油菜新种质12WH318咪唑啉酮抗性遗传及基因克隆和表达

研究油菜新种质12WH318咪唑啉酮抗性,为其利用提供理论基础。对亲本、F1、F2和BC1世代研究结果显示,油菜种质12WH318的咪唑啉酮抗性由1对核基因控制,无细胞质效应,呈完全显性遗传。已有研究显示,咪唑啉酮类除草剂的作用靶标是乙酰乳酸合成酶(ALS)。应用同源序列法,从抗性种质12WH318和3个非抗性种质中获得油菜Bn ALS基因家族中的Bn ALS1﹑Bn ALS2和Bn ALS3。比对Bn ALS1和Bn ALS3的核苷酸和氨基酸序列后发现,12WH318的Bn ALS1基因发生点突变致使蛋白序列的第638位丝氨酸(AGT)残基被天冬酰胺酸(AAT)所替代。对Bn ALS1和Bn ALS3基因进行相对表达量分析发现,除草剂处理1d后叶片中的Bn ALS1和Bn ALS3基因表达量急剧升高,在除草剂处理7d后Bn ALS1基因表达量显著低于清水对照,而Bn ALS3基因表达量与清水对照无显著差异。研究认为,12WH318的咪唑啉酮抗性可能主要由Bn ALS1基因控制。     

杂交小麦杂种一代白粉病抗性表现规律的研究

为探讨杂交小麦杂种一代白粉病的抗性表现规律,以陕西不同地区小麦白粉病流行菌种做菌源,通过田间和苗期接种,对9份抗、感白粉病小麦亲本材料和9份大田感病品种及其杂交F1代进行抗病性鉴定,并结合SCAR和SSR分子标记进行了检测.结果表明:(1)以N95175、N9209为亲本的杂交F1含有Pm21基因,苗期和成株期抗病性均很好,与抗病亲本的抗病性表现基本一致,符合显性遗传,其抗病性主要由显性单基因控制.(2)以N9134、N9227A为亲本的杂交F1含有PmAS846基因,成株期抗病性较好,苗期大部分表现抗病;以N9227A为亲本的杂交F1中有40%的杂交组合表现中感,该抗性基因不完全符合单基因显性遗传,其表达在一定程度上受遗传背景及环境的影响.(3)中国春为苗期感病、成株期抗病材料,其与抗病亲本杂交F1代的抗病性接近或略高于抗病亲本;与感病品种杂交F1代的抗病性介于双亲之间.(4)白粉病遗传属于细胞核遗传,正反交F1代苗期抗病性无明显差异,杂交种的抗病性与双亲相关.因此, 在组配小麦强优势杂种组合时应尽量选用抗病的品种作为亲本之一,并考虑慢病性品种的应用.     

苦瓜枯萎病抗性材料 Thai4-6 的遗传模型分析

苦瓜枯萎病是尖孢镰刀菌苦瓜专化型引起的真菌病害,探明苦瓜枯萎病的抗性遗传机制对制定抗病育种策略具有现实指导意义。本文以抗枯萎病苦瓜材料 Thai4-6 和感病材料 CN19-1 为亲本配制杂交组合,基于该组合 6 世代遗传群体（P1、P2、F1、F2、BCP1 和 BCP2）,采用主基因+多基因混合遗传模型分析枯萎病抗性遗传特性。 数据分析结果表明,该杂交组合的枯萎病抗性呈连续分布,最适模型为 2 对加性-显性-上位性主基因+加性-显性多 基因遗传模型（E-1）,2 对主基因加性效应值均为–13.85,显性效应值分别是 25.58 和 34.26,主基因遗传率在 BCP1、 BCP2 和 F2 中分别是 86.03%、80.34%和 94.25%,表明该组合枯萎病抗性主要受 2 对主基因控制。环境因素引起的 变异在 3 个分离世代群体中分别占 13.97%、14.06%和 5.75%。本研究可为抗枯萎病苦瓜育种提供理论依据。     

水稻恢复系C224对条纹叶枯病的抗性遗传模型分析

应用植物数量性状"主基因+多基因混合遗传模型"方法分析了C224对条纹叶枯病抗性的遗传效应,并考查了C224与7个保持系组配的杂交组合对条纹叶枯病的抗性。结果表明,C224对条纹叶枯病的抗性遗传符合2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性多基因的混合遗传模型(E-1),两对主基因的加性效应分别为-12.47和-24.75,均呈负向显性,上位性和互作效应明显;主基因的遗传率为92.12%,多基因遗传率为2.74%,抗性遗传存在明显的主基因效应。在C224与7个保持系组配的杂交组合中,有5个组合对条纹叶枯病的抗性达到高抗或中抗水平。     

