甘蓝型油菜新品种常油杂61号的选育

1998~2009年,以中双4号与本单位材料94-18杂交并回交,育成了甘蓝型双低油菜细胞质不育系6918A;以华油杂3号为母本与本单位筛选鉴定的双低优质株系"95-2679"进行杂交并回交,育成了优良恢复系2679C。利用不育系6918A和恢复系2679C选配出优良组合F2006-1,经过4年省、国家区试,表现为优质高产、增产潜力大、抗病、抗倒伏等特点。     

甘蓝型油菜抗根肿病KASP标记开发和利用

为了准确高效的筛选抗根肿病材料,提高甘蓝型油菜根肿病抗性育种效率。通过对甘蓝型油菜抗病亲本的Crr1基因与感病亲本中相应的同源基因LOC103834349进行测序,寻找SNP位点,针对第1 486-1 487上的非同义突变位点,开发了一套精准检测抗感根肿病基因型的竞争性等位基因特异性PCR(Kompetitive Allele Specific PCR,KASP)标记。利用该KASP标记对来自42个F_2群体的771个单株进行分型检测,其中315个单株含有纯合感病基因型GG,322个单株含有纯合抗病基因型AA,134个单株含有杂合等位基因型GA。其中对编号为2033的F_2群体中125株材料的KASP分型情况进行χ~2检测,其中纯合抗病基因型AA 30株,纯合感病基因型GG 33株,杂合基因型GA 62株,经χ~2检测,抗病材料与感病材料符合3∶1理论值,抗病纯合基因型、抗病杂合基因型与感病纯合基因型的比值符合1∶2∶1理论值,说明该抗病位点为显性单基因抗病位点。结合田间表型检测鉴定,AA分型和杂合的GA分型单株田间检测均为抗病表型,GG分型均为感病表型,KASP分型结果与田间鉴定结果一致。比对结果说明该KASP标记对根肿病抗、感植株进行正确分型,表明基于Crr1基因和LOC103834349的SNP位点开发的KASP标记可以准确高效的应用于油菜抗根肿病材料的分子标记辅助选择育种。     

利用MAS手段改良恢复系R838稻瘟病抗性研究

为了提高杂交水稻恢复系R838稻瘟病的抗性水平,利用MAS手段将抗稻瘟病基因pigm导入目标受体,通过连续多代回交并对其回交后代进行分子标记检测或稻瘟病抗性表型鉴定。筛选回交高世代群体自交,并用三系不育系进行测配。结果表明：F1目标基因占有率为52.4%,随着回交世代的增加,其所含目标基因的占有率稳定在50%左右,通过回交高世代群体苗瘟表型鉴定,苗叶瘟抗性3~9级,株系间差异明显;用三系不育系配组,F1苗叶瘟抗性随入选父本抗性提高而提高,且农艺性状与R838基本保持一致。因此,通过分子标记辅助育种技术,用pigm稻瘟病抗性基因改良目标受体的稻瘟病抗性是一个有效途径。     

抗根肿病甘蓝型油菜新品种华油杂62R的选育

我国油菜根肿病发病面积在66.7万公顷左右,约占总生产面积的10%,已严重威胁到油菜的安全生产。基于此,本研究以含有CRb抗根肿病位点的大白菜材料CR Shinki为供体亲本,以甘蓝型油菜国审杂交种华油杂62的父本Pol.CMS恢复系Bing409为受体亲本,通过杂交、回交及自交等育种程序,结合前景和遗传背景筛选,将CRb抗病位点导入到Bing409中。在BC3F2代获得了遗传背景高度接近Bing409且含CRb抗病位点的抗根肿病新恢复系Bing409R,进而成功选育了我国首个抗根肿病杂交油菜新品种华油杂62R。CRb抗病位点在甘蓝型油菜背景中表现为单基因显性遗传,根肿病抗性遗传改良的同时并未对Bing409R及由其配制的杂交种华油杂62R的产量、品质造成不良影响,Bing409R及华油杂62R对我国四川、湖北、安徽等地区根肿菌生理小种具有免疫抗性。本研究的开展为我国油菜抗根肿病育种提供了宝贵资源,为我国抵抗油菜根肿病的威胁提供了重要保障。     

