棉花T—DNA标签雄性不育突变体的遗传分析

利用农杆菌介导T—DNA插入得到棉花雄性不育突变体,与野生型陆地棉（Gossypium hirsutum L）Coker 312杂交得到F1代。F1代植株出现了不育与可育两种性状的分离,分离比是1：1。对F1代进行形态学观察、卡那霉素和除草剂抗性鉴定、PCR扩增检测以及遗传学分析,证实雄性不育突变性状的表现与T—DNA插入共分离,从而认为突变是由T—DNA插入引起的显性杂合突变,这为利用T—DNA标签法进行雄性不育有关基因的克隆奠定了基础。     

太空诱变玉米雄性不育突变体的遗传分析

从卫星搭载的玉米自交系鲁原3624自交后代中选育出1份雄性不育突变体。通过田间观察和室内花粉镜检对其育性进行鉴定,并在不同生态条件下鉴定了不育性状的遗传稳定性,另通过测交、正反交、回交以及自交对不育性状的遗传特性进行了分析。结果表明:该不育突变材料雄穗无任何花药外露,花药内基本无可染花粉粒,且在不同生态条件下均能稳定遗传,属于隐性单基因控制的细胞核雄性不育类型。     

糜子雄性不育突变体的创制和遗传分析

杂种优势是培育高产、优质、高抗作物新品种的主要手段,而雄性不育系的选育直接决定着作物杂种优势育种的成功.利用60Co-γ射线诱变首次创制出糜子(Panicum miliaceum,2n=4x=36)雄性不育突变体M207A,并对其进行了育性鉴定和初步的遗传分析,目的是利用该突变体进行糜子杂交种的选育、在糜子中实现杂种优势的利用.首先采用室内花粉镜检与田间调查相结合的方法对突变体进行了育性鉴定;将突变体与育性正常的糜子品种配组杂交获得的F1和F2群体在不同地点、不同年份、不同季节种植,对不育突变体的遗传模式进行了分析.结果表明:不育株花药褐化,无外露,花药干瘪,不育度在95％以上,不育性状稳定;利用育性正常的品种给稳定的突变体进行授粉,其结实率可达到正常水平;自交F2群体中育性分离比例为35:1,符合单基因座位上同源四倍体基因的理论分离比,说明该突变性状是由隐性单基因控制的可遗传的”无花粉型”细胞核雄性不育.雄性不育突变材料M207A的创制,为糜子杂种优势利用奠定了材料基础.     

糜子雄性不育突变体的创制和遗传分析

杂种优势是培育高产、优质、高抗作物新品种的主要手段,而雄性不育系的选育直接决定着作物杂种优势育种的成功。利用~(60)Co-γ射线诱变首次创制出糜子(Panicum miliaceum,2n=4x=36)雄性不育突变体M207A,并对其进行了育性鉴定和初步的遗传分析,目的是利用该突变体进行糜子杂交种的选育、在糜子中实现杂种优势的利用。首先采用室内花粉镜检与田间调查相结合的方法对突变体进行了育性鉴定;将突变体与育性正常的糜子品种配组杂交获得的F_1和F_2群体在不同地点、不同年份、不同季节种植,对不育突变体的遗传模式进行了分析。结果表明:不育株花药褐化,无外露,花药干瘪,不育度在95%以上,不育性状稳定;利用育性正常的品种给稳定的突变体进行授粉,其结实率可达到正常水平;自交F_2群体中育性分离比例为35∶1,符合单基因座位上同源四倍体基因的理论分离比,说明该突变性状是由隐性单基因控制的可遗传的"无花粉型"细胞核雄性不育。雄性不育突变材料M207A的创制,为糜子杂种优势利用奠定了材料基础。     

水稻雄性不育突变体802A的遗传分析及基因定位

 【目的】对雄性不育突变体802A进行表型鉴定和遗传分析,并对不育突变基因进行分子标记定位。【方法】调查802A突变体的花粉育性、形态特征和主要农艺性状,同时对其不育性状进行遗传分析,并以802A/Ⅱ-32B F2和802A/02428 F2为定位群体,运用SSR、InDel等分子标记进行基因定位。【结果】802A突变体的花药瘦小、干瘪、不开裂,外观呈乳白色,花粉以典败为主,属于普通雄性不育类型。同时,该突变体还表现颖壳变细、扭曲,剑叶变短、变窄、内卷,穗颈包颈等特征。遗传分析表明,802A的雄性不育性状由1对隐性核基因控制。该不育突变基因定位于第3染色体长臂的SSR引物RM3513附近,InDel标记S2和S5之间,该基因与这2个InDel标记的遗传距离分别为0.6和0.3 cM,并且与InDel标记S3和S4在167株F2不育单株中共分离。【结论】通过与迄今已报道的水稻雄性不育基因比较,认为802A所携带的突变基因是一个新的水稻隐性核不育基因,暂命名为ms92(t)。     

