗传距离为5 c M时,可将F_2代331个单株分为八大类群,其中,类群Ⅰ平均穗长最长(为9.96 cm)、穗粒数最多(49.25粒)、穗粒重最重(1.61 g),类群Ⅷ平均总小穗数和结实小穗数最多,分别为21.40和19.57个,表明类群Ⅰ和Ⅷ为穗部性状优异类群。利用19个SSR分子标记共发掘出36个与穗部性状相关的QTL,其中,穗长、总小穗数、结实小穗数、穗粒数和穗粒重QTL数量分别有15、6、6、5和4个,分布在2A、4A、5A、1B、2B、3B、5B、7B、5D、6D和7D等11条染色体上,加性效应为-0.72～1.57,表型贡献率为2%～9%,LOD最大值为23.90,其中,4A染色体上检测到穗长、穗粒数和穗粒重QTL,5A染色体上检测到穗长、总小穗数和结实小穗数QTL,1B和5D染色体上均检测到穗长、总小穗数、结实小穗数、穗粒数和穗粒重QTL,2B染色体上检测到穗长、总小穗数、结实小穗数和穗粒重QTL,7B染色体上检测到穗长和总小穗数QTL,表明4A、5A、1B、2B、7B和5D等6条染色体存在QTL富集区。【结论】小麦杂交F_2代遗传性状处于高度分离,蕴藏着最大的数量遗传信息,为相关穗部性状分析及QTL发掘提供了可靠的遗传群体,检测到的36个QTL可用于小麦穗部性状的遗传改良。     

宁春4号与河东乌麦杂交F2产量相关性状和抗病性及其QTL分析

在明确宁春4号与河东乌麦各自遗传性状的基础上,以宁春4号与河东乌麦杂交F_2群体的331个单株为材料,进行产量相关性状、抗病性及其QTL分析,以期为宁夏回族自治区小麦遗传改良提供基因资源。结果表明,产量相关性状在F_2群体均出现较大分离,有效分蘖数、经济系数的群体平均值分别为7.05个、0.37,均超过高亲亲本(分别为6.31个、0.31),超高亲比例分别达57.40%、75.23%;穗粒数、穗粒质量的群体平均值分别为33.07粒、1.19 g,均低于低亲亲本(36.49粒、1.22 g),超中亲比例分别达34.14%、33.84%,超高亲比例分别达34.14%、26.88%。类群Ⅰ的平均穗粒数最多(49.25粒)、穗粒质量最高(1.61 g),类群Ⅴ的有效分蘖数最多(14.50个),类群Ⅶ的经济系数最高(0.46),为优异产量相关性状类群。有效分蘖数与穗粒数、穗粒质量,穗粒数与穗粒质量、经济系数,穗粒质量与经济系数均呈极显著正相关。分别有9.97%、0.91%、0.60%的单株表现为高抗白粉病(1～2级)、条锈病(1级)、叶锈病(1级),10.57%、15.41%、15.11%的单株表现为中抗白粉病(3～4级)、条锈病(2级)、叶锈病(2级),79.46%、83.69%、84.29%的单株表现为感白粉病(5～8级)、条锈病(3～4级)、叶锈病(3～4级)。有15.11%的单株同时抗白粉病、条锈病,13.29%的单株同时抗白粉病和叶锈病,9.67%的单株同时抗条锈病、叶锈病,8.76%的单株同时抗白粉病、条锈病、叶锈病。利用新开发的13个SSR标记共发掘出25个产量相关性状和抗病性相关QTL,涉及2A、4A、5A、1B、2B、3B、5D、6D、7D等9条染色体,加性效应为-0.19～1.57,表型贡献率为2%～9%,LOD值最大为23.40。其中,4A、5A、1B、3B、5D、6D染色体存在产量相关性状和抗病性QTL富集区。     