基于大白菜近等基因系的抗根肿病QTL QS_B3.1的验证

根肿病是影响大白菜生长发育及其产量的一个重要病害。本研究在前人定位出抗根肿病QTL QS_B3.1的基础上,以相同的抗根肿病芜菁自交系‘Siloga’为供体亲本,大白菜自交系‘91-12A’为受体亲本,通过对回交和自交群体的分子标记前景和背景选择,从BC4F3群体中筛选出遗传背景恢复为‘91-12A’,且只含有QS_B3.1位点的大白菜近等基因系。对BC4F3群体进行根肿病抗性鉴定,抗病植株与感病植株的分离比例为3:1,证明QS_B3.1抗病位点表现为显性单基因遗传。BC4F3群体的QS_B3.1连锁标记分析表明,抗病植株均含有QS_B3.1位点,不含QS_B3.1位点的植株均表现为感病,且QS_B3.1位点缩小在A3染色体的一个2.89 Mb区间内。这一发现为今后芸薹属作物的抗根肿病品种的选育以及该基因的精细定位和克隆提供了有力的依据。     

甘蓝型油菜双低萝卜质不育恢复系快速改良技术研究

通过采取不同的常规育种策略和小孢子培养、分子标记辅助选择等现代生物技术,研究了提高甘蓝型油菜萝卜质不育恢复系改良效率的方法。结果表明,在甘蓝型油菜萝卜质不育恢复系杂交转育过程中,采用杂交后代与萝卜质不育系杂交,可使杂交后代分离群体中不具备恢复基因的单株在花期表现出来,无须测交即可进行选择;杂交后代通过小孢子培养,可将稳定纯合时间由传统自交8个世代缩短到3个世代;通过萝卜特异分子标记辅助选择可大大提高选择的精度,减少筛选所需的人力、土地和时间,选择效率提高90%。试验筛选出19个在萝卜质不育恢复系中能够扩增出单一、易于辨别的谱带的SCAR标记引物,其中10个引物在现有的甘蓝型油菜萝卜质不育恢复系中均能检测出特异标记。筛选出的甘蓝型油菜萝卜质不育恢复系的特异分子标记与前人研究存在差异,标记相似系数为48.28%~93.10%。通过分子标记无法区分高硫甙和低硫甙恢复系,选育低硫甙萝卜质不育恢复系还需要借助品质分析仪。成功筛选得到6个甘蓝型油菜低芥酸、低硫甙、抗寒、结角正常、农艺性状优良的萝卜质不育恢复系,为将甘蓝型油菜萝卜质不育杂种优势应用于我国油菜生产奠定了基础。     

甘蓝型油菜细胞质雄性不育恢复基因的SSR标记及初步定位

以甘蓝型油菜恢复系Q 16C和不育系2116A为亲本构建F2群体,根据BSA法的构建原则,使用F2群体分别构建了可育基因池与不育基因池。运用98对SSR引物对油菜亲本及基因池进行了多态性分析,结果表明,有1对引物(OS 31)能在亲本和基因池间表现出多态性,使用该引物继续对F2群体的230个单株进行分析,表明标记(OS 31)与恢复基因Rfp的遗传距离为0.08cM,可作为恢复系辅助育种的候选标记。     

甘蓝型油菜桔黄花色基因的QTL-seq遗传分析及InDel分子标记开发

本研究以甘蓝型油菜黄色花株系16G097和桔黄色花株系J为亲本,回交获得BC1F1世代花色分离群体。对该分离群体的花色差异单株,通过混池分离分析法(BSA)与全基因组重测序(QTL-seq)技术,对桔黄色花性状调控基因进行初步的遗传分析。结果表明,一个主要的候选区域位于甘蓝型油菜的C09染色体区域(C09:4.64~8.28 Mb)。根据该区域的插入/缺失(InDel)变异位点,开发InDel分子标记,经过筛选获得与桔黄色花性状连锁的共显性分子标记2个(BnaC0919, BnaC0934),这个结果也验证了桔黄花色调控基因的候选区域。这些研究结果有利于进一步分离桔黄花色调控基因的候选区段,并为甘蓝型油菜遗传学研究和分子育种提供有价值的资源。     

