甜玉米茎秆强度相关性状的数量性状基因座定位

为选育抗倒伏玉米品种,挖掘甜玉米茎秆强度相关性状的数量性状基因座（quantitative trait locus,QTL）,应用复合区间作图法以甜玉米组合T49×T56的F₂为作图群体,通过测定F_2：3家系的茎秆穿刺强度、茎秆抗压强度和茎秆弯折性能3个性状进行相关性状的QTL定位。结果表明,遗传连锁图谱包含153个SSR标记位点,覆盖玉米基因组1 199.1 cM,平均图距7.83 cM。3个性状共检测到10个QTL,其中与茎秆穿刺强度相关的2个QTL位于第3、7染色体上,解释11.81%和22.15%的表型变异,与茎秆抗压强度相关的4个QTL位于第1、3、7染色体上,单个QTL可解释3.68%~33.26%的表型变异,与茎秆弯折性能相关的4个QTL位于第3、6、8染色体上,单个QTL可解释3.55%~18.58%的表型变异。第7染色体检测到1个同时控制茎秆穿刺强度和茎秆抗压强度2个性状的QTL,位于umc1015~umc1987标记区间,分别可解释11.81%和33.26%的表型变异,第3染色体检测到1个同时控制茎秆穿刺强度、茎秆抗压强度、茎秆弯折性能3个性状的QTL,位于umc1400~dupssr23标记区间,分别可解释22.15%、13.27%和18.58%的表型变异。3个茎秆强度性状共同检测到的主效QTL,可在育种实践中用于分子标记辅助选择和抗倒伏玉米品种的选育。     

干旱环境下油菜籽粒芥酸含量的QTL定位分析

为探讨干旱环境下冬油菜籽粒品质（脂肪酸含量和硫苷）分子遗传机理,以17NTS57（高芥酸）×CY12PXW-6-1（低芥酸）的衍生后代F₁、F₂、F_2∶3等群体为材料,结合天水和定西试点籽粒品质表型,进行干旱环境下籽粒芥酸的遗传定位及选择标记开发。结果表明：利用F_2∶3群体在两个试点共检测到油菜芥酸含量QTL位点7个,其中天水试点检测到4个,定西试点检测到3个。天水试点检测到2个主效QTL,即[STBX]qEATC08.2、qEATC09[STBZ],分别分布在C08、C09染色体,其表型贡献率在20%以上;[STBX]qEATA10（天水）和qEADA10[STBZ]（定西）被定位到A10染色体相同区间,在两个试点的表型贡献分别为10.42%和12.70%;[STBX]qEATC09和qEADC09[STBZ]被定位在C09染色体相同区间,两个试点的表型贡献率分别为20.00%和19.34%,为共定位主效QTL。3个QTL（[STBX]qEATC08.1（天水）、qEATC08.2（天水）、qEADC07（定西）[STBZ]）仅各在一个试点被检测到,其中2个微效修饰位点（[STBX]qEATC08.1和qEADC07[STBZ]）具有正向加性效应。在A10和C09染色体上定位的[STBX]qEA.A10和qEA.C09[STBZ]的主效QTL,这些标记可用于干旱条件下油菜籽粒芥酸含量改良的分子标记辅助选择。     

小偃9366抗条锈病基因的遗传分析及分子作图

为了明确小偃9366抗条锈病遗传特点,对小偃9366与铭贤169及其杂交F₁、F₂、F₃和BC₁F₁代进行温室苗期抗条锈性遗传分析,选取400余对SSR引物对接种CYR31的群体进行分子标记,并利用目标基因的侧翼引物分析99个黄淮麦区主栽小麦品种。小偃9366对CYR25的抗病性由1显、1隐2对基因独立控制,对CYR27的抗病性由3对显性基因控制,其中2对基因表现累加作用,对CYR30 和CYR31的抗病性均由1对显性基因独立控制,对Su11-4的抗性由2对隐性基因独立控制。位于2AL上的6个标记Xwmc794、Xwmc455、Xwmc261、Xgwm47、Xgwm294和Xcfd168与抗CYR31基因(暂命名Yrxy9366)连锁,与目的基因的遗传距离分别为10.8、6.5、3.2、4.4、16.0和32.8 cM,将Yrxy9366定位在2AL上。利用Xwmc261、Xgwm47两个引物分析99个黄淮麦区主栽小麦品种,仅5%检测到同源片段。研究表明Yrxy9366是一个新的抗病基因。     

