发掘大豆资源中灰斑病1号生理小种抗性优异等位变异

通过发掘大豆资源中抗灰斑病1号生理小种的优异等位变异和载体材料,为开展抗灰斑病品种分子设计育种提供理论基础。以205份大豆资源构建的自然群体为试验材料,对其进行灰斑病1号生理小种的抗性鉴定;利用117对SSR标记进行全基因组扫描,分析群体的遗传多样性和群体结构,应用GLM和MLM程序对标记与大豆灰斑病抗性开展关联分析。结果表明：205份大豆资源对灰斑病1号生理小种抗性遗传变异系数为20.90%;2个模型共检测到与灰斑病1号生理小种抗性关联的位点7个,表型变异解释率在7.58%~16.06%;发掘到增效等位变异36个,其中效应值较大的等位变异为Satt244-230（26.16）、Satt142-154（21.94）和Satt244-186（20.19）,携带上述3个等位变异的载体材料均为野生资源,3个典型材料分别为12C8646、12C8670和12C6175;育成品种中具有最大增效值的等位变异为Satt142-189（8.94）,有7个品种携带该等位片段,均为黑龙江品种,典型载体材料为东农43。 上述信息可用于分子标记辅助选择育种和抗源筛选。     

马铃薯病毒病抗性基因分子标记检测

马铃薯(Solanum tuberosum L.)是世界第四大重要的粮食作物,生长过程中其品质和产量会受到各种因素的影响,其中病毒病是影响最为严重的因素之一,给生产造成巨大损失。目前已知大约有40种病毒会感染马铃薯,对马铃薯的产量和品质影响最主要的病毒是马铃薯X病毒(PVX)、马铃薯Y病毒(PVY)和马铃薯卷叶病毒(PLRV)。马铃薯中含有对PVX具有极端抗性的基因Rx1、对PVY具抗性的基因Ry_(adg)、Ry_(sto)、Ry_(chc)和对PLRV具抗性的基因PLRV.1,聚合抗性基因是防治PVX、PVY以及PLRV对马铃薯生产影响最有效的策略。本研究利用与抗性基因Rx1、Ry_(adg)、Ry_(sto)、Ry_(chc)和PLRV.1紧密相连的分子标记Rxsp、RYSC3、YES3-3B、Ry186和Nl27_(1164),对国内外103个马铃薯品种(系)基于PCR检测,从而追踪目标基因,在育种中实现分子标记辅助选择。结果显示103份材料中,均含有1个或1个以上的抗性标记。只含1个抗性标记的品种(系)共有17个,占供试材料的16.50%;同时含2个抗性标记的品种(系)共有31个,占供试材料的30.10%;同时含3个抗性标记的品种(系)共有34个,占供试材料的33.01%;同时含4个抗性标记的品种(系)共有16个,占供试材料的15.53%;同时含5个抗性标记的品种(系)共有5个,占供试材料的4.85%,分别为‘冀张薯8号’、‘鄂薯10号’、‘黑金刚’、‘中薯18号’、‘维雷巴耶夫’,这5个品种均为目前生产上推广的优良品种。检测结果可以为新品种(系)的推广应用以及抗病毒育种选育提供科学依据,在育种中结合农艺性状评价将筛选出来含多个不同抗性标记的材料作为骨干亲本用于进行聚合育种,在F_1代实生苗阶段进行分子标记检测,结合田间表现,创造出多抗病毒材料。     

水稻抗褐飞虱基因Bph3特异性分子标记开发及应用

Bph3是一个对褐飞虱具有广谱、持久抗性的主效基因,对水稻抗褐飞虱育种具有重要利用价值,但其至今仍缺乏基因特异性标记,限制了分子辅助育种中对它的高效利用。本研究通过对Bph3不同等位基因编码区进行测序比对,获得两个Bph3特异性SNP位点SNP1(Bph3为T,其余为C)和SNP2(Bph3为C,其余为T)。在等位基因特异性PCR(allele-specific polymerase chain reaction,AS-PCR)方法的基础上,开发两对显性标记特异扩增两个SNP位点来分别鉴定Bph3和其余等位基因型,组合使用两对显性标记即可获得一套鉴定Bph3基因型的共显性标记。使用该套标记对水稻品种基因组DNA进行PCR扩增,鉴定PCR产物条带大小即可区分Bph3不同基因型。利用该方法对Bph3基因进行分子标记辅助选择育种,可快速有效的将其导入目标水稻品种,加快水稻抗褐飞虱品种选育进程。     

