利用野生大豆回交导入系定位油分含量QTL

以野生型大豆ZYD00006(供体亲本)与黑龙江省主栽品种绥农14(轮回亲本)所构建的回交导入系(832株)为研究材料,利用单因素方差分析方法在11条连锁群上定位到23个QTL位点(P≤0.01),其中4个正效应,19个负效应。导入系群体经过严格的油分含量筛选鉴定,得到13个油分含量性状明显大于轮回亲本的导入系株行和20个油分含量明显小于轮回亲本的导入系植株。利用这33个特殊株行(选择群体)结合随机对照群体,通过基于遗传搭车原理的卡方分析,检测到分布于15个连锁群上的25个与大豆油分含量相关的标记位点,其中11个正效应,14个负效应。两种方法共检测到34个位点,新发现11个位点,两种方法均检测到的有14个位点。     

野生大豆导入系对蛋白质含量相关位点的上位性分析

利用野生大豆ZYD00006和栽培大豆绥农14所构建的回交导入系群体BC3F3代为研究材料,选择亲本间存在差异的121个SSR标记对114个株行材料进行基因型分析;利用T测验对含野生大豆纯合双导入位点(即B-B位点组合)植株表型值与绥农14表型值进行检测,以P≤0.05作为阈值,共获得104对B-B位点对表型影响显著,再经T测验,28对互作位点存在上位性效应,其中正向上位性效应位点10对,负向上位性效应位点18对,本研究结果揭示了上位性效应对大豆蛋白质含量性状的重要影响,同时这些位点信息将为大豆高蛋白分子辅助育种研究提供重要的理论基础。     

掖81162回交导入系产量相关性状评价及配合力分析

以53个玉米自交系为供体创造的85份掖81162回交导入系(BC_3F_6)为材料,评价其产量及相关性状,并将供试回交导入系与分属不同类群的4个测验种按照NCII设计配制344个杂交组合,评价供试回交导入系的配合力水平。结果表明,C22、C39、C40、C46、C47、C61、C69、C75和C85等9个回交导入系各有6个性状上优于轮回亲本。回交导入系C14、C64各有5个产量相关性状一般配合力效应优于轮回亲本,C06、C26、C28、C29、C30、C43、C69、C73、C79和C84各有4个产量相关性状一般配合力效应值优于轮回亲本。单株产量特殊配合力效应排在前5位的组合分别是四-444-1208×C12、四-444-1208×C79、四-444-1208×C84、Mo17-042×C40、四-444-1208×C38。     

野生大豆回交导入系蛋白质含量性状的QTL分析

以野生型大豆ZYD00006（供体亲本）与黑龙江省主栽品种绥农14（轮回亲本）所构建的回交导入系（1204株）为研究材料,利用WinQTL2.5的复合区间作图法(CIM)在9个连锁群定位了16个与蛋白质含量相关的QTL（14个正效应,2个负效应）;导入系群体经过严格的蛋白质含量筛选鉴定,得到10个蛋白质含量性状明显大于轮回亲本的导入系株行。利用这10个高蛋白含量株行（选择群体）结合随机对照群体,通过基于遗传搭车原理的卡方分析,检测到分布于10个连锁群上的17个与大豆蛋白质含量相关的标记位点,对蛋白质含量表现为正效应。两种方法共同检测到7个QTL。这些材料和位点将为高蛋白含量相关基因克隆及分子辅助育种提供重要的材料基础和标记信息。     

作物回交导入系的构建与应用

回交导入系是利用回交及标记辅助选择的手段构建而成的遗传与育种材料。经过多代回交,后代材料在轮回亲本的遗传背景下只包含一个或少量供体亲本染色体片段,因此,可作为QTL分析的重要材料。同时,多代回交有利于打破优异基因与不良基因的连锁,优异基因导入到整体表现优良的轮回亲本材料中,进而实现对育种材料的改良。鉴于其一致的遗传背景,导入系在QTL精细定位和基因克隆、QTL间互作研究、遗传验证及作物聚合育种和分子设计育种中均发挥重要的作用。本文对回交导入系的构建及其在作物遗传育种中的应用进行综述。     