小麦品系91260抗白粉基因的分子标记定位（英文）

白粉病是小麦的重要病害之一,可造成小麦严重减产。小麦品系91260具有优良的成株期白粉病抗性并对白粉菌生理小种E09免疫。为给抗白粉病小麦育种提供参考,本研究对抗病品系91260和感病品种豫麦49的杂交F2代群体进行遗传分析。结果发现,F2代群体中抗感植株的分离比为9∶7,表明91260含有两对显性互补的抗白粉基因,暂时命名为Ml91260-1和Ml91260-2。SSR分子标记分析表明,Ml91260-1位于2AL染色体上,侧翼分子标记为Xcfa2263和Xwmc170,遗传距离分别是8.3 c M和4.1 c M;Ml91260-2位于2BL染色体上,侧翼分子标记为Xgpw4103和Xwmc332,遗传距离分别是4.1 c M和6.7 c M。其中,Ml91260-2是2BL上新的抗白粉病基因。     

苦瓜白粉病抗性的主基因+多基因混合遗传模型分析

通过统计苦瓜白粉病的病情指数,研究白粉病抗性的遗传规律。采用主基因+多基因混合遗传分离分析法对抗病品系04-17-3和感病品系25-1杂交组合的P1、P2、F1、F2、B1和B2共6个世代群体抗白粉病遗传进行研究。结果表明：苦瓜对白粉病的抗性遗传符合2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性多基因模型（E-1）,抗病对感病为不完全隐性;2对主基因的加性效应值均为-12.00;2对主基因分别具有正向部分显性和正向超显性作用,加性效应值均大于其显性效应值,上位性效应值（i+jab+jba+l）为负值。从遗传率上看,回交世代和F2的主基因的值分别为55.14％、43.56％和95.22％,多基因的值分别为16.10％、26.57％和0,环境变异在4.78％~29.87％间。主基因和多基因共同决定了苦瓜对白粉病的抗性,以主基因遗传为主,同时还受到环境变异的部分影响。在白粉病抗性育种过程中,应注意利用加性效应,选用白粉病抗性基因较多的材料作为亲本,并在早代进行选择,尤其是F2代主基因选择效率最高。     

鲜食大豆对SMV株系SC9的抗性遗传及等位性分析

大豆花叶病毒(SMV)株系SC9是浙江省大豆产区的流行株系。利用对该株系表现抗病的鲜食大豆材料开心绿宝石、辽02-M03、23037-1、闽豆5号与感病材料浙鲜豆4号、南农1138-2、11W68配制抗感和抗抗杂交组合。通过人工摩擦接种法进行鉴定,分析鲜食大豆抗病品种对株系SC9的抗性遗传及等位性。结果表明:开心绿宝石、辽02-M03、23037-1、闽豆5号与感病材料杂交的F1代均表现抗病,F2群体表现3抗∶1感的分离比例,F2∶3家系表现1抗∶2分离∶1感的分离比例,表明4份抗源材料对SC9的抗性由单显性基因控制。抗抗组合开心绿宝石×辽02-M03的F2群体和F2∶3家系全部表现抗病,表明开心绿宝石与辽02-M03对SC9的抗性基因是等位或紧密连锁的。而抗抗组合闽豆5号×辽02-M03的F2群体表现15抗∶1感的分离比例,表明闽豆5号与辽02-M03对SC9的抗性基因是不等位的,而且独立遗传。     

水稻品种资源91 1A②对稻瘿蚊的抗性鉴定及其遗传分析

 以抗虫品种资源91 1A②为父本,分别与粳桂、TN1、W1263（Gm1）、 IET2911（Gm2）、BG404 1（gm3）、OB677（Gm4）、ARC5984（Gm5）和多抗1号（Gm6）（母本）进行杂交、测交、自交,获得F1、BC1F1、F2群体,对亲本和各个群体进行稻瘿蚊的抗性鉴定,研究91 1A②的抗性基因和遗传规律。结果表明,91 1A②及其与其他品种杂交获得的F1都抗中国稻瘿蚊生物型Ⅳ型,杂交获得的BC1F1和F2对中国稻瘿蚊生物型Ⅳ型的抗虫和感虫植株分离比经χ2测验分别符合1∶3和9∶7,说明91 1A②对中国稻瘿蚊生物型Ⅳ型的抗性受2对显性基因控制。91 1A②所含的2对抗性基因与已知的6个抗性基因Gm1、Gm2、gm3、Gm4、Gm5和Gm6不等位,与其他5个抗性基因Gm7、Gm8、Gm9、Gm10、Gm11(t)也不等位。该抗性基因可能是2对新的抗性基因。     

