棉花优异品质及抗性基因挖掘与分子育种

棉花品质、产量、抗性等均是多基因控制的数量性状,其表现型受基因型和环境的共同影响,且纤维品质和产量性状之间存在较大的负相关,采用常规育种手段实现棉花纤维品质与产量的同步改良具难度很大,针对棉花品质、产量、抗性等性状形成的遗传基础这一关键科学问题,棉花品种分子设计研究团队以陆陆种内分离群体、陆海种间分离群体等材料,交叉利用分子数量遗传学、功能基因组学和分子育种学等研究手段,在陆地棉优质品质及抗性基因挖掘、海岛棉优质品质及抗性基因挖掘以及分子标记辅助方法开发及棉花新品种培育等方面取得了一系列研究成果。为棉花品质、产量、抗性性状形成的同步改良奠定了重要基础。     

花生含油量的遗传基础与QTL定位研究进展

花生是我国重要的油料作物,含油量是花生重要的品质性状和育种目标。花生含油量每提高1个百分点,相当于增产2个百分点,油脂加工利润可提高7个百分点。培育高油高产花生品种是增加食用油供给和保障食用油供给安全的重要途径。本文概述了花生含油量表型鉴定的4种常用方法;阐述了花生含油量的遗传特性是多基因控制的数量性状,即受加性效应和显性效应的影响,也存在基因型和环境互作;总结了已报道的含油量QTL 124个,表型变异解释率超过10%的主效位点有36个,分布在A03、A05和A08上的8个主效QTL可重复检测到;构建了一张花生含油量的一致性遗传图谱, A08染色体上33.59～50.24 Mb为热点区间;介绍了油脂合成及调控相关基因等方面的研究进展,以期为花生含油量遗传改良和高油品种培育提供理论指导。     

花生含油量全基因组选择及近红外光谱筛选的育种技术探究

花生含油量对单位面积产油量至关重要。该性状受多个微效基因控制,但可用的紧密连锁标记十分有限,传统的分子标记辅助选择育种准确性不高。全基因组选择作为一种新的育种方法,可实现对数量性状的早期预测;近红外光谱分析可对作物品质性状(如含油量等)进行无损检测。通过两者优势互补,建立花生含油量全基因组选择和近红外光谱筛选联合的育种技术,探讨影响花生含油量全基因组选择预测准确性的因素,为花生分子育种奠定理论基础。本研究以216个重组自交系为材料构建训练群体;分别以139、464和505株F₂、F₃和F₄为材料构建育种群体;利用自主开发的“PeanutGBTS40K”液相芯片进行基因分型,开展含油量全基因组选择育种模型分析;通过联合全基因组选择和近红外光谱筛选技术,开展花生含油量性状的育种应用,并评价其育种效果。结果显示,对训练群体进行基因分型后,总共获得30,355个高质量SNPs,并用于11个全基因组预测的模型选择分析。含油量预测准确性最高的模型为rrBLUP,其次是randomforest和svmrbf。以重组自交系为预测群体,F...     

花生重组近交系群体的遗传变异与高油种质的创新

花生是世界上食用植物油脂的重要来源之一, 提高含油量是花生育种的重要目标。以不同遗传背景的亲本远杂9102与中花5号杂交构建的花生重组近交系(recombined inbreed lines, RIL)群体, 进行含油量的系统测试和DNA多样性分析。结果表明, RIL群体家系的含油量范围(50.85%~62.11%)大于两个亲本的差异, 最高含油量家系比高油亲本中花5号高5个百分点以上。通过SSR技术分析RIL群体的DNA多样性, 发现家系间存在较大的遗传变异, 杂交重组产生的超亲高油种质分布在不同类群中, 含油量高低与荚果大小和青枯病抗性无明显连锁关系。鉴定获得了3组SSR遗传距离为0、含油量和主要农艺性状相似但青枯病抗性不同的家系。农艺性状和抗病性等鉴定试验筛选出了3份含油量高、农艺性状优良、高抗青枯病的新种质并已进入品种比较试验。     

