干旱胁迫下长豇豆叶绿素荧光参数与品种耐旱性的关系

研究了干旱胁迫对3个不同耐旱性长豇豆品种幼苗叶绿素荧光参数和光合作用的影响。结果表明：干旱胁迫降低豇豆的生长量和净光合速率,并增加叶片质膜的透性;干旱胁迫后叶片叶绿素荧光参数( Fv/Fm,φPSⅡ和qP)的变化与豇豆品种耐旱性相一致。认为叶绿素荧光参数测定方便,稳定性好,可作为长豇豆品种耐旱性鉴定的重要指标。     

作物持绿性的遗传、生理基础及其应用前景

随着温室效应的加剧,形成了全球气候变暖的趋势,干旱对作物产量的影响也日趋严重,选育抗旱的品种已成为育种家们努力的目标.持绿性是植物的重要抗旱机制,在多种植物中被发现,引起了作物育种家们的极大兴趣.作物持绿性状的遗传及生理基础研究已经取得很大进展.许多作物持绿性基因数量性状位点(QTL)标记及连锁图构建已经实现.研究表明:在生理基础上持绿性决定于籽粒灌浆期氮素供求关系的平衡,即持绿型品种叶片氮浓度高于非持绿型品种.持绿型品种在干旱条件下,表现出高的蒸腾效率和光合能力,最终获得较高的籽粒产量.大量对持绿基因QTL及其标记的研究和定位,为持绿基因克隆、分子标记辅助育种及转基因育种打下坚实基础,将加快持绿性品种的选育与利用.高粱具有典型的持绿型种质资源,是持绿性研究的样板作物.在高粱上鉴定和分离克隆到的基因也可以直接转化到其他作物中去,为作物改良提供一个很好的变异来源.通过利用高粱的持绿性状来改良高梁、玉米、小麦及其他禾本科作物的抗旱性将是切实可行的.     

甘蓝SNP标记开发及主要品种的DNA指纹图谱构建

【目的】搜集生产上的主要甘蓝品种,构建基于SNP标记的品种指纹图谱,为鉴定甘蓝品种的特异性、真实性提供依据。【方法】首先,利用50个甘蓝高代自交系的重测序数据,与甘蓝参考基因组（02-12）进行比对筛选SNP位点。挑选多态性较好、在染色体上均匀分布的SNP位点,并将其转化为KASP标记,利用KASP平台对供试材料进行检测,得到59个甘蓝品种的基因分型数据。根据基因分型数据,筛选出多态性信息含量（PIC）高、无基因型数据缺失且在染色体上均匀分布的标记作为构建指纹图谱的核心标记。将核心标记的分型结果转化为二元编码数据,获得甘蓝品种SNP-DNA指纹图谱。在59个甘蓝品种中随机挑选15个品种,另外增加5个未推广的新组合用于构建人工虚拟混合群体,并利用此群体对甘蓝品种指纹鉴定技术进行验证,检测核心标记构建的SNP-DNA指纹图谱的准确性与可靠性。【结果】利用重测序数据与参考基因组（02-12）进行比对开发SNP标记,最终获得2.54×106个SNP标记。从中筛选出500个SNP位点用于KASP标记开发,平均每条染色体上55.6个。500个SNP位点中有442个成功转化为KASP标记,转化成功率为88.4%。KASP平台检测结果显示,在442个SNP标记中,有25个位点的未分型材料数＞5,在后续分析中去除。剩余417个SNP位点的PIC值的变化范围为0.12—0.38,平均值为0.36,表现为中度多态性。在59个供试甘蓝品种中,全部417个SNP位点的杂合度大于30%的有57个,占所有品种的96.6%。其中,品种‘豫生早熟牛心’的杂合度最高,为67.8%。最终筛选出50个SNP位点作为核心标记,并利用这些标记构建甘蓝主要品种的指纹图谱。50个核心位点的PIC值的变化范围为0.35—0.38,平均值为0.36,其中位点Bol2-56的PIC值最高。基于核心SNP标记的聚类分析结果表明,59个品种的遗传相似系数为0.43—0.98。利用人工虚拟混合群体对核心SNP标记进行了验证,结果表明,利用核心标记可对甘蓝品种的特异性和真实性进行有效鉴定。【结论】基于甘蓝自交系重测序数据进行比对,共获得SNP位点2.54×106个;从中筛选获得50个核心SNP标记用于构建59个甘蓝品种的指纹图谱,并采用人工虚拟混合群体对核心SNP标记进行了验证。     

