导入碱蓬总DNA玉米后代耐盐生理指标测定及SSR标记分析

采用花粉管通道法,将野生碱蓬总DNA导入玉米自交系"美系天杂"。对导入后代M-3及受体进行0、150、200、250 mmol/L Na Cl浓度梯度处理,结果表明,各处理浓度导入系根和叶片中SOD含量均高于受体且差异显著,MDA含量比受体低且差异显著,推测导入系耐盐性有所提高。采用SSR标记进一步分析导入后代,引物phi065检测到导入系M-3与供体有相同带型。针对相同带型DNA片段测序分析,证明碱蓬DNA片段可能成功整合到玉米受体"美系天杂"基因组中,但整合碱基序列存在包括碱基的转换、颠换、缺失和插入4种类型变异。     

大田全生育期盐水灌溉胁迫筛选水稻耐盐恢复系

 2009-2010年在浙江省三门县沿海滩涂采用0.5%盐浓度海水进行全生育期灌溉的方法,以胁迫后植株存活率、单株结实率和单株粒重为指标对明恢86背景的49个回交导入系群体进行全生育期耐盐性评价。结果表明,不同群体的田间耐盐性存在很大差异,粳稻供体导入系群体的田间耐盐性总体好于籼稻供体的导入系群体,而且在同一亚种内不同供体品种的导入系群体的耐盐性差异明显。其中,沈农265、Y134、早籼14和Gayabyeo 为供体的4个导入系群体的耐盐株系的比率较高,分别为10.04%、6.98%、11.83%和7.9%。耐盐重复鉴定表明,大田全生育期耐盐性鉴定结果具有较高的可靠性。在常规栽培条件下对丰产性较好的耐盐恢复系与协青早A测交种进行鉴定,筛选出单株穗数、每穗总粒数和千粒重优势明显,单株产量比生产上对照组合显著增加的杂交组合6个。研究表明,利用大田全生育期盐胁迫筛选耐盐恢复系,不仅可以选育到在常规栽培条件下的高产组合,而且将为高产耐盐杂交新组合的选育创造有利条件。     

野生大豆芽期耐盐性状的关联分析

盐渍化是危害大豆生产的主要非生物胁迫因素之一。目前大豆耐盐性研究主要集中在栽培大豆的苗期耐盐性,而芽期耐盐性状的研究相对较少。野生大豆蕴含丰富的耐逆基因,是栽培大豆遗传改良的重要资源。为了研究野生大豆芽期耐盐性状的遗传机制,以113份野生大豆为试验材料,进行芽期耐盐性状的鉴定,结合群体的分子标记对包括2年平均值在内的3个环境下的3个耐盐指数进行全基因组关联分析,共检测到与野生大豆芽期耐盐相关的位点26个,6个SSR标记Satt521、Satt022、Satt239、Satt516、Satt251和Satt285在2个或3个环境下均被检测到,4个SSR标记Satt516、Satt251、Satt285和GMES4990与2个或3个耐盐指数显著相关。对这些SSR标记进行分析,挖掘了最优的等位基因及其载体材料。以上这些结果对于阐明野生大豆芽期耐盐性状的遗传机制,进一步发掘新的耐盐基因具有重要意义。同时也为栽培大豆遗传基础的拓宽、大豆耐盐分子标记辅助选择和分子设计育种等后续研究提供重要依据。     

用开苞导入法将抗旱耐盐基因导入玉米自交系的初步研究

2003年夏季利用开苞导入法经花粉管通道,将抗旱耐盐基因HVA1和碱蓬、芦苇的DNA 导入到稳定的玉米自交系中,获得2 096粒种子,2003年冬至2004年夏,通过苗期反复干旱法及田间标记性状抗旱鉴定,对后代材料进行了详细的观察和分析.结果表明:应用这种方法导入抗旱目的基因和含抗旱性状种质的总DNA可以得到玉米抗旱新资源,是一条切实可行、有效的抗旱育种新方法.     

外源DNA导入大豆变异后代的SOD同工酶分析

以花粉管通道途径向大豆导入外源DNA,变异后代已达D_4代。 受体为栽培品种吉林20号、吉林16号;供体足野生豆、半野生豆和栽培豆。从439个D_1植株中得12株变异株,变异率为3％。变异性状明显表现供体特征,并且是可遗传的。超氧物歧化酶(SOD)同工酶电泳鉴定,在有的变异株中检测到供体具有的亚基谱带b_1、b_2。结果表明,外源DNA导入技术在大豆育种上是可以利用的。     

外源DNA浓度对玉米开苞导入后代性状变异的影响

外源DNA浓度是影响玉米开苞导入技术转化效率的主要因素之一。采用玉米开苞导入技术将玉米自交系13A的总DNA以不同浓度分别导入受体玉米自交系沈109和系599中,得到了广泛的变异。结果表明,供体DNA的浓度对导入后代的结实率和转化率都有影响,供体DNA的浓度在500～800 μg/mL为宜。     

