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。     

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。     

水稻广谱抗瘟基因Pigm紧密连锁分子标记开发及其育种应用

根据广谱抗瘟基因Pigm精细定位结果,筛选获得共显性InDel标记DG-3在Pigm基因供体亲本谷梅4号与9个籼稻受体亲本之间存在明显且稳定的多态性。在T98B×谷梅4号和R640×谷梅4号2个组合的BC1F1群体中随机取单株进行稻瘟病抗性表型及基因型分析,结果表明,无论是田间病圃鉴定,还是室内接种鉴定,分子标记DG-3对这2个组合回交群体的抗稻瘟病表型选择效率达95%以上,说明DG-3与Pigm基因紧密连锁。在此基础上,采用分子标记辅助选择与回交育种相结合的方法,利用DG-3在9个组合的回交群体中选择含有目的基因的单株分别与相应轮回亲本逐代回交,分别获得了9个组合的BC3F1群体,为进一步连续回交定向改良轮回亲本的稻瘟病抗性奠定了基础。     

一个新的玉米叶色突变体的遗传分析及基因定位

在玉米自交系81647中发现了一个叶色突变体,该突变体在苗期叶片表现出黄绿色,随后叶片上出现坏死斑,短时间内植株萎蔫死亡。遗传分析表明,该突变性状由1对隐性基因控制,命名为nec-t(necrotic-temporary)。以玉米自交系B73与nec-t突变体的F2分离群体作为定位群体,利用SSR标记将该基因定位在第2条染色体的K2和K14之间(SSR标记),其物理距离约为2.52 Mb。     

小麦抗条锈病基因Yr2的SSR标记

为了利用SSR技术寻找与小麦抗务锈病基因Yr2紧密连锁的分子标记,以近等基因系Taichung29*6／HeinesⅦ与感病的背景亲本Taichung29构建F2分离群体,进行了F2单株苗期抗条锈病鉴定。抗性分析表明,近等基因系Taichung29*6／HeinesⅦ中的抗条锈病基因是由单基因控制的。进一步用7B染色体上的45对SSR引物对抗、感亲本及171株F2分离群体进行SSR分析,筛选出一个与小麦抗条锈病基因Yr2紧密连锁的SSR标记WMC364-207 bp／201 bp。通过最大似然法计算,该标记与Yr2基因之间的遗传距离为5.6 cM。     

大豆细胞质雄性不育恢复基因的SSR标记

大豆细胞质雄性不育系的获得,为大豆杂种优势利用奠定了基础.在确认RN型大豆细胞质雄性不育系属单基因配子体不育,恢复性是由显性单基因控制的遗传模式的基础上,开展恢复基因的分子标记研究,旨在找到与恢复基因紧密连锁的分子标记,为进一步克隆恢复基因及恢复系的分子标记辅助育种奠定基础.研究选用412对SSR引物,利用RN型不育系YA与恢复系167杂交的F2分离群体,获得了与恢复基因连锁的两个标记Satt414和Satt596,遗传距离分别为16.4和14.6 cM.为了找到更近的分子标记,分析了Satt414和Satt596附近的所有SSR引物,并利用两个遗传差异较大的亲本重新构建了分离群体,从而获得了与恢复基因连锁比较紧密的标记Satt547,遗传距离为7.56 cM.根据Cregan等构建的大豆分子遗传连锁图,将恢复基因定位于J连锁群上.     

小麦D2型细胞质雄性不育恢复基因近等基因系筛选和遗传背景的分子检测

通过连续回交和单株（系）跟踪选择,培育成小麦D^2型细胞质雄性不育系msD^2-CA8057恢复基因的近等基因系（BC6F1）材料。应用SSR分子标记技术,对9个恢复基因近等基因系单株及不育系msD^2—CA8057和恢复系遗4060的遗传背景进行了比较检测分析,结果表明,所检测到的遗传多样性集中于近等基因系与恢复系之间,而9个近等基因系单株之间及其与不育系之间的遗传背景具有很高的一致性;近等基因系C3只含一个主效恢复基因D^2Rf1,该单株的自交和回交群体可望用于对该基因的精细定位。     

