大麦开颖性状的遗传分析 II.大麦开颖性状的杂种优势及配合力

为给大麦杂交亲本的选配提供依据,2002-2003年以5个开颖品种(黄长芒大麦、沪1154、1430R、99-7122、扬0187)和1个闭颖品种(91单2)为亲本,采用62完全双列设计配制杂种F1,同时将5个开颖品种与另一闭颖品种84161配制正反交F1,研究了大麦开颖性状的杂种优势和配合力。结果表明:(1)6个亲本完全双列杂交的F1与双亲比较,大部分组合的开颖角度在中亲和低亲值之间,46.7%的杂种F1的开颖角度具有负向显著离中亲优势,说明大麦开颖角度的杂种优势不明显。(2)亲本的开颖角度越大,其一般配合力效应越高。5个开颖亲本中,黄长芒大麦的一般配合力最大,特殊配合力方差也大,是一个较好的开颖亲本。(3)亲子回归及相关分析表明,F1与中亲的回归和相关系数均较大,开颖角度中亲值提高1°,F1将提高1.4°,开颖亲本的开颖效应越大,后代越偏向于开颖特性;闭颖亲本的闭颖效应越大,后代的开颖角度越易减小。(4)根据2个闭颖亲本分别与5个开颖亲本相互杂交F1的比较,发现杂种F1的开颖角度与开颖亲本的开颖特性有关,也与闭颖亲本的遗传背景有关。     

大麦开颖性状的遗传分析Ⅱ.大麦开颖性状的杂种优势及配合力

为给大麦杂交亲本的选配提供依据, 2002～2003年以5个开颖品种(黄长芒大麦、沪1154、1430R、99-7122、扬0187)和1个闭颖品种(91单2)为亲本,采用62完全双列设计配制杂种F1,同时将5个开颖品种与另一闭颖品种84161配制正反交F1,研究了大麦开颖性状的杂种优势和配合力.结果表明:(1)6个亲本完全双列杂交的F1与双亲比较,大部分组合的开颖角度在中亲和低亲值之间,46.7%的杂种F1的开颖角度具有负向显著离中亲优势,说明大麦开颖角度的杂种优势不明显.(2)亲本的开颖角度越大,其一般配合力效应越高.5个开颖亲本中,黄长芒大麦的一般配合力最大,特殊配合力方差也大,是一个较好的开颖亲本.(3)亲子回归及相关分析表明,F1与中亲的回归和相关系数均较大,开颖角度中亲值提高1°,F1将提高1.4°,开颖亲本的开颖效应越大,后代越偏向于开颖特性;闭颖亲本的闭颖效应越大,后代的开颖角度越易减小.(4)根据2个闭颖亲本分别与5个开颖亲本相互杂交F1的比较,发现杂种F1的开颖角度与开颖亲本的开颖特性有关,也与闭颖亲本的遗传背景有关.     

大麦开颖性状的遗传分析Ⅰ.大麦开颖性状的遗传效应和遗传模型

为了研究大麦开颖性状的遗传规律，以5个开颖品种（系）（黄长芒大麦、沪1154、1430R、99-7122、扬0187）和1个闭颖品种（91单2）为亲本，采用6^2完全双列设计，配制杂种F1．开花期利用图象处理软件Adobe photoshop测量亲本及杂种F1的开颖角度，并对所测的数据进行方差分析．同时计算公共亲本的系列方差Vr和系列协方差Wr，以测验开颖性状的遗传模型．推断其显（隐）性基因频率分布特点。结果表明：（1）亲本间和杂种间的F值分别为237．71^＊＊和162．48^＊＊，表明开颖角度在亲本间和杂种间的差异均这到极显著水平；（2）Wr依Vr的回归方程为Wr=4，5128＋0．8968Vr，r=0＋9339^＊＊，回归系数与0的差异（t=5．23^＊＊，df=4）达到极显著水平，与1的差异（t=-0．60，df=4）不显著，即开颖性状的遗传符合加性-显性模型;回归截距与0的差异（t=0．86，df=4）也不显著，即开颖性状的遗传属完全显性类型；加性、显性和环境方差的估计数依次为45．922、20．321和1．210，说明加性遗传方差比非加性遗传方差更重要；开颖显性方向和程度随亲本和组合而有所不同，平均而言．开颖性状是减效基因表现为显性，即闭颖对开颖表现为显性；（3）15对正反交杂种F1中有3对的开颖角度存在正反交差异，表明大麦开颖性状有时还受到细胞质基因的影响。     