浙茄类型茄子品种DNA指纹图谱构建

为了高效快速地区分浙茄类型茄子品种,并为鉴定浙茄品种的特异性和真实性提供依据,利用46份茄子材料,对48个单核苷酸多态性(SNP)标记进行核心SNP标记筛选,并利用筛选到的核心SNP标记,构建了6个浙茄类型茄子品种的SNP指纹图谱。结果表明:48个SNP标记均可转化为KASP标记,对46份茄子材料进行SNP标记的KASP分型,根据分型结果和多态性信息含量,34个SNP标记可作为核心标记,利用这些核心标记构建了6个浙茄类型茄子品种的指纹图谱;通过指纹图谱可以快速高效区分6个浙茄类型茄子品种,为茄子品种鉴定和知识产权的保护提供了理论依据。     

吉林省玉米种质资源SSR和SNP分子身份证的构建及应用

【目的】农作物种质资源具有重要的战略地位。吉林省玉米种质资源库主要存储具有北方春玉米区特色的种质资源。鉴于在传统农作物种质资源管理过程中难以获取真实身份信息的现状,利用分子标记技术构建种质资源分子身份证可以有效鉴定种质资源真实身份,强化种质资源的分类管理。通过深度发掘吉林省玉米种质资源库的优异资源,推动共享利用。【方法】以吉林省玉米种质资源库中的2 918份玉米种质资源为研究对象,采用玉米品种鉴定检测标准中推荐的40对SSR标记,以及61 214个SNP标记来构建其分子身份证。根据获得的分子身份证信息将种质资源划分为核心、同近源、异质和群体等类进行管理,并进一步针对核心种质进行遗传多样性分析。【结果】为2 918份种质资源构建了SSR分子身份证,为除异质性种质外的2 502份种质资源构建了SNP分子身份证。分别制定了玉米种质资源SSR和SNP分子身份证的建设规范。其中,SSR分子身份证由40个SSR位点指纹转化为三位数字和一位字母的编码组合构成,并以二维码形式存储;SNP分子身份证由61 214个SNP位点指纹转化为可视化的条形码。根据样品纯合度和指纹特异性等特征,将样品划分为1 56...     

基于SLAF-seq技术的苹果SNP位点开发及遗传多样性分析

为了解黑龙江苹果种质资源的遗传关系，利用特异性位点扩增片段测序技术(SLAF-seq)对在黑龙江地区收集的31份苹果种质资源进行SNP位点开发和遗传多样性分析。最终获得了107.52 Mb读长数据，不同材料的SNP标记数目在309 012～540 030间，样品测序质量值平均Q30为93.78%,平均GC含量为40.90%。共开发获得1 072 115个SLAF标签，其中，多态性SLAF标签有275 389个。通过序列分析，共得群体SNP位点121 352个，基于开发SNP分子标记，结果表明，31份苹果种质资源分为3个亚群，特异性的苹果SNP位点开发和研究可为苹果种质资源鉴定和遗传多样性分析提供理论基础。     

浙江省地方菜豆种质资源鉴定与遗传多样性分析

为鉴定浙江省地方菜豆种质遗传多样性,对浙江省历年来收集到的44份菜豆种质进行13个重要农艺性状的田间调查。结果表明,浙江地方菜豆种质在生长习性、嫩荚商品性等性状上均存在丰富的遗传变异。从发表的菜豆BARCBean6K＿3 BeadChip芯片中随机、均匀挑选了185个SNP转化成KASP标记,对44份种质进行基因型鉴定后获得了88个高质量SNP基因型,主成分分析和系统进化树分析发现这些种质可以分为2大类,亚群分化与千粒重高度相关,且浙江省菜豆种质以中美洲基因池为主。研究结果可进一步丰富我国菜豆遗传基础,为地方菜豆资源的高效利用和新品种选育提供科学依据,所开发的KASP标记也可为菜豆种质基础研究提供有力的遗传工具。     

黑龙江省大豆种质对菌核病的耐病资源筛选

为明确大豆耐菌核病育种中亲本的耐病性,对黑龙江省346份种质资源进行大豆菌核病耐病性鉴定。研究采用茎干割裂法和离体叶菌丝接种法两种鉴定方法对大豆种质进行菌核病耐病性综合鉴定,茎干割裂法鉴定大豆种质感染大豆菌核菌后的死亡率,离体叶菌丝接种法鉴定大豆种质在感染大豆菌核菌后病害的扩展速度,综合2个鉴定结果,更加真实地反映大豆种质对菌核病的耐病性。采用茎干割裂法共鉴定出31份耐病材料,然后采用离体叶菌丝接种法对茎干割裂法鉴定出的31份耐病材料进行发病级别鉴定,共鉴定出1级发病材料9份,2级发病材料13份和3级发病材料5份。综合上述两种方法,共鉴定出2级耐大豆菌核病的种质3份和1级耐大豆菌核病的种质3份。     