一个玉米细胞质雄性不育系的鉴定及遗传分析

【目的】阐明新育成的雄性不育系农系928cms-Q1261的胞质类型、败育时期和遗传机制,为其育种应用提供依据。【方法】将不育系在不同年份、不同地点种植,鉴定育性表现,通过测交、姊妹交、反交对不育性的遗传进行分析,利用特异引物进行PCR扩增鉴定胞质类型,通过石蜡切片法在光学显微镜下观察小孢子发育过程。【结果】农系928cms-Q1261雄穗无花药外露,花粉败育彻底,不育性表现稳定;质不育基因来自自交系Q1261,为S型;核不育基因来自农系928,由1对隐性基因控制;小孢子从单核晚期开始自溶,成熟期完全降解;自交系郑58能保持其不育性。【结论】农系928cms-Q1261属于S型不育胞质,是一种无花粉型的细胞质雄性不育系,其恢复系广泛。     

棉花雄性不育的分子生物学研究进展

棉花具有较高的杂种优势,但由于棉花雄性不育系在利用上存在一定困难,限制了棉花杂交种的推广。对棉花雄性不育的类型以及棉花雄性不育的分子生物学研究进展进行了综述,以期为棉花利用不育系选育杂交种奠定理论基础。     

普通小麦PTS光温敏雄性不育的遗传分析

以 PTS和常规品种 (系 )小偃 6号、西农 872 7、小偃 2 2、陕 2 2 9、陕 785 9、周麦 1 1等互为父母本进行杂交 ,分期播种 F1 和 F2 ,田间考察自交结实率和育性分离情况。结果表明 :F1 正反交组合的结实率不受细胞质影响 ,说明 PTS系的育性遗传为核基因控制。同时 ,F2 代育性变化是一个连续的过程 ,以结实率 70 %为界划分可育与不育及半不育时 ,出现 3∶ 1的分离比 ,因此认为 PTS系的不育表达是一主效隐性基因和多个微效 (修饰 )基因共同作用的结果     

谷子高度雄性不育系不育基因的遗传分析

利用10个华北谷子品种与谷子高度雄性不育系高117A和高146A测交,根据F2代、BC1F1代分离群体的育性反应,对不育系的不育基因进行了遗传分析。根据结果,认为这2个不育系的不育性受1对隐性主效基因控制,同时受微效多基因的影响。     

陆地棉开花期QTL定位

利用5391对棉花SSR引物筛选亲本(渝棉1号和T586)间的多态性引物,以多态性引物检测(渝棉1号×T586)Fz∶7重组近交系群体270个株系的标记基因型,并构建陆地棉遗传连锁图谱.采用区间作图方法进行开花期相关的QTL定位,共检测到5个QTL,分别定位在第5,10,16,21和26染色体,5个QTL的加性效应分别为-0.73,-0.68,-0.9,1.07和-0.86,分别解释表型变异5%,4.7%,8.1%,10.9%和7.1%.研究结果表明:棉花开花期为多基因控制.     

陆地棉开花期QTL定位

利用5391对棉花SSR引物筛选亲本（渝棉1号和T586）间的多态性引物,以多态性引物检测（渝棉1号×T586）F2：7,重组近交系群体270个株系的标记基因型,并构建陆地棉遗传连锁图谱．采用区间作图方法进行开花期相关的QTL定位,共检测到5个QTL,分别定位在第5,10,16,21和26染色体,5节QTL的加性效应分别为-0．73,-0．68,-0．9,1．07和-0．86,分别解释表型变异5％,4．7％,8．1％,10．9％和7.1％．研究结果表明：棉花开花期为多基因控制．     

Phenotype Variations in Plant Regeneration of Upland Cotton (Gossypium hirsutum L.)

以陆地棉冀无2031无菌苗下胚轴为外植体,在MS中附加激素0.1mg/LIAA 0.1mg/L2,4-D 0.1mg/LKT的培养基上诱导出愈伤组织。选择疏松愈伤组织继代到附加0.1mg/LZT的培养基中,经2-3个月的继代培养诱导出颗粒状疏松胚性愈伤组织。胚性愈伤组织在无激素、每升加2g谷氨酰胺和0.5g天门冬酰胺的胚性愈伤增殖萌发培养基上培养2个月左右,可陆续形成不同时期的体胚苗。对冀无2031不同时期的体细胞萌发后的体胚苗进行观察,发现了真叶畸形苗、子叶节生根胚、胚轴侧生根胚、腋芽丛生苗和以腋芽发育为主的再生苗5种新类型的体胚苗。     