大麦开颖角度的配合力及其稳定性分析

为了解大麦开颖角度的配合力及其稳定性,以5个开颖角度差异较大的大麦品种及以其作亲本按照完全双列杂交组配得到的20个杂交种为材料,对2年6点次的不同环境下大麦开颖角度的配合力及其基因型与环境的互作关系进行了分析。结果表明,开颖角度受材料、环境及二者互作的影响均达到极显著水平;一般配合力和特殊配合力方差均达极显著水平;亲本一般配合力在环境间差异较小,表现为沪1154扬0187黄长芒1430R扬农啤7号;组合的特殊配合力在环境间差异较大。5个亲本的一般配合力在不同环境间表现稳定,单点测定的结果对其他环境的参考利用价值高;特殊配合力的稳定性较差。开颖角度配合力的稳定性主要受加性效应的支配,基因型与环境互作对其影响较小。     

水稻Pi9基因序列标记的开发及其抗瘟育种应用

利用广谱抗稻瘟病基因Pi9的3'UTR序列设计特异DNA标记pi9utr,通过分子标记辅助选择和连续回交育种实践,改良7份籼稻亲本(316B、金23B、R207、R228、R288、R389、明恢86)的稻瘟病抗性。结果表明:pi9utr是一个高效显性分子标记,除R207外,在其余6份受体亲本与Pi9供体亲本75-1-127间均存在明显而稳定的多态;在室内接种后的316B×75-1-127 BC4F1群体和R288×775-1-127 BC6F1群体中随机取样,进行稻瘟病抗性表型和基因型鉴定及Pi9基因表达分析,证明pi9utr对两个组合回交后代个体的抗病性辅助选择效率均为100%,且在所有抗病单株中均能检测到Pi9基因的高效表达,在所有感病单株中均没有检测到Pi9基因的表达。利用pi9utr在回交世代中的连续辅助选择,获得了3个组合的BC4F1及3个组合的BC6F2代群体,为选育抗稻瘟病新品种打下了基础。     

鲁麦22×扬麦9号早代LOX活性分布及遗传分析

为了解脂肪氧化酶(LOX)活性基因的遗传规律,利用单个分离世代群体遗传分析方法对"鲁麦22×扬麦9号"的F2群体及F2∶3家系群体的LOX活性分布、相关性及遗传组成进行了分析。结果表明,F2与F2∶3家系的LOX活性分布相似,并极显著相关(R2=0.714);该组合的LOX活性主要受两对主基因控制,且主基因显示为加性-显性-上位性效应。对于F2群体,两对主基因遗传率为78.2%,第一对主基因的加性效应、显性效应和显性度分别为4.09、-2.1和-0.51;第二对主基因分别为2.1、-0.77和-0.37;对于F2∶3家系群体,主基因遗传率为81.2%,第一对主基因加性效应、显性效应和显性度分别为3.11、-0.49和-0.159;第二对主基因分别为1.828、-0.1、-0.056。在F2及F2∶3家系中,两对主基因均表现为负向显性效应,其加性×加性上位(互作)效应、加性×显性(显性×加性)效应和显性×显性互作效应都不为0,说明二者存在明显互作效应。     

