大豆苗期耐盐性的遗传及QTL定位分析

利用重组自交系群体NJRIKY进行大豆苗期耐盐性的遗传及QTL定位分析。以每个家系的平均存活时间为耐盐指标,采用主基因+多基因混合遗传模型进行RIL遗传分析,结果表明,NJRIKY群体的耐盐性遗传符合F-3模型,即由3对主基因控制,没有多基因修饰,主基因遗传率是64.4%。利用Cartographer V.2.5进行QTL定位。结果显示,共检测到3个耐盐QTL,它们分别位于B1、G和K三个连锁群上,分别解释8.4%、17.9%和11.3%的表型变异。     

甘蓝型油菜对盐胁迫的响应及耐盐相关性状QTL研究进展

土壤盐渍化正在成为农业生产的重要非生物胁迫因子，开展甘蓝型油菜耐盐机制研究和QTL分子辅助 育种极为迫切。本文在简述盐胁迫对植物生长的危害及植物缓解盐胁迫机制的基础上，概述了盐胁迫对甘蓝型油 菜不同生长时期的影响以及萌发期和苗期耐盐相关性状QTL研究进展，并对我国耐盐油菜品种选育进行了展望， 期待为进一步开展甘蓝型油菜耐盐机制的研究、选育耐盐新品种提供参考。     

大豆芽期和苗期耐盐性评价指标筛选

大豆耐盐性是决定盐碱地大豆产量的关键因素之一。为探究不同盐浓度对大豆芽期、苗期生长发育的影响,评价不同大豆品种对不同盐浓度的耐受能力,以合豆3号、徐豆14、中黄55和临豆10号大豆品种为材料,在芽期,设置50,75和100 mmol·L~(-1)的盐溶液处理,苗期设置100,200和250 mmol·L~(-1)盐浓度处理。记录大豆芽期生长指标和苗期形态生理指标,并以各指标耐盐指数隶属函数值、总隶属函数值为依据,对4个大豆品种芽期和苗期耐盐性进行比较及聚类分析。结果表明:芽期主根长、下胚轴长、根干重、含水量、鲜重、根鲜重、活力指数耐盐指数的隶属函数值与总耐盐指数隶属函数值的相关性均达到极显著水平,苗期根干重、根鲜重、MDA含量、株高的耐盐指数与总耐盐指数隶属函数值的相关性均达到显著水平。在不同时期和不同品种的盐耐受分析中,不同生育时期的大豆耐受性表现不同;芽期4个大豆品种耐盐程度大致相同。苗期徐豆14、临豆10号耐盐性较强,中黄55耐盐性中等,合豆3号耐盐性较弱。在耐盐指标筛选分析中,下胚轴长、根干重、含水量、鲜生物量、根鲜重和主根长的耐盐指数可作为大豆芽期耐盐鉴定指标,而MDA含量和株高的耐盐指数则可以作为大豆苗期耐盐鉴定指标。     

甘蓝型油菜萌发期耐盐性QTL定位及耐盐种质资源筛选

油菜是修复利用盐碱地的优势大田作物，为解析油菜耐盐性的遗传基础、获得耐盐新种质，本研究利用不同浓度的NaCl溶液（200、250、300 mmol/L）对前期构建的重组自交系群体（RIL）的种子进行处理，分别统计第3 d和第7 d的发芽率，结合高密度SNP遗传图谱，进行QTL定位及候选基因分析。结果表明，RIL群体在不同盐浓度下的发芽率呈连续分布。QTL定位结果显示，6个处理条件下共定位了17个QTL，单个QTL解释的表型变异范围为3.75%～17.57%，其中4个位于C3染色体的QTL(cqST.C3-1、cqST.C3-2、cqST.C3-3和cqST.C3-4)解释的表型变异率大于10%，且能够被重复检测到，是本研究定位的主效QTL。根据RIL群体两个亲本的重测序结果，结合拟南芥同源基因的功能注释，在4个主效QTL置信区间内，筛选获得了5个与耐盐性相关的候选基因。此外，根据发芽率的鉴定结果，认为250 mmol/L NaCl溶液处理7 d的发芽率，可作为油菜种子萌发期耐盐性鉴定的指标，并在此条件下筛选获得了5份耐盐优异种质，发芽率为82.2%～100.0%。     

水分和盐胁迫下小麦种子萌发相关性状的QTL定位

小麦萌发期对水分和盐胁迫敏感,对该时期水分和盐胁迫下种子萌发性状进行QTL定位具有重要的意义。本研究以小麦“泰农18×临麦6号” RIL群体为材料,以20%PEG-6000溶液和100 mmol·L^-1 NaCl溶液分别模拟水分和盐胁迫环境,对种子萌发期10个性状进行了QTL定位。结果表明,在正常、水分胁迫和盐胁迫3种不同处理下各性状变异较大。相关分析表明,抗旱和耐盐可能是两个独立遗传的性状,胚芽鞘长可以作为节水抗旱的鉴定指标。3种处理下共检测到10个萌发相关性状的103个QTL,其中,17个为相对高频QTL（RHF-QTL）,分布在7条染色体（1A、3A、3B、4B、7A、7B和7D）上,平均贡献率为7.55%~15.97%。这些RHF-QTL形成4个QTL簇（QTL cluster,QC）,分布在3A、7A和7D染色体上。其中,7A染色体上的QC2包括3个RHF-QTLs（ QSdw-7A.1、 QGf-7A.1和 QGi-7A.1）,均与小麦耐盐性相关;7D染色体上的QC3包括2个RHF-QTLs（ QGi-7D.1、 QGdrc-7D.1）,均与小麦节水抗旱性相关。这2个QCs增加效应均来自母本泰农18。本研究获得的RHF-QTLs和QCs,可为小麦萌发期节水抗旱和耐盐分子标记辅助选择提供理论和技术支持。     

