蓖麻Lm型雌性系及其杂交组合的杂种优势分析

为了解Lm型雌性系蓖麻的配合力遗传基础,以5个蓖麻Lm型雌性系为母本,3个蓖麻两性系为父本,根据NC-Ⅱ不完全双列杂交组配15个杂交组合,对蓖麻杂交组合的配合力、遗传力以及杂种优势进行分析。结果表明：雌性系A1和两性系B2的GCA和杂交组合SCA在蓖麻大部分农艺性状中均表现优秀,可在提高蓖麻产量的亲本选育中作为优异亲本进行杂交组合的构建。对亲本杂种优势研究发现,两性系B2参与组配的杂交组合在多个农艺性状上表现为强杂种优势,而Lm型雌性系则表现为在单个性状上具有较强的杂种优势。从遗传力分析结果来看,蓖麻的主茎蒴果数、一级分枝蒴果数、主茎穗长、主茎节数、一级分枝百粒质量和产量受加性效应和非加性效应共同影响,且受环境影响较小,适宜在早代进行选择。     

甜瓜遗传连锁图谱构建及果实相关性状QTL定位

试验以厚皮甜瓜品系M4-5为母本材料,薄皮甜瓜品系M1-15为父本材料,配制杂交组合获得F1、F2代,研究甜瓜果实相关性状遗传规律。对M4-5和M1-15两亲本间存在SNP突变位点序列作CAPS检测,共设计CAPS标记523对,筛选出在亲本间有多态性的CAPS标记223对,多态率43.8%。利用多态性引物标记F2代群体,构建甜瓜遗传连锁图谱,该图谱包含195个标记,12个连锁群,覆盖基因组长度1 702.55 c M,标记间平均距离8.78 c M。检测到果实相关位点共计28个,贡献率介于3.4974%~17.9684%。其中与果实形状相关位点14个,与产量相关位点9个,与可溶性固形物含量相关位点5个。     

利用SSR标记分析小麦强优势组合亲本遗传差异

利用SSR标记对小麦（黑麦）异源重组系异源2号组配的22个强优势杂交组合亲本进行了遗传差异检测分析。结果表明，被测材料间SSR标记多态性较高。69对引物中，52对引物（占75．36％）扩增产物具多态性，共扩增得到155条带。其中，123条带具多态性，占79．35％。每个多态性引物可扩增出1－6条带，平均可扩增2．3条多态性带。父本异源2号与其强优势组合母本间SSR遗传距离平均值0．30，高于母本间遗传距离平均值0．21，聚类结果也显示其单独聚为一类。由此证实，异源2号与母本间确实在分子水平上存在较大遗传差异。SSR遗传距离与亲本各性状表型差异及F1各性状杂种优势间相关均不显著。据此认为，可能难以直接利用SSR遗传距离预测杂交组合的杂种优势。     

利用RAPD技术分析小麦强优势组合亲本遗传差异

利用RAPD技术对小麦（黑麦）异源重组系异源2号组配的22个强优势杂交组合的亲本进行了遗传差异检测分析。结果表明,被测材料间RAPD标记多态性较高.61个随机引物中,37个引物（占60．65％）扩增产物具多态性,共扩增得到181条带。其中,105条带具多态性,占58．01％。每个引物可扩增出1～7条多态性带,平均可扩增2.8条多态性带。父本异源2号与其强优势组合母本间RAPD遗传距离较大,平均为0．43,聚类结果也显示其单独聚为一类。由此证实,异源2号与母本间确实在分子水平上存在较大遗传差异。RAPD遗传距离与亲本各性状表型差异相关均不显著,与F1各性状杂种优势间除抽穗期外相关也均不显著。据此认为,难以直接利用RAPD遗传距离预测杂交组合的杂种优势。     