晋麦47背景回交导入系的遗传选择与性状分析

为深入研究小麦抗旱相关性状的遗传基础,以旱地品种晋麦47为轮回亲本、水地品种鲁麦14为供体亲本构建的导入系(ILs)为材料,在雨养和灌溉两种条件下考察穗下节和穗部农艺性状,利用56对在双亲间表现多态性的SSR标记引物对BC3F4导入系群体的150个株系进行遗传选择,分析筛选后的148个导入系遗传背景及性状相关性.结果表明,ILs群体中有两个株系分别在2个、13个标记住点的基因型不同于双亲,ILs群体的晋麦47基因型回复率达94.38%.在两种水分条件下ILs群体多数性状表现超双亲.性状变异系数在2.34%～127.11%之间,性状均值偏向轮回亲本晋麦47;ILs群体灌溉条件下的每穗总小穗数(TNS)极显著大于雨养条件下的,与鲁麦14相似.除穗顶部不育小穗敷(SST)外,其余性状在两种水分条件下均呈极显著正相关(r=0.221～0.555).ILs群体穗下节长(FIL)和旗叶叶枕至德基部长(LPSB)的遗传力均较高,大于0.5975;穗顶部不育小穗数(SST)、穗基部不育小穗数(SSB)的遗传力均较低,小于0.4638,说明小穗结实卒易受环境水分条件影响.     

基于语义分割的大豆主茎精准表型自动获取及其在导入系材料选择中的应用

大豆导入系群体的构建和材料的选择是大豆育种的重要手段之一,而针对某一具体表型的材料选择不仅能够提高育种效率,而且还能够加快定位目标性状基因的进程。本研究针对由绥农14(轮回亲本)和野生野生大豆ZYD00006(供体亲本)为双亲构建的导入系(190个个体),采用机器视觉中的语义分割技术,对主茎相关表型进行了自动提取,实验结果表明:此方法完全可以取代人工测量且具有良好的可移植性,同样可用于其他作物的表型获取。在此基础上,本研究针对大豆主茎相关表型,对参试材料进行系统聚类,结果明确给出各参试材料(近等材料)基于主茎表型的聚类情况。这一结果将成为针对主茎表型进行材料选择的重要依据,同时依据这一结果可以大大加快主茎相关表型基因的定位。     

444玉米回交导入系主要性状及对丝黑穗病的抗性评价

以玉米自交系444为轮回亲本和54个国内优良自交系为供体亲本构建高世代回交导入系(BC3F4),随机选取54份回交导入系进行主要性状及抗玉米丝黑穗病评价。结果表明,回交导入系J88、J107和J148在植株性状、产量及产量构成因素等多个性状上均优于轮回亲本444;54份回交导入系对丝黑穗病抗性差异较大,J15表现为高抗;J2、J7、J28、J31、J46、J88、J110和J148表现为抗病;J6、J55、J73、J76、J97、J102和J121表现为中抗。发病率低于444的有47个,占87.04%,表明回交导入系对玉米丝黑穗病的抗性水平较轮回亲本444有较大提升。J88和J148对丝黑穗病抗性、产量及产量构成因素均表现较好,明显优于轮回亲本444,可优先利用。     

栽培大豆和野生大豆及其回交后代苗期耐盐性分析

以逐代人工耐盐性筛选的栽培和野生大豆杂交组合( Lee68×N23227)F5代株系3060为父本,以耐盐栽培大豆Lee68品种为母本或轮回亲本,配置回交组合(Lee68×3060,编号C)得到的不同单株后代株系(BC1F2)为试验材料,采用苗期耐盐系数、相对生长速率、干物质积累量等指标,对它们的耐盐性进行了分析和评价,并采用相对电解质渗漏率、硫代巴比妥酸反应物(TBARS)含量、叶片净光合速率(Pn)和PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)对其中优良株系耐盐的生理机制进行了分析和探讨.结果表明:在盐胁迫下,该组合回交后代中C3、C10等株系的苗期耐盐性系数、相对生长速率和干物质积累量等指标均明显高于母本Lee68,接近或超过父本3060,其中C1O株系尤为突出.与双亲相比,盐胁迫使C10株系幼苗根和叶中相对电解质渗漏率和TBARS含量的上升幅度,及叶片Pn和Fv/Fm值的降低幅度明显较低,且盐胁迫下的相对电解质渗漏率和TBARS含量与其对照相比,差异均未达显著水平.可认为C10株系是一种新的优良耐盐大豆种质材料.     

