基于侯选基因标记的四倍体马铃薯休眠QTL关联分析

休眠期是马铃薯(SolanumtuberosumL.)重要的块茎性状之一,寻找调控马铃薯块茎休眠的关键基因,揭示其分子机制以选育具有适宜休眠期长度的马铃薯品种,对于解决当前马铃薯产业中过长或过短休眠期带来的经济损失和食品安全隐患等问题十分关键。前期研究在二倍体马铃薯连锁群体中定位了6个加性休眠QTL,本研究拟在四倍体马铃薯育种材料中验证这些休眠QTL。基于休眠QTL连锁的候选基因标记,采用混合线性模型(MLM),模型中考虑群体结构和亲缘关系(Q+K),在四倍体马铃薯自然群体St-hzau中对马铃薯块茎休眠期进行了关联分析。5号染色体上休眠QTL DorB5.3连锁的候选基因标记S199_300和GWD (根据葡聚糖水双激酶α-glucan water dikinase基因设计)与马铃薯块茎休眠期具有显著的关联(P0.05),分别解释了休眠期表型变异的7.8%和3.2%,分别能增加休眠期7.1 d和4.5 d,即在二倍体马铃薯连锁群体中定位的稳定主效休眠QTL DorB5.3在四倍体马铃薯关联群体St-hzau中也表现显著, DorB5.3的稳定性在关联分析结果中得到了验证,表明候选基因标记策略在马铃薯块茎休眠QTL关联分析中是一种有效的策略。本研究所验证的主效休眠QTL DorB5.3及相应连锁标记可以直接用于马铃薯休眠育种。据此可以推测GWD可能在控制还原糖含量和块茎休眠2个方面均发挥作用,马铃薯块茎休眠机制与还原糖含量变化机制可能存在着部分交叉。     

四倍体马铃薯块茎蛋白含量分子标记的开发与验证

块茎蛋白含量是马铃薯的重要品质性状之一, 相关分子标记的开发研究较少。本研究以马铃薯高蛋白品种大西洋、低蛋白品种定薯1号及包含173份子代的蛋白含量分离群体为材料, 通过高通量简化基因组测序技术与集群分离分析(BSA)相结合, 开发了SCAR8-107标记, 并以此标记对分离群体的74份高蛋白、42份低蛋白子代及54个四倍体马铃薯品种验证表明, SCAR8-107标记在后代分离群体和四倍体马铃薯品种中的检测结果与表型蛋白含量的对应度分别达到了90.51%和72.97%, 经过Pearson’s双侧相关性分析, 相关性均达到了极显著水平。SCAR8-107的开发对于四倍体马铃薯块茎蛋白含量标记辅助选择与加速马铃薯品质育种具有重要意义。     

与黄瓜抗枯萎病基因连锁的RAPD标记

以黄瓜抗枯萎病亲本WIS2757和感枯萎病亲本津研2号及其F2分离群体为试材,采用分离群体分组分析法(BSA)进行了与黄瓜抗枯萎病基因连锁的分子标记研究。运用RAPD技术,利用780条RAPD引物对抗、感亲本进行筛选,其中有113条引物在两亲本之间表现多态性,但仅有引物S49在两组间多态性标记与亲本的多态性标记相同。经F2单株分析,引物S49扩增出的特异DNA片段与WIS2757抗黄瓜枯萎病基因连锁,遗传距离为14 cM。DNA标记条带大约为300 bp,定名为S49-300。     

用PBA标记和各种DNA标记构成二倍体马铃薯的综合遗传图

为了综合反映马铃薯（Solanum tuberosum）的遗传图信息，本试验中我们用已开发的PBA（P450 based analogue，即P450基因模型）标记以及不同的DNA标记来构成了遗传图。供试材料为二倍体马铃薯的F1群体，用各种DNA标记共计401个来检测了双亲间的多态性；这401个标记分别为111个SSR，33个RFLP，87个RFLP-SIS，45个CAPS，94个RAPD，15个PBA，9个AFLP，3个RGL以及4个ISSR。结果在这401个标记中有127个标记（172个基因位点）显示出了亲本间的多态性，     

构建黍稷分子遗传图谱SSR引物的筛选

采用SSR-PCR扩增技术,将实验室利用高通量测序与磁珠富集法结合开发得到的1 210对黍稷SSR引物进行筛选,筛选出在会宁大黄糜、陇糜8号、太原55号和会宁野糜子4个黍稷品种之间表现出条带清晰、多态性明显、重复性较好的引物;并通过提取DNA以及PCR过程中退火温度的简单优化来建立比较适宜的黍稷SSR分子标记反应体系。结果表明,在DNA提取过程中将ddH2O的量减少到100μL,增加65℃的水浴时间并增加4%β-巯基乙醇和DNA浓度等可以获得较高质量的DNA。利用优化好的反应体系从1 210对SSR引物中筛选出116对多态性较好的引物,占总数的9.59%,其中,群体一的2个亲本所特有的引物有36对,群体二的2个亲本中特有的引物有97对,2个群体共有的多态性引物有19对;对引物碱基结构分析发现,选用的1 210对引物中有1 173个双碱基重复SSR和36个三碱基重复SSR;筛选到的多态性引物中双碱基重复SSR有102个。三碱基重复SSR有14个。筛选出的多态性SSR标记能用于黍稷的遗传多样性和群体遗传结构研究。     