大豆对胞囊线虫的抗性及分子标记研究

本文首次利用我国特有的抗病品种小粒黑豆与辽宁省的主栽品种辽豆10配制杂交组合,以F2代群体为试验材料,系统地应用分离群体分组分析法(Bulked Segregant Analysis,BSA)寻找与大豆胞囊线虫3号生理小种抗性基因相关的DNA分子标记以及同工酶标记和低分子肽/氨基酸标记,为我国的大豆抗胞囊线虫病育种提供理论指导.主要研究结果如下:1.利用杂交技术构建了大豆胞囊线虫抗性的分子表达平台.本研究配制了辽豆10×小粒黑豆的杂交组合,并利用海南加代快速繁殖,应用毒力最弱的大豆胞囊线虫3号生理小种对F2代群体进行抗性鉴定和移栽,为大豆对胞囊线虫抗性分子标记的筛选提供了均一遗传背景的试验材料.对该组合进行田间抗性鉴定,结果表明符合抗感分离1∶3的比率,表明在辽豆10背景下小粒黑豆对大豆胞囊线虫3号生理小种的抗性是由一对以上的隐性基因控制的.2.应用分离群体分组分析法在辽豆10和抗大豆胞囊线虫的核心抗源中获得了一个与感病性密切相关的RAPD标记S11700.应用143个随机引物,对由小粒黑豆和辽豆10配制的杂交组合的抗感亲本和构建的抗感池进行筛选,有92个引物产生了RAPD扩增产物,25个引物产生了RAPD多态性,其中一个引物产生了与抗大豆胞囊线虫基因密切相关的特异性DNA片段S11700,经多次重复验证,该片段在感病亲本及感病池中被特异性扩增,而在抗病亲本及抗病池中未产生该片段.利用S11700对不同抗性大豆品种进行分子标记鉴定和辅助选择,验证了该特异性片段与大豆胞囊线虫3号生理小种抗性紧密相关,可以用于抗胞囊线虫大豆新品种的分子辅助选择育种.3.利用BSA法对11个黑色种皮的大豆品种和12个黄色种皮的大豆材料的基因组DNA进行RAPD分析,获得一个与大豆黄色种皮相关的特异DNA片段S79500.采用该标记对辽豆10×PI437654杂交后代种皮颜色有分化的群体进行检测,结果表明这个RAPD标记具有较高的重复性和稳定性,可用于辅助选育优良的黄色种皮的大豆新品种.4.获得了一个与大豆胞囊线虫3号生理小种抗性基因相关的SSR分子标记Satt187.应用204对SSR引物对辽豆10×小粒黑豆进行SSR分析,31对引物产生了扩增产物,其中15对具有多态性,从中筛选到一个与大豆胞囊线虫3号生理小种抗性基因相关的分子标记Satt187,其片段大小为172 bp和176 bp,为共显性标记,在F2代分离群体中的分离比为1∶2∶1,呈孟德尔式遗传.应用该标记对辽豆10x小粒黑豆F2代分离群体进行分子标记鉴定和辅助选择,在抗病单株中均检测到标记带Satt187-176 bp的存在,而在感病单株中检测到有Satt187-176 bp和Satt187-172 bp两种标记带或仅有Satt187-172 bp的标记带存在,分析表明该标记具有抗胞囊线虫分子标记辅助选择应用的前景.5.系统地研究了辽豆10×小粒黑豆和辽豆10×PI437654两对组合的亲本及其杂交后代植株体内防卫反应酶系,包括多酚氧化酶(PPO)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)酶活及根内可溶性蛋白含量的动态变化.研究结果表明,抗感亲本、子代在大豆胞囊线虫侵染后各种防御酶系和可溶性蛋白含量均产生相应的变化,表现出酶活及可溶性蛋白的变化与抗病性密切相关,可作为鉴定大豆抗源抗性强弱的一项辅助生化指标,在抗胞囊线虫病抗源筛选辅助选择中起到一定的作用.6.采用电泳技术,系统地研究了大豆胞囊线虫侵染后,抗感亲本及子代中PPO、POD、CAT、SOD等几种同工酶酶谱,获得了一条与大豆胞囊线虫抗性相关的特异性SOD谱带.研究结果表明,线虫侵染后,诱导植株体内PPO、POD、CAT、SOD及可溶性蛋白量的增加,抗病亲本诱导产生的酶蛋白及可溶性蛋白量均多于感病亲本,对于杂交后代,出现不同于亲本的新的同工酶和可溶性蛋白谱带.在两对组合的SOD酶谱中,分别出现一条特异性谱带(Rf=0.365和Rf=0.381),利用两对杂交组合F2代抗感单株进行SOD同工酶电泳分析,证明该带可以作为大豆抗胞囊线虫的一项较为可靠的生化标记.7.探讨了不同抗性大豆品种及杂交后代根系分泌物中低分子肽/氨基酸与抗性的相关性.应用简便快速的聚酰胺薄膜层析检测技术对不同抗性大豆品种及杂交后代根系分泌物中低分子肽/氨基酸与抗胞囊线虫的相关性进行了研究.结果表明,大豆胞囊线虫侵染后,抗感亲本和子代在出苗后不同时期根系分泌物中的低分子肽/氨基酸的种类和数量有所差异,出苗后1～6 d的变化明显,感病亲本及感病子代在D区和E区存在共有的荧光斑点,而抗病亲本及抗病子代则无,可将该项检测技术作为一种辅助手段,用于大豆对胞囊线虫3号生理小种的抗性鉴定.     

