大白菜抗根肿病基因位点CRs的KASP标记开发及应用

CRs为最近发现的1个抗根肿病基因。以连锁的4个标记作为引物,以8个抗病和8个感病大白菜材料为模板,进行PCR扩增和测序。结果发现,抗病和感病材料中存在6个序列变异位点,其中5个(A08染色体9 956 808、9 956 888、9 956 904、10 707 299和10 707 385 bp)为新的变异位点,1个(10 539 495 bp处的G/A SNP变异)与前人研究结果一致。针对4个新的变异位点(因9 956 888 bp与9 956 904 bp处变异距离很近,故后者未分析)和10 539 495 bp的变异位点设计开发出5个竞争性等位基因特异性PCR(Kompetitive allele specific PCR,KASP)标记Probe55K1、Probe55K2、Probe64K1、Probe64K2和Probe60K1。结果表明,设计的5个KASP标记均可有效将抗病材料和感病材料分为2组。利用标记Probe55K1和Probe64K1在包含45个抗病单株和48个感病单株的BC1P1群体中进行验证,结果发现,这2个标记在各个单株的基因型和抗病性表型一致率高达94.62%。因此,本研究中开发的KASP标记可以高效用于根肿病的分子标记辅助育种。     

甜瓜白粉病抗病基因的定位及候选基因分析

以甜瓜高抗白粉病自交系MR-1为母本,易感白粉病自交系Top Mark为父本,构建BC_1P_2和F_2群体,经13个国际通用的甜瓜白粉病生理小种鉴别寄主鉴定,2015年东北农业大学设施园艺工程中心的白粉病发病病菌为P.xanthii生理小种1,甜瓜MR-1对P.xanthii生理小种1的抗性由单显性基因控制。通过对266个F2分离群体的抗病性鉴定和CAPS标记分析,采用复合区间作图法对甜瓜抗白粉病性状进行QTL分析,最终构建了1张包含203个CAPS标记的甜瓜遗传连锁图谱,并将抗病基因PXR定位在第12号染色体上M12-GH和M12-TE 2个标记之间,该基因与两侧翼标记间的距离分别为0.63 c M和0.42 c M,两侧翼标记间在甜瓜参考基因组上对应的物理距离为303 kb,该区域内含有60个预测基因,其中10个基因含有非同义单碱基突变。10个基因荧光定量分析结果显示,在抗病与感病甜瓜表达量存在较大差异的4个基因MELO3C002434、MELO3C002437、MELO3C002441、MELO3C002457为甜瓜白粉病抗病候选基因。     

大白菜根肿病抗性基因的标记和定位

为了获得与大白菜抗根肿病基因紧密连锁的分子标记,以高抗大白菜根肿病的F1金锦2号（编号A00645）及其自交F2群体197个单株为材料,通过根肿病接种鉴定和遗传分析,发现该材料中根肿病抗性由显性单基因控制。利用分离群体分组分析法（BSA）和InDel分子标记技术,在F2分离群体中构建抗感病池,筛选了720对InDel引物,多态性标记进一步单株验证并利用JoinMap4.0软件统计分析,结果获得与大白菜抗根肿病基因连锁的InDel标记9个,其中最近的两侧标记为BrID90269和BrID11683,遗传距离分别为2.0 cM和2.5 cM。该抗病基因定位在大白菜染色体A8的Scaffold10上。     

与番茄颈腐根腐病紧密连锁的SCAR标记开发

利用与番茄颈腐根腐病抗性基因Frl紧密连锁的CAPS标记C2-25,开发设计了新的SCAR标记,用于快速检测Frl抗性材料。使用C2-25引物,在25份已知表型的番茄材料中进行PCR,产物单克隆测序后发现,19份纯合抗病材料存在1条完全相同的抗病序列;4份纯合感病材料存在1条完全相同的感病序列;2份杂合抗病材料均存在前述的抗病序列和感病序列。根据抗病、感病序列SNP差异设计引物,最终筛选得到可扩增出370 bp抗病特异片段和520 bp感病特异片段的番茄颈腐根腐病连锁标记R-6F/2R、S-3F/4R。在500株F_2材料中进行验证,检测到122株纯合抗病单株、257株杂合抗病单株和121株纯合感病单株。F_2材料人工接种鉴定结果显示,473株单株抗性与分子鉴定结果一致,分子标记辅助鉴定的准确率达到94.6%。开发的SCAR标记准确度高、成本低、操作简便,可用于Frl基因的分子标记辅助育种。     