普通小麦闭颖特性遗传分析及离体培养特性研究

为了给闭颖小麦的分子育种提供理论依据,进行了闭颖小麦闭颖授粉特性的遗传分析,同时对6个闭颖小麦系的花药、幼胚及成熟胚进行了离体培养特性的比较研究。结果表明,5组开、闭颖小麦杂交F1代个体全表现为开颖授粉,F2代个体开、闭颖分离,经卡平方适合性测验,开、闭颖株数均符合3∶1分离比例,表明小麦闭颖变异材料的闭颖授粉特性受一对隐性基因控制;不同闭颖小麦系离体愈伤组织诱导与再生特性有一定差异,供试的6个闭颖系中,133-1和133-8的离体培养特性优良,其中,133-1的成熟胚愈伤组织分化率最高,达到27.93%,133-8的幼胚分化率最高,达到40.70%,两材料的花药分化率也最好,都为4.48%,与对照材料小偃22处于同一水平;133-A的离体组织培养特性最差;3种外植体离体培养中,幼胚的培养再生效率最高,成熟胚次之,花药最差,供试材料的出愈率与分化率之间不具备明显的相关关系。     

玉米矮花叶病抗病基因Rscmv1的精细定位

以感病亲本Mo17为轮回亲本、抗病亲本四一为供体亲本,构建近等基因系,对抗病基因Rscmv1进行精细定位。结果表明,在自交系四一中定位了两个抗病基因Rscmv1和Rscmv2,其中Rscmv1是抗源中普遍存在的主要抗病基因。以选育的近等基因系BC4F3、BC4F4和BC4F5为定位群体,在抗病基因区域内开发了9个有多态性的BAC-SSR标记,将Rscmv1定位在BAC-SSR标记A5-1和B2-1之间,其遗传距离分别为0.3 cM和0.6 cM,2个标记之间的物理距离为1.38 Mb。     

水稻裂颖突变体sh1的鉴定及基因定位

【目的】本研究旨在定位和克隆水稻裂颖基因，为解析水稻裂颖性的遗传机制提供依据。【方法】从籼稻品种湘早籼6号突变体库中筛选出一个裂颖突变体(split husk 1, sh1)，观察突变体的花器官和浆片形态，利用突变体与02428的F2群体定位目标基因，进一步通过定量PCR分析相关基因的表达情况。【结果】sh1突变体的颖花形态与野生型基本一致，能正常开花，但不能正常闭颖，裂颖的主要原因是浆片不能在开颖后正常萎蔫。sh1突变体的有效穗数增加，但结实率和千粒重显著下降；遗传分析表明，sh1的裂颖表型受一对隐性核基因控制。将SH1基因定位在ID19827与ID19884两个InDel标记之间，物理距离约为110 kb。定位区间测序发现，突变体中丙二烯氧化合酶编码基因OsAOS1发生单碱基突变，导致氨基酸发生改变；SH1基因的突变显著降低了花器官中的茉莉酸含量，进而影响了茉莉酸合成及信号转导相关基因的表达。【结论】SH1基因通过影响茉莉酸的合成和信号转导调控水稻闭颖，OsAOS1可能是SH1基因的候选基因。     

一个水稻金黄色颖壳和节间基因的遗传定位

R68是带有金黄色颖壳和节间标记的籼稻恢复系。对来源于组合中9A/R68 的F2群体的遗传分析表明,R68的金黄色颖壳和节间性状由1对隐性基因控制。利用SSR分子标记,采用隐性群体分析法,把金黄色颖壳和节间基因定位在第3染色体上,位于RM1230、RM7000和RM227、RM514之间,遗传距离分别为8.7、3.3、2.7和4.7 cM,暂将该基因命名为 gh 5。     

小麦抗病基因Lr68和Sr2/Yr30的遗传特性分析

为深入了解小麦抗病基因的遗传规律,以亲缘关系较远的小麦品种西农979和RL6077为亲本,构建其BC1F1和F2群体,用特异性标记csGS和WMS533分别对抗叶锈病基因Lr68、抗秆锈病和条锈病基因Sr2/Yr30进行检测,同时进行农艺性状分析。结果表明,后代群体抗病基因分布广泛,F2群体抗病基因传递率(65.41%、74.53%、48.91%)较BC1F1(44.27%、55.11%、23.66%)高,Lr68基因在两群体中的传递频率均比理论值低,不符合一对显性基因的遗传规律,Sr2/Yr30基因在BC1F1中的传递率比理论值高,在F2群体中正常,且后代群体中Sr2/Yr30基因的分布较广。后代群体在有效分蘖数、株高、穗粒数、千粒重等农艺性状上与西农979无显著差异,有效小穗数与RL6077一致,茎部指标处于两亲本之间。总体来看,后代群体保留了西农979分蘖力较强、成穗率较高、穗型中等偏大、产量稳定等优良性状,且在分蘖数、成穗率、穗粒数上还有进一步提升的空间。     

