优质籼型水稻光温敏核不育系‘7-163S’特征特性及其基因型解析

为了制定合理的育种计划，对籼型水稻光温敏核不育系‘7-163S’特征特性及基因型进行解析。以‘7-163S’及其配制组合或品种为试验材料，对主要农艺性状进行分析，使用基因组测序和RiceNavi数据库解析‘7-163S’的基因型。结果表明，‘7-163S’农艺性状优异，可繁性好，育性起点温度低、中抗稻瘟病、抗白叶枯病。已育成4个品种或组合，均表现出生育期适中、优质、丰产性好等特点。基因型分析表明‘7-163S’含有稻瘟病、白叶枯病、褐飞虱等抗性等位基因，以及低垩白、高氮肥利用效率、耐冷等优异等位基因。然而，其缺乏广谱抗稻瘟病基因Pi2、Pi9和Pigm、广谱抗白叶枯病基因Xa23、香味基因fgr及镉低积累基因OsCd1和OsNRAMP5等。将基因型与表型结合，可为基因聚合增强‘7-163S’抗性和新品种选育提供理论支撑。     

Hd1、Ghd7、Ghd7.1对稻花香抽穗期的改良

旨在对‘稻花香’进行抽穗期改良，使其获得更广泛的生态适应性。以‘空育131’作为调控抽穗期的Hd1、Ghd7、Ghd7.1基因的早熟型等位基因供体，与‘稻花香’杂交建立遗传群体，运用分子标记辅助选择与传统育种相结合的方法，测得了群体抽穗期的数据。结果表明在群体后代中得到了7种基因型，即Hd1、Ghd7、Ghd7.1、Hd1+Ghd7、Hd1+Ghd7.1、Ghd7+Ghd7.1、Hd1+Ghd7+Ghd7.1。在‘空育131’和‘稻花香’群体中，水稻抽穗时间在97～109 d之间。水稻抽穗时间主要集中在97、101、109 d。对植株抽穗期的调查结果表明，改良后的植株抽穗期明显提前，为进一步改良‘稻花香’奠定了基础。     

水稻抗白叶枯病基因Xa7荧光分子标记开发与育种应用

本研究利用含有抗白叶枯病基因Xa7的水稻品种‘IRBB7’与9个感病水稻品种进行序列比对,在Xa7基因位点附近寻找碱基差异,结合PARMS (Penta-primer amplification refractory mutation system)技术,开发了与Xa7基因紧密连锁的荧光分子标记PM-Xa7,并利用该标记对72份水稻种子资源中的Xa7基因进行鉴定和对杂交水稻育种亲本‘美B’的白叶枯病抗性进行改良。结果显示,从72份水稻种质资源中鉴定出了两份含有抗病Xa7基因的水稻种质;利用标记PM-Xa7将‘IRBB7’中的抗病Xa7基因导入到‘美B’中,成功选育出了稳定的抗白叶枯病新保持系材料;在对‘IRBB7’与‘美B’的382份BC2F2代单株进行选择时,发现289株检测到抗白叶枯病荧光信号,93株检测到感白叶枯病荧光信号,与病原菌Xoo接种的实验结果完全一致。以上结果表明标记PM-Xa7可有效地运用于Xa7基因的抗白叶枯病分子标记辅助育种工作中。     

青海省春小麦品种抗条锈病的鉴定及分子检测

本研究利用当前流行小种CYR32、CYR33和CYR34对青海省春小麦品种进行抗病性鉴定,利用稳定的分子标记对相应的抗病基因进行分子检测。苗期抗病性结果显示,除‘阿勃’外,其余9个小麦品种对CYR32和CYR33有较高的抗性,仅‘青海春2’、‘青海春3’、‘兰22’三个品种对流行小种CYR34免疫。小麦成株期抗病性结果表明,多数品种对流行小种CYR34感病。分子检测结果显示‘:青海春1’含有Yr5+Yr15+Yr26基因;‘青海春2’含有Yr5+Yr9+Yr15+Yr18+Yr26基因;‘青海春3’含有Yr5+Yr9+Yr15+Yr18+Yr26基因;‘兰22号’含有Yr5+Yr15+Yr18+Yr26基因;‘兰24号’含有Yr5+Yr15+Yr18+Yr26基因;‘高原437’含有Yr5+Yr9+Yr15+Yr18+Yr26基因;‘高原448’含有Yr5+Yr15+Yr18+Yr26基因;‘青春41’含有Yr5+Yr15+Yr26基因;‘青春38’含有Yr5+Yr15+Yr26基因。分子检测结果表明:基因Yr5、Yr15和Yr26在青海小麦种植中过于频繁使用,特别是Yr26被过度依赖。本研究结果为挖掘小麦抗条锈病基因及后续小麦抗条锈病分子育种工作研究提供了参考。     