玉米染色体单片段导入系的构建与应用研究现状

准确鉴定和定位玉米的重要数量性状基因位点是分子标记辅助选择和基因克隆的基础,传统的分析群体遗传背景复杂,很难对单个数量性状基因位点进行准确鉴定和定位。在简述作物近等基因系研究的基础上,讨论玉米单片段导入系的构建及其应用概况,并对单片段导入系这一玉米育种及分子生物学研究技术平台的未来进行了展望。     

基于大豆导入系群体结瘤相关性状QTL定位及基因挖掘

氮元素是植物生长所需的重要营养元素之一,生物固氮是大豆生长所需氮元素的重要来源。本实验室以绥农14为母本,野生豆ZYD00006为父本构建一套覆盖野生大豆全基因组的导入系群体。基于大豆导入系群体对结瘤数目和干重进行QTL定位,定位到3个QTL与根瘤干重相关,分布在N、M和D2这3个连锁群上,定位到5个QTL与根瘤数相关,分布在K、F、J和D2这4个连锁群上,在D2连锁群这两个性状有重叠区段(7.20-7.79Mb)。针对这个重叠区段的63个基因进行基因注释,选择到6个与共生、抗病相关的基因作为候选基因进行下一步验证。qRT-PCR分析表明根瘤菌侵染期间Glyma.17G097000基因表达模式与对照相比差异很大。Glyma.17G097000属于GmHIR基因家族,在大豆基因组中发现了11个家族成员。GmHIR家族基因结构相似性很高,基因表达有组织特异性。大豆HIR蛋白有Stomatins和Prohibitin两个结构域,能够参与离子通道调节等生理过程,与植物抗病和细胞周期有关。GmHIR基因来源于四个祖先,进化过程中是高度保守的。对GmHIR基因家族11个成员qRT-PCR检测,结果显示根瘤菌感染期间Glyma.05G029800、Glyma.09G154400和Glyma.17G097000这三个基因与对照相比表达模式差异较大。结果表明这三个基因可能在大豆共生体系建立中起着重要的作用,参与根瘤菌与大豆共生体系建立过程中的离子通道调节和免疫反应。本研究为大豆-根瘤菌共生机制研究奠定基础并提供有效候选基因。     

面向育种应用的高州野生稻片段导入系构建与产量性状QTL分析

野生稻是水稻育种的宝贵基因库,但基因组杂合性高,与栽培稻差异大,为育种上直接利用野生稻带来了困难。构建野生稻片段导入系为挖掘和利用野生稻基因资源提供了有效的技术手段。本研究以广东高州野生稻为供体,粳稻品种中花11为受体,通过多代杂交和自交,以育种目标性状为筛选标准,甄选出100个片段导入系。对这100个导入系的产量相关性状(单株有效穗数、总实粒数、千粒重、每穗实粒数和单株产量)进行考察,发现它们至少有1个性状要优于对照品种中花11,显示出在产量改良上的应用潜力。导入系全基因组覆盖度46.9%,共识别出20个产量相关QTL。这些片段导入系作为高州野生稻新型种质资源,为利用野生稻助力水稻种质创新提供了资源储备。     

Identification for Heat Tolerance in Backcross Recombinant Lines and Screening of Backcross Introgression Lines with Heat Tolerance at Milky Stage in Rice

The present study aimed at breeding new rice germplasms with similar genome but significantly differed in heat tolerance during the grain filling stage.A total of 791 BC1F8 backcross recombinant lines,derived from the cross of Xieqingzao B /N22 //Xieqingzao B,were used as materials.Each rice line was separated evenly into two groups,and the heat tolerance of all rice lines were evaluated at natural high temperature in fields.The rice lines with heat tolerant index higher than 90% or lower than 40% were sele...     