水稻裂颖突变体sh1的鉴定及基因定位

[目的]本研究旨在定位和克隆水稻裂颖基因,为解析水稻裂颖性的遗传机制提供依据。[方法]从籼稻品种湘早籼6号突变体库中筛选出一个裂颖突变体(split husk 1, sh1),观察突变体的花器官和浆片形态,利用突变体与02428的F2群体定位目标基因,进一步通过定量 PCR 分析相关基因的表达情况。[结果]sh1 突变体的颖花形态与野生型基本一致,能正常开花,但不能正常闭颖,裂颖的主要原因是浆片不能在开颖后正常萎蔫。sh1突变体的有效穗数增加,但结实率和千粒重显著下降;遗传分析表明,sh1的裂颖表型受一对隐性核基因控制。将SH1 基因定位在ID19827与ID19884两个InDel标记之间,物理距离约为110 kb。定位区间测序发现,突变体中丙二烯氧化合酶编码基因OsAOS1发生单碱基突变,导致氨基酸发生改变;SH1基因的突变显著降低了花器官中的茉莉酸含量,进而影响了茉莉酸合成及信号转导相关基因的表达。[结论]SH1基因通过影响茉莉酸的合成和信号转导调控水稻闭颖,OsAOS1可能是 SH1基因的候选基因。     

油菜新种质12R1402主花序有效角果数的遗传

为促进耐密植油菜育种,提高主花序有效角果数,分析主花序多角油菜新品系12R1402的遗传规律,用主花序有效角果数差异较大的12R1402和常规油菜品种沪油17杂交,构建4世代遗传体系(P1、P2、F1和F2),应用主基因+多基因混合遗传模型对该组合主花序有效角果数进行遗传分析。结果表明,组合12R1402×沪油17主花序有效角果数遗传受2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性多基因控制(E-1模型),其中第1对主基因加性效应值为40.86,显性效应值为-32.62,第2对主基因的加性效应值为40.58,显性效应值为-0.75,2对主基因都以加性效应为主,都表现为主花序多角部分显性,2对主基因间存在明显的基因互作效应;多基因加性效应值为-29.40;多基因的显性效应值为68.36。12R1402×沪油17组合F2群体中主基因和多基因遗传率分别为60.38%和2.14%,主花序多角性状以主基因遗传为主,宜在早期世代进行选择。组合12R1402×沪油17遗传变异占表型变异的62.52%,环境变异占表型变异的37.48%,环境因素对主花序多角性状影响较大。     

油菜抗咪唑啉酮性状的遗传及其应用

以抗咪唑啉酮类除草剂油菜M9选系M9-2、M9-3、M9-11、M9-14和MI CMS (陆奥-五十铃细胞质雄性不育) 恢复系N221、N340、N341为亲本材料配制杂交组合,研究抗性遗传。结果表明,咪唑啉酮抗性为显性性状,由1对核基因控制,抗性基因在F2和BC1群体遵循孟德尔遗传规律。因此,应用杂交、回交等常规育种方法可将抗性基因导入目标品种。     

利用Pi9基因分子标记辅助选择培育抗稻瘟病水稻新品系

利用广谱持久抗瘟基因Pi9的内含子序列设计特异功能标记Ins2-1,通过分子标记辅助选择和连续回交育种,改良早籼稻1701的稻瘟病抗性。结果表明:Ins2-1是一个显性分子标记,在Pi9基因供体亲本75-1-127和受体亲本1701之间多态性明显且稳定;Ins2-1标记基因型对稻瘟病抗性表型的选择效率为100%;通过连续回交和自交,获得了含Pi9基因且遗传背景接近受体亲本的BC6F2群体;通过对BC6F3株系标记基因型和室内接种表型鉴定,筛选出了一个抗病纯系"抗瘟1701"。     

