利用分子标记辅助选育优质香稻新品种‘桂香99’

本研究以优质抗稻瘟病香稻品种‘巴太香占’为母本,高产优质抗稻瘟病品种‘象牙香占’为父本,通过传统田间选育杂交技术与分子标记辅助选择结合,分别利用香味等位基因Badh2-E7的功能标记和广谱抗稻瘟病基因Pi5、Pita、Pi2的功能标记对各分离世代优选的单株材料进行标记检测,并结合香味检测,育成含Pi5、Pita、Pi2的优质香稻新品种‘桂香99’,以满足市场的迫切需求。     

一种基于PCR的水稻SNP标记检测方法

旨在找到一种简便的SNP检测方法用于水稻种性鉴定及遗传多样性分析,本研究以245份长江中下游主推杂交水稻品种及亲本为研究材料,从1319个SNP位点中筛选出124对多态性高的位点,建立SNP的高效检测体系。选用其中的1个标记sf0141821553和SSR的标记RM7120来检测水稻的纯度,分别利用Caps-AccI标记和SNP-sf0601764762扩增亲本及杂交后代Wx的基因型,两者结果完全一致。用124对位点对245份杂交水稻进行遗传多样性分析,聚类分析显示,245个品种间的遗传相似系数在0.64～0.97之间。以遗传相似系数0.64为阈值,可以将245个水稻品种分为2个类群,这2个类群分别在遗传相似系数为0.712和0.667处又可以分为2个亚群。结果表明材料间存在明显的群体结构,能精确区分待测品种的基因型以及品种间的遗传差异。利用聚丙烯酰胺凝胶电泳来实现SNP标记的检测,方法简便且不需要大型仪器设备和昂贵的试剂,便于实验室开展水稻品种的鉴定工作。     

香稻种质资源筛选及香味基因遗传研究

本试验采用KOH浸泡法和香味功能标记对144份水稻品种进行香稻种质资源的筛选,同时以2个杂交组合平粳11/黑香稻、吉林日落/黑香稻的F:群体为试验材料,对黑香稻香味基因进行遗传分析。结果表明,用KOH浸泡法筛选时,有20个水稻品种产生香味;用香味基因功能标记GRFM04筛选时,仅有17个含有香味基因。黑香稻,SY-香-7、清香糯用KOH法筛选产生香味,但用功能标记GRFM04检测为不含有香味基因。黑香稻的香味受1对隐性基因控制,在纯合基因型中水稻叶片的香味与米粒的香味呈高度一致性,但在杂合的基因型中,叶片无香的单株,其米粒有无香与有香的分离。     

广西香稻Badh2基因两种功能标记的开发

水稻的香味是一种重要的食味品质性状,是水稻第8号染色体Badh2基因突变导致其功能缺失,引起芳香活性物质2-乙酰-1-吡咯啉(2AP)的积累从而产生香味。Badh2基因至少存在18个等位突变位点,利用等位突变位点辅助培育香稻被证明是一个有效手段。传统Sanger测序法和SSR分子标记PCR电泳分析进行位点检测效率较低。为了开发效率更高的检测方法,本研究利用了实时荧光PCR检测技术对广西地方常见的水稻突变荧光分子标记。对40份广西地方香稻的Badh2基因进行直接测序,发现这些香稻的Badh2基因主要存在两种突变,第4、5外显子806 bp缺失(badh2-E4-5.1)和第7外显子8 bp缺失(badh2-E7)。针对这两种突变类型设计实时荧光PCR检测方法,并对已测序的40份香稻进行验证,实时荧光PCR检测的准确性达到93.75%。进一步对50份地方品种进行香味基因型分型鉴定,其中24份香稻为badh2-E4-5,22份香稻为badh2-E7。本研究针对广西地方香稻品种的主要两种突变类型,设计开发了这两种等位基因的荧光分子标记,适用于香稻基因型的鉴定筛选,对香稻育种具有重要的现实意义。     

3种筛选NPT-Ⅱ标记转基因油菜方法研究

利用卡那霉素溶液叶片涂抹法、种子浸泡法以及卡那霉素MS培养基筛选法三种方法对含有NPT-Ⅱ标记基因的转基因油菜种子（T0）进行筛选。结果表明,三种筛选方法的最佳卡那霉素选择压为200mg/L;涂抹叶片法4-5d可以明显识别植株对卡那霉素抗性与否,此法筛选到的4株植株PCR检测全部呈阳性,可靠性达100%;浸泡种子法2-3d可以明显识别植株对卡那霉素抗性与否,此法筛选到的5株植株PCR检测全部呈阳性,可靠性100%;MS培养基筛选法一般10d可以明显植株识别对卡那霉素抗性与否,此法筛选到20株植株,移栽后存活5株,PCR检测3株呈阳性,2株是假阳性植株,可靠性为60%。因此可以认为卡那霉素涂抹叶片和浸泡种子两种方法是转基因油菜进行大规模、快速的筛选及后代的遗传分析的理想方法。     

通过分子标记辅助选择培育优良食味水稻新品种南粳46(英文)