大豆蛋白质相关基因SNP的开发和遗传定位

在大豆蛋白质相关基因中利用直接测序法在2个代表性品种Pureukong与Jinpumkong2之间发掘SNP标记,并利用这些标记将蛋白质相关基因定位在遗传图谱上．为了开发SNP分子标记,选择56个蛋白质相关基因并设计相应的引物．结果显示,49个引物获得较好的测序结果．其中,7个引物在2个亲本之间显示多态性,共检测出11个SNP分子标记．2个亲本间SNP的检测频率为1SNP／2400bp．利用杂交获得的重组自交系,大豆蛋白质相关基因被定位到已经构建的以SSR分子标记为主的遗传图谱上．     

小麦中基于转录组测序SNP的dCAPS标记的高通量开发及验证

结合六倍体小麦品系P7001与P216杂交F5代群体中1对相对性状池的二代转录组测序的单核苷酸多态性(SNP)分析结果,应用最近开发的CAPS/dCAPS Designer工具进行批量的CAPS/dCAPS(衍生/限制性内切酶多态性)标记开发,最终筛选20个CAPS/dCAPS标记进行亲本间的多态性验证。结果表明,将二代转录组测序的SNP分析结果和高通量的CAPS/dCAPS标记设计软件相结合能高效地进行多态性分子标记的开发。     

利用RAPD和ISSR 2种分子标记鉴定西瓜杂交种的遗传纯度

为了鉴定西瓜杂交种抗病苏蜜和苏蜜5号的遗传纯度,利用RAPD和ISSR 2种分子标记技术对F1杂种及其相应亲本的基因组DNA进行了分析。结果显示:在抗病苏蜜杂交种的分析中,对450个随机RAPD引物进行了筛选,其中139个引物产生了235个多态性条带,平均每个引物扩增出了3.12个条带,多态率为16.7%。139个多态性引物中,3个引物产生了母本特异标记,4个引物产生了父本特异标记,2个引物产生了共显性标记。引物JAASRP388的扩增图谱显示产生了1个母本特异标记JAASRP3881200及2个父本特异标记JAASRP3882010、JAAS-RP388500。引物JAASRP410的扩增图谱显示也产生了1个母本特异标记JAASRP410625及2个父本特异标记JAAS-RP4102000、JAASRP4101000。在杂交种苏蜜5号及其亲本的分析中,100个RAPD引物产生了325条扩增带,其中27个RAPD引物成功地扩增出了37个多态性条带,平均多态率为11.38%。在27个多态性RAPD引物中,4个引物产生了母本特异标记,1个引物产生了父本特异标记。此外对62个ISSR引物进行了检测,45个引物成功地产生了188个扩增条带,每个引物平均产生了4.18个条带,15个为多态性引物产生了23条多态性带,平均多态率为12.23%。在ISSR检测中,只发现了2个引物能产生母本特异条带。研究结果说明,不管是1个母本特异引物和1个父本特异引物组合还是利用1个共显性引物都是杂交种种子质量检测过程中一个非常有效的工具。     

与黄麻炭疽病抗性相关的SSR分子标记筛选及新型SNP标记开发

为筛选出与黄麻炭疽病抗性相关的新型分子标记,本研究在前期黄麻炭疽病抗性QTL定位结果的基础上,开发出7对可能与黄麻炭疽病抗性基因连锁的新型SNP标记.同时,在前期对重组自交系群体进行田间炭疽病抗性鉴定的基础上,分别以6个抗病株系和6个感病株系的基因组DNA构建了抗池和感池.以抗、感池的DNA为模板,对36对SSR引物和7对SNP引物进行了多态性筛选,从中初步筛选出具有多态性的SSR引物15对,SNP引物2对.继而,分别以12份抗病和感病株系的基因组DNA为模板,对上述具有多态性的SSR和SNP引物进行进一步验证,最终获得1对与黄麻炭疽病抗性相关的SNP标记,其产生的多态性片段大小约为600 bp.     