人工合成六倍体小麦耐盐种质资源的筛选及评价

为从人工合成六倍体小麦中筛选出耐盐种质,对来自墨西哥玉米小麦改良中心（CIMMYT）的141份人工六倍体小麦材料,采用水培法,在小麦芽期和苗期进行不同浓度NaCl胁迫处理（0、100、150和200 mmol·L^-1）,筛选适合耐盐性鉴定的盐胁迫浓度,并通过表型及生理指标测定、相关性分析、主成分分析、隶属函数分析、系统聚类等方法对人工合成六倍体小麦芽期和苗期的耐盐性进行综合评价。结果表明,盐胁迫对人工合成六倍体小麦的多数形态指标和生理指标均有不同程度的影响,根系干重和鲜重及根冠比受盐胁迫影响较大,对盐胁迫敏感性较强。100 mmol·L^-1NaCl为人工合成六倍体小麦耐盐性筛选的理想鉴定浓度。通过系统聚类将141份材料划分为四类,其中高耐盐材料17份（占12.06%）,耐盐材料61份（占  43.26%）,中度耐盐材料48份（占34.04%）,盐敏感材料15份（占10.64%）。     

油菜杂交种宁杂21号及其双亲苗期在盐胁迫条件下差异表达基因分析

为了解甘蓝型油菜杂种优势在盐胁迫中的表现,遏制减产,以油菜强优势杂交种宁杂21号及其亲本为材 料,通过转录组测序,筛选鉴定得到1078个芽苗期差异表达基因（DEG）与耐盐杂种优势密切相关,并能被已有盐胁 迫相关QTL注释,部分基因的表达能被荧光定量PCR验证,说明所得DEG具有可靠性,有潜在的油菜耐盐育种价 值。杂交组合中耐盐杂种优势相关DEG表达模式与母本更为类似,大部分表现为正调控,功能倾向于生物合成的 同化作用,而表达模式类似父本的DEG其功能倾向于氧化还原等调节作用。本研究还对耐盐性杂种优势特异的 SNP位点进行了预测和注释,以期为杂交油菜耐盐分子标记的开发以及耐盐育种提供理论依据。     

大豆种质资源苗期耐盐性鉴定与耐盐材料筛选

苗期是盐碱伤害最敏感的时期苗期是盐碱伤害最敏感的时期。为了筛选耐盐大豆材料,用120 mmol的Nacl溶液对49个大豆品种进行苗期耐盐性鉴定个大豆品种进行苗期耐盐性鉴定。通过苗期耐盐性鉴定,从中筛选出苗期耐盐品种10份份,分别是青皮平顶香别是青皮平顶香、文丰1号号、鲁豆10号号、冀豆19、、晋豆29、、齐茶豆2号号、邯豆3号号、水里站、Lee和Osage。。试验结果表明,大豆种子萌发后根系的长度、侧根数量、根的干重和鲜重与品种的耐盐性密切相关种的耐盐性密切相关。     

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。     

大豆GmLecRlk基因耐盐功能分析

凝集素类受体蛋白激酶属于类受体蛋白激酶（RLKs）家族,在植物的抗病防御反应、生长发育、胞内信号传导以及非生物胁迫反应过程中发挥重要作用。实验室前期对过表达抗逆转录因子GmNFYB1大豆进行转录组测序,获得了差异表达基因GmLecRlk(Glyma.07G005700),其开放阅读框长度为546 bp,编码181个氨基酸,蛋白结构域分析显示其含有两个丝氨酸/苏氨酸激酶结构域,属于一种G型凝集素类受体蛋白激酶。实时荧光定量PCR结果显示,GmLecRlk基因在大豆的根、茎、叶、荚中均有不同程度的表达,在根中表达量最高;200 mmol/LNaCl处理下,GmLecRlk的mRNA丰度先降低后升高,在12 h时达到最高值,表明该基因参与大豆对盐胁迫的响应。利用发根农杆菌K599获得GmLecRlk过表达转基因发状根复合植株,在盐胁迫处理下,其存活率高于对照;在拟南芥中异源表达GmLecRlk基因,转基因拟南芥在盐胁迫处理下的萌发率、绿化率和根长均高于野生型拟南芥。综上所述,GmLecRlk参与大豆对盐胁迫的反应,过量表达基因能提高大豆和拟南芥的耐盐性,为培育和改良抗盐大豆新品种提供新的途径...     