为培育食味品质优良、综合丰产性好的粳稻新品种,本研究以高产粳稻品种武香粳14作母本,以食味品质优良粳稻品种关东194(含有控制低直链淀粉含量和暗胚乳的突变基因Wx-mq)作父本配制杂交组合.通过比较Wx-mq与其位于第6染色体上的等位基因Wx-b,Wx-a,wx的DNA序列,发现Wx-mq基因的外显子4和外显子5上存在两个碱基突变,外显子4上的G-A突变产生了NIaⅢ的酶切位点,并设计合成了能区分含或不含Wx-mq纯合基因型和杂合基因型的CAPS标记.利用该标记对武香粳14/关东194衍生的F_5、F_6株系进行辅助选择,筛选含Wx-mq纯合基因型的单株.成熟后对胚乳淀粉性质的调查结果与分子检测结果完全一致,分子标记辅助选择效果达100%.这样我们就成功培育了食味品质优良、综合丰产性好的粳稻新品种南粳46.     

利用CRISPR/CAS9基因编辑技术创制香型郑稻19新种质

有特殊香味的稻米深受我国消费者欢迎,是优质水稻的重要指标之一,本研究通过基因编辑创制香型优质水稻新种质。水稻中甜菜碱醛脱氢酶基因Badh2是控制香味的关键基因,以适于直播品种郑稻19为供体材料,利用CRISPR/CAS9技术定点突变水稻Badh2基因。获得T0代转基因阳性植株11株,其中9株子粒有香味,检测6个香型T1株系靶点序列,6个株系均发生突变,发现7种突变类型,5种是缺失类型,2种插入类型,其中3个株系（T1-2、T1-3和T1-7）出现双等位突变。6个T1代株系共测序22个单株,检测到纯合突变10株;T2代检测28株,其中纯合突变21株。以潮霉素抗性基因引物检测T1-2、T1-6和T1-7株系后代单株载体脱落情况,T1代3个株系未获得无载体纯合突变单株,T2代中获得8株无载体纯合突变单株,来源于T1-2株系有3株,来源于T1-7株系5株。T0代9株香型单株子粒2-AP含量1.259±0.072μg/g,T1代8个突变株系2-AP含量0.537±0.111μg/g,均显著高于对照郑稻19。考察中选T1-2、T1-7株系的农艺性状,与郑稻19无显著差异。这些无载体突变单株可作为香型种质在种质创新和育种中应用。     

水稻粤丰B的香味遗传分析与SSR标记定位

水稻香味的遗传机制比较复杂,从1930年开始,就对香味的遗传机理进行过大量的研究,但不同的研究者所得出的结果不同。随着现代生物技术的发展,水稻香味基因的分子标记定位方面的研究报道不少,但目前所找到的PCR标记与香味基因间的遗传距离偏大,不利于有效地开展香味性状的分子标记辅助选择。为此,进一步对水稻香味性状的遗传及其基因的精细定位是十分必要的。本研究以爆玉米花香型水稻品系粤丰B和无香味品种320B为材料,研究了水稻粤丰B的香味遗传机制,并利用SSR标记对控制香味性状的基因进行了标记定位。结果表明,水稻香味受一对隐性基因控制,有香为隐性,无香为显性;在纯合基因型中水稻叶片的香味与米粒的香味呈高度的一致性;但在杂合的基因型中,叶片无香的单株,其米粒有不香与有香的分离;并将隐性香味基因(fgr)定位于第8染色体上,位于SSR标记GR01和RM223之间,与两标记间的遗传距离分别为3.3cM和5.7cM。     

Marker assisted introgression of bacterial blight resistance in Samba Mahsuri,an elite indica rice variety

Samba Mahsuri (BPT5204) is a medium slender grain indica rice variety that is very popular with farmers and consumers across India because of its high yield and excellent cooking quality. However, the variety is susceptible to several diseases and pests, including bacterial blight (BB). We have used PCR based molecular markers in a backcross-breeding program to introgress three major BB resistance genes (Xa21, xa13 and xa5) into Samba Mahsuri from a donor line (SS1113) in which all the three genes are present in a homozygous condition. At each backcross generation, markers closely linked to the three genes were used to select plants possessing these resistance genes (foreground selection) and microsatellite markers polymorphic between donor and recurrent parent were used to select plants that have maximum contribution from the recurrent parent genome (background selection). A selected BC₄F₁ plant was selfed to generate homozygous BC₄F₂ plants with different combinations of BB resistance genes. The three-gene pyramid and two-gene pyramid lines exhibited high levels of resistance against the BB pathogen. Under conditions of BB infection, the three-gene pyramid lines exhibited a significant yield advantage over Samba Mahsuri. Most importantly, these lines retain the excellent grain and cooking qualities of Samba Mahsuri without compromising the yield as determined in multi-location trials. This work demonstrates the successful application of marker-assisted selection for targeted introgression of multiple resistance genes into a premium quality rice variety. Electronic supplementary material The online version of this article (doi:) contains supplementary material, which is available to authorized users. R. M. Sundaram and M. R. Vishnupriya have contributed equally to this work.     