番茄叶霉病菌主要生理小种的RAPD标记鉴别

叶霉病是番茄的主要病害之一,目前我国大部分地区番茄叶霉病菌生理小种以1．2．3,1．2．3．4和1．2．3．4．9为主。本研究旨在利用RAPD技术对3个主要的番茄叶霉病菌生理小种进行分子鉴别。在筛选了41个RAPD随机引物的基础上,利用28个引物对3个生理小种的基因组DNA进行了分析,扩增获得了138个位点,3个生理小种基因组的带型相似率达96．38％.4个引物S89、S40、A30和A31在3个小种间产生了5个多态性位点,可以将3个生理小种完全区分开来。这些RAPD标记可用于番茄叶霉病菌生理小种鉴别,为有效地开展番茄叶霉病菌生理小种分化研究提供了一个新方法。     

水稻稻瘟病抗性基因的归类分析及其功能研究进展

稻瘟病是世界水稻各稻区的主要病害之一.目前比较经济实效的稻瘟病控制方法是培育抗性水稻品种,传统遗传育种在提高水稻病害抗性方面做出了重要贡献,然而却存在着局限性,如优质品种却感病,抗病品种产量低,育种周期长,稻瘟病菌生理小种变异快等,使得传统育种陷入了僵局.随着分子生物学研究的深入,通过转基因和分子标记辅助选择的方法,选...     

基于大豆胞囊线虫病抗性候选基因rhg1的InDel标记开发与鉴定

大豆胞囊线虫病是严重危害大豆生产的重要病害之一,根据抗病候选基因开发标记可为分子标记辅助选择抗病材料提供标记资源.本研究通过对大豆胞囊线虫抗性候选基因rhg1的序列比对分析,发现4个插入/删除位点,针对其中3个多碱基插入/缺失位点开发了InDel标记.应用开发的3个InDel标记对33份栽培大豆进行基因型鉴定,共检测到等位变异11个,平均每个位点3.67个.其中rhg1-I1位点有等位变异5个,rhg1-I2位点有等位变异2个;rhg1-I4位点有等位变异4个.各等位变异发生频率范围为0.8%～77.3%.InDel标记与大豆胞囊线虫抗性间的关联分析表明,rhg1-14为抗性相关标记,对抗病资源的检出效率为88.2%,对感病资源的检出效率为100%.该标记的288 bp等位变异和294 bp等位变异为抗病相关等位变异,269 bp等位变异和272 bp等位变异为感病相关等位变异.此标记与常用于标记辅助选择的Satt309配合鉴定可以提高SCN抗病资源的检测效率.     

四个小麦抗穗发芽分子抗性标记有效性的验证与评价

成熟期穗发芽是一种世界性灾害, 严重影响小麦品质和产量。本试验利用已报道的4个与穗发芽抗性相关的标记, 即STS标记MST101、STMS标记wmc104、QTL位点Xgwm155与Vp1B3, 结合穗发芽率分析,对95份中国小麦地方品种和历史品种的穗发芽抗性进行筛选, 旨在从中筛选出抗穗发芽品种, 并对这4个分子标记的有效性进行比较, 筛选出可用于种质资源筛选和分子标记辅助育种的高效分子标记。结果表明, Vp1B3和Xgwm155与穗发芽抗性相关, 而MST101和wmc104与穗发芽抗性无关。比较而言, Vp1B3更能有效地用于筛选穗发芽抗性品种, 但将Vp1B3和Xgwm155结合起来筛选抗穗发芽小麦品种, 会提高选择效率。     