小麦品种C591的抗条锈性遗传分析

C591是原产于印度的普通小麦品种,苗期和成株期均对中国小麦生产上流行的条锈菌(Puccinia striiformis f.sp.tritici)主要生理小种表现良好抗性。本文以感病品种Taichung29作母本、C591作父本通过杂交制备了F₁代、F₂代和BC₁代种子,用人工接种方法研究了C591及其杂交后代对小麦条锈菌不同生理小种的苗期抗性并进行了遗传分析。结果显示,C591与Taichung29杂交F₁代植株对小麦条锈菌条中19号、条中29号和条中32号小种均表现出与C591相似的高抗,说明C591中的抗条锈基因主要为显性表达。根据杂交F₂代、BC₁代植株的抗性分离情况和F1代植株及亲本的抗性表现,说明C591中至少具有3对抗条锈基因,针对条锈菌不同的生理小种其有效性是不同的。对条中32号小种的抗性受1对显性基因控制,对条中29号小种的抗性受1对显性基因和2对隐性基因的独立控制,对条中19号小种的抗性受2对显性基因独立控制。结果表明,C591作为抗源在我国小麦抗锈育种中具有较大应用价值。     

大豆对灰斑病菌15号小种的抗病基因定位及标记检测

为明确大豆对灰斑病菌15号小种的抗性位点,以大豆抗病品种垦丰16、感病品种绥农10及其杂交F₂、F₃代群体为试验材料,在接种鉴定的基础上,运用SSR标记技术及分离群体组群分析法(BSA法)对垦丰16抗病基因进行了定位,并应用108份大豆新品系对标记进行了符合性检测。结果表明,垦丰16对15号小种的抗性受1对显性基因控制,抗病基因位于大豆染色体组的J连锁群上,将该基因定名为Rcs15。用Mapmaker/Exp 3.0 b进行连锁分析,获得了5个与抗病基因紧密连锁的SSR标记:Satt 529、Satt 431、Sat_151、Satt 547和Sat_224,标记与抗病基因间的排列顺序和遗传距离为Sat_151-10.7 cM-Satt 529-18.5 cM- Rcs15-6.7 cM-Satt 547-7.8 cM-Sat_224-10.7 cM-Satt 431。标记符合性检测结果显示,Satt 547和Sat_224的检测准确率达到85%以上,可用于分子标记辅助选择育种和抗源筛选。     

湘资3150 微效抗瘟性基因鉴定

 以湘资3150 和CO39 为亲本建立F10 重组自交系群体为材料, 在桃江病圃应用自然诱发接种法对群体的田间叶瘟抗性表现进行了分析。结果表明, 在LOD 2. 5 的域值上,共检测到14 个有效的微效基因QTL 位点(LOD 值均大于2. 5),分别位于水稻第3、8 和10 染色体上,其表型变异贡献值差异比较大,介于11. 78% ~ 40. 57% 之间;表明可能控制不同抗性表型的QTL 紧密连锁或者同一个QTL 对不同的抗性表型均具有抗性贡献。     

小麦品系中梁93444的抗条锈性遗传分析与分子作图

为明确抗锈品种中梁93444抗条锈基因及遗传特点,用CYR30、CYR31、CYR32对该品种、铭贤169及杂交组合进行遗传分析,用SSR技术对分离家系F_3-3进行PCR扩增和电泳分析。结果显示,中梁93444对CYR30、CYR31的抗病性均由1对显性和1对隐性基因控制,对CYR32由2对显性互补基因控制;F_3-3分离家系对CYR32的抗病性由1对显性基因控制,该基因暂命名为Yr93444。对F_3-3分离群体进行SSR标记,建立了与该基因连锁的8个标记Xgwm122、Xwmc702、Xwmc644、Xwmc794、Xgwm328、Xwmc455、Xgwm372、Xwmc819,遗传距离分别为38.1、30.7、22.9、15.6、10.0、6.9、3.5和2.8 cM。 应用SSR标记、中国春及缺四体将Yr93444定位于2AL上。系谱分析和SSR分子标记检测表明,该基因是来自中间偃麦草的新抗条锈基因。用与该基因紧密连锁的SSR标记Xgwm372和Xwmc819检测中梁品种和黄淮麦区主栽品种,发现89%中梁品种含该抗病基因,而86%黄淮麦区主栽品种不含该抗病基因,表明该基因应用潜力很大。     