核桃(Juglans regia)SRAP标记反应体系建立的研究

以核桃早实优系“绿园”和晚实优系“绿丰”及其F1杂交后代为试材,对核桃SRAP标记反应体系及SRAP标记在核桃中的多态性进行了研究。Mg2 是影响SRAP-PCR反应的重要因子,当Mg2 浓度为2.5mmol/L时,能得到较好的扩增效果。利用11对引物组合对两亲本及其杂交后代进行了SRAP-PCR扩增,以引物组合Em10-Me4多态性最高,在154个杂交后代单株中,扩增出1509条DNA条带,其中多态性条带为824条,多态性比率达54.6%。结果表明,SRAP标记可广泛应用于核桃的遗传多样性分析、种质鉴定、遗传连锁图谱的构建等方面的研究。     

利用Xa21基因的PCR标记进行抗白叶枯病水稻育种

pTA2 48是与抗白叶枯病基因Xa2 1紧密连锁的 1个PCR标记 ,采用多个Xa2 1基因供体和受体水稻亲本以及抗 (Xa2 1)×感组合的F1 、F2 、F3 群体 ,对利用pTA2 48标记辅助选择进行水稻抗白叶枯病育种的有关问题 ,包括抗感亲本间的遗传多态性、pTA2 48标记与Xa2 1位点的连锁关系 ,以及pTA2 48标记选择的准确性等作了探讨。结果表明 ,pTA2 48标记在亲本间具有良好的多态性 ,与Xa2 1基因位点紧密连锁 ,二者间重组率为 0 %～1.3% ,根据该标记的多态性表现可对抗 (Xa2 1)×感组合后代材料中Xa2 1基因的基因型和表现型做出较为准确的选择。     

甘薯蔓割病抗性相关SRAP标记的获得

以高抗甘薯蔓割病品种金山57和高感蔓割病甘薯品种新种花为亲本进行杂交,获得F1分离群体,对F1群体进行蔓割病抗性鉴定,从中选出7个高抗和7个高感蔓割病株系构建抗、感池。以抗、感池基因组DNA为模板,用276对SRAP引物组合对其扩增,从中筛选出98对具有多态性的引物组合,再以抗感亲本加抗感池基因组DNA为模板筛选,从98份SRAP引物组合中筛选出33对多态性较好的引物组合。后通过用一组小群体(6个高抗株系和6个高感株系)进一步筛选,最终获得一对与甘薯抗蔓割病连锁的SRAP引物组合a12b8,经过抗感亲本及F1代的进一步验证,认为该标记与甘薯抗蔓割病基因相关。     

SSR分子标记在花生杂种鉴定中的应用

以24份花生材料为亲本,配制22个杂交组合,并利用40对SSR引物对24份亲本材料进行多态性筛选,运用多态性引物鉴定92个F1代杂种的真伪.结果表明,不同组合亲本间多态性差异较大,差异最大的两亲本(GT-C20-D和Tamrun OL07)的多态性引物比例为65%.SSR标记法鉴定出49个单株为真杂种;而田间表型鉴定出62个单株为真杂种,与标记鉴定结果差异较大.本研究证实利用分子标记鉴定真假杂种非常必要,且准确可行.同时,本试验证明40对SSR引物具有较高的多态性,可直接用于花生遗传多样性、杂种鉴定以及遗传图谱构建等的研究.     

基于SLAF-BSA技术的蝴蝶兰花底色关联SNP分子标记开发与验证

为筛选与蝴蝶兰花黄白底色相关的单核苷酸多态性(Single-nucleotide polymorphism,SNP)位点,以'黄金豹'蝴蝶兰(♀)和'白天使'蝴蝶兰(♂)及其杂交后代为实验材料,选择33个分布在5个不同颜色分布类型组群中的黄色底色杂交后代和仅有的2个纯黄色个体作为黄色底色群体,35个分布在对应5个颜色分布类型组群中的白色底色杂交后代作为白色底色群体,分别提取DNA并等量混合后构建2个不同底色DNA混池,采用特异位点扩增片段测序(SLAF-seq)结合BSA技术,对与花底色密切相关的候选标记进行鉴定。结果表明:共获得164 874个SLAF标签,其中含21 031个多态性SLAF标签,多态率为12.76%。SLAF标记在亲本中的平均序列深度为42×,在子代中的平均序列深度为46×。关联分析表明,在阈值0.745 5时,筛选得到15个与花底色相关的SLAF候选标记,具27个SNP位点。采用SNaPshot测序技术在2个亲本、11个子代和4个不同的种质资源中验证SNP位点,筛选发现,Marker35886和Marker70907的2个SNP位点与相关SLAF序列中的SNP位点一致,对花底色的鉴定准确率分别为66.67%和73.33%,组合准确率达93.33%。本研究筛选到的2个SNP位点可作为有效的分子标记位点在蝴蝶兰育种早期进行辅助选择。     