陆地棉叶绿素质量分数QTL定位

为了在分子水平上探讨棉花叶绿素质量分数的遗传规律,利用重组近交系群体T586×渝棉1号的270个F2:7家系为材料,构建了包括604个标记和覆盖棉花基因组3 140.9 cM的重组近交系遗传连锁图谱;2007-2008年在西南大学歇马科研基地,用日本产叶绿素计(SPAD-502)测定亲本和家系的叶绿素质量分数;采用复合区间作图法(MQM),对棉花叶绿素质量分数进行数量性状位点(QTL)分析.检测到4个与叶绿素质量分数相关的QTL,分别位于第6,15,19和25染色体,其中有2个QTL在1个环境下检测到,解释表型变异的5.4%和4.6%;在2个环境下检测到2个QTL,解释表型变异的8.2%,4.8%,23.9%和14%.本研究的QTL定位将有助于叶绿素质量分数的精细定位和棉花高光效育种的分子标记辅助选择.     

陆地棉纤维品质相关QTL定位研究

 【目的】以湘杂棉2号和中棉所28两个具有共同亲本的陆地棉强优势杂交种的F2为作图群体,构建覆盖率较高的遗传图谱,发掘稳定的纤维品质相关QTL,为标记辅助选择提供依据。【方法】利用SSR标记和JoinMap3.0软件构建陆地棉连锁图,利用Win QTLCart 2.5的复合区间作图法分别对2群体6个纤维品质相关性状在F2和F2:3中进行QTL定位。【结果】利用包含245个多态位点、全长1 847.81 cM的遗传图谱检测纤维品质QTL。中棉所28群体在多环境平均值的联合分析中检测到22个QTL,三环境分离分析中检测到39个QTL;湘杂棉2号群体分别检测到18个和51个QTL。在A3、D2、D9等染色体上有QTL成簇分布现象,并在2个群体中发现一些不受环境影响,稳定遗传的QTL。纤维长度、纤维强度、麦克隆值和伸长率4个性状在2个群体中发现有8对共同QTL。【结论】这些稳定遗传的QTL可以用于分子标记辅助纤维品质改良的育种选择。     

陆地棉转录因子GhNAC7的克隆及功能分析

【目的】从陆地棉中克隆GhNAC7,分析其结构和功能,研究其在棉花不同组织中以及叶片不同发育时期的表达量。并转入拟南芥进一步探究其在棉花叶片衰老过程中的作用。【方法】利用中国农业科学院棉花研究所棉花生物学国家重点实验室建立的棉花衰老叶片cDNA文库中的序列,获得1个含有NAM结构域的EST,使用Oligo6.71设计引物,重新在陆地棉叶片cDNA中进行克隆。使用Gene Structure Display Server软件分析GhNAC7结构,使用在线工具Plant CARE分析启动子序列,利用在线工具Gen Scan进行氨基酸序列翻译。同时,利用拟南芥基因组数据库(TAIR)进行序列比对,选取得分较高的NAC家族基因,使用MEGA 6.06软件和Gene Doc软件进行进化树分析和氨基酸比对。以XbaⅠ和SacⅠ为酶切位点构建35S::GhNAC7-GFP融合表达载体,分析其在洋葱表皮细胞中的瞬时表达,进行亚细胞定位。利用实时荧光定量PCR技术分析GhNAC7在棉花不同组织、不同叶片发育时期以及在200μmol·L~(-1) ABA调控下的表达量。通过构建p GhNAC7-GUS融合表达载体并转拟南芥,分析其启动子特异性。以Eco RⅠ和SalⅠ为酶切位点,利用p BI101和p BI121载体,分别构建融合表达载体并转拟南芥进行过表达分析。【结果】从陆地棉中成功克隆GhNAC7,其全长为1 064 bp,包含3个外显子,2个内含子。生物信息学分析结果表明,GhNAC7开放阅读框为834 bp,可编码277个氨基酸,其蛋白质分子量为31.35 k D,等电点为9.22。结构域分析表明其属于NAC转录因子的NAM亚家族,进化树分析显示GhNAC7与ANAC041、ANAC083同源性最高,其中,GhNAC7与ANAC083结构域位置均为17—58 aa。其启动子核心元件包含一系列与衰老、激素、胁迫相关的顺式作用元件。亚细胞定位表明其蛋白为核蛋白。组织特异性表明GhNAC7在真叶、子叶、花、花药和衰老真叶中均明显表达,其中在衰老的真叶中表达量最高。启动子特异性分析表明,其GUS活性在衰老的叶片中最强。在拟南芥中过表达该基因,转基因植株比野生型表现出明显的衰老症状。荧光定量PCR分析表明,ABA处理后6 h GhNAC7明显上调表达,并在48 h表达量达到最高,这表明ABA可调控GhNAC7表达从而调节棉花叶片衰老。【结论】GhNAC7可以促进棉花叶片衰老并受ABA的调控。     

Genetic Analysis of Earliness Traits in Short Season Cotton (Gossypium hirsutum L.)

