贵州省优质水稻‘大粒香’香味基因分子标记的开发

‘大粒香’香味形成是由Badh2基因第7个外显子的8 bp缺失和3 bp突变引起。为了建立了‘大粒香’香味基因的快速准确的检测方法,本研究根据‘大粒香’和‘日本晴’Badh2基因序列的差异,设计了7条引物组合成11对功能标记检测引物,通过对引物组合扩增的产物进行电泳检测,筛选出最佳的引物组合。试验结果表明,开发设计的引物能够准确的检测出香味基因,PCR反应的最佳退火温度为60℃,其中BADH2-F1+BADH2-R+badh2-R2引物组合能准确区分非香基因纯合体、香味基因纯合体以及杂合体三种基因型。基于该功能引物引物组合BADH2-F1+BADH2-R+badh2-R2可以快速开展香味基因的MAS育种。本研究结果将有助于利用Badh2基因位点的分子标记培育香型优质水稻品种,为改良贵州省水稻品种的香味品质提供了技术支撑。     

荔枝新种质‘燎原’的分子标记鉴定

本研究利用特异性EST-SSR和SNP分子标记,对云南保山地区发现的荔枝新种质‘燎原’进行分子鉴定。通过研究其与现有367份荔枝种质(栽培品种与野生半野生种质)的亲缘关系,以明确其是否为一份新的种质,并揭示其亲本来源。基于34对EST-SSR标记和21对SNP标记的分析,燎原与其他367份荔枝种质的遗传相似系数介于0.289~0.849之间,遗传分化系数介于0.071~0.643之间,证实燎原应是一份与现有荔枝种质资源完全不同的新种质。进一步对燎原及其22份疑似亲本进行EST-SSR和SNP分析,并结合品种起源信息、果实成熟期以及植株表型特征,本研究推测‘燎原’是云南本地种质与外来广东栽培品种的杂交后代,即其母本为元矮,一个从本地半野生褐毛荔枝中选出的矮化变异品种,父本则为大造或中山状元红。     

分子标记鉴定与田间性状选择相结合培育水稻‘黑大香1’

本研究旨在培育黑龙江省良食味稻米生产亟需的高产优质中熟水稻新品种。在水稻‘吉粳88’×导入系‘稻花香2号(hd2hd4)’后代中,分子标记和田间性状选择相结合培育符合育种目标的水稻品种。水稻‘吉粳88’具有株型直立、抗倒伏、高产和Hd2Hd2Hd4Hd4抽穗期基因型及晚熟等特征,导入系‘稻花香2号(hd2hd4)’具有香味、适口性好和hd2hd2hd4hd4基因型及早熟等性状。从‘吉粳88’ב稻花香2号(hd2hd4)’的杂交后代材料中,培育了具有hd2hd2Hd4Hd4fgrfgr基因型、主茎叶片13片、茎叶直立、抗倒伏、高产、有香味、适口性好的水稻新品系,命名为‘黑大香1’。‘黑大香1’农艺性状优良,可用于黑龙江省第1积温区下限良食味稻米生产。     

‘北斗75’青萝卜杂交种纯度SSR分子标记鉴定

品种纯度是衡量种子质量的关键指标之一。为高效、准确鉴定‘北斗75’青萝卜杂交种纯度,本研究筛选确定了一个条带清晰、多态性高的引物P26,在‘北斗75’青萝卜亲本及F1代间有共显性差异,并进一步利用引物P26对‘北斗75’青萝卜杂交种纯度进行鉴定。结果表明,与形态学鉴定进行比较,两种鉴定方法结果偏差≤2.00%,其方差分析显示两种方法差异不显著;纯度鉴定结果显示,所有样品种子纯度结果均>98%,说明该引物对于‘北斗75’青萝卜杂交种的纯度鉴定方法稳定可靠;利用该引物对13个青萝卜商品种进行检测,结果在其他品种中扩增出不同的条带,说明引物P26具有很高的特异性,可以特异性区分‘北斗75’青萝卜商品种,具有一定的研究价值。     