构建黍授分子遗传图谱ssR引物的筛选

采用SSR-PCR扩增技术,将实验室利用高通量测序与磁珠富集法结合开发得到的1210对黍援SSR引物进行筛选,筛选出在会宁大黄糜、陇糜8号、太原55号和会宁野糜子4个泰援品种之间表现出条带清晰、多态性明显、重复性较好的引物;并通过提取DNA以及PCR过程中退火温度的简单优化来建立比较适宜的泰援SSR分子标记反应体系。结果表明,在DNA提取过程中将ddH20的量减少到100μL,增加65℃的水浴时间并增加4%β-筑基乙醇和DNA浓度等可以获得较高质量的DNA。利用优化好的反应体系从1210对SSR引物中筛选出116对多态性较好的引物,占总数的9.59%,其中,群体一的2个亲本所特有的引物有36对,群体二的2个亲本中特有的引物有97对,2个群体共有的多态性引物有19对;对引物碱基结构分析发现,选用的1210对引物中有1173个双碱基重复SSR和36个三碱基重复SSR;筛选到的多态性引物中双碱基重复SSR有102个。三碱基重复SSR有14个。筛选出的多态性SSR标记能用于泰援的遗传多样性和群体遗传结构研究。     

云南省马铃薯品种的配合力分析及亲本选配

本研究选用Mira等lO个当地马铃薯品种,通过不完全双列杂交遗传设计配制成22个杂交组合,对杂交组合后代群体在无性一代的晚疫病抗性、生长势等7个植株性状以及块茎产量、淀粉含量等8个块茎性状的群体遗传效应和配合力效应进行了分析。其中,对马铃薯的块茎肉色、开花性、株形分离、株高分离、茎色分离和花色分离的配合力研究是首次报道。通过对当地四类主要的马铃薯品种的遗传分析,结果表明:(1)晚疫病抗性和单个块茎重的父本效应分别达65.2％、56.7%,群体遗传主要受父本效应影响;淀粉含量的遗传主要受母本效应和亲本间非加性效应的影响,其遗传效应分别达40.5%、44.9％;株形分离、株高分离、开花性、茎色分离、皮色、结薯数和块茎产量等7个性状的非加性效应在66.8％-93.0％之间,群体遗传主要受亲本间遗传差异的影响;植株生长势、花色分离、薯形、肉色和块茎外观等5个性状的加性和非加性效应同等重要。(2)HZ23、HZ88、K6、N7是4个综合性状优良的亲本,ZHXW、XWYY是2个紫色肉质的特色亲本;Mira×K6、Hui-2×K6、HZ23×K6、Hui-2×N7、HZ88×N7等5个组合是综合性状评价较好的杂交组合;HZ23×N7是一个优良杂交实生籽组合;HZ88×ZHXW、HZ23×ZHXW是综合性状优良的特色杂交组合,可从中筛选出紫色或红色肉质的优良     

小麦抗病种质贵农775中抗白粉病基因的RAPD标记

运用RAPD技术,采用分离群体分组分析法（BSA）进行了小麦种质贵农775抗白粉病基因连锁的分子标记研究,其中有一个引物S2018在抗病亲本贵农775和抗病材料中扩增出了特异的DNA片段,而在感病材料和感病亲本丰产3号中没有扩增出同样的DNA片段。此片段长度约为880 bp。用F2分离群体（106株植株）进行遗传连锁性分析,引物S20188     

大麦‘云啤2号’ב大粒麦’RILs群体籽粒生物碱含量的QTLs分析

大麦是药食同源作物,含生物碱等功能成分,为研究生物碱含量的分子遗传作用,本研究通过利用‘云啤2号’及‘大粒麦’为亲本,构建的重组自交系群体为研究材料,通过2015年及2016年两年亲本及重组自交系群体后代的籽粒生物碱含量进行测定,分析生物碱在群体中的遗传变异规律,并在此基础上对大麦籽粒生物碱含量进行QTL定位。研究结果表明,2015年生物碱亲本含量分别为24.16 mg/100 g,2.62 mg/100 g,群体后代平均值为8.16 mg/100 g,2016年生物碱亲本含量分别为20.74 mg/100 g,2.85 mg/100 g,群体后代平均值为9.83 mg/100 g,有超亲分离现象,生物碱含量遗传变异较大,两年生物碱含量均呈单峰分布曲线,表现出数量性状遗传特征,两年共检测到3个生物碱相关的QTL,大麦籽粒生物碱表型贡献率范围是7.54%~12.38%,其中一个主效QTL位点位于7H染色体上,结果表明,大麦籽粒生物碱含量是受少数主效基因和微效基因共同影响的数量性状。     