矮腥黑粉菌胁迫的小麦全基因组重测序与转录组联合分析

为揭示矮腥黑粉菌胁迫下的小麦抗感品种间遗传背景差异,筛选小麦抗矮腥黑穗病候选基因。本研究以小麦感病品种‘伊犁053’和中抗品种‘中麦175’为研究对象,在接种矮腥黑粉菌后对籽粒组织进行重测序与转录组测序的联合分析。经过差异InDel分析后,共有69 840个变异基因与转录组数据进行了联合分析,有7 300个基因在小麦发病籽粒组织中有表达,有162个(2.22%)基因呈极显著差异表达,且基因表达量倍数变化≥1.5倍(‘中麦175’相对于‘伊犁053’,有125个上调, 37个下调);经过差异SNP分析后,共有98 331个变异基因与转录组数据进行了联合分析,有7 438个基因在小麦发病籽粒组织中有表达,有126个(1.69%)基因呈极显著差异表达,且基因表达量倍数变化≥1.5倍(‘中麦175’相对于‘伊犁053’,有86个上调, 40个下调)。本研究成功揭示了在矮腥黑穗病胁迫下抗感病小麦品种间的遗传差异表达信息,为进一步筛选小麦抗矮腥黑穗病候选基因提供参考。     

盐胁迫下小麦品种生理指标的变化规律

本研究以不同品种在不同盐浓度下的生理指标的变化研究盐胁迫下小麦的耐盐性、筛选耐盐品种,选用本地区生产上常用的18个小麦品种为试验材料,用0 mmol/L NaCl和150 mmol/L NaCl处理小麦,测定小麦品种的脯氨酸含量、叶绿素含量及细胞膜透性变化;结果表明：在盐溶液的胁迫下,不同品种的叶绿素含量、细胞膜透性及脯氨酸含量对NaCl胁迫的反应不同‘沧麦6005秃’、‘6005诱-1’、‘沧麦6005诱-2’、‘沧麦6005诱-3’四个品系的耐盐性较好,‘沧麦6005秃’、 ‘沧麦6005诱-1’耐盐性最好。可见盐处理后小麦叶绿素含量、细胞膜透性和脯氨酸含量的变化与其抗盐性密切相关,这将为研究小麦盐渍逆境下的小麦育种及鉴定提供理论依据。     

二倍体长穗偃麦草高分子量谷蛋白亚基多态性研究

二倍体长穗偃麦草(Thinopyrum elongatum)E组染色体携带有对小麦遗传育种有益的基因。通过SDS-PAGE，分析了9份二倍体长穗偃麦草的高分子量谷蛋白亚基类型，初步发现有6种等位变异类型，显示了二倍体长穗偃麦草E组染色体携带有丰富的高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)等位基因类型，是普通小麦进行品质改良的重要基因资源。     

小麦TaPK7基因单核苷酸多态性与抗旱性的关系

以抗旱性不同的45份六倍体小麦和5份小麦的二倍体近缘种为材料, 通过测序检测TaPK7基因的单核苷酸多态性, 研究了TaPK7基因多态性与抗旱性的关系, 旨在为发掘利用小麦抗旱基因资源奠定基础。50份材料TaPK7序列总长220 448 bp, 其中有64个SNP和9个InDel, 二者的频率分别为1 SNP/3 445 bp和1 InDel/24 494 bp。编码区的核苷酸多样性π值小于非编码区, 可能是由于编码区承受的选择压力较大。同义突变(Ka)与非同义突变(Ks)比值是0.415, 表明该基因受负向选择影响, 属于相对保守基因。在编码区检测到16个单核苷酸突变, 多存在于抗旱材料中。共检测到21种单倍型, 其中5种为强抗旱材料单倍型, 2种为干旱极敏感材料单倍型, 11种中等抗旱材料单倍型, 另外3种单倍型中同时包括抗旱材料和干旱敏感材料, 初步揭示了TaPK7基因的单核苷酸多态性与抗旱性相关。     