黄瓜白粉病抗性序列相关扩增多态性的分子标记研究

以高抗和高感白粉病的黄瓜亲本及其杂交后代F2分离群体为材料,应用序列相关扩增多态性(sequence-related amplified polymorphism,SRAP)技术开展与黄瓜白粉病抗性基因连锁的SRAP分子标记研究.结果表明:从437对SRAP引物组合中筛选出62对能够在2个亲本抗、感池间扩增出稳定多态性条带的引物组合,进一步用这些引物分析F2群体,发现有1对引物组合Mel/Em9扩增出的SRAP标记(Mel/Em9-284 bp)能与黄瓜抗白粉病基因连锁,遗传距离为9.8 cM.获得的分子标记对克隆抗病基因和利用分子标记辅助选择提高育种效率具有重要意义.     

甜瓜作图亲本相关序列扩增的多态性分析

以中国甜瓜地方品种自交系4G21(香瓜)和3A832(哈密瓜)为作图亲本,利用SRAP(Se-quence-relatedAmplifiedPolymorphism)分析了甜瓜作图亲本的多态性,结果表明:在184个SRAP引物组合中有176个扩增出多态性条带,不同引物组合扩增的多态性条带的变异幅度在1～15之间,共扩增出614个,平均每个引物组合扩增出3.34个,说明SRAP标记揭示甜瓜作图亲本多态性的效率很高。     

蓖麻LPAAT基因序列的SNPs及与油脂的相关性

LPAAT对蓖麻储存油脂（triacylglycerols,TAG）的合成调控具有重要作用。为了研究蓖麻LPAAT的多态性,参考GenBank中编码蓖麻LPAAT的基因组序列设计引物,对来自32个不同地区蓖麻种质的LPAAT进行测序,获得长约804bp的基因组序列。多态分析表明：在804bp的区间内共发现2个SNP和3个InDel,SNP频率为1／161bp,多样性指数Pi为0．00067。在外显予区域,有1个SNP和2个InDel,其中2个为同义突变,1个为错意突变。结果表明,基因删丁的exon10与种子油脂含量有明显相关性。     

4个两系杂交稻亲本的SSR多态性分析

用52对SSR引物对以培矮64S为母本的4个两系杂交稻组合的5个亲本DNA多态性进行了分析,并以1个杂交粳稻86优8号作为对照。结果表明:46对引物能在7个亲本间扩增出多态性条带;8对引物能将4个两系杂交稻与对照杂交粳稻区分开,且在86优8号的亲本中具有多态性;可区分两优培九、两优108、培矮64S/E32、两优122和86优8号F1及其亲本的SSR引物分别为34、32、31、30和14对;有16对SSR引物可用于区分4个两系杂交组合F1和亲本,引物RM206和RM286可区分5个组合和各自的亲本。应用其中1对引物RM505对两优培九进行鉴定验证,结果表明该引物能准确区分两优培九及其亲本。根据本试验中引物的多态性和特异性结果,有多种途径可鉴别这4个两系杂交组合。可通过RM13(或RM206、RM286等)、RM224(或RM337)、RM234(或RM252、RM505和RM565)和RM25(或RM217、RM248和RM585)等4对引物将两优培九、两优108、培矮64S/E32和两优122分别加以鉴别。     