SSR和SNP标记在玉米分子标记辅助背景选择中的应用比较

利用SSR和SNP两种标记对H2321/J076/J076的BC1F1代群体进行分子标记辅助背景选择,比较两种标记在分子标记辅助背景选择上的应用效果。经筛选表明,40对SSR引物中在回交亲本间具有多态性的引物有6对。利用多态性引物对BC1代群体进行毛细管电泳检测结果表明,157个单株轮回亲本背景回复率在50%~100%,背景回复率为100%的单株有1株,背景回复率91.67%的单株有14株。利用Maize SNP3072芯片分析后发现,104个多态性SNP位点可以将157株个体进行精细排序,背景回复率在51.92%~93.75%。比较SSR和SNP标记的背景选择结果,两种标记呈中等程度相关。在回交早代将SSR和SNP标记结合使用进行背景选择,可以实现大群体严选择,提高选择效率。     

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。     

水稻剑叶角度qFla-8-2位点的精细定位

为更好地理解水稻大剑叶角的分子遗传机制,对已初定位的控制剑叶角度的qFla-8进行精细定位和候选基因预测。利用以863B为受体亲本、A7444为供体亲本衍生的BC3F3群体中仅在目标基因区段杂合的172个单株自交构建的次级分离群体,对qFla-8所在的RM6215-RM8265区间9个SSR标记的基因型进行鉴定,结合表型数据进一步缩短qFla-8所在染色体区段。结果发现qFla-8位点所在染色体区段存在两个紧密连锁的位点qFla-8-1和qFla-8-2。其中,qFla-8-1位于RM6215和RM3153之间,可解释22.33%的表型变异;qFla-8-2位于RM1309和RM3491之间,可解释23.81%的表型变异。进一步对加性效应较大的qFla-8-2精细定位,通过开发插入缺失(InDel)分子标记,将qFla-8-2位点限定于InDel标记Z7和SSR标记RM23071之间,该区间的物理距离为67 kb。该区段包含3个预测基因Os08g0408200,Os08g0408300和Os08g0408500,分别编码功能类似GAMYB的WD40结构域蛋白、假定蛋白以及类APETALA2蛋白。     

Molecular Mapping of Sterility QTLs qSS-3, qSS-6a and qSS-7 as Single Mendelian Factors via NIL strategy

Hybrid sterility between Oryza glaberrima and O. sativa seriously hampers the introgression of favorable genes from each other. In order to further understand this issue, identification and isolation of hybrid sterility QTLs as single Mendelian factors are an effective strategy. A genetic map was constructed using a BC₁F₁ population derived from a cross between an O. sativa japonica cultivar and an O. glaberrima accession. Four main-effect QTLs for pollen sterility were detected in the BC₁F₁. Five BC₈F₁ advanced backcross populations were developed via successive backcrosses based on phenotype and molecular selections. The BC₈F₁ populations showed bimodal distribution for pollen fertility and could be classified into semi-sterile and fertile types, fitting single Mendilian factor inheritance ratios. Three QTLs detected in the BC₁F₁ corresponding to qSS-3, qSS-6a and qSS-7 were mapped on chromosomes 6, 3 and 7, respectively, as single Mendilian factors.     

小麦种质资源BJ399抗条锈病基因的分子标记定位

条锈病是影响小麦产量和品质的一种世界性病害。种质资源BJ399对小麦条锈病具有良好的苗期和成株期抗性,为明确其条锈病抗性基因,利用BJ399和高感条锈病品种铭贤169杂交,获得BJ399/铭贤169的F_1、BC_1和F_2代分离群体,并利用我国当前流行的条锈菌生理小种条中34号(CYR34)进行温室苗期抗条锈性鉴定和遗传分析。结果表明,BJ399对CYR34的抗性由1对显性基因控制,暂命名为 YrBJ399。筛选到3个与目的基因连锁的SSR标记Xwmc296、Xgwm425和Xgwm558,且3个标记位于抗病基因的同一侧,距离目的基因最近的标记为Xwmc296,其遗传距离为9.5 cM,标记Xgwm425和Xgwm558与目的基因 YrBJ399的遗传距离分别为14.3 cM和18.0 cM,并初步将抗病基因定位于小麦染色体2AS上。根据抗病基因来源和染色体定位结果推测, YrBJ399可能是一个抗条锈病新基因。     