Screening of soybean qermplasm of tolerance to Sclerotina sclerotiorum in Heilongjiang Province

为明确大豆耐菌核病育种中亲本的耐病性,对黑龙江省346份种质资源进行大豆菌核病耐病性鉴定.研究采用茎干割裂法和离体叶菌丝接种法两种鉴定方法对大豆种质进行菌核病耐病性综合鉴定,茎干割裂法鉴定大豆种质感染大豆菌核菌后的死亡率,离体叶菌丝接种法鉴定大豆种质在感染大豆菌核菌后病害的扩展速度,综合2个鉴定结果,更加真实地反映大豆种质对菌核病的耐病性.采用茎干割裂法共鉴定出31份耐病材料,然后采用离体叶菌丝接种法对茎干割裂法鉴定出的31份耐病材料进行发病级别鉴定,共鉴定出1级发病材料9份,2级发病材料13份和3级发病材料5份.综合上述两种方法,共鉴定出2级耐大豆菌核病的种质3份和1级耐大豆菌核病的种质3份.     

基于穗粒重的甜高粱耐旱性全基因组关联分析

干旱是限制作物生产潜力的主要非生物因素。为解析甜高粱耐旱的分子机制，识别与耐旱性状关联的显著SNP位点，采用田间耐旱鉴定方法在甜高粱生育中后期进行水分控制，以400份甜高粱种质在干旱胁迫和正常滴灌条件下的穗粒重得出的耐胁迫指数作为表型数据，重测序获得的7 079个SNP标记作为基因型数据，利用一般线性模型(GLM)和混合线性模型(MLM)分别进行全基因组关联分析。结果表明：分布在甜高粱第9号染色体和第10号染色体上的SNP数目相对较多；对SNP基因型数据进行主成分分析，从7 079个SNP标记提取到两个主成分，第一主成分可将基因型分为两组；400份甜高粱种质穗粒重耐胁迫指数呈现右偏的正态分布；利用一般线性模型和混合线性模型的检测结果表明，两种模型均检测到9个显著的SNP位点，它们分别位于甜高粱第1,3,4,7,8和9号染色体以及3条super＿1 122染色体片段上，且具有相同的物理位置，并且两种方法检测到的SNP位点的变异碱基也无差异。两种模型对于甜高粱穗粒重在全基因组范围内检测结果较为一致，此结果可为甜高粱耐旱候选基因的挖掘和抗旱分子机理的研究奠定基础。     

乌克兰玉米自交系芽期耐旱性鉴定

为拓宽我国玉米种质资源,合理有效地利用外引种质,以引进的25个乌克兰玉米自交系为材料,利用水分胁迫溶剂0.5 MPa的聚乙二醇(PEG-6000)对乌克兰玉米自交系进行芽期抗旱鉴定。结果表明:外引的乌克兰玉米自交系萌芽期的耐旱性较好,在耐旱育种中可以选择利用。其中耐旱性表现极强的2个自交系为ZYM128和ZYM131;耐旱性表现强的自交系4个,分别为ZYM123、ZYM127、ZYM129和ZYM204,耐旱性中等的自交系17个,耐旱性弱的自交系2个。     