十字花科蔬菜根肿病抗性遗传及抗病育种研究进展

综述了十字花科主要蔬菜根肿病抗性遗传规律与抗病育种等方面的研究进展。在抗性遗传规律上,对甘蓝、白菜类根肿病抗性遗传研究较多,且多集中在抗性基因与CR位点连锁的分子标记及根肿病抗性QTL的遗传定位上;甘蓝根肿病的抗性是由多基因控制的数量性状遗传,且已获得20多个甘蓝根肿病抗性QTL;白菜根肿病抗性基因之间是相对保持独立的,且已经发现8个抗根肿病基因。在抗病育种方面,对大白菜研究的比较深入,获得相应的抗根肿病分子标记较多,且选育出了一些抗病材料,并进行了商品化应用;甘蓝根肿病的抗性遗传规律较复杂,获得纯系抗病材料的难度很大,因而育种进程缓慢。针对以上现状,对十字花科根肿病的研究方向及可能性进行了展望。     

番茄抗黄化曲叶病基因y-5分子标记及遗传分析

以番茄抗黄化曲叶病毒ty-5基因的抗病材料‘13072’（亚洲蔬菜研究与发展中心提供）和感病材料‘13493’（早粉2号）为亲本配置杂交组合,获得F1、F2、BC1P1和BC1P2 4个世代,对番茄黄化曲叶病抗性基因ty-5进行遗传规律分析和基因定位研究。结果表明,抗性基因ty-5为隐性基因控制。利用657株F2分离单株,应用群体分离分析（BSA）法筛选得到与ty-5基因连锁的5个多态性SSR标记,构建了ty-5基因的分子标记连锁图谱,将ty-5基因定位到番茄4号染色体上,物理距离为737 kb的区段内,两侧翼标记为TES2461和TGS4151,与ty-5遗传距离分别为2.4 cM和3.1 cM。生物信息学分析表明,该区段存在52个预测候选基因。     

大白菜抗根肿病基因Crr3的PCR快速检测与种质资源筛选

以抗根肿病大白菜自交系‘YM-7’和感病自交系"冠291"及其杂交F1、F2代和24份国内外引进的大白菜种质资源为试材,采用人工接种和分子标记方法,研究了2对与抗根肿病基因Crr3紧密连锁分子标记的稳定性及24份新材料中Crr3基因的情况。结果表明:引物OPC11-2S在‘YM-7’中扩增出1条1.3kb片段,在"冠291"中扩增出1条1.0kb片段,在其F1代中同时扩增出1.3kb和1.0kb的片段,该分子标记在F2代中的鉴定结果与人工接种鉴定结果一致,利用引物OPC11-2S能准确标记出大白菜种质资源中Crr3基因,而且能够区分出Crr3基因的纯合性和杂合性,共选出2份含有杂合Crr3基因的新种质资源。     

甜瓜‘WMR-29’品系白粉病抗性基因连锁的SSR分子标记

以甜瓜‘WMR-29’抗病品系和感病品系‘伽师’(JS)、感病品系‘皇后’(HH)的回交群体BC1为试材,采用BSA和SSR分子标记辅助选择的方法,研究甜瓜‘WMR-29’品系对白粉病抗病基因的影响。结果表明:甜瓜‘WMR-29’品系对白粉病Podosphaera xanthii race 1的抗性受2个显性抗病基因控制,分别位于LGⅡ、LGXII连锁群上,并且找到与甜瓜抗白粉病基因紧密连锁的标记。     

不同甘蓝类蔬菜材料对根肿病的抗性鉴定及分子标记辅助选择

根肿病是十字花科蔬菜主要病害之一,严重影响十字花科蔬菜生产,选育抗病品种是防治根肿病的有效途径之一.本试验采用灌根法苗期人工接种根肿菌4号生理小种,对29份甘蓝类蔬菜材料进行根肿病抗性鉴定;并利用与抗病基因CRb连锁的SCAR标记(OA)和与抗病基因CRbKato连锁的SSR标记(B0902)对人工接种鉴定表现免疫、高...     

辣椒抗炭疽病主效基因的定位及标记开发

以高抗炭疽病的辣椒材料PBC932(Capsicum chinense)为父本,以感病辣椒材料77013(Capsicum annuum)为母本和回交亲本,获得包含220个和129个单株的BC_3S_1和BC_4S_1群体材料,通过对各群体进行尖孢炭疽菌(Colletotrichum acutatum)抗性鉴定和SNP(KASPar)分子标记分析,发现UN27353_1781标记与辣椒绿熟期炭疽病抗性基因AnR_(GO)5紧密连锁,遗传距离为2cM。进一步利用标记UN27353_1781对BC_4S_2群体124个单株进行分子标记分型,选择准确率达92.9%,表明该标记可有效用于辣椒抗炭疽病分子标记辅助育种。     