基于功能性分子标记鉴定香味杂交粳稻亲本

香稻是由于水稻种水稻甜菜碱醛脱氢酶(BADH2)基因的功能缺失突变引起的。根据香味等位基因badh2的功能性突变位点设计的功能性分子标记,为快速鉴定具有香味的水稻种质资源提供了可能。本研究利用香味等位基因badh2-E2和badh2-E7的功能性分子标记InDel-E2和InDel-E7鉴定了33个杂交粳稻不育系和35个杂交粳稻恢复系材料的基因型,获得了12个含有badh2-E2等位基因不育系和4个含有badh2-E7等位基因恢复系材料。在此基础上,分别选择了3个不育系和3个恢复系,配制了5个全香型的杂交粳稻,为香味杂交粳稻的推广应用提供了理论依据。     

利用SSR分子标记鉴定玉米杂交种‘吉祥1号’纯度

纯度是种子质量的重要指标。‘吉祥1号’玉米杂交种是在甘肃省选育并大面积栽培的主推玉米品种。为鉴定该品种的纯度,本研究开展了‘吉祥1号’纯度鉴定SSR标记方法研究。通过比较快速提取法和改良CTAB法2种DNA提取方法在SSR分子标记纯度鉴定中的应用,结果表明:2种方法提取的DNA均适用于SSR分子标记纯度检测,但快速提取法具有简单、快速的特点,更适用于分子标记纯度鉴定。从20对SSR引物中筛选出2个标记bnlg2291k4和bnlg2305k4,用于‘吉祥1号’品种的纯度鉴定,2个标记均能明显的区分亲本和杂交种。在‘吉祥1号’杂交种中人为混入双亲,采用本研究确定的方法可准确鉴定出混入的自交系。     

水稻粒形基因GW8 的功能标记开发和单体型鉴定

水稻粒形性状包含粒长、粒宽、粒厚和长宽比, 是一类影响水稻产量和品质的重要性状。基于基因GW8序列分析, 在该基因启动子区10 bp的Indel和第3外显子A/C和T/G的2个变异位点分别开发了功能标记, 并将其用于294份水稻微核心种质和2007-2013年江苏省审定的65份粳稻品种的基因型鉴定。研究结果表明这3个变异位点的等位变异对主要的粒形性状有着显著或极显著的影响; 其在水稻微核心种质存在的8种单体型对水稻粒形性状有着极显著的影响, 其中分别有126、85和58个代表品种的Hap3、Hap6和Hap1是最主要的单体型, 单体型Hap7对应水稻籽粒的粒长最长、长宽比最大、千粒重最大; 而江苏省审定的粳稻品种中仅发现分别有63个和2个代表品种的单体型是Hap6和Hap2。这些研究结果为水稻产量和品质育种中充分利用基因GW8的优异等位基因或单体型奠定了基础。     

香型优质杂交稻‘渝香203’香味基因遗传分析

香味是水稻重要的品质性状之一。‘渝香203’是不育系‘宜香1A’与恢复系‘R2103’杂交而成的香型优质品种,具有香味浓、米质优、适口性好等特点。本研究通过‘渝香203’及其亲本香味的遗传分析发现,该品种的香味由2对不等位的隐性基因控制,且其商品粮的稻米香味比例高于普通香型杂交稻;Badh2基因的功能标记鉴定及该基因测序分析显示,‘宜香1A’的香味由其Badh2基因第7外显子的碱基变异引起的,而‘R2103’的香味不是Badh2基因控制的。因此‘R2103’是一个新香型种质资源,对其深入研究可为完善水稻香味遗传机制、高品质新材料创建与品种选育提供参考。     

观赏樱属植物基因组SSR分子标记开发及鉴定

为了开发樱属植物的基因组SSR(简单重复序列)分子标记,本研究在IlluminaNovaSeq PE平台上进行喜马拉雅樱花(Cerasus cerasoides)基因组序列勘测。利用Perl脚本MISA识别微卫星序列,并随机合成100对引物进行引物多态性筛选。选择易扩增、多态性高的引物,采用荧光标记毛细管电泳法在45种樱属植物中进行检测和遗传多样性分析。结果表明,喜马拉雅樱花基因组共存在113 571个SSR位点(≥5个重复),其中包含53.31%单核苷酸基序,36.64%二核苷酸基序,其余基序类型占比10%。在此基础上共筛选出21个SSR标记,并将其用于观赏樱属植物的遗传多态性评估,结果共检测到215个等位基因,平均每个位点10.24个等位基因,平均杂合度为0.38。采用SSR标记构建的进化树较好地反映了45种供试樱属植物之间的亲缘关系。本研究开发了全新的樱花基因组SSR分子标记,可用于樱属植物的遗传多样性分析和分子标记辅助育种。     