恢复系和保持系RAPD分子标记与甘蓝型油菜杂种优势关系的研究

以6个甘蓝型油菜不育系及其同型保持系、5个恢复系及不育系同恢复系按NC (6×5)设计配成的30个杂交组合为材料,利用RAPD分子标记研究油菜遗传距离与杂种产量、杂种产量优势、特殊配合力的关系。结果表明:23个RAPD引物在6个保持系和5个恢复系间共扩增出89条多态性条带,据此计算出亲本间的相似系数为0.2706～0.6164。聚类分析将参试的6个保持系和5个恢复系分为4组,第1组包括6个保持系和1个恢复系C5,第2组包括C1和C42个恢复系,第3组包括1个恢复系C2,第4组包括1个恢复系C3,亲本分组结果与其地理来源关系不大;方差分析表明,组合间产量差异达极显著水平。特殊配合力与产量、产量杂种优势的相关关系达显著水平,但亲本遗传距离与杂种产量、产量杂种优势、特殊配合力的相关关系都未达显著水平,表明不能根据亲本RAPD遗传距离的大小预测杂种产量及产量杂种优势。     

利用Xa21基因的PCR标记进行抗白叶枯病水稻育种

pTA248是与抗白叶枯病基因Xa21紧密连锁的1个PCR标记,采用多个Xa21基因供体和受体水稻亲本以及抗(Xa21)×感组合的F1、F2、F3群体,对利用pTA248标记辅助选择进行水稻抗白叶枯病育种的有关问题,包括抗感亲本间的遗传多态性、pTA248标记与Xa21位点的连锁关系,以及pTA248标记选择的准确性等作了探讨.结果表明,pTA248标记在亲本间具有良好的多态性,与Xa21基因位点紧密连锁,二者间重组率为0%～1.3%,根据该标记的多态性表现可对抗(Xa21)×感组合后代材料中Xa21基因的基因型和表现型做出较为准确的选择.     

分子标记辅助选择玉米杂种后代创新种质方法研究

【目的】目前,玉米生产上利用的杂交种95%以上是单交种。利用分子标记辅助选择手段探索从杂交种后代中高效发掘分别适合作父本和母本材料的方法,对于提高杂交种类资源的利用效率,推动玉米育种发展进程具有重要意义。【方法】以爆裂玉米杂交种JB1的F_1代种子作为试验材料,首先利用玉米全基因组范围内SSR分子标记,经聚合酶链式反应(PCR)扩增,非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE)对杂交种种皮和胚进行基因型检测,筛选多态性SSR分子标记,明确相应父、母本的基因型。在此基础上,选取10条染色体上均匀分布的多态性SSR分子标记对F_2及后续2个世代的分离群体进行逐代分子标记辅助选择,获得的后代材料可分为3组,即类父本材料、类母本材料和中间型材料。为了进一步评估所选材料的杂种优势恢复程度及在育种工作中的实际应用价值,在F_4代对类父本和类母本两组材料配制了组内、组间杂交组合;同时,利用3个测验种与基于分子标记选择获得的类父本材料、类母本材料以及在早代通过育种经验选取的优异材料进行测交试验,对最终获得的2 780个各种类型组合在北京顺义和河北蔚县2个不同环境下进行产量鉴定及综合评价。【结果】分子标记辅助选择显著提高了分离后代中材料的选择效率,F_4代辅助选择材料中,类父本材料与父本的相似度最高可达79.5%,类母本材料与母本的相似度最高可达73.7%,显著高于随机选择条件下的亲本相似度均值。不同类型辅助选择材料间保持了较大的遗传距离,最大可达86%。F_4代材料相互组配,不同亲本类型辅助选择材料组配的杂交种小区产量显著高于同类型辅助选择材料组配的杂交种。测验种组配的测交组合鉴定结果显示,本研究中与类父本材料组配的杂交种表现出较强的杂种优势,产量显著高于与类母本材料及早代通过育种经验选取的优异材料组配的测交组合,且存在产量超过原杂交种最大值的组合。【结论】利用分子标记技术作为辅助选择手段,从杂交种资源中发掘优异育种材料、开展种质创新的方法,可有效提高杂交种资源的利用效率。