以分子标记辅助连续回交快速提高花生品种油酸含量及对其后代农艺性状的评价

高油酸是花生重要的品质性状,高油酸花生及其制品具有较好的品质稳定性和较高的营养和保健价值。我国高油酸花生的育成品种类型较少,遗传背景不够丰富,育种手段比较单一。针对上述问题,本研究开发了AS-PCR-MP高油酸分子标记检测方法,优化了KASP分子标记检测体系,利用分子标记辅助连续回交,结合近红外品质快速检测技术及南繁加代技术,以河南省大面积推广的豫花15、远杂9102、豫花9327、豫花9326四个不同类型品种为轮回亲本, 5年内连续回交4代、自交4代,定向获得了4个轮回亲本遗传背景的BC4F4和BC4F5稳定高油酸改良材料24个。调查分析了BC4F4和BC4F5单株的13个农艺性状与轮回亲本的相似度,并利用轮回亲本与非轮回亲本之间的差异SNP的KASP分子标记进行了BC4F4和BC4F5株系的轮回亲本遗传背景检测。结果表明,轮回亲本的遗传背景在BC4F5的比例为79.49%～92.31%。本研究为快速高效改良花生油酸含量探索了新的方法,获得的新品系拓展了高油酸花生的遗传背景,获得的一系列近等基因系可作为遗传研究材料进一步加以利用。     

花生4种重要病害抗性育种研究进展

花生是中国重要的油料作物、经济作物和食用作物,叶斑病、锈病、青枯病和黄曲霉病是花生生产上的4种重要病害,严重制约着中国花生产业的发展。本研究对这4种重要病害发生和危害、抗性资源筛选鉴定和遗传改良、抗性基因挖掘和应用等方面的最新研究进展进行总结,提出了这4种重要病害抗性育种中存在的问题：(1)抗性品种抗源狭窄;(2)抗性与不良性状连锁;(3)辅助育种分子标记缺乏,并展望了这4种重要病害的抗性育种的研究方向,以期为花生叶斑病、锈病、青枯病和黄曲霉病抗性育种提供参考。     

小麦主要品质性状研究进展

小麦作为保障中国粮食生产安全和助推农业高质量发展的主要粮食作物,尤其对小麦品质的提高显得越来越迫切。小麦品质性状较为复杂,经过多年的遗传改良,小麦品质性状研究取得了一些重要进展,但中国小麦品质改良仍处于中低水平。笔者对小麦几个重要品质性状的研究现状进行了简要概述,重点是对控制小麦营养品质、加工品质的性状遗传改良进行总结。主要分析了小麦蛋白含量、面筋含量、淀粉含量及沉淀值遗传特点,综述了各品质性状的分子遗传规律及相关调控的主要基因。尤其随着分子生物学及生物技术的发展,小麦品质性状的遗传调控规律的明晰,未来可将分子设计育种作为重点研究方式。     

花生分子育种研究概况与前景展望

从花生种质资源遗传多样性分析、指纹图谱构建、重要性状分子标记和QTLs定位、分子标记辅助选择以及转基因研究5个方面,对国内外花生分子育种的现状进行了概述,并指出了当前花生分子育种存在的主要问题和发展前景,以期为加快花生新品种选育提供参考依据.     

马铃薯品质性状分子育种研究进展

较为简要地叙述了目前马铃薯品质性状分子育种研究进展状况,对马铃薯炸片颜色基因、高蛋白质基因两品质性状的分子标记研究进展以及利用基因工程技术提高马铃薯淀粉含量、降低还原糖含量、提高蛋白质含量、选育优质品种等方面的进展情况进行了描述,并对利用分子育种技术改良马铃薯品质研究中分子标记、基因工程技术上存在的问题作以探讨,为今后开展马铃薯分子育种研究奠定基础,同时对利用分子育种技术改良马铃薯品质前景进行了展望。     