宁春4号与河东乌麦杂交F2:5家系的籽粒品质性状及其QTL分析

【目的】分析宁春4号与河东乌麦间杂交F_2:5家系的籽粒品质性状及其重要QTL,为宁夏小麦品质性状的遗传改良提供优异资源。【方法】以主要籽粒品质性状差异较大的宁春4号与河东乌麦及其杂交的248个F_2:5家系为材料,利用方差分析、相关分析、聚类分析和复合区间作图等方法对12个籽粒品质性状及其重要QTL进行研究。【结果】12个籽粒品质性状在F_2:5家系中均出现明显分离,其中,水分含量、吸水率、沉降值、稳定时间和硬度指数的群体平均值均超过高亲亲本,超高亲比例为59.27%~92.74%;粗蛋白含量、湿面筋含量、出粉率和形成时间的群体平均值介于双亲之间,超中亲比例为42.34%~50.81%,超高亲比例为12.50%~27.42%;降落值、拉伸面积和容重的群体平均值均低于低亲亲本,超中亲比例为1.61%~33.87%,超高亲比例为1.61%~31.05%。基于籽粒品质性状的测定结果,在欧氏距离为13时,可将248个家系分为六大类群,其中,类群Ⅱ平均湿面筋含量（32.16%）和降落值（363.55 s）最高,类群Ⅲ平均粗蛋白含量（14.89%）、吸水率（62.88%）、拉伸面积（152.28 cm2）、容重（779.20 g/L）、形成时间（4.15 min）和硬度指数（69.93）均居首位,类群Ⅴ平均水分含量最低（11.68%）、稳定时间最长（13.16 min）,类群Ⅵ平均出粉率（68.86%）和沉降值（41.31 mL）最高。利用69个SSR分子标记构成的39个区间共检测到68个籽粒品质性状QTL,其中,与水分含量、粗蛋白含量、湿面筋含量、出粉率、吸水率、降落值、沉降值、拉伸面积、容重、稳定时间、形成时间和硬度指数相关的QTL数量分别有5、2、4、9、2、12、4、4、1、9、9和7个,分布在1A~7A、1B、2B、3B、6B、1D、2D、3D、6D和7D共16条染色体上,LOD值最大为3.03,表型贡献率为3.17%~43.81%,加性效应为-14.8275~15.3442,同时,1A、2A、4A、7A、2B、3B、6B、1D、2D、3D、6D和7D染色体上检测到多个籽粒品质性状QTL,表明这12条染色体存在QTL富集区。【结论】小麦的大部分品质性状属于多基因控制的数量性状,宁春4号与河东乌麦间杂交F_2:5家系中出现了较多超亲类型,其中类群Ⅲ为籽粒品质性状的最优类群。检测到的68个籽粒品质性状QTL可选择性地用于小麦品质性状的遗传改良。     

宁春4号×河东乌麦F2∶5家系遗传图谱构建与籽粒蛋白质性状QTL分析

为适应宁夏回族自治区小麦绿色优质高效品种选育和产业提质增效的需求,以宁春4号与河东乌麦杂交后代的248个F_2∶5家系为材料,对其进行遗传图谱构建与籽粒蛋白质数量性状基因座(quantitative trait locus,QTL)分析,以期为该地区小麦蛋白质性状遗传改良提供育种中间材料和QTL。结果表明:用197个SSR(simple sequence repeats)标记构建了包括小麦21条染色体的分子遗传图谱,总长度为2 342.63 cM,标记间平均距离为11.89 cM;蛋白质性状在F_2∶5家系出现较大分离,粗蛋白质含量、湿面筋含量的群体平均值(分别为14.49%、30.96%)介于双亲该性状之间,稳定时间的群体平均值(10.86 min)均超过高亲;粗蛋白质含量、稳定时间、湿面筋含量的超中亲比例分别达50.81%、77.82%、50.00%,超高亲比例分别达21.77%、59.27%、22.98%;籽粒蛋白质性状3个指标间均呈极显著正相关(P﹤0.01)。利用22个标记共检测到36个籽粒蛋白质QTL,分别为14个粗蛋白质含量QTL、6个稳定时间QTL和16个湿面筋含量QTL,涉及1A、2A、3A、5A、7A、1B、2B、6B、1D、2D、3D、4D、5D、6D、7D等15条染色体,36个QTL的连锁系数(LOD值)最大为14.9,表型贡献率为3%~6%,加性效应为-1.71~1.17,有11个标记所在的位点存在籽粒蛋白质性状QTL富集区。     