用于黄瓜白粉病抗病性鉴定的SCAR标记

将黄瓜白粉病抗性相关基因的一个共显性AFLP标记成功地转换为简单、实用的SCAR标记。根据AFLP标记片段序列信息 设计了两对特异性引物SCPM166和SCPM66。PCR扩增结果显示,SCPM166在抗病亲本、抗病单株和杂合类型单株中均扩增出了大 小为166 bp的特异片段,感病亲本与感病单株均无此特异片段,表明该SCAR标记可以鉴定纯合感病个体;SCPM66在感病亲本 、感病单株和杂合类型单株中均扩增出了大小为66 bp的特异片段,抗病亲本与抗病单株均无此特异片段,表明该SCAR标记可 以鉴定纯合抗病个体。若将两个显性SCAR标记结合起来,相当于一个共显性的SCAR标记。     

普通白菜薹茎亮绿性状遗传规律研究及基因定位

利用薹茎亮绿的自交系Q161和常规有蜡质的自交系Q195为亲本构建F_1、F_2、BC_1P_1、BC_1P_2群体,对普通白菜薹茎亮绿性状的遗传规律进行分析。结果表明,普通白菜薹茎亮绿性状由1对隐性基因控制。利用BSA-seq对F_2群体的2个极端混池进行基因组30×重测序分析,同时对双亲进行基因组20×重测序分析,初步将薹茎亮绿基因定位在A09染色体的44.1～45.0 Mb区间内。通过双亲的基因组重测序数据开发与薹茎亮绿性状连锁的InDel标记,将薹茎亮绿基因定位在A09染色体的标记Br119和Br116之间,2个标记间的物理距离为380 kb。     

辣椒抗黄瓜花叶病毒QTL分析

利用辣椒抗黄瓜花叶病毒材料perennial与园艺性状优良的感病材料茄门,及其F2群体146个单株、F3 146个株系为试材,采用SRAP和SSR分子标记技术,利用JoinMap 3.0软件构建了包含76个标记、13个连锁群,覆盖长度为830.4 cM的辣椒分子遗传图谱。对F3株系（4 380个单株）进行人工接种鉴定黄瓜花叶病毒,其病情指数呈正态分布。结合分子遗传图谱的结果,利用MapQTL 4.0软件进行分析,将抗病基因的QTL定位在第1、4、7连锁群上,抗性贡献率分别为12.7%、38.8%、11.0%。     

番茄抗黄化曲叶病基因ty-5的分子标记及遗传分析

以番茄抗黄化曲叶病毒ty-5基因的抗病材料‘13072’(亚洲蔬菜研究与发展中心提供)和感病材料‘13493’(早粉2号)为亲本配置杂交组合,获得F1、F2、BC1P1和BC1P2 4个世代,对番茄黄化曲叶病抗性基因ty-5进行遗传规律分析和基因定位研究。结果表明,抗性基因ty-5为隐性基因控制。利用657株F2分离单株,应用群体分离分析(BSA)法筛选得到与ty-5基因连锁的5个多态性SSR标记,构建了ty-5基因的分子标记连锁图谱,将ty-5基因定位到番茄4号染色体上,物理距离为737 kb的区段内,两侧翼标记为TES2461和TGS4151,与ty-5遗传距离分别为2.4 c M和3.1 c M。生物信息学分析表明,该区段存在52个预测候选基因。     

番茄不规则裂果性状的QTL定位及候选基因分析

为挖掘调控番茄不规则裂果性状的关键基因,利用番茄易发生不规则裂果的种质‘S189’和耐裂果的种质‘R91’杂交获得F_1代,之后F_1自交构建F_2群体。以F_2群体中挑选出的20株易裂果单株和20株耐裂果单株的DNA分别等量混合,构成易裂池和耐裂池,进行QTL-seq分析。共检测到2个调控番茄不规则裂果性状的QTL,分别位于2号染色体的38.75～42.14 Mb区域和5号染色体的49.07～49.48Mb区域,暂命名为qCR2和q CR5。在qCR5的区域内仅检测到2个基因,利用2个亲本的红熟期果皮进行基因表达量分析,发现其差异均不显著。qCR2的区域较大,为快速有效地挖掘候选基因,利用43个多态性标记构建2号染色体标记连锁图,并结合F_2群体裂果率进行遗传连锁分析,在多态性标记sli2734和Bin3371之间检测到1个主效QTL,其LOD值为3.05,贡献率为7.05%,且其对应的物理位置与qCR2的区域相重合。联合QTL-seq分析和遗传连锁分析将候选区域缩小至39.55～39.94Mb,记为qCR2.1。在qCR2.1的区域内共有53个基因,利用亲本红熟期果皮进行基因表达量分析,获得3个表达量差异显著的基因Solyc02g072400、Solyc02g072470和Solyc02g076780。其中Solyc02g076780表达量差异极显著,其与乙烯调控相关,推测其为控制番茄不规则裂果性状的关键候选基因。     