大豆DNA导入春小麦后的农艺性状和品质性状分析及RAPD标记验证

为探讨大豆DNA导入对春小麦农艺和品质性状的影响,在2012-2014年间,对宁春4号、宁春44号、高代品系J058号及其通过花粉管通道法分别导入大豆品种铁丰31号、承豆6号、汾豆78号和铁9808号基因组DNA的后代株系进行了籽粒蛋白质含量、湿面筋含量和沉降值及株高、穗长、穗粒数、穗粒重和千粒重等农艺性状分析,并利用RAPD标记对导入系进行了验证。结果表明,大豆基因组DNA导入系的农艺性状和品质性状与导入受体相比发生了明显的变化。以宁春4号为受体、铁9808号为供体的导入系019的经济系数和千粒重分别高出亲本14.33%和14.84%,且与受体差异显著。以宁春4号为受体、承豆6号为供体的导入系013在2012年所有导入系中蛋白质含量、湿面筋含量、沉降值均最大,两年试验的多重比较结果中仅导入系013的蛋白质含量与亲本宁春4号间差异显著,且较亲本高出13.33%。18个RAPD引物中有3个引物扩增出清晰带型,在受体小麦和供体大豆亲本间存在多态性,且部分导入系出现供体条带,如导入系013、015、019和020。试验最终获得了农艺性状优良、蛋白质含量增高的导入系013作为后续研究的重点。     

玉米O2和Wx基因内及O16基因连锁SSR位点的等位变异研究

以13个o2o2基因型的高赖氨酸玉米自交系、3个o16o16基因型的高赖氨酸玉米自交系、13个wxwx基因型的糯玉米自交系和8个普通玉米自交系为材料,用3个02基因内SSR标记(umc1066、phi057和phi112)、2个与o16基因连锁的SSR标记(umc1141和umc1121)和2个wx基因内SSR标记(phi027和phi061)检测上述材料的基因组DNA,了解3个基因内共7个SSR位点的等位变异情况.结果表明,7个SSR位点均有丰富的等位变异,这些变异可导致o2o2与O2O2基因型、o16o16与O16O16基因型间子粒赖氨酸含量的差异以及wxwx与WxWx基因型间糯性的差异.     

基因型对玉米开苞导入后代性状变异的影响

采用玉米开苞导入技术将不同基因型玉米自交系总DNA分别导入不同基因型受体玉米自交系中,得到了广泛的变异。不同基因型供体导入同一基因型受体后,后代大部分性状趋向于受体,而部分性状发生变异;同一基因型供体导入不同基因型受体后,后代大部分性状与供体对照相差显著;后代性状变异频率不同,但不同组合部分性状都发生了不同程度的变异。玉米的开苞导入技术对供体和受体的选择是不严格的。     

远缘物种DNA导入水稻保持系的种质创新及SSR分析

将小粒野生稻(Oryza minuta)、高粱的DNA分别导入水稻保持系V20B和IR58025B,在第1代(D1)获得变异,从前者变异株的后代中选育出了新的不育系及其保持系株系野威A和野威B,而高粱DNA导入IR58025B获得的变异系从D2开始在形态上已不出现分离.SSR分析表明,变异系野威B、香粱5均与受体存在遗传多态性,并含有供体特异的分子标记带型.首次从分子水平上证明,通过导入外源DNA获得的变异株确实存在无分离的现象.说明导入远缘物种DNA是创造水稻新种质的有效途径.     

玉米自交系耐密性的SNP标记发掘

以238份玉米自交系为试验材料,设置两个种植密度水平,研究不同密度对农艺性状的影响,筛选用于评价玉米自交系耐密性的指标并建立耐密性评价体系。结合关联分析找到相应的SNP标记,将标准化值变异系数较大的指标作为耐密性指标。结果表明,单株产量降幅、秃尖长差值、ASI差值可作为玉米自交系耐密性评价指标。利用建立的评价体系从本试验材料中筛选10个耐密性材料,包括B283-1、良玉S122、丹黄212、L201、D25-2-1-1-1、pr07007-1、pr07438-2-2-1、黄早四、SN7135和Y32-1-1-1-1-1。两个环境条件下,共检测到单株产量相关联的4个较重要的（-Log p>3.0） SNP标记,位于第3、4、5和9染色体上;检测到秃尖长相关联的13个较重要的（-Log p>4.5） SNP标记,位于第1、4、7和10染色体上;检测到ASI相关联的12个较重要的（-Log p>4.5） SNP标记,位于第1、4和8染色体上。     

玉米抗丝黑穗病主效位点连锁分子标记利用效率的初步分析

研究利用前人开发的与玉米抗丝黑穗病主效QTL（bin2.09）紧密连锁的分子标记,在明确标记在bin2.09区域位置基础上,对不同来源的37份自交系进行抗感区分。结果表明,各标记在不同血缘自交系与黄早四抗病近等基因系间的区分效率有较大差异,其中,STS标记MZA6393在所有感病自交系与黄早四抗病近等基因系之间的区分效率最高,为75.7%,dCAPS标记LSdCAP3与LSdCAP2的区分效率次之;多数标记对SPT血缘自交系的区分效果较好,且各标记对高感自交系的区分效果优于感病自交系,并最终预测由dCAPS标记LSdCAP2和STS标记MZA6393界定的片段可能为玉米抗丝黑穗病主效功能片段。     