杜仲杂交子代优良单株分子标记辅助选择

在杜仲高密度遗传连锁图谱的构建和重要数量性状的数量性状基因座(QTLs)定位的研究基础上,利用已定位的分子标记对41株杂交子代优良单株进行检测,依据优良单株表型值与对应分子标记效应值或标记组合效应值之和的相关性分析结果,筛选出检测效率较高的分子标记或标记组合用于分子标记辅助选择。同时结合表型选择,选出不同目标性状表现良好的优良单株。筛选得到6个检测效率较高的分子标记或标记组合:与树高相关的分子标记(DZ200-350)、与地径相关的分子标记组合(em15me23-360和em12me11-300)、与产叶量相关的标记(em31me26-160)、与杜仲胶含量相关的标记(em49me3-150)、与绿原酸含量相关的标记(em10me28-170)和与芦丁含量相关的标记(em7me28-240);通过优良单株4~6年生表型性状不同年龄间的相关性分析结果,确定杜仲早期表型选择以植株达到6年生为宜;分子标记辅助选择与表型选择在不同性状中检测结果一致的优良单株均占55%以上,最高可达90%。分子标记辅助选择与表型选择在不同性状检测结果的较高一致性,间接验证建立的分子标记辅助选择体系的选择高效性。建立的分子标记辅助选择体系,对加速杜仲育种进程具有重要意义。     

玉米分子标记辅助育种及标记开发研究进展

为了充分挖掘和利用分子标记辅助育种在玉米中的应用潜力,分析了影响标记辅助育种效率的诸多因素,总结了可用于育种实践的标记开发方法,阐述了其在玉米品质和抗性育种中的应用现状,并列举了一些可用于辅助分析的工具软件。最后对玉米标记辅助育种现存问题进行了深入解析,提出我国应大力开展玉米重要农艺性状的基因定位研究,并拓展分子标记辅助育种的应用范畴。     

小麦数量性状分子标记的研究进展

综述了近年来小麦QTL研究的基本进展，包括QTL定位的原理，研究涉及 的性状，QTL分布情况，贡献率、数据统计分析使用的方法和应用软件等，列举了小麦重要农艺性状QTL在育种中的应用实例，分析了小麦QTL分了标记的发展和应用前景。     

RAPD分子标记在鉴定狼尾草属杂交后代上的应用

报道了狼尾草属植物基因组DNA的提取纯化方法、RAPD－PCR反应程序、用RAPD分子标记技术对狼尾草属两个杂交组合的亲本及其正反交的4组杂交后代进行的分子鉴定。珍珠黍(Pennisetum glaucum)×象草(Pennisetum purpureun Schum)杂交组合从19个引物中就筛选出6个引物，在双亲间扩增出16条特征带。P5-4-10×P-3组合从39个引物中才筛选出5个引物，在双亲间扩增出6条特征带。根据双亲间的特征带可以对杂交或自交后代作出鉴定。     

分子标记在水稻抗病性改良中的应用

综述了分子标记在水稻抗病基因定位、基因聚合、基因转移中的应用;分析了应用分子标记辅助育种的优势及存在的缺陷;同时,根据其发展趋势探讨了水稻抗病性研究的发展趋势。     

小麦株高的QTL分析

【目的】研究控制小麦株高的数量性状位点(QTL)。【方法】利用SSR和AFLP分子标记构建连锁图谱,在3种不同试验环境(2003~2004年北京、2004~2005年北京和河南安阳)下分析百农64×京双16组合的218个F2:3株系群体的株高。【结果】构建了由158个分子标记(100个SSR标记和58个AFLP标记)位点组成的遗传连锁图谱,覆盖了除1D连锁群外小麦全基因组的3 114 cM;检测到3个控制株高的QTL,分别位于2B、4D和6A染色体上,贡献率分别为7.3%~11.5%,7.4%~12.9%和5.7%~11.3%。【结论】3个株高QTL位点在不同环境下表现稳定,其紧密连锁的分子标记可用于矮秆、半矮秆小麦的标记辅助育种。     