瓜类作物果实品质性状的分子基础研究进展

瓜类是人类膳食结构中不可或缺的重要组成部分,瓜类作物果实的品质性状和改良一直都是育种者关注的重点。本综述围绕近年来瓜类作物果实品质性状在遗传规律、分子标记、基因克隆以及表达等分子生物学上取得的研究结果,论述了瓜类作物果实品质性状在分子基础方面最新的研究进展,旨在为以后瓜类果实高品质育种提供参考和依据。     

花生种子大小相关性状QTL定位研究进展

花生是我国重要的油料作物和经济作物,目前国内花生的产量远远不能满足消费者的所需,进一步提高花生单产是解决花生生产供不应求的重要途径。花生种子大小相关性状是花生的重要农艺性状,对提高花生单产至关重要。本文综述了植物种子大小的调控途径以及近年来花生分子标记、遗传图谱构建、种子大小相关性状QTL定位研究中取得的进展,探讨了目前花生种子大小相关性状研究中面临的挑战和机遇,对花生产量遗传改良进行了展望。     

黧蒴栲半同胞家系材性遗传变异研究与遗传参数估算

为了研究黧蒴栲半同胞家系木材材性遗传变异和估测其遗传参数,采用随机完全区组试验方法,对6年生家系进行生长测定与木材材性分析。结果表明：黧蒴栲半同胞家系木材密度有显著差异,纤维长度、宽度有极显著差异。木材密度遗传变异系数为4.22%,广义遗传力为0.1916,纤维长度遗传变异系数为3.09%,广义遗传力为0.2658,均受较弱遗传控制;纤维宽度遗传变异系数为5.71%,广义遗传力为0.3985,受弱中强度遗传控制。家系胸径、树高生长与木材密度、纤维长度不相关,与纤维宽度呈较弱相关关系。木材密度、纤维长度、纤维宽度等性状在遗传上是相互独立的,可对这些性状进行独立选择,培育出木材材性较好又速生的家系。     

山西省地方花生种质资源品质性状的综合评价

为探索已收集到的90份山西省地方花生种质资源的利用价值,并从中筛选出优质品种,采用室内测定方法对其进行了蛋白质含量、含油量、油酸、亚油酸含量和油亚比5个品质性状的测定分析,探讨了地方种质资源的品质性状与地理来源、类群间的关系。结果表明,5个品质性状的多样性指数分别为2.04、2.02、2.02、1.99、1.93,表明山西省花生地方种质资源品质性状表现出丰富的遗传多样性,5个品质性状的变异系数分别为0.06、0.09、0.11、0.11、0.23,表明各资源间的品质性状存在着显著的差异,通过聚类分析将90份资源划分为了4个类群。筛选出武乡红花生、临县多粒、永济小蜂腰等优质资源,为山西省地方种质资源合理利用和优质花生新品种选育提供科学理论依据。     

冬小麦种质材料主要农艺性状研究

小麦种质资源是小麦育种的重要基础,小麦遗传多样性评价不仅有助于种质资源的搜集、管理和利用,也有利于核心种质的研究。为了合理利用小麦种质资源,降低组配小麦杂交组合的盲目性,选取73份国内外种质材料,在旱地条件种植,以株高、穗粒数、千粒重、有效穗数和产量为指标对其进行了聚类分析。结果表明,在雨养条件下各性状的变异系数大小为：产量>有效穗数>穗粒数>千粒重>株高;产量构成因素与产量的相关程度为：有效穗数>穗粒数>千粒重;供试材料可以分为六类,并对各类种质材料的特点及在育种中的应用作了评述。试验中综合表现较好的4个亲本材料为第Ⅵ组的18th FAWWON-IR-023、18th FAWWON-IR-111、18th FAWWON-IR-027和18th FAWWON-IR-169,可为选育抗旱优质丰产小麦新品种提供优异基因。     