温室条件下抗除草剂转基因水稻与杂草稻杂交和回交后代的适合度分析

在温室条件下,将抗除草剂转基因水稻Y0003和99-1与马来西亚杂草稻和国内安徽塘稻人工授粉获得的携带抗性基因的F1、F2与相应杂草稻回交,统计回交结实率和携带抗性基因的比例,并对携带抗性基因的杂交/回交代的适合度进行了测定,综合判断抗性基因漂移的风险。研究表明,在人工授粉的条件下,携带抗性基因的杂交代都能与相应的杂草稻回交并结实,结实率为15%～60%。F1的种子绝大多数都对草丁膦表现出了良好的抗性,F2和回交代分别表现为3∶1和1∶1的抗性分离比例,符合孟德尔遗传规律。适合度研究表明,杂交代、回交代与相应的杂草稻相比没有明显差异,大多数的杂交种的适合度和回交代相差不大,个别杂交代的适合度没有回交代高。以上研究结果表明在无除草剂选择压下,携带转基因水稻Y0003和99-1的抗性基因的2种杂草稻的杂交和回交后代有在适宜环境条件下生存定植的可能性。     

玉米自交系齐319对玉米灰斑病的抗性遗传分析

利用齐319与10个不同抗病水平的玉米自交系组配的F_1及其与感病自交系丹340、龙抗11构建的F_2群体为试材,通过人工接种鉴定,研究自交系齐319对灰斑病的抗性遗传规律。结果表明,选用齐319作抗性亲本,由其组配杂交组合可明显降低灰斑病发病程度,除与高感材料组配外,均能使杂交组合抗病性达到中抗以上水平。利用单个分离世代分析,齐319与龙抗11组配的后代群体符合B-2模型,即两对加性-显性主基因遗传模型;与丹340组配后代群体符合B-1模型,即两对加性-显性-上位性主基因遗传模型。利用齐319组配群体,在不同遗传背景下,齐319均表现出2对主效抗性基因,在龙抗11背景下表现出的主基因遗传率更高,基因作用方式更简单。     

转Pi-d2基因水稻对稻瘟病的抗性分析

对由pCB6.3kb、pCB5.3kb和pZH01-2.72kb三个不同表达载体转化的转稻瘟病抗性基因Pi-d2水稻株系进行稻瘟病抗性分析。结果表明,转Pi-d2基因水稻的9个高代株系对来自四川的39个稻瘟病菌株表现不同的抗性,抗病频率最高达91.7%;4个转基因早代纯合株系对来自中国农业科学院的58个菌株中的81.48%以上菌株表现抗性,具有广谱抗性特点。稻瘟病菌粗毒素筛选结果表明,来自转基因植株的幼胚愈伤组织诱导率随培养基中粗毒素浓度提高而降低,粗毒素浓度达到40%时,幼胚愈伤诱导率为49.33%,受体对照幼胚愈伤组织诱导率为5%。田间诱发条件下,转基因株系在大田的穗瘟发病率为0%～50%,抗性较受体对照大幅度提高。     

利用CRISPR/Cas9系统定向改良水稻稻瘟病抗性

[目的]CRISPR/Cas9 基因编辑技术是作物遗传改良的有效工具。本研究通过对水稻Pita、Pi21和ERF922稻瘟病相关基因进行定点编辑,以期获得能够稳定遗传的抗稻瘟病水稻材料。[方法]利用 CRISPR/Cas9基因编辑技术,以 Pita、Pi21 和 ERF922 为靶基因,构建共编辑载体 pC1300-2×35S::Cas9-g^Pita-g^Pi21-g^ERF922 ,用农杆菌转化长粒粳稻恢复系L1014,筛选获得稳定遗传的纯合突变体用于稻瘟病抗性鉴定。[结果]在T0代转基因株系中,Pita、Pi21和ERF922 突变频率分别为 75%、85%和 65%,突变基因型多为双等位突变。筛选到的不含 T-DNA成分的T1代能够稳定遗传给T2代,并从中获得 Pi21单突变纯合株系及Pita、Pi21和ERF922的三突变纯合株系。稻瘟病抗性鉴定结果表明,与野生型相比,突变株系的抗性显著提高。同时,接种后纯合突变体株系内水杨酸、茉莉酸和乙烯等信号转导途径相关基因的表达量均上调。据此,我们推测纯合突变株系对稻瘟病的抗性增强可能与其对稻瘟病菌的响应被激活有关。[结论]利用 CRISPR/Cas9 技术获得了能够稳定遗传和具有较高稻瘟病抗性的纯合突变株系,为水稻稻瘟病抗性改良提供了良好的材料。     