不同大白菜材料对根肿菌生理小种的抗性反应及抗病位点检测

为了明确主栽的大白菜以及大白菜育种材料与根肿菌生理小种之间的抗性关系,以现有4,7,10和11号生理小种为菌源,用注射法进行接种,对25份供试大白菜材料进行抗病性鉴定,同时利用分子标记检测供试材料中所含的根肿病抗性位点。结果表明:供试大白菜中,山地王2号等8份试材对4个生理小种都表现抗病,德高CR117等7份试材对4个生理小种都表现感病,C1等4份试材对2个生理小种感病,华抗301等6份试材只对4号生理小种感病;所有试材均含有Crr1抗病位点,德高CR117等11份试材含有Crr2抗病位点,仅在京春CR3中检测到Crr3抗病位点,除德高CR铁甲1号和大地CR118外,其他试材中均检测到了CRk抗病位点,有21,16份试材中分别检测到抗病位点CRa和CRb,而CRc抗病位点仅在星光和CR75中存在。总之,不同大白菜材料对同一生理小种抗性反应不同,同一个材料对不同生理小种的抗性反应不同;所有生理小种中4号生理小种最强,其次为7号生理小种;大白菜材料抗病位点多一定抗病性强;Crr1抗病位点对材料抗性影响不大。     

水稻纹枯病抗性关联分析及抗性等位变异发掘

采用苗期微室接种鉴定法,用144个分布于水稻全基因组的多态性标记,利用TASSEL软件GLM (Q)、MLM (Q+K)和MLM (PCA+K) 3种模型对456份水稻材料组成的自然群体进行纹枯病抗性关联分析。结果发现,有13个标记位点至少在两种模型中均被检测到与纹枯病抗性显著关联,单个位点可解释表型变异的1.84%~8.42%;其中10个标记位点位于以往报道的连锁定位的抗纹枯病QTL附近,3个标记位点(RM1036、RM5371和RM7585)是未曾报道的新的抗病相关位点。抗性等位变异RM7585-150对纹枯病发病病级减效效应最大;有259份材料携带抗性等位变异RM5371-129,占供试材料总数的56.8%,只有26份材料携带抗性等位变异RM1036-82,占供试材料总数的5.7%。水稻纹枯病发病病级与其含有的抗性等位变异数量呈极显著的负相关。本研究结果将为水稻抗纹枯病分子标记辅助育种提供理论依据。     

瓜类蔬菜子叶离体培养的研究进展

本文对瓜类蔬菜子叶离体培养的研究进行综述,包括再生途径、影响因素及应用等方面研究的进展,讨论了瓜类蔬菜子叶离体培养存在的问题和今后研究的重点。     

黄淮南片小麦夏季自然加代育种技术

总结了黄淮南片冬麦区小麦夏季自然加代技术在育种中的应用现状,提出了在该麦区夏季就地自然加代的规模化、高效、低成本小麦育种加代操作技术,为加速小麦育种进程提供技术支撑。     

链轮丝菌属谷氨酰胺转氨酶的研究进展

谷氨酰胺转氨酶能催化酰基转移反应,使蛋白质分子间和分子内产生共价交联,从而改变蛋白质的功能与特性。与其他来源的谷氨酰胺转氨酶相比,微生物谷氨酰胺转氨酶因其不需要钙离子激活、分子量小、易于纯化、应用成本低等特性,在食品、医药等领域显示出更广阔的应用前景。微生物谷氨酰胺转氨酶主要来源于链轮丝菌属。 本文对链轮丝菌属产谷氨酰胺转氨酶菌株的选育、发酵条件的优化、MTG的分离纯化、MTG结构、MTG基因的克隆、转化和修饰、MTG的应用等方面进行了综述。     

中国稻草还田技术研究进展

随着中国农业的发展,大量稻草被焚烧或者弃置,这不仅浪费了养分资源还造成环境污染。本文综述了稻草还田的方式方法,稻草还田对土壤性状及水稻产量的影响以及稻草还田对水稻氮素吸收和氮肥利用率的影响,以期待稻草还田技术可以进一步推广应用。     