小麦抗白粉病基因的分子标记及标记辅助育种研究进展

介绍了DNA分子标记的主要种类及优缺点，综述了该项技术在小麦抗白粉病基因分子标记中的鉴定、基因定位、遗传图谱的构建，以及作为辅助选择手段在小麦抗白粉病育种中的应用进展，并分析了存在的问题及解决途径。     

小麦磷转运蛋白基因TaPT4的克隆和表达分析

在富集低磷响应基因的小麦根系cDNA差减杂交文库中,测序后获得1个与大麦磷转运蛋白基因HvPT4高度同源的表达序列标签TaPT4-EST。经BLAST分析获得该EST对应的全长cDNA,将其命名为TaPT4。TaPT4的cDNA全长为1 927bp,编码537个氨基酸残基,编码蛋白含有12个跨膜保守域。系统进化分析表明,TaPT4除与HvPT4具有较高的相似性外,还与呈高亲和特征的黑麦磷转运蛋白基因PT和小麦磷转运蛋白基因PT1高度同源。TaPT4在叶中的表达为组成型,在根中的表达受到低磷诱导;此外,无论在低磷处理还是正常供磷条件下,TaPT4在根中的表达均表现明显的昼夜节律特征,表现为随照光时间延长而表达增高,进入暗期后表达减弱。上述结果表明TaPT4可能是归属于高亲和特征的小麦磷转运蛋白,在增强小麦在低磷逆境下的磷素吸收中发挥着重要作用。     

青海省春小麦品种(系)对赤霉病的抗性鉴定

两年来,通过田间小区试验,对青海省当前生产上已有的72个小麦品种(系)进行了赤霉病抗性鉴定.结果表明,72个品种(系)没有免疫品种.只有苏麦3号和互助红2个品种表现高度抗病,海东539、青春7号和青春23号品种为中等抗病, 其余67个品种(系)均表现中度和高度感病.     

小麦抗叶锈病基因定位及分子标记研究进展

综述了已报道了４８个小麦抗叶锈病基因的染色体定位及ＲＡＰＤ、ＲＦＬＰ等分子标记技术在小麦抗中锈病基因方面的研究进展，并对小麦抗叶锈病基因分子标记辅助选择中的一些问题进行了探讨，目前，利用近等基因系、ＢＳＡ等方法，已找到了Ｌr1、Ｌr９、Ｌr１０、Ｌr２４、Ｌr２８、Ｌr３４等抗叶锈病基因紧密连锁或共分离的分子标记，为以后分离、克隆这些基因以及分子标记辅助育种打下基础。     

小麦bHLH型转录因子TaHLH1的分子特征和表达特性研究

利用cDNA-AFLP技术,鉴定了1个对低磷胁迫逆境产生明显应答的小麦bHLH型转录因子转录本片段(TDF)。比对分析表明,该TDF(TaHLH1 EST)与前人在水稻中鉴定的对低磷产生明显应答的bHLH型转录因子基因OsPTF1高度同源。利用生物信息学技术,获得了TaHLH1 EST对应的cDNA序列。TaHLH1的cDNA全长为2 209bp,含有1个编码480个氨基酸残基的开放阅读框。TaHLH1含有bHLH型转录因子具有的Basic-Helix-Loop-Helix保守基序,分别由13,15,6和22个氨基酸残基组成。比对分析表明,TaHLH1与源于水稻、大麦和玉米的同源基因编码蛋白在保守基序的氨基酸组成上高度同源。TaHLH1对低磷、低氮、干旱和高盐等逆境明显应答,但对低钾、低钙、脱落酸(ABA)和低温不产生应答。研究表明,TaHLH1是小麦bHLH型转录因子家族的重要成员,在介导低磷等非生物逆境的信号转导中可能发挥着重要作用。     

猪繁殖与呼吸综合征抗病指示性状的分子标记筛查及检测

为鉴定与猪感染猪繁殖与呼吸综合征(porcine reproductive and respiratory syndrome,PRRS)抗病指示性状相关的分子标记,以大白猪×通城猪高代横交群体为研究对象,选用159头健康仔猪进行猪繁殖与呼吸综合征病毒(porcine reproductive and respirato...     