Development of Elongated Uppermost Internode CMS Lines for Hybrid Rice Breeding in India

Development of cytoplasmic male sterile (CMS) lines with elongated uppermost intemode (EUI) trait provides a genetic option to eliminate the use of GA3 in hybrid rice.     

Development of Elongated Uppermost Intemode CMS Lines for Hybrid Rice Breeding in India

Development of cytoplasmic male sterile （CMS） lines with elongated uppermost internode （EUI） trait provides a genetic option to eliminate the use of GA3 in hybrid rice. During the past two decades, extensive work has been carried out on the subject that resulted in identification of several mutants with EUI trait for use in developing cytoplasmic/thermo-sensitive genic male-sterile lines with complete panicle exsertion （Okuno and Kawai, 1978; Rutger and Carnahan, 1981; Shen et al., 1987; Yang et al., 2000; 2002; Gangashetti et al., 2004）. Two recessive genes （eui-1 and eui-2） mapped on chromosome 5 and 10 respectively have so far been reported to control the internode elongation in rice （Librojo and Khush, 1986; Yang et al., 2001; Ma et al., 2004）. Considerable progress has been made in China in exploiting ＇eur gene for development of hybrid rice parental lines （Yang et al., 2000; 2002; Zhang et al., 2002）.     

小麦抗白粉病基因定位及分子标记辅助育种综述

小麦白粉病是小麦生产的主要病害之一。使用分子标记技术对抗白粉病基因进行定位,并进行标记辅助育种是防治该病的十分经济、有效的措施。到目前为止,小麦基因组中已定名抗白粉病基因33个,其中22个基因位点的28个抗白粉病基因找到了与之紧密连锁的分子标记,其中一些已经应用到标记辅助育种中。此文对小麦抗白粉病基因染色体定位、来源及其分子标记辅助育种研究现状进行了综述,针对存在的问题提出了解决的方法。     

水稻抗稻瘟病基因Pi-ta的分子标记辅助选择

利用已建立的水稻抗稻瘟病基因Pi-ta显性分子标记对30个品系和157个来自不同国家的一些水稻品种进行分子鉴定,并采用稻瘟病菌菌株ZN57（IC-17）和ZN61（IB-49）人工接种试验进行致病性测试。结果表明,大部分品系和少数水稻品种含抗病基因Pi-ta,且对稻瘟病菌菌株ZN57和ZN61表现抗病反应。除此之外,利用两对显性分子标记YL1     

水稻抗纹枯病QTL qSB-9TQ和抗条纹叶枯病基因Stv-bi的聚合育种

以携带抗纹枯病QTL qSB-9^TQ的籼稻品种特青和携带抗条纹叶枯病基因Stv-bⁱ的粳稻品种镇稻88为优良等位基因供体亲本,江苏省推广的粳稻品种武育粳3号和武粳15为受体亲本,分别杂交并连续回交。在回交及自交分离世代,利用开发的覆盖目标基因区间的双侧分子标记对目标基因进行辅助选择。至回交BC₄F₁世代,同一遗传背景2个回交方向的中选单株间聚合杂交,获得2个目标基因位点均纯合的聚合F₃株系。条纹叶枯病抗性鉴定和纹枯病抗性接种鉴定结果表明,聚合株系对条纹叶枯病均表现抗病;以0~9级评级标准评价,聚合株系的纹枯病较相应的轮回亲本分别低1.1~1.6级和0.8~1.4级。结合回交低世代抗性鉴定结果分析,自行开发的分子标记对目标基因的辅助选择是有效的。讨论了抗纹枯病育种及分子标记辅助选择聚合育种的相关问题。     

与棉花纤维强度连锁的主效QTL应用于棉花分子标记辅助育种

本文以黄河流域广泛种植的转基因抗虫棉品种sGK321和sGK9708(中41)为轮回亲本,分别与优质丰产品种太121和高纤维品质渐渗种质系7235杂交的F1代材料杂交并回交,配置了杂交回交组合两套,运用与一个已定位的高强纤维QTL紧密连锁的2个SSR标记,通过对这两套杂交组合的不同世代群体的数据进行分析研究,在sGK321x[(Tai121x7235)xsGK321]组合的F2群体、F2:3群体和sGK9708x[(Tai121×7235)×sGK9708]组合的F2群体、F2:3群体中,有/无标记个体的平均纤维强度分别为29.78 cN/tex//28.19cN/tex、29.35 cN/tex//27.97 cN/tex和29.74 cN/tex//27.65 cN/tex、29.12 cN/tex//27.33cN/tex,差异都达到了极显著水平.本研究表明了此高强纤维主效QTL在不同的遗传背景,经过多代杂交、回交和自交后,能够稳定遗传而且QTL的效应稳定;利用此高强纤维主效QTL的分子标记进行辅助选择提高棉花纤维强度效果是显著的.可以在棉花的苗期或早期世代进行分子标记辅助选择,这为快速有效地改良棉花纤维品质、培育棉花新品种新品系提供了理论依据.并运用此项技术结合其它手段进行优质、抗虫等基因的聚合育种研究,快速有效地改良现有的陆地棉推广品种,创造高产、优质、抗虫棉花新材料或新品系.