广西普通野生稻渗入系耐低氮和氮素利用率的鉴定评价

以广西普通野生稻Y11为供体,籼型恢复系GH998为受体构建的166份野生稻渗入系BC₃F₅为研究对象,设置不施氮（LN）和正常施氮（NN）2种处理,调查株高、有效穗和穗长等12个表型性状,结合耐低氮（NDT）性状、氮素利用率（NUE）性状进行综合评价,以筛选出可利用的氮高效利用育种材料。结果表明：渗入系所有表型均值NN处理均高于LN处理,受施氮影响较大的性状为茎叶含氮量和谷物含氮量,增幅分别为56.89%和37.89%;影响较小的性状为穗长和千粒重,增幅分别为0.50%和2.76%;除穗长外,11个性状在2个施氮处理间呈极显著差异,而且穗总粒数、穗实粒数呈正态分布。渗入系NDT性状的相对生物产量（RBY）与相对生物含氮量（RBN）均值居于双亲之间,且RBN为正态分布;相对谷物产量（GRY）和相对谷物含氮量（RGN）均值高于双亲且趋近GH998,均为正态分布;说明渗入系的耐低氮能力与野生稻的高生物产量和高谷物含氮量特性相关。NUE性状均值处于双亲之间且趋近于GH998,说明氮素高效利用能力主要来源于栽培稻;NDT和NUE性状之间呈显著负相关,因此提高水稻耐低氮能力会降低氮高效利用率。NDT性状的主要影响因子是谷物含氮量和茎叶干重;NUE性状主要影响因子是有效穗、单株产量和谷物产量等。因此,依据研究结果对渗入系进行综合评价筛选,获得3个耐低氮、12个高氮素利用率和3个氮高效且耐低氮的株系,为水稻氮高效育种提供理论依据和育种材料。     

稻米淀粉RVA谱特征值与直链淀粉、蛋白含量的相关性及QTL定位分析

【目的】检测到新的控制稻米品质性状相关的QTL并分析各性状间的相关性,为了解控制水稻品质的遗传机理和培育优质水稻品种奠定基础。【方法】利用Sasanishiki×Habataki回交重组自交系(backcross inbred lines,BILs)群体在两个环境下种植的结果,检测与稻米直链淀粉含量、蛋白质含量及RVA谱特征值相关的加性QTL。【结果】表型分析结果显示,Habataki的蛋白含量明显高于Sasanishiki;而除消减值以外其余的稻米品质性状指标,Sasanishiki均高于Habataki。利用BIL群体共检测到加性QTL 42个,其中10个QTL位点在2个环境中均能被检测到,即q PC8、q AC4、q AC10、q PKV2、q PKV7、q HPV7、q CPV1、q BDV4、q BDV7、q SBV7,且q CPV1、q BDV4、q PKV7、q HPV7和q AC10等5个QTL尚未见报道。同时,我们还利用Sasanishiki×Habataki染色体片断置换系(Chromosome segment substitution lines,CSSLs)验证了10个稳定表达的QTL位点。【结论】稻米RVA谱特征值与直链淀粉含量、蛋白质含量之间呈现一定相关性,且控制不同品质性状的QTL之间具有共定位现象。     

高抗白叶枯病渗入基因系的鉴定初报

对从IRRI 引进的4 个野生稻抗性供体(O. minuta, O. officinalis, O. australiensis, O. brachyantha) 的65 个渗入基因系及它们的2 个轮回亲本( IR319172452322 和IR56) , 1997 年以中国的7个白叶枯病原型的代表菌系接种, 鉴定、评价其抗性反应,获得平均病斑长度低于抗性对照品种IR26 的12 个渗入基因系。     

应用回交法选育抗稻瘟病不育系的研究

１９８１～１９９２年，用辐苞矮２２、浙丽１号等抗稻瘟病品种作抗源亲本，以保持系珍汕９７、Ｖ４１作轮回亲本，采用回交法成功地将抗病基因导入轮回亲本。并通过不育基因的转育，先后育成了辐珍Ａ、Ｂ和丽珍Ａ、Ｂ，不仅对浙南山区稻瘟病菌各类致病生理小种具有广谱抗性，而且用上述不育系配组而成的一批新组合，在经济性状（尤其是米质）上也得到了明显的改进，其综合性状优良。