Identification of leaf rust resistance genes in common wheat varieties from China and foreign countries

Wheat leaf rust, triggered by Puccinia triticina Eriks(Pt), is among the most important diseases of wheat worldwide. Deploying resistant varieties against leaf rust is the most effective, environmentally-friendly and economic way to control the disease. In the present study, 66 wheat varieties form China and foreign countries were tested with 17 Pt races for gene postulation during the seedling stage in the greenhouse. All the varieties were also planted to identify slow rusting responses to leaf rust at the adult plant stage in Baoding and Zhoukou field trials during the 2016/2017 to 2017/2018 cropping seasons. Moreover, 12 closely linked molecular markers to known leaf rust resistance(Lr) genes were used for assessing all the varieties. The results of both gene postulation and molecular marker identification showed that a total of eight Lr genes, Lr1, Lr10, Lr17, Lr20, Lr26, Lr34, Lr37 and Lr46, either singly or in combination were detected in 32 varieties. Known Lr genes were not identified in the remaining 34 varieties. Seventeen varieties were found to have slow rusting resistance. The resistance sources identified in this study can be used as resources for resistance against leaf rust in wheat breeding programs in China and the respective foreign countries.     

Genetic analysis and SSR mapping of stem rust resistance gene from wheat mutant D51

Wheat (Triticum aestivum L.) stem rust caused by Puccinia graminis f. sp. tritici is one of the main diseases of wheat worldwide. Wheat mutant line D51, which forms a highly susceptive cultivar ‘L6239’ to the three races notated and cultured with immature embryos, shows resistance to prevailing races 21C3CPH, 21C3CKH, and 21C3CTR of P. graminis f. sp. tritici in China. In this study, the number and the expression stages of the resistance genes in mutant D51 were studied using inoculation identification and microsatellite (SSR) marker analysis. Two F₁ populations from the crosses of D51 × L6239 (60 individuals) and D51 × Chinese Spring (60 individuals), their F₂ populations (185 and 175 individuals respectively) at the seedling stage, and one F₂ population derived from the cross of D51 × L6239 (194 individuals) at the adult stage were inoculated with pathogen race 21C3CPH to test for resistance. All F₁ individuals of the two crosses were immune to stem rust at both seedling and adult stages. The response pattern of the three F₂ populations showed that the R:S segregation ratio was 3:1, suggesting that the stem rust resistance of D51 is controlled by a single dominant gene, and is expressed during the entire growth period. The identification of the stem rust resistance by the F₃ progeny test confirmed the credibility of the F₂ population test. Segregating populations and small population analyses were used to identify chromosomal regions and molecular markers linked to the gene by the SSR marker method. A total of 675 SSR markers and 185 individuals of the D516L6239 F2 population were used to search genetically linked markers to the target gene. Using Mapmaker 3.0 and Map-draw with Kosambi’s function and other options set at default values, molecular mapping revealed that the gene was located on chromosome 5DS, linked with and flanked by two SSR markers, Xgwm190 and Xwmc150, at 18.58 and 21.33 cM, respectively. It has been reported that only one stem rust resistant gene, Sr30, is located on the wheat chromosome 5DL, and that it has no resistance to 34C2MKK and 34C2MFK, while the parent L6239 of mutant D51 has no resistance to 21C3CPH, 21C3CTK and 21C3CTR, but has resistance to 34C2MKK and 34C2MFK. The results above indicate that the gene identified in the study might be a novel resistance gene to stem rust, tentatively designated as SrD51. __________ Translated from Acta Agronomica Sinica, 2007, 33(8): 1262–1266 [译自: 作物学报]