中国牧草育种工作研究进展

在综述中国牧草育种工作进展的同时,分析了牧草育种工作中存在的问题,主要包括育成的牧草品种少,良种推广和覆盖面积较小以及牧草育种理论基础薄弱等,并针对性地提出应从改进牧草育种的方法和途径、培育具有地方特色的独特牧草品种、加强种质资源的保护与利用、加快良种向现实生产力的转化以及通过各部门协作攻关等方面解决这些问题。     

兰花试管开花研究进展

对兰花试管开花方面的研究进行了综述,着重介绍了兰科植物试管开花的影响因素及其调控和分子机理等方面的研究情况,指出目前存在的若干问题并提出解决对策。     

Variation in virulence and resistance in the bean-bean rust pathosystem in Ecuador

Twenty two Uromyces appendiculatus isolates were tested on 20 differential and 25 Ecuadorian Phaseolus vulgaris cultivars in the seedling stage. Based on the infection types 20 races could be discerned. The Ecuadorian cultivars differed greatly in their reaction to the isolates, from resistant to only one isolate (`Red Small Garden') to resistant to all isolates (’G2333‘). The isolates showed a wide range of virulence to the Ecuadorian cultivars, from virulent to only two cultivars (isolate 13) to virulent to 21 cultivars (isolates 5 and 23). Seven cultivars with a basically susceptible infection type appeared to differ greatly in quantitative resistance when tested in three consecutive crop cycles. The disease severities in percentage leaf area affected averaged over the three cycles ranged between 83.9% for ‘Red Small Garden’ and 13.1% for ‘INIAP-414’. Race-specific resistance does not seem an advisable breeding strategy, but the quantitative resistance offers a good alternative.     

MicroRNA在高等植物逆境响应中的作用机制研究进展

microRNA（miRNA）是一类20~24bp的内源性小分子非编码RNA,广泛存在于真核生物中。成熟的miRNA通过与靶基因较保守的互补位点配对结合,在转录后水平负调控靶基因的表达,参与植物的生长发育、信号转导和逆境响应等过程。本文综述了植物在生物胁迫和非生物胁迫（重金属、干旱、低温、盐、热）响应中miRNA的作用及其调节机理研究进展,指出存在问题并进行展望。     

植物响应低温胁迫转录组测序研究进展

低温胁迫是限制植物生长发育和地理分布最主要的环境因子之一,影响植物细胞膜系统、抗氧化系统、光合作用、次生代谢等诸多方面,对农业生产和发展有严重影响。因此,揭示作物在冷胁迫下的生理及分子机制是十分必要的,这有助于培育耐寒作物品种,从而减少生产损失,扩大作物种植面积,具有重要的生产价值和经济效益。目前,基于RNA-seq技术进行植物低温胁迫分子机制深度解析在拟南芥、水稻、油菜、茶树、小麦、烟草、高粱等重要作物上得到了发展应用。本研究综述了近年来植物在低温胁迫或低温适应过程中的转录组学研究现状,以期为高通量测序技术在植物抗性研究方面提供方法借鉴和理论基础。     

Advances in Japanese pear breeding in Japan

The Japanese pear (Pyrus pyrifolia Nakai) is one of the most widely grown fruit trees in Japan, and it has been used throughout Japan’s history. The commercial production of pears increased rapidly with the successive discoveries of the chance seedling cultivars ‘Chojuro’ and ‘Nijisseiki’ around 1890, and the development of new cultivars has continued since 1915. The late-maturing, leading cultivars ‘Niitaka’ and ‘Shinko’ were released during the initial breeding stage. Furthermore, systematic breeding by the Horticultural Research Station (currently, NARO Institute of Fruit Tree Science, National Agriculture and Food Research Organization (NIFTS)) began in 1935, which mainly aimed to improve fruit quality by focusing on flesh texture and black spot disease resistance. To date, 22 cultivars have been released, including ‘Kosui’, ‘Hosui’, and ‘Akizuki’, which are current leading cultivars from the breeding program. Four induced mutant cultivars induced by gamma irradiation, which exhibit some resistance to black spot disease, were released from the Institute of Radiation Breeding. Among these cultivars, ‘Gold Nijisseiki’ has become a leading cultivar. Moreover, ‘Nansui’ from the Nagano prefectural institute breeding program was released, and it has also become a leading cultivar. Current breeding objectives at NIFTS mainly combine superior fruit quality with traits related to labor and cost reduction, multiple disease resistance, or self-compatibility. Regarding future breeding, marker-assisted selection for each trait, QTL analyses, genome-wide association studies, and genomic selection analyses are currently in progress.