小豆种子萌发期耐旱性评价及耐旱种质资源筛选

[目的]研究80份小豆种质材料萌发期的耐旱性,筛选小豆耐旱种质,为小豆耐旱品种选育、耐旱生理机制及分子机制研究提供理论参考.[方法]采用甘露醇模拟干旱胁迫的方法对80份小豆种质材料种子萌发期耐旱性进行初步鉴定,以相对发芽率作为耐旱性评价的参考指标,从中筛选出3份不同耐旱性的小豆种质材料,对其进行不同浓度梯度甘露醇(0、5.0%、7.5%和10.0%)干旱胁迫试验,以确定小豆萌发期耐旱性鉴定的最适甘露醇浓度.然后用最适浓度的甘露醇溶液对初步鉴定为高耐、耐旱和弱耐的种质资源进行干旱胁迫,以相对发芽率、相对发芽势和相对根鲜重等作为耐旱性评价指标,并采用隶属函数法对小豆萌发期耐旱性进行综合评价.[结果]初步鉴定获得高耐种质3份、耐旱种质9份、中耐种质37份、弱耐种质4份.10.0%甘露醇对种子萌发有明显的抑制作用,达不到发芽标准,而5.0%甘露醇对3份材料种子萌发的影响无明显差异,小豆种子耐旱性鉴定的最适甘露醇浓度为7.5%.用7.5%甘露醇溶液模拟干旱胁迫对初步鉴定获得的16份小豆种质(3份高耐种质、9份耐旱种质和4份弱耐种质)进行萌发期耐旱性等级划分,共发现2份高耐种质、4份耐旱种质、7份中耐种质、2份较敏感种质和1份敏感种质.16份小豆种质耐旱性初步鉴定与隶属函数法鉴定结果存在差异,但二者相关系数为0.63,呈极显著正相关(P<0.01,下同).[结论]以相对发芽率为参考指标对小豆种质资源的耐旱性进行初步鉴定,可实现在短时间内获取大量小豆种质萌发期耐旱性的基本情况.但利用多项指标综合评价的隶属函数法评价种质资源的耐旱性更全面,鉴定结果更可靠.筛选出的耐旱性强的种质资源可用于小豆抗旱性育种,也可用于开展分子水平的耐旱机制研究.     

水稻叶片相对含水量性状的QTL定位分析

水稻耐旱性较复杂,在干旱胁迫下,叶片相对含水量的性状可以作为品种参考依据。本文利用耐旱性好的籼稻品种“绿旱1号”与粳稻品种“日本晴”构建杂交 F2群体,进行叶片相对含水量的 QTL定位分析,结果表明：在第4、6染色体上找到2个 QTL位点,分别位于标记在4-27M与4-23M之间和6-3M和RM276之间,对表型变异的贡献率范围为4.81%～6.43%。     

水稻叶片相对含水量性状的QTL定位分析（英文）

水稻耐旱性较复杂,在干旱胁迫下,叶片相对含水量的性状可以作为品种参考依据。本文利用耐旱性好的籼稻品种"绿旱1号"与粳稻品种"日本晴"构建杂交F2群体,进行叶片相对含水量的QTL定位分析,结果表明:在第4、6染色体上找到2个QTL位点,分别位于标记在4-27M与4-23M之间和6-3M和RM276之间,对表型变异的贡献率范围为4.81%~6.43%。     

基于SLAF-seq技术的白皮松SNP分子标记开发

  目的  在白皮松全基因组范围内开发大量特异性SNP分子标记,为白皮松关键基因定位、分子标记辅助选择和种质资源评价提供足够多的分子标记资源。  方法  本研究以5个群体的共52份白皮松资源为材料,选择火炬松基因组为参考基因组,利用特异性位点扩增片段测序技术（SLAF-seq）,在多态性SLAF标签上开发大量特异性SNP位点,并过滤出一批高质量SNP位点用于白皮松不同群体的遗传多样性分析。  结果  通过序列对比分析,共获得23 597 049个SLAF标签,其中具多态性的SLAF标签有370 659个,共开发得到1 291 290个白皮松群体SNP。在缺失率小于20%、次要等位基因频率（MAF）大于5%的条件下,对所有SNP位点进行过滤,共得到346 840个高一致性的白皮松群体SNP,占SNP总量的26.9%,其中包含9个仅在北京鹫峰（JF）群体中存在变异的SNP位点、148个仅在陕西蓝田（LT）群体中存在变异的SNP位点、425个仅在甘肃麦积山（MJS）群体中存在变异的SNP位点、1 466个仅在陕西午子山（WZS）群体中存在变异的SNP位点、4个仅在山西柏洼山（BWS）群体中存在变异的SNP位点。基于过滤后的346 840个SNP分子标记在5个白皮松群体中进行的遗传多样性分析表明,白皮松不同群体间的遗传多样性存在显著差异,其中MJS和WZS群体的遗传多样性水平相对较高,JF群体的遗传多样性水平相对较低。  结论  研究结果表明,利用SLAF-seq技术可以实现全基因组范围内大量SNP标记位点的开发,且开发的SNP标记在白皮松不同群体中表现出较为丰富的遗传多态性,为白皮松种质资源鉴定、QTL定位、遗传连锁图谱构建以及重要性状的关联分析等研究奠定了基础,对今后白皮松种质资源保护和分子标记辅助选择育种具有重要意义。      