辣椒YABBY基因家族的全基因组分析

YABBY基因家族成员在叶和子叶,花器官和胚珠珠被的发育中起关键作用。拟南芥中,YABBY基因家族已经有较透彻的研究。本研究以拟南芥YABBY基因为检索序列,挖掘辣椒‘遵辣一号’和其野生祖先‘Chiltepin’基因组中的YABBY基因序列,并进行染色体定位、系统进化及可能的功能等分析。分析结果表明,辣椒基因组中含有7～8个YABBY基因,和墨西哥野生祖先‘Chiltepin’相比,栽培品种‘遵辣一号’YABBY基因大体保持了一致,但也有重要的区别。‘Chiltepin’九号染色体上的基因Capang09g000047,与‘遵辣一号’中一号染色体上的Capana01g003578序列相近,位于同一分支。可能是由于‘Chiltepin’九号染色体上的基因Capang09g000047发生了移位产生。此外,‘遵辣一号’中十一号染色体上的Capana11g002002,在‘Chiltepin’中没有对应基因。这一基因与‘遵辣一号’和‘Chiltepin’一号染色体上的同源基因序列非常相似。对YABBY基因家族在‘遵辣一号’开花期植株的幼叶、成熟叶片、花芽和成熟花中的表达分析,发现YABBY基因家族成员在叶和花中广泛表达,不同成员间表达量具有较大差异。本研究为辣椒基因组中YABBY基因家族的功能研究提供了理论基础。     

利用小麦55K SNP芯片解析‘丰德存麦5号’的遗传基础

为解析高产优质强筋小麦新品种‘丰德存麦5号’的分子遗传基础,利用高密度小麦55K SNP芯片对‘丰德存麦5号’及其亲本‘周麦16’和‘郑麦366’进行全基因组扫描分析。结果表明,‘周麦16’和‘郑麦366’对‘丰德存麦5号’的遗传贡献率差异较大,分别为26.33%和73.67%;在基因组水平上,‘郑麦366’在A、B和D基因组上的遗传贡献率均高于‘周麦16’;在不同染色体上,‘周麦16’在2B、4A、4B和5B染色体上遗传贡献率超过‘郑麦366’,而‘郑麦366’在其他染色体上的遗传贡献率都高于‘周麦16’;在双亲染色体较大片段遗传上,‘丰德存麦5号’继承了更多‘郑麦366’的较大遗传片段;在亲本特异性注释基因中,‘丰德存麦5号’来源于‘郑麦366’的特异性基因的数目远多于‘周麦16’,‘丰德存麦5号’在遗传物质继承上表现出明显的偏向选择,‘郑麦366’对‘丰德存麦5号’的遗传贡献率更大。     

国审小麦品种‘衡观35’中重要农艺性状控制基因的检测和分析

为了深入认识‘衡观35’重要农艺性状分子机理,通过基因功能标记或与基因紧密连锁的微卫星标记的检测,结合植株的田间表现,分析了国审小麦品种‘衡观35’含有的控制重要农艺性状的关键基因。结果表明,‘衡观35’含有1BL/1RS易位染色体,这与其丰产性和较广泛的生态适应性是一致的。‘衡观35’含2个隐性春化基因（vrn-A1和vrn-B1）和1个显性春化基因(Vrn-D1),表明其主要为冬性品种,抗寒性好,同时又具有春天早发和生长快的特点。‘衡观35’含有对光周期不敏感的Ppd-D1a基因,这与其具有早熟和可在多个生态区广泛种植的特性是一致的。‘衡观35’含Rht1、Rht2、Rht4和Rht8四个矮秆基因的分子标记,这可能其株高较低的重要遗传基础。‘衡观35’含有Pm4和Pm16基因的分子标记,在田间表现出较好的白粉病抗性。‘衡观35’含有YrTp2基因的分子标记,在田间上表现出较好的条锈病抗性。以上信息为深入认识‘衡观35’重要农艺性状分子机理提供了线索,对在未来小麦遗传改良中高效利用该品种的重要基因具有实用价值。     

利用分子标记辅助选择改良‘长农粳1号’的稻瘟病抗性

稻瘟病是水稻(Oryza sativa L.)生产中最重要的病害之一,选育抗稻瘟病的水稻品种是防治稻瘟病最经济有效的方法。本研究通过连续回交结合分子标记辅助选择,将抗稻瘟病基因Pi2导入到高产优质晚粳品种‘长农粳1号’中,改良‘长农粳1号’的稻瘟病抗性。改良系的背景回复率为94.36%,仅在第6染色体有一个导入片段。‘长农粳1号’改良系的稻瘟病抗性为中感,显著优于‘长农粳1号’。此外,‘长农粳1号’改良系的生育期显著缩短,产量显著下降,品质显著改变。研究结果将为利用分子标记辅助选择改良粳稻的稻瘟病抗性提供科学依据和种质资源。     