转双价广谱抗病基因创造甘蓝型油菜抗菌核病新品种的研究

菌核病严重威胁着我国长江中下游地区甘蓝型油菜的生产，几乎每年都会导致甘蓝型油菜的大面积减产。来自于烟草的葡聚糖酶(Glucanase)基因，其编码产物能降解真菌的细胞壁结构成分一葡聚糖。来自于烟草的植物蛋白AP24则属于细胞程序性死亡(PCD)的诱导蛋白，对多种真菌具明显抑制作用。前期已成功地将这两个广谱抗病基因导入甘蓝型油菜，并且通过表型鉴定，在T0和T1代检测到了核盘菌抗性。本实验对转基因T2代和T3代甘蓝型油菜进行分子鉴定和田间抗病性鉴定。经过PCR分子鉴定，从14个转基因T3代甘蓝型油菜株系中筛选到4个外源基因已经纯合的株系。对株系GA02—2的RT—PCR鉴定则进一步证明外源广谱抗病基因在RNA水平上的大量表达。田间抗性鉴定主要利用苗期离体叶接种和成株期茎杆插签接种这两种方法。结果表明，T2代转基因株系中有5个株系表现为抗病基因初步纯合，5个株系表现为隐性纯合，12个株系处于分离当中，其中株系GA02—2的抗病性鉴定结果与RT—PCR鉴定的结果吻合。18个T3代转基因甘蓝型油菜株系中有7个株系表现为抗性纯合，3个株系剖现为隐性纯合，其余8个株系基本上仍在分离中，其中株系GA02—2—1的抗病性鉴定结果与前面的分子鉴定以及上代的抗病性鉴定完全吻合。综合分子鉴定和抗病性鉴定结果，筛选出抗病效果良好的转基因纯合株系应用于抗病育种。     

甘蓝型油菜桔红花色基因Bnpc2紧密连锁标记的开发及其应用

培育出带有标记性状的甘蓝型油菜桔红花色恢复系,在杂交种制种过程中可以起到指示作用来去除恢复系杂株,从而提高杂交种纯度和产量。开发与甘蓝型油菜桔红花色基因紧密连锁的分子标记,有利于快速培育出甘蓝型油菜桔红花色恢复系。前期研究表明,甘蓝型油菜桔红花色性状受Bnpc1和Bnpc2两对隐性核基因控制,并将Bnpc1定位到151 kb的区间范围内。本研究以BC3分离群体(即与轮回亲本回交三代且经过等位性检验仅在Bnpc2位点处发生分离的群体)为材料,利用AFLP和SSR标记技术对基因Bnpc2进行了基因定位,获得18个与Bnpc2紧密连锁的分子标记,其中两侧最近的标记分别为4个共分离的SSR标记(BnA09-19, BnA09-22, BnA09-24, BnA09-25)和P11/MC02,它们与目的基因的遗传距离分别为0.12和1.74 cM,标记间的遗传距离为1.86 c M,因而甘蓝型油菜桔红花色基因Bnpc2被锁定在1.86 cM的区间范围内。同时,筛选得到1个与基因Bnpc2紧密连锁的共显性标记BnA09-22。利用与基因Bnpc1和Bnpc2紧密连锁的共显性标记进行分子标记辅助育种,选育出1个甘蓝型油菜桔红花色恢复品系4750R,并进行了三系配套,审定了甘蓝型油菜杂交种‘青杂15号’。     

利用分子标记辅助选择技术创制抗稻瘟病水稻新恢复系

为了选育出抗病的优良杂交水稻恢复系,本研究以含有抗稻瘟病基因Pi9的水稻材料75-1-127为供体,以杂交水稻强恢复系蜀恢527、明恢86、闽恢3301和X5为受体亲本,运用分子标记辅助选择技术与回交、复合杂交的选育方法,同时连续4年在稻瘟病重发区田间自然诱发鉴定,最终获得了6份含有抗稻瘟病基因Pi9的新株系,其中2份表现抗稻瘟病,4份表现中抗稻瘟病,而不含有Pi9基因的株系材料均表现中感病及以上。结果表明,在相同遗传背景下含有Pi9基因的株系的抗性水平明显优于不含有Pi9基因的株系。本研究利用分子标记辅助选择技术有效地培育了抗稻瘟病的水稻恢复系。     