利用荧光定量PCR验证与比较豇豆耐旱表达谱

豇豆[Vigna unguiculata(L.)Walp]起源于非洲,是我国重要的蔬菜作物。干旱是制约长豇豆生产的重要因素,研究和挖掘长豇豆种质中蕴含的耐旱基因是改良长豇豆耐旱性的必要基础。荧光定量PCR是定量检测基因表达的重要手段之一。本实验室前期开发了首张豇豆cDNA表达谱芯片,并利用该芯片研究了长豇豆耐旱表达谱。在此基础上,利用荧光定量PCR对其中11个基因的表达模式进行了验证和比较。试验结果表明,在干旱处理的长豇豆2个品种的根和叶中,供试基因的表达谱芯片分析和qPCR结果一致的共计34组,其中上调27组,下调7组,不一致的共计10组,一致率为0.773。本试验证明了高通量cDNA芯片与荧光定量PCR在检测豇豆干旱耐旱表达谱方面的一致性,为进一步细致分析和挖掘长豇豆耐旱相关基因奠定了基础。     

DNA分子标记在作物育种中的应用

从2个方面介绍了分子标记的种类,其一是从Southern杂交为基础方面,主要介绍了RFLP,其二是从PCR为基础方面,主要介绍了RAPD,SSR,AFLP,SCAR,CAPS,SNP,EST。另外,还从遗传图谱的构建、作物品种纯度和真实性的鉴定、核心种质的鉴定、遗传多样性的分析、基因定位、杂种优势的预测以及辅助选择育种等方面介绍了分子标记在作物育种上的应用。     

基于SSR分子标记技术的长豇豆种子纯度快速鉴定技术

当前生产上应用的长豇豆品种众多,且商业品种间的遗传相似性愈来愈高,种子质量纠纷时有发生。本研究以44份核心长豇豆种质为试材,利用普通豇豆DNA序列信息,通过生物信息学方法自主设计开发适用于长豇豆研究的SSR引物,从中筛选出10对诊断性引物,在此基础上建立基于SSR分子标记技术的长豇豆种子纯度快速检测方法,可满足长豇豆种子产业化的需要。     

水分胁迫对云割F2代材料叶片持绿性的影响

[目的]研究水分胁迫对云割F2代材料叶片持绿性的影响.[方法]以26份甘蔗创新种质材料云割F2代及其母本为研究材料,以轻度、中度水分胁迫与正常供水的叶片持绿性状等6个生理生化指标的抗旱系数为依据,采用隶属函数法、灰色关联分析、聚类分析,对参试材料的抗旱性进行综合评价.[结果]①隶属函数法、灰色关联分析两方法,对参试材料的排序位次不完全相同,但是利用等距极差法进行分类结果,只有云割F211-68、云割F111-254两材料不一致,其余材料分类完全相同;②利用类平均法,对参试材料进行系统聚类分析,在欧氏距离2.00处,参试材料可分为四类,第Ⅰ类8个材料抗旱性强,第Ⅲ类6个材料抗旱性中等,第Ⅳ类3个材料抗旱性差,第Ⅱ类包含了抗旱性强、中等两类材料;③绿叶数/总叶数、+1～+4叶叶绿素含量的抗旱系数与抗旱性综合评价值成显著正相关,可作为甘蔗抗旱性鉴定的评价指标.[结论]抗旱性强、叶片持绿性表现优良的云割F2 11-159等材料可作为抗旱育种亲本、品种培育的基础种质材料重点利用.     

小麦抗麦红吸浆虫候选基因TraesCS4A01G437800的四引物ARMS-PCR标记开发

麦红吸浆虫(Sitodiplosis mosellana Géhin)是影响我国小麦生产的重要害虫,选育抗虫小麦品种是控制虫害最为有效的措施,而利用通量高、成本低的抗虫相关标记对提高小麦抗虫种质资源筛选和分子育种效率具有重要意义。本研究根据前期挖掘到的抗虫候选基因TraesCS4A01G437800序列中存在的SNP位点开发了1个四引物ARMS-PCR标记T3-1-1,并在92个RIL株系和95个小麦品种中进行了标记有效性检测。结果表明:T3-1-1在RIL株系间的检测有效率在90%左右,在供试高抗、高感小麦品种中的检测有效率较高,分别为63.16%和96.43%,可用于小麦种质资源的抗虫性筛选和抗虫性分子标记辅助选择。进一步分析发现,在具有抗虫位点的14个抗虫小麦品种中,多为生产上很少使用的老品种,因此鉴定和创新小麦抗虫种质资源尤为重要。