甜瓜PMR5抗白粉病基因的遗传定位

以甜瓜白粉病抗性品种PMR5,感白粉病甜瓜伽师及杂交F1以及BC1、BC2分离群体为试材,接种白粉菌生理小种1,采用抗病遗传分析,并利用BSA(Bulked Segregation Analysis)结合SSR(Simple Sequence Repeat)分子标记方法,研究抗白粉病基因的遗传规律获得与其连锁的分子标记,利用获得的分子标记对抗白粉病基因进行遗传定位。结果表明:BC1中抗病与感病分离比为64∶27,BC2中分离比为37∶27,推测PMR5在BC1中表现2个显性基因,在BC2中表现单显性基因遗传模式。用BC2对抗病基因进行遗传定位发现,一共有11个位于LGII的SSR分子标记与抗白粉病基因连锁,抗病基因位于标记CMGA36和SSR25208之间约104 113bp。     

甜瓜抗蔓枯病基因Gsb-1的分子标记及其与抗源PI 420145中抗病基因的关系

瓜类蔓枯病(Didymella bryoniae)是严重危害葫芦科作物的真菌性病害。利用含抗病基因Gsb-1的甜瓜抗病材料PI140471(Gsb-1)和感病材料白皮脆为亲本构建的F2代群体为材料,获得与抗蔓枯病基因Gsb-1连锁距离为5.2cM的SSR标记CMCT505,该标记可用于甜瓜分子标记辅助选择。PI 420145是首个获得抗蔓枯病分子标记的甜瓜材料,通过等位性测验初步确定了Gsb-1与PI 420145所含抗病基因为非等位基因,为2个抗病基因的聚合提供了理论基础。     

甜瓜‘PMR6’抗白粉病基因的遗传及其定位研究

以甜瓜(Cucumis melo L.)感白粉病品种‘Hami413’为受体亲本,抗白粉病品种‘PMR6’为供体亲本构建的255株BC2分离群体为材料,研究‘PMR6’抗白粉病的遗传规律及基因定位。群体遗传分析表明,BC2群体中对白粉病菌Podosphaera xanthii生理小种1的抗性由显性单基因控制,基因命名为Pm-PMR6-1;利用混合分组分析法(Bulked segregant analysis,BSA)从分布于甜瓜12个连锁群上的390个SSR分子标记中筛选出5个多态性标记;通过连锁分析,将该抗性基因定位于12号连锁群SSR标记DM0191与CMBR111之间;根据甜瓜基因组信息设计SSR引物,进一步将该基因定位于SSR12407与SSR12202之间,并且该抗性基因与标记Mu7191共分离;比对基因组序列,两标记间物理距离约226 kb,预测35个候选基因。     

白菜与甘蓝型油菜—萝卜F染色体附加系回交BC_1中萝卜F染色体的精准鉴定

参考萝卜染色体定位序列标记连锁图谱中F染色体连锁群的SSR分子标记,利用21个已知萝卜染色体组成的甘蓝型油菜—萝卜附加系材料,确定了萝卜F染色体特异的2个SSR标记RM-59-293和Rs1SSR3694-220,应用两个标记对白菜‘559’与甘蓝型油菜—萝卜F染色体附加系FF回交的BC_1进行鉴定,筛选出10个含有萝卜F染色体的BC_1单株。利用萝卜基因组特异探针pURsN对该10个含有萝卜F染色体的BC_1单株的基因组进行荧光原位杂交,结果显示10个BC_1均得到1个杂交信号,含有1条萝卜F染色体。进一步对该10个BC_1单株进行主要农艺性状鉴定,筛选出形态接近白菜亲本‘559’的BC_1-15单株和形态偏向白菜类的BC_1-8、BC_1-16、BC_1-31和BC_1-35单株。     

四倍体西瓜抗枯萎病生理小种1分子标记辅助选择技术研究

基于已获得的二倍体西瓜与抗枯萎病基因Fon-1紧密连锁的分子标记,进一步完成了Fon-1基因的精细定位。利用两个四倍体西瓜材料（易感病的NF3为受体,抗病的JH为供体）,构建以NF3为轮回亲本的回交群体,使用新开发出的SNP标记对各世代群体进行分子标记辅助选择,及苗期抗病性接种鉴定。结果发现,在分离世代群体中通过接种鉴定获得抗病株比例较分子标记检测值低12.64% ~ 15.34%,这可能是由于基因剂量效应造成的。抗病基因杂合位点对枯萎病抗性依次为：三显体（AAAa）> 二显体（AAaa）> 单显体（Aaaa）。目前分子标记尚无法检测杂合基因型的剂量效应,容易将感病的单显体（Aaaa）误判为抗病株。在构建的673株BC1F2代自交群体中检测到29株纯合基因型（AAAA）抗病单株,占总检测株数的4.31%,与苗期抗病性接种鉴定结果符合度达到100%。