小偃麦异代换系抗病基因的鉴定及其SSR分子标记

小偃麦山农87074-557是小麦一长穗偃麦草双体异代换系,它保留了偃麦草的许多优良特性,是小麦抗病育种和遗传改良的基础材料.本文利用接种鉴定法对山农87074-557的抗病性进行鉴定表明:其对白粉病和条锈病均表现免疫,其抗性基因来源于长穗偃麦草,且其白粉病和条锈病抗性均分别受1对显性基因控制.在592对小麦SSR引物中寻找到1个标记Xgwm344120/150与白粉病抗性基因和条锈病抗性基因连锁,推测白粉病抗性基因可能为新基因,条锈病抗性基因可能不同于已定位的抗小麦条锈病基因.     

大白菜抗根肿病基因位点CRa和CRb的分子标记鉴定

利用大白菜抗根肿病基因CRa和CRb分子标记(SC2930和KBr H129J18R)引物组,对78份大白菜材料进行抗根肿病分子标记鉴定。结果表明,在这78份材料中,有34份材料含有SC2930-T(CRa抗病标记)标记,其中杂合抗病位点材料17份,纯合抗病位点材料17份。有37份材料含有KBr H129J18R抗病标记,其中纯合抗病位点材料15份,杂合抗病位点材料22份。有20份材料不含有CRa和CRb所对应的抗病标记,23份材料含有2个抗病标记。该研究初步明确了78份参试大白菜材料所含抗根肿病基因CRa和CRb类型,为大白菜抗根肿病育种提供材料选择依据。     

花香A香味基因的鉴定和表达分析

选择和培育综合性状优良、配合力好的香稻亲本,对提高杂交水稻香稻育种至关重要。花香A是四川省农业科学院生物技术核技术研究所通过航天育种技术培育而成的优良香稻不育系,其配制的组合米质优、香味浓。为了探究花香A香味产生的原因,本研究鉴定了花香A香味基因的类型,研究了遗传规律和表达模式等,发现其香味基因类型为Badh2-E7,香味基因Badh2在花香A中表达量较低,在花香A/川恢907的F2代不同纯合单株中表达水平存在明显差异;实验还证明了标记FMbadh2-E7可高效鉴别出不同基因型。本研究为通过分子标记辅助育种技术,应用花香A香味基因培育优质杂交香稻奠定了坚实的基础。花香A在杂交水稻育种中展现出更广阔的应用前景。     

小麦品系抗小麦白粉病基因分子标记鉴定

利用与3个抗小麦白粉病基因(PmPS5A, PmPS5B, PmY39)连锁的微卫星标记对分别由波斯小麦PS5和（或）小伞山羊草Y39衍生的72个小麦抗病品系进行了抗白粉病基因鉴定。在24个由波斯小麦PS5和小伞山羊草Y39合成的双二倍体Am9衍生的品系中,有2个品系含有PmPS5A的标记,有19个品系含有PmPS5B的标记,有7个品系含有PmY39的标记,还有     

抗病基因Pi-ta和Ptr的共进化特征及其显性功能分子标记开发

稻瘟病是威胁水稻产区最严重的病害之一,选择合适的抗病基因培育抗病品种是控制稻瘟病最经济有效的措施。已克隆的两个重要抗稻瘟病基因,Pi-ta和Ptr,不仅共同定位在水稻第12号染色体着丝粒附近,而且两者的抗病功能密切相关。本研究通过对Pi-ta基因染色体区段的微共线性分析,发现该区段在稻属染色体多倍化及重塑进程中进化模式非常保守。其次,针对Pi-ta和Ptr基因序列变异位点,设计了新的显性功能性分子标记,根据PCR产物电泳条带的有无,即可快速鉴定水稻品种中Pi-ta和Ptr的抗感病基因型。应用此标记对18份江苏省近年来主栽水稻品种进行鉴定,结果表明Pi-ta和Ptr抗病等位基因在供试品种中共存在频率较高(14/18),且在水稻个体中表现稳定,可有效预防多种稻瘟病菌的侵染,应继续加强基因监测,以防丢失。本研究有助于解析水稻及其近缘物种的抗病机制以及提高抗病品种选育效率,对防治稻瘟病菌侵害和保证水稻产量及安全具有一定的现实意义。     