木本植物原生质体培养体系研究进展

为了给木本植物原生质体培养技术体系的建立提供理论依据,推动木本植物快速繁殖和品种遗传改良工作的开展,从原生质体分离、纯化、培养方式等方面对木本植物原生质体培养体系进行了详细阐述,对比分析了原生质体不同分离方法和培养方式的优缺点,研究总结出影响原生质体培养的主要因素,并提出了木本植物原生质体培养今后的研究重点。     

昆明小鼠和ICR小鼠的遗传特征分析

为探究封闭群实验动物的遗传质量评价方法,利用脏器指数和微卫星检测对辽宁省两单位的昆明小鼠和ICR小鼠进行了遗传分析。选取小鼠不同染色体上10个多态信息丰富的微卫星位点,以PCR-PAGE技术进行多态性分析,常规方法测定脏器指数。结果表明：两单位KM小鼠和ICR小鼠的体重和部分脏器指数差异显著或极显著（P＞0.01或P＞0.05）,10个位点的等位基因数、基因型数、杂合度和多态性信息含量都较接近,A单位的KM小鼠的遗传多样性略高于B单位,B单位的ICR小鼠的遗传多样性略高于A单位,两品系在两单位间的遗传距离相近存在微弱的遗传分化。     

南方珍珠豆型花生籽仁蛋白质积累及亚基肽组分分析

为研究南方珍珠豆型花生荚果发育过程中,蛋白质的积累及各类蛋白亚基的分布、可溶性蛋白质相对浓度变化规律,采用凯氏定氮法和SDS-PAGE电泳分析花生籽仁蛋白质及亚基肽组分,利用Bio-Rad Image lab TM分析软件对花生蛋白质条带的相对浓度进行测算。结果表明,珍珠豆型花生籽仁蛋白质含量随生育进程,在开花40~50天急剧增加,后平缓上升。花生蛋白质合成积累一直伴随花生籽仁发育的全过程中,蛋白质高值出现在成熟期。因基因型的差异蛋白质合成积累的速度和强度有所不同,蛋白质增长曲线存在差异。花生蛋白种类存在较高的多态性,不同基因型花生,蛋白质的亚基构成不同,蛋白质积累过程的亚基条带数量均比成熟时丰富。不同基因型花生可溶性蛋白质相对浓度存在差异。可溶性总蛋白质相对浓度的峰值在70~80天,蛋白质亚基相对浓度分布在0.01~4.59,不同基因型存在差异。亚基相对浓度变化可分未缺型和缺失型2类亚基,缺失型亚基有前期缺失、中期缺失、后期缺失和前后期缺失亚型;前期缺失、中期缺失亚型亚基与未缺型亚基共同形成不同基因型花生的蛋白质构成。后期缺失亚型和前后期缺失亚型亚基在花生蛋白质积累的某个时期参与花生蛋白质的合成,终因后期被降解而得不到表达。2种基因型花生蛋白质亚基相对浓度变化除68 kDa条带呈抛物线型积累外,其余条带均呈波动性积累。     

基于SSR的四川花生遗传多样性分析

[目的]研究旨在了解四川花生资源的遗传多样性及表型性状与分子标记的关联分析,为花生分子育种及资源库构建提供理论依据。[方法]鉴定分析57份不同来源花生资源材料的4个农艺性状及4个品质性状,并利用SSR标记研究57份花生材料的遗传多样性,对SSR标记与表型性状进行聚类及关联分析。[结果]表型性状鉴定结果显示花生资源的8个性状中,6个变异较大、多样性较好。67对SSR引物中,有效引物39对,获得多态性条带53条,平均每个引物扩增1.36条,平均Nei"s 基因多样性0.2288、平均Shannon"s 指数0.3695,最远遗传距离为0.51。SSR分子标记聚类分析将57份资源聚为2大类群,GLM分析发现多个与蛋白质含量、株高、含糖量的关联标记。[结论]研究结果表明,四川不同区域间花生遗传多样性较丰富,品种类型单一,聚类及关联分析结果可为四川花生突破性新品种选育的亲本选择提供提供重要参考。