玉米雄性不育突变体ms1153的遗传分析与基因定位

以玉米雄性不育突变体ms1153为材料,通过减数分裂期花粉母细胞染色体观察和不同发育时期花药石蜡切片分析突变体不育表型产生的原因,利用F₁和F₂群体确定突变体MS1153的遗传方式和基因ms1153物理位置。结果表明,与野生型相比,突变体植株在营养生长期无明显差异,在生殖生长阶段花药不能从颖壳外露,成熟花粉粒内无淀粉积累。细胞学分析发现,突变体减数分裂过程正常,但减数分裂后绒毡层降解推迟。遗传分析表明,突变体ms1153的不育性状受1对隐性核基因控制。利用图位克隆的策略将MS1153基因定位于玉米第4染色体分子标记8243与8275之间,物理区间为221.4~226.2 Mb,此区间内没有已克隆雄性育性基因,说明MS1153是一个新的玉米雄性育性基因。     

利用分子标记定位玉米小粒突变体mn7基因的研究

利用甲基磺酸乙酯(EMS)对玉米自交系郑 58进行诱变，获得 1个可以稳定遗传的小粒突变体mn7(miniature 7)。mn7成熟子粒表现为体积变小、子粒偏白、胚乳发育缓慢，百粒重降低 60.2%，粒长、粒宽、粒厚均极显著降低。mn7突变体的子粒在授粉后 15 d即可观察到明显小于野生型的子粒。对其自交后代和回交后代的遗传分析表明，该性状受隐性单基因控制。用mn7纯合体与自选玉米自交系 19HL3012杂交构建的包含 348个个体的 F₂分离群体，将该基因定位于玉米第 7染色体上 bin7.02区域内分子标记 umc2327和 SYM232之间 5.8 cM的范围内，距umc2327为 4.4 cM，距 SYM232为 1.4 cM。初步的生物信息学分析表明， mn7可能是 1个新基因或新等位基因。     

InDel分子标记WC656的开发及其在鉴别小麦-簇毛麦5VS纯合易位中的应用

簇毛麦是小麦品种改良重要的遗传资源,其5VS上含有硬度基因Dina/Dinb、抗白粉病基因Pm55和抗条锈病基因Yr5V,创制普通小麦-簇毛麦5VS易位系新种质,对于高效利用5VS上的有益基因进行小麦品种遗传改良具有重要意义。为了便于鉴别普通小麦-簇毛麦5VS纯合易位,本研究以mInDel软件分析普通小麦中国春基因组序列,开发了小麦第5同源群短臂的InDel特异分子标记WC656,对小麦品种以及普通小麦-簇毛麦5VS.5AL和5VS.5DL易位系及其衍生后代进行PCR扩增,根据扩增片段大小来区分5AS、5BS、5DS染色体臂以及5VS易位系。结果表明,在21个普通小麦品种、小麦-簇毛麦5VS回交F₂代中杂合易位单株,均扩增出379 bp（5AS）、471 bp（5BS）、422 bp（5DS）3条带。在T5VS.5AL高代品系、回交F₂代中纯合易位单株扩增出471 bp（5BS）、422 bp（5DS）2条带,379 bp（5AS）条带缺失。T5VS.5DL高代品系、回交F₂代中纯合易位单株扩增出379 bp（5AS）、471 bp（5BS）2条带,422 bp（5DS）条带缺失。WC656鉴别的5VS纯合易位结果与顺序FISH-GISH分析结果一致。T5VS.5AL、T5VS.5DL具有抗白粉病、籽粒硬度指数低等优良特性。因此,利用InDel分子标记WC656可以鉴别普通小麦-簇毛麦T5VS.5AL、T5VS.5DL衍生后代中的纯合易位,PCR扩增实验操作相对简便,可以为分子标记辅助选育携有5VS纯合易位的软质弱筋小麦提供帮助。     

玉米不育系回交转育群体背景选择效果的研究

以玉米细胞质不育系cms-合344为供体亲本、辐63018为轮回亲本,构建BC_1和BC_2群体,研究利用SSR标记进行遗传背景选择加速回交转育不育系的效果。选用两亲本间多态性好的并覆盖玉米10条染色体的60个SSR标记进行轮回亲本的遗传背景分析。结果表明,对两群体遗传背景回复率分析,86株BC_1群体背景回复率平均值为74.41%,63株BC_2群体背景回复率平均值为87.36%,BC_1群体表型与分子标记辅助选择相似度均较高的株系有9株,BC_2有8株。对两群体进行不同标记数目分析,两群体中使用40个标记与总数60个标记所计算的背景回复率基本相同,相关系数分别达到0.96和0.95以上。