小麦重要农艺性状QTL近等基因导入系的选育

为了给小麦重要农艺性状的QTL精细定位及克隆奠定基础,对14个从Am3/莱州953(轮回亲本)BC4F4代选出的性状表现与莱州953有明显差异的导入系的8个农艺性状进行了分析,结果表明,每个导入系有2～7个性状与莱州953差异显著,在每一个性状上都有对农艺性状具有正向效应的位点.利用143对在亲本之间具有多态性的SSR标记对导入系含有的供体片段进行了检测,其中54对引物在14个导入系中检测到了供体片段,每一个导入系中检测到3～15个纯合供体片段及0～4个杂合片段,占受体基因组的1.7%～14.2%,平均为7.48%.利用其中10个导入系与轮回亲本莱州953杂交的F2群体进行了单片段代换系的选择,从10个导入系的F2中检测到40个供体片段,并从F2群体中选出了22个单片段代换系.这些导入系及其单片段代换系可用于有益的QTL的发掘、QTL精细定位与作图等研究.     

玉米种质苗期耐盐性的评价

以苗情、株高及干重变化率为分级指标,用浓度为250 mmol/L的NaCl溶液对96份玉米自交系进行苗期耐盐性鉴定。结果表明：A069、F564/711、oh45/O₂和黑玉米等8个自交系为高耐,黄早四、Mo17和ZP291自交系敏感或高敏感;以株高变化率、干重变化率和苗情的分级结果较为一致,其中任何两个变量之间的相关性均达到极显著水平;高耐、耐盐、中耐、敏感和高敏感类型所占比率分别为20.8%、51.0%、22.9%、4.2%和1.0%。     

在构建QPM近等基因系过程中对回交群体的SSR标记选择

优质蛋白玉米(QPM)遗传基础狭窄,以普通玉米自交系为遗传背景培育opaque-2近等基因系是QPM种质改良的重要途径。本文利用SSR标记技术,以opaque-2基因序列为背景开发的特异SSR引物phi057和umc1066作为标记,对构建中的95个QPM近等基因系回交群体BC1F1和BC2F1进行目标基因选择。结果表明,SSR标记phi057对大多数回交群体中的opaque-2基因的选择是有效的;在少数回交群体,如(多黄29×CA335)×多黄29,SSR标记phi057和umc1066不能区分单株间的基因型变异,针对这些材料,需要进行更深入的研究或开发新的SSR。     

基于昌7-2导入系发掘干旱胁迫下玉米产量相关QTL位点

以昌7-2为轮回亲本,自交系郑独青为供体亲本,采用回交和定向选择的方法构建高代导入系群体。通过玉米56K芯片对极端株系进行基因分型,以IciMapping逐步回归分析法进行穗重、穗粒重以及百粒重等QTL定位。结果表明,共获得分布于玉米第1、3、5、9、10共5条染色体上的10个QTL位点。其中,与穗重、穗粒重相关的各4个,与百粒重相关的2个。第1、5、10染色体上存在同时控制穗重和穗粒重的相同位点,加性效应均来源于郑独青,贡献率均在22%以上。此外,第10染色体相同位点还同时控制1个微效加性的百粒重QTL。在QTL定位的基础上,获得了多位点聚合的导入系,同时携带第1、5、10染色体上3个QTL位点的导入系,其产量性状表现优于轮回亲本昌7-2。     

几个供体对优质蛋白玉米(QPM)近等基因系构建效果的比较

对CA335、CA339、山东2548和齐205这4个国内常用优质蛋白玉米自交系的赖氨酸含量、子粒表型、醇溶蛋白积累及opaque-2基因的序列进行分析,对不同自交系作为opaque-2突变基因(o2)基因供体的分子标记选择效果进行比较。结果表明,4个自交系属于两类不同的o2突变体类型,CA335和CA339为一类,山东2548和齐205为一类。两类突变体作为o2供体选择效果有较大差异,CA335和CA339是优良供体,齐205和山东2548则不是理想供体。对于优质蛋白玉米育种,供体的选择非常重要,好的QPM自交系不一定是好的供体。     

基于近等基因导入系发掘玉米抗甘蔗花叶病毒主效基因

利用玉米自交系掖478与中自01构建近等基因导入系群体(BC4F2),通过田间人工接种甘蔗花叶病毒鉴定获得抗病植株。采用38个SSR标记分析抗病株基因型,通过连锁不平衡分析,在玉米第3和6染色体上发掘3个主效抗病QTL。第3染色体上的QTL置信区间为26.1cM-phi053-5cM;第6染色体上的QTL置信区间分别为1.2cM-bnlg161和5.3cM-bnlg1538-7cM。建立了基于近等基因导入系发掘玉米抗甘蔗花叶病毒主效QTL技术,获得了一批含有抗病毒QTL的近等基因导入系,为抗病育种提供了信息和材料。