小麦抗源武汉2号和品冬34的抗条锈性遗传分析

为明确小麦品种武汉2号和品冬34对小麦条锈菌流行小种的抗病性及抗病遗传规律,用小麦条锈菌生理小种CYR29、CYR31、CYR32、CYR33以及致病类型Su11-4、Su11-5、Su11-11、PST-Ch42在苗期接种小麦品种武汉2号和品冬34进行抗病性鉴定,并用武汉2号和品冬34分别与感病亲本铭贤169进行杂交,对F₂群体和F_2：3家系在温室进行苗期遗传分析。结果表明：武汉2号对CYR29和CYR32表现感病,对其它小种和致病型均表现抗病,且对CYR31的抗性由1对隐性基因控制;品冬34对所测试的小种和致病类型均表现高抗,且对CYR32的抗性由1对显性基因控制。     

基于基因混池测序技术的小麦条锈菌对三唑酮抗性位点相关分析

为探究小麦条锈菌Puccinia striiformis f. sp. tritici对三唑类杀菌剂产生抗药性的相关机理,以小麦条锈菌抗药性菌株YQ324与敏感性菌株贵1-2在转主寄主堆花小檗Berberis aggregata上构建的有性遗传群体为材料,通过离体叶段法对F₁代杂交及F₂代自交后代的夏孢子群体进行三唑酮敏感性生物学测定,并在F₂代夏孢子群体中筛选20株抗药性菌株和20株敏感性菌株分别构建DNA抗、感池。在对抗、感混池进行高通量测序之后,通过质量检测和数据分析得到2个极端混池中的变异信息。根据ΔIndex为1的筛选标准在小麦条锈菌中鉴定出67个与三唑酮抗性显著相关的单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism,SNP）位点;利用SNPEff软件对这些SNP位点引起氨基酸非同义突变所在的基因序列进行功能注释,最终在pcontig_030上筛选到Pst104E_09436和Pst104E_09437这2个基因作为小麦条锈菌对三唑酮抗性相关的候选基因。     

云南割手密及其血缘F1代材料抗旱相关性状的主成分分析

本研究对15个云南不同生态型割手密血缘F₁代创新种质材料及其亲系共28个材料,在自然生长与干旱胁迫条件下的生长发育状况密切相关的13个指标进行主成分与模糊聚类分析,综合评价参试材料的抗旱性。试验结果表明：(1) 叶绿素因子、地下干物质积累因子和地上干物质积累因子等前6个主成分因子方差累计贡献率达90.11%,可代表原始指标的大部分信息量;(2) 利用抗旱性度量值将参试材料聚为4大类6个亚类,聚入第Ⅰ类的共有4个创新种质材料,占参试材料的14.3%,尤其是云割F₁08-317、云割F₁08-319表现出较强的抗旱性;第Ⅱ、Ⅲ类材料分别占参试材料的42.9%、39.3%,都分为2个亚类,其中云割F₁08-392、云割F₁08-391、云割F₁08-511、云割F₁08-397、云割F₁08-617等5个创新种质材料,可在育种实践中优先利用;云割F₁08-541单独聚为第Ⅳ类,其抗旱性还有待进一步研究。     

The dissection and SSR mapping of a high-temperature adult-plant stripe rust resistance gene in American spring wheat cultivar Alturas

Stripe rust is one of major diseases in wheat production worldwide. The best economic and efficient method is to utilize resistant varieties. Alturas has high-temperature adult-plant resistance. In order to determine stripe rust resistance characteristics, resistance gene combination and molecular map of the resistance gene(s), Alturas was crossed with Chinese susceptible cultivar Taichung29. The parents, F₁, F₂ progenies were tested with Chinese predominant mixed races CYR31, CYR32 and CYR33 in field experiments in 2010 and F₃ progenies were evaluated at one site in Beijing, the other site in Langfang, Hebei Province. Infection type (IT) and disease severity (DS) were recorded three times for each plant for F₁ and F₂, and each progeny for F₃ during each growing season. The DS data were used to calculate relative area under the disease progress curve (AUDPC) values. Both IT and AUDPC data showed continuous distributions, indicating that the Alturas HTAP resistance was controlled by quantitative trait loci (QTLs). A major HTAP QTL, designated as QYrAlt.syau-3BS, was consistently detected across environments and was located on chromosome 3BS. The gene contributed to 34.28?% of the phenotypic variation for average AUDPC and 50.20?% for average IT. Markers Xgwm389 and Xbarc238 flanking the major QTL, should be useful in breeding for obtaining durable and high-level resistance by combinations with other non-race-specific resistance genes.     