马铃薯贮藏期间干物质、还原糖、淀粉含量的变化

针对生产中栽培的5个马铃薯品种贮藏期间干物质、淀粉、还原糖含量变化及其相互关系进行分析研究,结果表明,贮藏期间马铃薯不同品种块茎干物质含量有极显著差异(P<0.01);同一品种不同贮藏时期干物质含量差异不显著;不同品种、不同贮藏时期马铃薯块茎淀粉含量和还原糖含量均有极显著差异(P<0.01);贮藏期间马铃薯块茎干物质含量与淀粉含量之间有显著的正相关关系r=0.902。     

甜瓜果实糖含量性状的遗传规律与基因定位

本实验以高糖自交系西州蜜(X25)和低糖自交系伽师瓜(JS)为亲本构建F_2群体XJ F_2,以高糖品种网纹甜瓜M157自交系和低糖自交系伽师瓜(JS)为亲本构建F_2群体MJ F_2。通过分析两个群体的果实糖度频率分布,发现两个群体的果实糖度均呈正态分布,符合数量性状遗传的典型特征。利用SSR标记通过集群分离分析法对糖含量性状相关的基因进行初步定位,发现XJ F_2群体中具有3个SSR标记ECM134 (LG4),MU3349 (LG11)和CMAGN45 (LG11)与甜瓜果实的糖含量性状连锁,并在MJ F_2群体中发现两个SSR标记MU5035 (LG10)和chr10-0380 (LG10)与甜瓜果实的糖含量性状连锁。通过对已知甜瓜糖代谢相关酶基因在基因组中位点分析,发现与果实糖含量性状相关的位点与基因组中糖代谢酶基因存在共定位关系。本研究结果为后续对与果实糖含量性状相关基因的定位奠定了基础。     

cpDNA标记在马铃薯杂交亲本选配中的应用

亲本选配是马铃薯杂交育种工作的重点和难点.利用叶绿体DNA(cpDNA)标记方法,对两个马铃薯杂交组合(Shepody×CIP 004和PB 06×CIP 004)的亲本、及其杂交实生种子后代群体的细胞质遗传背景进行了分析.结果显示:Shepody拥有T-型cpDNA标记,属于普通栽培亚种(Solanium tuberosum ssp.tuberosum);CIP004和PB06拥有A-型cpDNA标记,均属于安第斯栽培亚种(Solanium tuberosum ssp.andigena);在cpDNA两个标记位点(H1和H2)上,2个杂交组合实生种子后代群体的细胞质遗传背景分别与其母本完全一致,平均生育期分别与其母本接近.上述结果表明,cpDNA标记技术在马铃薯杂交亲本选配和早世代选育中具有重要的应用价值.     

施肥对马铃薯花芽分化进程及其相关生理指标的影响

为研究马铃薯块茎产量品质的形成机理,采用显微照相法和相对叶绿素含量测定仪SPAD-502plus,研究2个施肥处理下马铃薯花芽分化过程,叶片内淀粉还原糖含量及相对叶绿素含量。结果表明,马铃薯块茎形成与花芽分化时间有关,分化越早,块茎发生越早;马铃薯花芽分化的过程是由外而内进行的,分别为花原基分化、花萼分化、花瓣分化、雄蕊分化期、雌蕊分化期;马铃薯相对叶绿素含量（SPAD值）的变化趋势与叶片内淀粉还原糖含量基本一致,花芽分化期达最大值;通过试验研究得出马铃薯块茎产量品质的形成与花芽分化时间及期间叶片内营养水平、叶绿素含量显著相关。     

马铃薯淀粉含量相关SSR分子标记的开发及候选基因的初步确定

淀粉含量是衡量马铃薯品质的重要性状之一,本试验以高淀粉四倍体马铃薯野生种‘YSP-4’与低淀粉四倍体马铃薯品系‘MIN-021’杂交获得的F2代分离群体为材料,基于BSA分析技术,开发了2个与马铃薯淀粉含量紧密连锁的SSR分子标记SSR-152和SSR-174,并对其进行单标记分析验证。本研究对这2个标记片段进行了回收、纯化、测序及blastn序列比对发现,与基因XM＿006348370.1的同源性分别为96.63%和98.04%,该基因可能与马铃薯淀粉合成相关基因Patatin和耐旱基因有关,通过调控糖的合成与代谢,进而影响淀粉含量的积累,初步确定为候选基因。这2个标记为马铃薯淀粉相关候选基因的筛选、克隆以及开展分子标记辅助育种等研究奠定了基础。     