Inheritance and interrelationship of phenotype and genotype of earliness traits were evaluated in a diallel analysis involving six early-maturing parents. Date of first square (DFS), date of first flower (DFF), date of first open boll (DFOB), number of node first sympodial branch (NNFSB), and harvested rate before frost (HRBF) as earliness traits of six parents, 15 F₁ hybrids and 15 F₂ progenies were investigated from 2005 to 2008. The experiment design was a randomized complete block design with three replications. Additive, dominance and epistasis effects were analyzed with ADAA (additive-dominance-epistasis) model. HRBF, DFF, and DFOB showed significant additive genetic variances. Heritability estimates ranged from 0.088 (H_N, narrow sense) and 0.416 (H_NE, environment interaction) for HRBF, to 0.103 (H_N) and 0.524 (H_NE) for DFF, and to 0.187 (H_N) and 0.519 (H_NE) for DFOB. Dominance genetic effects for DFS, DFF, DFOB, and NNSFB were stronger than additive effects. Additive-by-additive epistatic effects for DFS, DFOB, and NNSFB were detected and affected by environment. Correlation analysis showed generally that HRBF had a significant negative genetic and phenotypic correlation with DFS, DFOB, and NNFSB; DFS had significant positive genetic and phenotypic correlations with DFF, DFOB, and NNFSB; significant positive genetic and phenotypic correlations were also detected between DFF and DFOB, DFF and NNFSB, DFOB and NNFSB. The results showed that the lower the node to the first fruiting branch and the shorter the plant, the earlier was the onset of squaring, flowering, and boll opening, the higher was the harvest rate before frost. Heredity of earliness traits among parents and their hybrids were also detected and parents A₁, A₂, B₁, B₂, and B₃ could be used to improve earliness traits of short season cotton cultivars.     

转基因抗虫组合在棉花杂种优势利用中增产原因剖析

通过两年一点 7× 7半双列杂交试验 ,对转基因抗虫棉杂种优势的增产原因进行了研究 ,结果表明 ,参试 6个抗虫杂交组合 (共有 2 1个杂交组合 )中有 5个在籽、皮棉产量杂种优势居前 5名 ,这主要是由于外源抗虫基因的存在 ,增加了单铃种子数、单株成铃数和平均单铃重等的缘故。     

Transformation of Upland Cotton （Gossypium hirsutum L.） with gfp Gene as a Visual Marker

The green-fluorescent protein (gfp) gene was evaluated as a screening marker during cotton (Gossypium hirsutum L.) transforming and plant regeneration.High expression of GFP (green-fluorescent protein)...     

棉花产量构成因素性状的全基因组关联分析

【目的】 对铃重、衣分、单株铃数和籽指等棉花产量构成因素性状进行全基因组关联分析（genome-wide association study,GWAS）,发掘与其关联的标记位点、优异等位变异及候选基因,为棉花产量的分子育种提供理论依据。【方法】 以408份陆地棉品种（系）资源为材料,利用Cotton SNP 80K芯片,对6个环境的铃重、衣分、单株铃数和籽指4个产量构成因素性状进行基于混合线性模型（mixed linear model,MLM）的全基因组关联分析,检测与产量构成因素性状显著关联的位点、优异等位变异;进一步依据转录组数据的基因表达量,在显著关联的位点侧翼序列1 Mb区间挖掘可能的候选基因。【结果】 4个产量构成因素性状在不同环境下均表现出广泛的表型变异,其中,单株铃数变异系数最大为16.67%—22.66%,各性状的遗传率为48.4%—92.2%;除铃重与衣分间相关性不显著外,其他性状间均呈显著或极显著相关性;基于6个环境各性状表型数据的最佳线性无偏预测值（best linear unbiased prediction,BLUP）,GWAS共检测到分布于基因组的7个区间内23个与目标性状关联的SNP位点,其中,与铃重关联的位点5个,与衣分关联的位点1个,与单株铃数关联的位点9个,与籽指关联的位点8个,有3个位点（TM21094、TM21102和TM57382）同时与多个目标性状关联;鉴定到7个最优SNP位点的优异等位变异,分别为TM21099（TT）、TM57382（GG）、TM78920（CC）、TM53448（TT）、TM59015（AA）、TM43412（GG）和TM69770（AA）;利用转录组数据分析,在基因组的7个区间筛选到158个与产量形成可能的候选基因,GO富集分析和KEGG代谢途径分析发现,候选基因功能类别多样并参与了多种代谢途径。【结论】 在陆地棉品种（系）群体中共鉴定到23个与产量构成因素性状关联的SNP位点,筛选到158个可能与产量性状相关的候选基因。