普通小麦-柔软滨麦草易位系M97抗条锈基因的遗传分析和分子作图

为了明确M97抗条锈性遗传规律,在苗期用7个小麦条锈菌系对M97与感病品种铭贤169的杂交后代F1、F2、F3和BC1代进行抗条锈性遗传分析,并对M97抗Sun11-4的抗条锈基因进行SSR分子标记。M97对Sun11-4和Sun11-11的抗病性均由1对显性基因控制,对CY29、CY30、CY33的抗病性由1显1隐2对基因共同控制,对CY31的抗病性由2对显性基因独立或重叠作用控制。以接种Sun11-4的F2代分离群体构建作图群体,筛选到Xwmc222、Xwmc147、Xbarc229和Xwmc339等4个与抗病基因连锁的SSR标记,其遗传距离分别为3.4、4.8、7.6和12.1 cM。将该抗病基因定位于小麦1DS染色体,且该基因不同于已知的抗条锈基因,暂命名为YrM97。用YrM97两侧遗传距离最近的2个标记Xwmc222和Xwmc147对42个黄淮麦区主栽小麦品种进行分子检测,仅有9.5%的品种具有与YrM97相同的标记位点。     

三种杀菌剂对玉米褐斑病菌的毒力及田间控制作用

采用孢子萌发法,分别测定了代森锰锌、戊唑醇和噁霉灵对玉米褐斑病菌Physoderma maydis的室内毒力;并通过田间小区试验,研究了80%代森锰锌可湿性粉剂(WP)、430 g/L戊唑醇悬浮剂(SC)和70%噁霉灵可湿性粉剂(WP)对病原菌致病力的影响,以及在8叶期茎叶喷雾处理对该病害的田间控制作用。结果表明:代森锰锌对病原菌休眠孢子囊的萌发具有明显的抑制作用,EC50值为66.71 mg/L,而戊唑醇和噁霉灵的抑制效果较差;代森锰锌和戊唑醇能有效降低病原菌的致病力,处理小区植株发病叶片均控制在穗位叶以下,且穗位叶叶绿素含量、净光合速率和根系活力均明显高于对照区,防效分别达91.31%和88.99%;代森锰锌和戊唑醇处理小区玉米增产效果明显,增产率分别达13.8%和11.5%。     

Leaf tissue pigments and chlorophyll fluorescence parameters vary among sweet corn genotypes of differential herbicide sensitivity

Herbicide applications are meant to eliminate weed competition; however, herbicides may also impose abiotic stress on registered crops. Leaf tissue carotenoid pigments play vital roles in the photoprotection of photosynthetic membranes and contribute to non-photochemical quenching (NPQ) of excitation energy, both important to plant environmental stress tolerance. Our research objectives were to characterize leaf tissue pigments and chlorophyll fluorescence parameters following post-emergence herbicide applications (simulating an abiotic stress) to sweet corn (Zea mays var. rugosa) genotypes of differential herbicide sensitivities. Post-emergence herbicide applications of combinations of mesotrione (105 g ai/ha) and atrazine (560 g ai/ha) were applied to ‘Merit’ (sensitive), ‘Temptation’ (tolerant), and ‘Incredible’ (moderately sensitive) sweet corn genotypes. Leaf tissues were sampled after herbicide applications and measured for chlorophyll fluorescence parameters, and the same tissues were analyzed for carotenoid and chlorophyll pigments. Leaf pigments and chlorophyll fluorescence were not affected by any herbicide treatment; however, data revealed significant differences between genotypes for leaf tissue antheraxanthin, β-carotene, zeaxanthin, chlorophyll a/b ratios, and for values of F_o, F_m, F_v, and NPQ, with ‘Merit’ leaf tissue having higher values than the other two genotypes evaluated. Results demonstrate that genotypic sensitivities to certain post-emergence herbicides may be related to concentrations of photo-protective carotenoids in sweet corn leaf tissues.     

Genetic analysis of abamectin resistance in Tetranychus cinnabarinus

The carmine spider mite is the most serious crop mite pests in China. Abamectin has been used to control insects and mites worldwide but carmine spider mites, Tetranychus cinnabarinus, had developed resistance to it. Genetic research on insecticide resistance has been fundamental for understanding the resistance development, studying resistance mechanisms, and designing appropriate resistance management strategies to control insect pests. A resistant colony of T. cinnabarinus, RRG42, was established to examine the inheritance of abamectin resistance in T. cinnabarinus. The females of T. cinnabarinus were selected for bioassay using a slide dip method. After 42 generations of selection, the RRG42 strain was 8.7-fold resistant to abamectin compared with the susceptible strain (SS). The logarithm (log) concentration–probit response curve for F₁s from reciprocal crosses, of F₁RS and F₁SR, were inclined to that for SS and the degree of dominance (D) values for F₁s were −0.81 and −0.17. There was a significant difference in values of LC₅₀ and slope of log concentration–probit lines between F₁RS and F₁SR. The observed mortalities of BC1 (F₁RS♀ × RRG42♂) and BC1′ (F₁SR♀ × SS♂) were significantly different from the expected mortalities based on a monogenic resistance in the chi-square tests. The inheritance of abamectin resistance in T. cinnabarinus is incompletely recessive and may be controlled by more than one gene. The maternal or cytoplasmic effect may exist in the inheritance of resistance to abamectin in T. cinnabarinus.     