水稻Ra基因的分子标记开发及应用

本研究通过对黑米(豫南黑籼糯)和紫叶白米(IR1552)Ra基因的测序,共找到了3个序列多态性位点。黑米的第10外显子存在2 bp缺失,紫叶白米的第2外显子(5'-UTR区)存在8 bp缺失,紫叶白米的第6内含子存在30 bp缺失。根据这3个多态性位点,分别设计了3对共显性分子标记Ra Marker1、Ra Marker2和Ra Marker3。将它们分别应用于黑米和白米重组自交系的筛选和验证,发现黑米的Ra基因型表现为Ra/Ra,白米的基因型表现为ra/ra,褐米的基因型表现为Ra/Ra或ra/ra。再加上该基因和黑米色素调控基因紧密连锁,因此这3个分子标记是黑色种皮的可靠标记,可进一步用于分子标记辅助育种的实践中。通过对Ra表达情况分析,发现该基因的2 bp缺失仅存在于黑米和褐米的c DNA中。通过实时定量PCR研究,发现该基因在黑米和褐米中存在一定的时空表达差异性。     

西瓜新品种‘抗病948’和‘申抗988’杂交种纯度及其遗传特异性的SSR标记鉴定

本研究以西瓜杂交新品种‘抗病948’和‘申抗988’及其亲本种质为试验材料,采用SSR分子标记检测技术对其种子纯度及遗传特异性进行了鉴定研究。从38对SSR引物中筛选得到2对特异性引物(引物BVWS00209和BVWS00233)可以鉴定出‘抗病948’和‘申抗988’杂交种的纯度,结果表明:‘抗病948’与‘申抗988’的种子纯度分别为97%和98%。SSR标记鉴定结果与‘抗病948’和‘申抗988’的大田植物学形态特征鉴定结果符合率高达99%以上,并通过分析比较各亲本种质的SSR引物的多态性表现,构建出‘抗病948’和‘申抗988’亲本的DNA指纹图谱。本研究可为开展‘抗病948’和‘申抗988’西瓜新品种的杂交种纯度室内快速检测提供技术支撑。     

利用分子标记辅助选育‘上师大21号’香软水稻新品系及试种

为培育适合在上海市种植的香软优质常规水稻,本研究分别以‘青香软粳’和‘宝山香稻’水稻为软米基因和香味基因供体亲本,以目前上海市主栽常规水稻品种‘秀水134’为回交亲本,结合香味基因和蜡质基因分子标记辅助筛选,成功培育出香型软米水稻新品系‘上师大21号’。‘上师大21号’水稻总生育期比‘秀水134’对照短3～4 d。比较分析‘秀水134’和‘上师大21号’水稻主要农艺性状,两者差异都不显著(p0.05)。两者主要产量性状比较发现,尽管‘上师大21号’水稻结实率极显著低于‘秀水134’水稻(p0.01),但‘上师大21号’水稻结实率也已高达92.62%,并且两种水稻的单株重差异不显著(p0.05)。稻谷品质指标检测显示,‘上师大21号’两项外观品质和两项食味品质都明显好于‘秀水134’水稻。     

水稻种质资源香味基因Badh2的分子鉴定及香稻筛选

稻米香味性状是稻米品质的重要评价指标,香稻的培育是提高稻米附加值进而提高农民种粮积极性的有效手段,而香稻育种面临遗传背景来源单一的瓶颈大大制约了香稻的育种进程。发掘和利用香稻种质资源,扩大香稻遗传多样性是解决这一问题的主要途径。本研究利用已知水稻香味基因Badh2的分子标记,分析了来自世界各地的817份水稻种质资源及25份野生稻祖先的Badh2基因型。通过品尝法对具有突变型Badh2的稻米进行了香味性状鉴定,研究结果表明,83份水稻种质资源材料具有突变型Badh2基因,其中包括籼稻52份、粳稻30份、中间型1份;而普通野生稻和尼瓦拉野生稻均为野生型Badh2,表明香味性状是在栽培稻驯化过程中由香味基因Badh2自然突变产生。通过人工咀嚼法对83份具有突变型Badh2的稻米进行了香味性状鉴定,结果表明有28份稻米具有明显的香味,其中籼稻为20份,粳稻7份,中间型1份,并且籼稻香味浓郁程度普遍高于粳稻,推测Badh2受遗传背景影响而导致2-乙酰-1-吡咯啉在籽粒中积累量不同。本研究鉴定的香稻种质资源将为开展稻米香味性状遗传改良提供重要材料支撑。