东方百合鳞茎快速增长的组培体系研究

以东方百合栽培品种‘Sorbonne’和‘Siberia’的组培苗为试验材料,研究了蔗糖、6-BA、IAA、PP333及活性炭（AC）的添加浓度对组培苗小鳞茎增重和直径生长的影响;结果表明：80g／L蔗糖浓度有利于‘Sorbonne’和‘Siberia’组培苗小鳞茎增重;6-BA浓度为0．2mg／L、IAA浓度为0．5和1．0mg／L时‘Sorbonne’和‘Siberia’组培苗小鳞茎平均直径增加最大,分别为120．7％和138．0％;PP333浓度达3．2mg／L和1．6mg／L时,‘Sorbonne’和‘Siberia’的组培苗小鳞茎平均直径增加最大,分别达到505．7％和211．3％;AC浓度达到2．0g／L时‘Sorbonne’试管苗小鳞茎平均直径增加最大,浓度达到4．0g／L‘Siberia’组培苗小鳞茎平均直径增加最大,分别为194．7％和220．3％。     

普通小麦条锈病成株持久抗性基因Yr18连锁分子标记的检测

小麦条锈病是世界小麦生产的主要病害之一，许多育种工作者的主要育种目标就是鉴定和创造抗锈资源。本文报道了与‘Otane’品种持久成株抗性连锁的SSR标记的检测工作，‘Otane’自1984年在新西兰释放以来就具有这种抗性。试验材料为‘Otane’与感病品种‘Tiritea’组合的加倍单倍体群体，在温室和田问目测评价106E139（＋）条锈病原的成株侵染类型（IT），在田间目测评价最终病害严重度。     

7个木薯品种的氢氰酸含量研究

为了研究木薯不同品种的氢氰酸含量差异,本研究选用硝酸银滴定法,对7个不同品种木薯(‘华南5号’、‘华南7号’、‘华南9号’、‘华南124’、‘华南205’、‘华南8013’、‘ZM8625’)不同部位(叶片、茎秆、去周皮块根和带周皮块根)的氢氰酸的含量进行测定。结果表明,7个品种木薯叶片中氢氰酸含量最高的是‘华南9号’,最低的是‘华南8013’;茎秆中氢氰酸含量最高的是‘ZM8625’,最低的是‘华南9号’;去周皮块根和带周皮块根中氢氰酸含量最高的均是‘华南205’,带周皮块根中最低的是‘华南7号’,去周皮块根中最低的是‘华南9号’;‘华南205’各部位的氢氰酸含量均较高。7个品种木薯叶片和茎秆氢氰酸含量均大于块根中氢氰酸含量,带周皮块根氢氰酸含量均约为去周皮块根氢氰酸含量的2倍,去周皮块根氢氰酸含量均极显著低于其他部位。结果说明,木薯氢氰酸含量主要大量集中在叶片、茎杆和周皮中;‘华南8013’叶片可开发为优质菜用或饲料资源,‘华南9号’块根可开发为优质食用或饲用资源。     

‘GDDH13’和‘山定子’WRKY基因家族生物信息学比较及MdWRKY基因家族表达分析

WRKY基因家族是植物中最大的转录因子家族之一,在植物生长发育和抵御逆境胁迫中发挥重要作用。‘山定子’是中国重要的野生苹果属抗性种质资源,抗寒能力强。本研究通过生物信息学方法,较全面的比较了‘山定子’和栽培苹果‘GDDH13’两份材料中的WRKY基因家族信息,结果显示:‘GDDH13’中WRKY基因数量比‘山定子’多7个,多出的7个WRKY基因分布在GroupⅠ和GroupⅢ两个亚组中;通过比较发现‘山定子’和‘GDDH13’中的WRKY结构域和基因结构在相近亚组内非常保守;发现‘山定子’的WRKY基因家族有更多的成员启动子区含有低温和干旱响应元件,这可能与‘山定子’抗逆性强有关;通过基因染色体位置和苹果基因组范围内对MdWRKY基因进行的同线分析表明串联重复和部分重复,可能在苹果WRKY基因家族的扩张和进化中发挥了重要的作用;通过器官特异性表达模式和果实发育过程表达分析,鉴定到MdWRKY64和MdWRKY67可能与苹果果实成熟密切相关;通过不定根发育过程的表达分析,筛选到8个MdWRKY基因可能参与苹果不定根的形成。本研究为苹果WRKY基因的进化提供了一些数据,并为苹果WRKY基因的功能鉴定提供了参考,进一步为苹果的分子育种提供了帮助。     