三个小麦-簇毛麦易位系抗条锈性遗传及基因间关系分析

采用8个我国当前流行的条锈菌生理小种(菌系)对三个易位系进行抗锈性评价,并用CYR30、CYR31、Su-4和单孢菌系CYR32-6对三个易位系与感病品种铭贤169配制的F1、BC,1F1和F2代株系以及三个易位系之间双列杂交的F2株系进行遗传分析和等位性分析.结果表明:三个易位系是优秀的小麦抗条锈病资源;V9128-1对CYR30、CYR32-6和Su-4的抗病性由1对显性基因控制,对CYR31的抗病性由1显1隐2对基因独立控制,V9128-3对四个菌系的抗病性均由1对显性基因控制,V3对CYR32-6和Su-4的抗病性均由2对显性基因互补作用控制,对CYR31的抗病性由1显1隐2对基因独立控制或由1对显性基因控制;V9128-1与V9128-3对CYR31、CYR32-6和Su-4有相同或紧密连锁的抗病基因,且对CYR30、CYR32-6和Su-4的抗病基因与V3都不同.但与V3含有相同或紧密连锁的抗CYR31基因.     

大麦抗条纹病基因的定位分析

为发掘大麦中抗条纹病的新基因,采用三明治法通过人工接种大麦条纹病菌Pyrenophora graminea强致病力菌株QWC对甘啤2号(免疫)与Alexis(高感)杂交F_1代及F_2代分离群体进行抗性遗传分析,利用群体分离分析法鉴定与抗病基因连锁的SSR标记,并通过QTL IciMapping软件构建遗传连锁图谱完成对抗病基因的定位。结果显示,甘啤2号与Alexis杂交F_1代对大麦条纹病菌强致病力菌株QWC表现为免疫,F_2代表现3∶1抗感分离,表明甘啤2号对菌株QWC的抗性由1个显性抗性基因控制,将该抗病基因暂命名为Rdg3;该基因位于大麦7H染色体上的SSR标记Bmag206和Bmag7之间,与二者的遗传距离分别为1.78 cM和2.86 cM。经与已定位于7H染色体上的抗病基因比较,发现Rdg3是一个新的抗条纹病基因,可作为大麦抗病育种的新种质资源。     

小偃6号成株期高温抗条锈性遗传分析

为揭示小偃6号抗病机制和培育持久抗病品种,采用常规杂交分析方法,在小麦抽穗期利用小麦条锈菌小种CYR30、CYR32和Su11-4对小偃6号、铭贤169及其杂交F1、F2、F2∶3接种,平均气温达到21℃时对小偃6号进行了抗条锈性调查和遗传分析。结果显示,接种CYR30、CYR32时,F1代表现高感,F2代群体中抗感分离比例符合1 R∶15 S的理论比例。接种Su11-4时,F1代表现高抗,F2代群体中抗感分离比例符合3R∶1S的理论比例。研究表明小偃6号对CYR30、CYR32的抗病性均由2对隐性基因累加作用控制,对Su11-4的抗病性由1对显性基因控制。     

春小麦品种沈免2063抗叶锈性遗传分析

为明确春小麦品种沈免2063所含抗叶锈病基因的对数、身份、显隐性和互作关系,以沈免2063为父本,分别与感病品种Thatcher及小麦抗叶锈病近等基因系Lr9、Lr19、Lr24、Lr25、Lr28、Lr42和Lr43的载体品系杂交,获得F1、F2和F3代群体后,分别在苗期和成株期进行抗病性测定。结果表明:沈免2063含有3对显性遗传且相互独立作用的抗叶锈病基因Lr9、Lr19和Lr25,在苗期,沈免2063对致病类型CBG/QQ的抗病性由Lr9和Lr25控制,对PHT/RP的抗病性由上述3对抗叶锈病基因控制;在成株期,沈免2063对优势致病类型PHT/RP和THT/TP等比混合菌种的抗病性由上述3对抗叶锈病基因控制。Lr9、Lr19和Lr25在育成品种中出现频率很低,目前尚很有效,但这3个基因均为典型的垂直抗病性基因,应进行基因布局、基因轮换等科学组配,才能延长其使用寿命。