一个与黄瓜单性结实基因连锁的ISSR标记

黄瓜单性结实特性是其重要的经济性状,选育单性结实品种是现代黄瓜育种中重要的目标性状之一.本实验以黄瓜单性结实品系EP-6和非单性结实品系ZR-2为亲本构建群体,采用分离群体分组分析(bulked segregant analysis,BSA)筛选与黄瓜单性结实基因连锁的分子标记.用65条ISSR引物进行PCR扩增筛选,其中引物N92在亲本和DNA池之间扩增出一条大小为850 bp多态性片段,经F2代群体135个单株验证,该片段稳定出现,在单性结实植株中表现为无带,在非单性结实植株中表现为有带,可以作为鉴别单性结实与非单性结实的标记引物.遗传连锁分析表明,该标记与单性结实基因连锁距离为18.9 cM,为黄瓜单性结实基因的分子标记筛选和分子标记辅助育种奠定了初步基础.     

-个新的与稻瘟病菌无毒基因AVR-Pikm紧密连锁的SCAR标记

无毒基因是病原物中决定寄主抗病性表达的功能基因，其功能的丧失导致毒性小种的产生。本研究利用随机引物扩增DNA多态性技术，从稻瘟病菌菌株S1522中新筛选到1个与无毒基因AVR-Pikm紧密连锁的DNA标记OPE121400。根据OPE121400的核苷酸序列，设计了1对含有17个核苷酸的特异性SCAR引物，并利用该引物对无毒表型亲本S1522和毒性表型亲本S159及其有性杂交后代的108个菌株进行了PCR扩增。     

不同贮藏温度对晋薯16号马铃薯采后生理及品质变化的影响

为筛选晋薯16号马铃薯的最适贮藏温度,研究了5个不同贮藏温度（0～1 ℃、2～3 ℃、4～5 ℃、10～12 ℃和15～18 ℃）下马铃薯块茎的呼吸强度、干物质含量、淀粉含量、还原糖含量、腐烂率、失重率、发芽率以及茎肉色泽等生理、品质指标的变化趋势。结果表明,2～3 ℃条件下贮藏可明显抑制马铃薯块茎的呼吸代谢速率,降低马铃薯块茎中干物质、淀粉以及还原糖营养物质消耗,有效抑制马铃薯块茎失重率、腐烂率和发芽率的上升,并较好地维持了块茎新鲜色泽,获得理想的贮藏效果。与之相比,0～1 ℃贮藏温度引起马铃薯块茎的呼吸强度和腐烂率上升,并加快了块茎内部的淀粉向还原糖的转化速率;当环境温度高于4 ℃时,随贮藏温度的升高,马铃薯块茎的呼吸强度、失重率、腐烂率和发芽率明显上升,茎肉色泽变暗,新鲜程度明显下降。通过对马铃薯生理、品质指标以及贮藏效果综合比较分析,2～3 ℃是适用于晋薯16号马铃薯长期贮藏的最适温度。     

二倍体马铃薯SSR遗传图谱的构建（英文）

为了丰富马铃薯分子标记,定位青枯病抗性基因位点,利用具有抗青枯病遗传背景的二倍体马铃薯亲本USW5337.3(C)和772102.37(E)及其123份杂交一代无性系,进行了马铃薯SSR遗传图谱的构建。根据马铃薯全基因组序列设计了864对SSR引物,其中187对在亲本间表现出差异,135对(72.2%)能够在杂交一代中扩增出清晰的条带,最终构建了一张由12个连锁群组成,包含135个SSR标记的马铃薯分子标记遗传图谱。12个连锁群总长度为948.4 c M,标记间平均间距7.03 c M,含有5个标记偏分离区域。不仅为马铃薯饱和分子遗传图谱的构建提供新的SSR标记,对于马铃薯抗青枯病QTL定位、基因克隆和分子标记辅助选择也具有重要的参考意义。     

RAPD标记预测油菜杂种优势的研究

用杂交油菜黔油12号的父母本及杂交种作材料，对亲本和杂交种的产量、经济性状考察和DNA多态性标记，进行杂种优势的研究和比较。结果表明：产量、经济性状中亲优势、超亲优势、杂种优势指数与DNA多态性预测杂种优势的中亲优势、超亲优势、杂种优势指数结果趋势基本一致。笔者认为大多育种者在一定时期内，一般以核心亲本或骨干（系）亲本作为育种的主要材料，利用DNA多态性表达亲本的遗传差异的显著特点，提出以核心亲本建立1个DNA多态性图谱库，不断补充新材料和新引物的DNA多态性结果，用分子标记预测杂种优势值得进一步研究和探讨。     

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。