分子标记辅助选择Pi9基因改良R288的稻瘟病抗性

根据已克隆的广谱持久抗瘟基因Pi9的DNA序列设计功能标记Clon2-1,通过分子标记辅助选择开展回交育种实践,定向改良水稻恢复系R288的稻瘟病抗性。获得如下结果:Clon2-1为共显性标记,在Pi9基因供体亲本75-1-127和受体亲本R288之间多态性明显且稳定;Clon2-1标记基因型对稻瘟病抗性表型的选择效率达100%。通过分子标记辅助选择和连续回交自交,获得了含Pi9基因的BC6F3群体,在此基础上筛选鉴定出1个高抗稻瘟病水稻新品系‘R288-Pi9’,用其与培矮64S配组获得的杂交组合同样表现出高水平稻瘟病抗性。     

甘蔗细茎野生种云南82—114杂交利用效果初探

针对云南优良的甘蔗细茎野生种云南82-114进行杂交利用,对选育出的F1(云割F197-105)、BC1(云割BC103-80、云割BC103-78)、BC2(云割BC204-41和云割BC204-48)真杂种及其亲本(云瑞99-248、ROC10)的重要经济性状进行分析.结果表明:杂交导入云南82-114基因后,F1、BC1、BC2代材料的茎径、单茎重、蔗糖分随着回交代数的曾加而逐代提高;原料茎长、有效茎数、纤维分在降低;蔗茎产量、产糖量在明显增加.云南82-114的利用为选育优良品系(种)提供种质基础,同时也显示了云南82-114的育种价值和甘蔗细茎野生种质的利用潜力.     

高原粳稻子预44抗稻瘟病基因遗传分析和定位

 以高感稻瘟病的低海拔粳稻江南香糯与高抗稻瘟病的高原粳稻子预44作亲本进行杂交,获得F1、F2、BC1F1和以F2单粒传构建的、由276个株系组成的F7重组自交系群体。分别用稻瘟病菌生理小种ZB13和ZE1对两亲本江南香糯和子预44及其杂交后代群体F1、F2和BC1F1进行抗性接种鉴定和遗传分析。结果表明,子预44对稻瘟病菌生理小种ZB13和ZE1的抗性都表现为单基因控制的显性遗传。进一步利用重组自交系F7群体的266个有效株系作为定位群体,将抗稻瘟病菌生理小种ZE1的基因定位在水稻第11染色体上与SSR标记RM206间遗传距离为0 cM的位置,暂定名为Pi zy（t）。这些结果为进一步将子预44中的抗性基因用于水稻抗病育种及该抗稻瘟病基因的克隆奠定了重要基础。     

玉米雌穗—节多穗性状的遗传研究

以玉米自交系XL21和PH6WC组成的6世代群体为材料,调查各群体同一穗位处果穗数量。利用P1、P2、F1、F2、BC1和BC2多世代联合分析法,研究控制玉米一节多穗性状的基因分离规律。结果表明,该性状在F2分离世代表现为斜率负值的直线分布,BC1群体主要呈类似于偏正态分布,BC2群体呈类似于反比例函数分布。通过群体AIC值进行适合性检验,该性状符合一对加-显主基因+加-显-上位性多基因遗传D模型,主基因效应大于多基因效应,且加性效应大于显性效应,主基因遗传率为49.5%~60.2%,多基因遗传力为27.4%~41.1%,两者累加贡献率达到87.6%~90.6%。控制玉米一节多穗性状以加性效应为主,在遗传育种中针对该性状对早代试材进行重点选择和淘汰。     

粳型水稻显性半矮秆突变体的发现与初步研究

 在中粳杂交组合“M9056 × R8018选”的F6 选种圃中，发现半矮秆突变单株。以纯合半矮秆单株为父、母本， 与稳定野生型高秆单株进行正、反杂交。种植 P1 、P2 、F1、F2 世代群体。结果表明F1 植株与半矮秆亲本基本相同， 仍然表现半矮秆。 说明该半矮秆突变材料的矮生性表达为显性， 无细胞质效应。F2 群体植株株高性状发生分离，其分离比符合一对等位基因的遗传模式，说明该半矮秆材料的矮生性表达受一对核基因控制。