利用CRISPR/Cas9系统定向改良水稻稻瘟病抗性

【目的】CRISPR/Cas9基因编辑技术是作物遗传改良的有效工具。本研究通过对水稻Pita、Pi21和ERF922稻瘟病相关基因进行定点编辑，以期获得能够稳定遗传的抗稻瘟病水稻材料。【方法】利用CRISPR/Cas9基因编辑技术，以Pita、Pi21和ERF922为靶基因，构建共编辑载体pC1300-2×35S::Cas9-gPita-gPi21-gERF922 ，用农杆菌转化长粒粳稻恢复系L1014，筛选获得稳定遗传的纯合突变体用于稻瘟病抗性鉴定。【结果】在T0代转基因株系中，Pita、Pi21和ERF922突变频率分别为75%、85%和65%，突变基因型多为双等位突变。筛选到的不含T-DNA成分的T1代能够稳定遗传给T2代，并从中获得Pi21单突变纯合株系及Pita、Pi21和ERF922的三突变纯合株系。稻瘟病抗性鉴定结果表明，与野生型相比，突变株系的抗性显著提高。同时，接种后纯合突变体株系内水杨酸、茉莉酸和乙烯等信号转导途径相关基因的表达量均上调。据此，我们推测纯合突变株系对稻瘟病的抗性增强可能与其对稻瘟病菌的响应被激活有关。【结论】利用CRISPR/Cas9技术获得了能够稳定遗传和具有较高稻瘟病抗性的纯合突变株系，为水稻稻瘟病抗性改良提供了良好的材料。     

Development and Utilization of Functional Markers for Imidazolinone Herbicides Resistance Gene in japonica Rice Variety Jinjing 818

【Objective】Cultivating herbicide resistant rice varieties is an important direction in rice breeding. Developing efficient functional markers can accelerate the screening of herbicide resistance trait. 【Method】dCAPS and KASP techniques were used to analyze the genotypes of the experimental materials. In addition, the phenotypes were identified by herbicide spraying test. 【Result】Through sequence alignment analysis, we further confirmed that the mutation of 627 amino acid of acetolactate synthase (ALS) gene from serine (S) into asparagine (N) in Jinjing 818 (here after named ALS627N) produces strong resistance to imidazolinone herbicides. According to the DNA sequence flanking the mutation site, we developed two novel functional markers, dC-ALS-627 and K-ALS-627, for detecting this resistant allele ALS627N. The two markers can effectively distinguish homozygous ALS627N type, heterozygous type and homozygous wild type. Combined with herbicide spraying test, we confirmed that ALS627N is a dominant herbicide resistant gene. 【Conclusion】 We validated that the two markers have great potential in marker-assisted breeding for ALS627N gene. Totally, this study will accelerate the development of new varieties with resistance to imidazolinone herbicides, and have significance in breeding practice.     

抗稻瘟病基因Pi9的STS连锁标记开发及在分子标记辅助育种中的应用

利用带有广谱抗稻瘟病基因Pi9的籼稻品系75-1-127作为抗病基因供体亲本,用于扬稻6号和R6547抗病性的回交育种。通过比较75-1-127、扬稻6号和日本晴的Pi9基因位点的DNA序列,开发出了与Pi9基因紧密连锁的共显性STS(序列标记位点)标记PB9-1,用于Pi9基因的分子标记辅助选择。结合田间农艺性状选择和分子标记辅助选择,培育出8个Pi9基因纯合的回交后代株系。其中,具有扬稻6号和R6547遗传背景的株系各4个。经湖北恩施和宜昌的病圃鉴定,携带有抗病基因株系的稻瘟病抗性水平较受体品种扬稻6号和R6547有不同程度的提高。具有R6547遗传背景的株系08C893配制的杂交组合在上述病区的抗性表现也明显优于对照品种扬两优6号。上述结果说明,共显性标记PB9-1在Pi9抗稻瘟病基因分子标记辅助育种中具有应用价值,并且Pi9基因作为稻瘟病抗源之一可以在湖北稻区进行有效利用。     