‘稷紫黑麦9号’的选育与性状分析

为了选育优质高产的黑小麦新品系,首先用‘西农2208’和‘珍选1号’杂交,获得高产黑色小麦,将F₁代作为父本再和优质普通小麦‘96(38)18-2’进行杂交,育成黑小麦新品系‘稷紫黑麦9号’。‘稷紫黑麦9号’聚合了3个不同小麦亲本的优良性状,产量为7306.09 kg/hm²左右,达到生产推广的水平;加工品质达到国家优质面包小麦的标准,沉降值53.4 mL,湿面筋含量35.3%,稳定时间13.6 min;营养品质良好,蛋白质含量为15.4%,各种氨基酸成分高于普通小麦。微量元素中,钙、铁、锌高于普通小麦;抗病性良好,‘稷紫黑麦9号’高抗条锈病和白粉病。‘稷紫黑麦9号’具有较高的营养价值和保健作用,所以其应用和推广具有广阔的前景。     

利用SCAR标记SCF27对葡萄无核性状的鉴定研究

本研究以14份葡萄种质资源和火州黑玉葡萄3个杂交组合共116株胚挽救后代为试材,研究葡萄无核性状的鉴定方法,以期在苗期实现杂交单株无核性状鉴定,提高无核葡萄育种效率。利用SCAR标记SCF27对材料进行无核性状分子检测,通过田间鉴定对检测结果进行验证和评价。结果表明,SCF27标记在‘无核白’、‘火州黑玉’、‘火焰无核’、‘红宝石无核’、‘美丽无核’,‘火州红玉’、‘火州紫玉’、‘无核紫’、‘无核白鸡心’、‘昆香无核’、‘底来特’等11个无核品种植株中均检测到目的无核性状基因片段,而在‘红地球’、‘贵妃玫瑰’和‘早艳’等3个有核品种植株中均未检测到,在116株后代中检测出84株携带目的基因片段,其中81株与田间鉴定结果吻合,吻合率为96.4%。本研究认为,SCF27标记是一个显性或主效基因标记,其检测结果与植株表现型的吻合率很高,可以用来进行葡萄杂交后代无核单株的早期筛选,但鉴定结果可能存在一定误差。     

转化转录因子HaNAC1基因提高马铃薯的抗逆性

为提高马铃薯抗逆性,利用农杆菌介导法,将携带目的基因HaNAC1质粒分别导入马铃薯栽培种‘大西洋’、‘费乌瑞它’和‘青薯168’中。对卡那霉素(Kan)抗性转化株系经PCR扩增检测,共得到63个阳性株系。利用Southern blot对随机选取的7个转基因阳性株系进行检测,结果表明HaNAC1均已整合到各转基因株系中。对63个阳性株系进行RT-PCR检测,共有55个株系中出现目的基因条带,说明HaNAC1在转录水平有表达。以90 mmol/L NaCl和15%PEG分别添加至培养基中模拟盐和旱胁迫处理,从相对株高、相对根长等形态指标对32个‘大西洋’转基因株系进行筛选获得了4个优系,丙二醛、脯氨酸等生理指标也进一步证实HaNAC1基因转化可有效提高转基因马铃薯的抗逆性。     

小麦PHD基因家族鉴定及干旱胁迫应答分析

PHD (Plant homeodomain)基因家族是一类编码锌指类转录因子的家族,在调节植物的生长发育过程中起着重要作用。然而,目前对于PHD基因家族如何参与杂交种小麦的干旱胁迫响应的报道较少。本研究利用小麦最新基因组数据鉴定出165个PHD家族基因,这些PHD基因分布在21条染色体上,且在这些基因中存在7对片段重复。外显子/内含子结构和蛋白基序分析发现每个分支中的基因均具有相似的结构。Gene ontology (GO)分析表明,大部分PHD蛋白主要在细胞核内发挥作用,参与多种结合过程、表观遗传、植物生长发育及逆境胁迫响应等生物学过程。通过抗旱转录组及组织表达数据,共筛选出7个PHD基因与干旱胁迫耐受相关。进一步使用干旱处理前后的小麦杂交种‘JM6’及其父母本为材料,对筛选出的7个PHD基因进行实时荧光定量PCR验证,发现TaPHD-D18、TaPHD-D23、TaPHD-A44和TaPHD-B57基因可能参与了杂交种‘JM6’的抗旱过程。综上所述,本研究从小麦PHD家族中筛选出4个参与杂交种小麦‘JM6’抗旱候选基因,为进一步深入研究小麦PHD家族基因在杂交种小麦中的抗旱性提供...