大白菜根肿病的遗传规律及抗病基因定位研究

为探究根肿病抗病遗传规律,采用根肿病抗性差异的材料G57和G70,构建了包含500个单株的F2分离群体。通过对父母本、F1及F2分离群体的人工接种表型鉴定结果进行统计分析,结果发现,材料中的根肿病抗性由显性单基因控制。为进一步定位试验材料中的抗病基因,利用678个分子标记对双亲、F1及F2群体进行了筛选验证,初步将抗病基因定位在分子标记KBRH129J18和TCR02-F。并基于2个连锁标记,开发设计了更紧密连锁的分子标记,最终获得与抗病基因连锁的5对SSR分子标记,分别为Bra0345-1、Bra0235-2、Bra0235-1、Bra19317、Bra019392。其与抗病基因的遗传距离依次为2.4,2.4,2.4,2.5,3.3 c M。开发设计的多态性标记经验证在大白菜中具有较好的适用性。     

利用分子标记辅助选择将抗稻瘟病基因Pi-9(t)渗入水稻恢复系泸恢17

本研究采用杂交和分子标记辅助选择技术,将亲本材料P2的水稻广谱高抗稻瘟病基因Pi-9(t)导入杂交水稻恢复系泸恢17,再利用抗稻瘟病基因Pi-9(t)的特异分子标记pB8检测该目的基因,获得68份携有Pi-9(t)基因型的回交株系。基因型鉴定表明株系WR1023、WR1043、WR1056和WR1062为均含有Pi-9(t)基因纯合的回交后代株系。表型分析表明WR1023和WR1056株系农业性状已稳定,且其株叶型、抗稻瘟病及配合力较好,我们认为可以用作育种抗性亲本材料。     

油菜抗咪唑啉酮类除草剂基因标记的开发与应用

草害已成为严重制约我国油菜生产的重要因素。种植抗除草剂品种和采用化学除草是防控草害的经济有效途径。为了开展分子标记辅助选择(marker-assisted selection,MAS)育种,加速抗除草剂品种培育,本研究针对已发现的抗咪唑啉酮类除草剂油菜M9中BnALS1R基因编码区第1913位点的SNP变异,开发高通量、低成本的竞争性等位基因特异PCR (kompetitive allele specific PCR, KASP)标记。采用筛选出的KBA1R19681913B标记在2个F_2群体中进行KASP反应。结果表明,该标记能有效检测群体中存在的BnALS1R 3种基因型,其分离比均为1︰2︰1,遵循单基因遗传规律,且基因型与表型完全吻合。将该标记用于BnALS1R抗性纯合基因的回交转育,获得200多个抗咪唑啉酮油菜恢复系。该标记还可在油菜苗期鉴定抗性杂交种的纯度。KASP标记KBA1R19681913B的获得为油菜抗除草剂MAS育种以及抗性新种质的培育提供了技术支撑。     

水稻细菌性条斑病抗性QTL qB1sr5a的精细定位

分别以高抗细菌性条斑病的品种Acc8558和高感的品种H359为供体和受体亲本,通过回交和分子标记辅助选择,育成了只渗入5号染色体短臂上单个供体亲本细条病抗性QTL（qBlsr5a）的近等基因系H359-BLSR5a。将该近等基因系与H359杂交,建立了一个大的F2群体。采用选择极端表型个体并验证其后代（F2：3）株系的方法,在F2群体中鉴定出目标QTL为抗病纯合基因型的个体。通过对这些个体进行分子标记基因型检测和连锁分析,将qBlsr5a定位在SSR标记RM153和RM159之间,大约2.4cM或290kb的范围内。     