金粳818抗咪唑啉酮类除草剂基因的功能标记开发与应用

【目的】培育抗除草剂品种是水稻育种中的一个重要方向,开发高效的功能标记可以加快抗除草剂性状的筛选工作。【方法】利用开发的dCAPS和KASP分子标记对试验材料的基因型分型,另结合除草剂喷施试验进行表型鉴定。【结果】测序结果验证了前人发现的金粳818中乙酰乳酸合成酶（acetolactate synthase,ALS）基因第627位氨基酸由丝氨酸（serine,S）突变为天冬酰胺（asparagine,N）是其抗咪唑啉酮类除草剂的主要原因,本文将其命名为ALS^627N。根据此变异位点的DNA序列差异,开发了两个新的功能标记dC-ALS-627和K-ALS-627,可有效区分ALS^627N纯合型、杂合型及非突变纯合型。【结论】两个标记均可以广泛用于ALS^627N基因的标记辅助选择育种,有助于加快培育抗咪唑啉酮类除草剂新品种,具有重要的实际应用价值。     

粳型光敏核不育系选育与应用初报

１９８０年以农垦５８Ｓ为光敏核不育基因供体，与国内外粳稻品种（系）杂交，经多代连续选择，育成一批具有不育性稳定、育性转换明显、开花习性好、易繁殖制种、抗病性较强、配组优势明显的模型光敏核不育系。用其配制的组合Ｎ５０４７Ｓ／Ｒ９－１和Ｎ５０８８Ｓ／Ｒ９－１等，１９９２年示范面积达３万余亩，并获得初步成功。     

Pathogenic and Genetic Diversity of Magneporthe oryzae Populations from Sri Lanka

The present study was undertaken to determine the pathogenic and the genetic diversity of the isolates of M.oryzae collected from the wet,intermediate and dry zones of Sri Lanka with a view to develop rice varieties conferring durable resistance to rice blast.No significant morphological or growth variations existed amongst the isolates studied.The genetic diversity of isolates determined by carrying out Pot2 transposable element based on repetitive-PCR revealed that the majority of isolates (92%) clustered into a single group with 45.4% similarity.The existence of nine pathotypes was identified by observing the reaction type of isolates on 16 different rice lines.Pathotype 1 which was distributed in all zones affected only one differential line.Pathotype 2 which was able to infect six lines was restricted only to the dry zone of Sri Lanka.Of the 16 rice lines,seven lines,K3 (Pik-h),C101A51 (Piz5),K1 (Pita),C105TTP2L9 (Pita),K59 (Pit),Shin (Pish) and WHD-1S-75-1-127 (Pi9) had highly effective blast resistance.None of the isolates of the fungus showed any virulence against the seven lines.These seven blast resistant lines can be used in the breeding programmes in Sri Lanka for development of lines conferring durable resistance to rice blast.     

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。     

抗条锈病小麦-滨麦Lm#3Ns二体异附加系的分子细胞遗传学鉴定

滨麦(Leymus mollis)是小麦的三级基因源,具有改良小麦所需的许多优良性状。为了将滨麦中的优异基因导入到普通小麦中,通过远缘杂交获得小麦-滨麦异附加系、异代换系、易位系,以选自普通小麦7182与滨麦衍生后代M42(2n=54)F_6代的株系M11005-1-2-7-10-1-1(M11005A)为供试材料,对其进行了形态学、细胞学、原位杂交、分子标记、抗病性等综合鉴定。细胞学观察结果显示,M11005A有44条染色体且配对良好,可以稳定遗传。原位杂交及分子标记结果表明,M11005A含有42条普通小麦染色体和1对来自滨麦Lm#3Ns的染色体,并且用Oligo-pTa535探针得到了Lm#3Ns的FISH核型;筛选出6个EST及8个PLUG特异分子标记可以用来鉴定Lm#3Ns染色体,其中只有1个EST和4个PLUG标记可以同时在M11005A中扩增出滨麦和华山新麦草的条带,说明滨麦的Lm#3Ns染色体与华山新麦草的3Ns基因组之间存在差异。M11005A的穗长、穗型、小穗数、千粒重与亲本7182无显著差异,但分蘖数较7182显著增加,株高显著降低。抗条锈病鉴定结果显示,苗期M11005A对条锈菌生理小种CYR29和CYR34表现高抗,对CYR32表现高感,成株期对CYR32和CYR33混合小种表现高抗,推测滨麦的Lm#3Ns染色体携带对CYR29和CYR34小种的抗性基因,又携带了成株期对CYR32和CYR33的抗性基因。因此,M11005A可以作为抗源应用于小麦的条锈病抗性改良中。