分子标记辅助选择改良早籼稻1701的稻瘟病抗性

利用广谱持久抗瘟基因Pigm的紧密连锁标记S29742,通过分子标记辅助选择和连续回交育种实践,定向改良早籼稻1701的稻瘟病抗性。获得以下主要结果:Pigm基因供体亲本谷梅4号与受体亲本1701对23份供试稻瘟菌菌株的抗性表现及抗菌谱差异显著,两亲本的抗性频率分别为95.7%和39.1%。S29742是一个基于PCR的共显性DNA标记,在谷梅4号和1701之间多态性明显且稳定,在两亲本中分别扩增出一条约550 bp和一条约900 bp的条带;S29742标记基因型对稻瘟病抗性表型的选择效率可达100%。通过连续回交、选择和自交,获得含Pigm基因的BC5F2群体,在此基础上通过基因型和表型分析鉴定出3个高抗稻瘟病的BC5F3株系,并通过田间主要农艺及产量性状分析,育成一个遗传背景与受体亲本相似的抗瘟水稻新品系"1701-Pigm"。     

大白菜抗根肿病基因定位及连锁标记挖掘

为了明确抗根肿病大白菜材料G6所含抗病基因,开发连锁标记,以高感根肿病的大白菜高代自交系G4、高抗根肿病的大白菜高代自交系G6、G4和G6杂交得到的F_1及F_1自交构建的F_2分离群体为材料,通过人工接种、表型鉴定和遗传学分析,发现该抗病材料中的根肿病抗性由显性单基因控制。进一步扩大F_2群体数量对根肿病抗性基因的初定位,筛选与其连锁的分子标记,利用JoinMap 4.0软件对多态性标记进行连锁分析,获得了5个与大白菜抗根肿病基因连锁的InDel标记,其中最近的两侧标记为BrID10727和BrID10867,与抗病基因的遗传距离分别为4.6,2.5 cM,抗病基因定位在大白菜染色体A08上。此外,经验证发现基于Crr1基因序列新开发的多态性标记BrID10381不在新定位抗根肿基因初定位区间内,因此,可以推断新定位抗根肿基因位点与Crr1并非同一位点,且标记BrID10381可以用于Crr1基因的分子标记辅助选择。     

大白菜抗根肿病近等基因系的选育及其评价

本研究以具有抗根肿病基因CRb的大白菜‘CR Shinki DH’系为供体亲本,大白菜自交系‘91-12B’为轮回亲本,通过回交和4个阶段的分子标记辅助选择,选育出7个携带CRb基因的抗根肿病近等基因系.通过CRb基因所在大白菜A3染色体的分子标记检测和抗病性鉴定,筛选出抗根肿病、并插入有供体亲本最短染色体片段的3个近等基因系B1S1、B2S2和B3S1.表型分析表明这3个近等基因系的结球相关性状与轮回亲本无显著差异,而且保持了‘91-12B’的配合力.所选育的近等基因系不仅能应用于育种实践,也为通过转录组分析研究根肿病的抗病机理提供了材料.     

双低甘蓝型油菜赣两优2号

赣两优2号是江西省宜春市农业科学研究所利用甘蓝型油菜光温敏雄性不育两用系501—8S群体中表现出丰产性、抗逆较好的26S株系为母本。与恢复系C-189配组育成的甘蓝型中熟偏早、优质、高产、抗性强的两系杂交油菜品种，2006年3月通过江西省农作物品种审定委员会审定，同年4月通过省级鉴定。     

标记辅助改良节水抗旱杂交稻亲本材料的稻瘟病抗性

稻瘟病是水稻的主要病害之一,培育抗稻瘟病品种是防治稻瘟病的有效手段。本研究通过回交与分子标记辅助选择相结合的方式,将稻瘟病抗性基因(Pi1,Pi2和Pi9)导入到节水抗旱稻杂交组合的保持系"沪旱1B"和恢复系"旱恢3号"。对BC2F3代材料进行苗期稻瘟病抗性鉴定,结果表明,携带1个或2个目标基因的株系达到抗或中抗水平,抗病性显著高于各自的轮回亲本或者阴性株系。SSR标记分析表明改良株系的遗传背景回复率达到82.1%~93.6%。通过标记辅助选择获得的改良材料为节水抗旱杂交稻的培育提供了稻瘟病抗性亲本。