Salt Tolerance in Rice:Focus on Mechanisms and Approaches

Salt tolerance is an important constrain for rice, which is generally categorized as a typical glycophyte. Soil salinity is one of the major constraints affecting rice production worldwide, especially in the coastal areas. Susceptibility or tolerance of rice plants to high salinity is a coordinated action of multiple stress responsive genes, which also interacts with other components of stress signal transduction pathways. Salt tolerant varieties can be produced by marker-assisted selection or genetic engineering by introducing salt-tolerance genes. In this review, we have updated on mechanisms and genes which can help in transferring of the salt tolerance into high-yielding rice varieties. We have focused on the need for integrating phenotyping, genomics, metabolic profiling and phenomics into transgenic and breeding approaches to develop high-yielding as well as salt tolerant rice varieties.     

Haplotyping of Rice Genotypes Using Simple Sequence Repeat Markers Associated with Salt Tolerance

Salt stress is a major problem in most of the rice growing areas in the world. A major QTL Saltol associated with salt tolerance at the seedling stage has been mapped on chromosome 1 in rice. This study aimed to characterize the haplotype diversity at Saltol and additional QTLs associated with salt tolerance. Salt tolerance at the seedling stage was assessed in 54 rice genotypes in the scale of 1 to 9 score at EC = 10 d Sm-1 under controlled environmental conditions. Seven new breeding lines including three KMR3/O. rufipogon introgression lines showed similar salt tolerant ability as FL478 and can be good sources of new genes/alleles for salt tolerance. Simple sequence repeat(SSR) marker RM289 showed only two alleles and RM8094 showed seven alleles. Polymorphic information content value varied from 0.55 for RM289 to 0.99 for RM8094 and RM493. Based on 14 SSR markers, the 54 lines were clearly separated into two major clusters. Fourteen haplotypes were identified based on Saltol linked markers with FL478 as the reference. Alleles of RM8094 and RM3412 can discriminate between the salt tolerant and susceptible genotypes clearly and hence can be useful in marker-assisted selection at the seedling stage. Other markers RM10720 on chromosome 1 and RM149 and RM264 on chromosome 8 can also distinguish tolerant and susceptible lines but with lesser stringency.     

大豆耐盐性种质的分子标记辅助鉴定及其利用研究

大豆耐盐种质的鉴定对于促进大豆耐盐育种具有重要作用。本文利用已获得的大豆耐盐性基因的共显性PCR标记，对选自于国家作物种质库的59份耐盐和盐敏感种质加以鉴定，同时进行了田间耐盐性重复鉴定，并对种质库耐盐性记载结果、田间耐盐性重复鉴定结果与分子标记鉴定结果进行比较，从中选出田间耐盐性重复鉴定结果与分子标记鉴定结果一致的耐盐种质42份，分析了这些种质间的遗传多样性，为大豆处质资源的改良及耐盐遗传育种中的亲本选配提供了理论依据，同时对分子标记应用于种质鉴定和育种实践进行了有益的尝试。     

大豆耐盐碱种质资源鉴定

盐碱胁迫伴随作物生长各个阶段,筛选获得全生育期耐盐碱大豆资源意义重大。试验通过测定大庆地区盐碱土含盐碱种类、含盐量及pH值等指标,确定筛选用盐碱种类、浓度。在培养皿、发芽袋和盆栽试验筛选中,通过大豆芽期发芽率、芽苗期物质生长量、成熟期物质生长量鉴定耐盐碱大豆种质。结果显示大庆地区盐碱土壤为硫酸盐苏打盐碱土,确定盐碱溶液为NaCl、Na₂CO₃、NaHCO₃和Na₂SO₄（摩尔比为1∶1∶9∶9）的混合盐碱溶液,以Na离子含量计算总盐浓度为80 mmol·L^-1,溶液pH值为8.9,盆栽筛选用土壤盐含量为3.3‰,pH值为8.9。鉴定的887份种质资源中种皮颜色有黑、褐、红、绿、黄及双色等,相关性分析发现大豆耐盐碱性与大豆种皮颜色极显著正相关。通过芽期耐盐碱鉴定,887份大豆资源中筛选获得296份耐以上资源,进一步芽苗期筛选有123份显示高耐,再经过全生育期筛选获得7份高耐资源,5份来源于南方,2份来源于黄淮,62份耐资源,盆栽筛选比例为56.10%。本研究建立了从芽期、芽苗期到全生育期的逐级筛选方法,从887份大豆种质资源中筛选获得69份耐盐碱资源,为耐盐碱育种与耐盐碱基因资源利用提供基础材料。     

利用分子标记评价大豆种质的研究进展

中国农业科学院品种资源研究所大豆分子生物学实验室“九五”期间承担了大豆重要基因的分子标记和利用生物技术创造农作物特异新种质等国家科技攻关项目。经地三年的研究,已完成大豆耐盐性基因的分子标记,并申请了国家专利。在抗大豆花叶病毒病（ＳＭＶ）基因标记、大豆遗传多样性评价、分子标记辅助育种和种质创新等方面也取得重要进展。     

栽培大豆耐盐性的主基因+多基因混合遗传分析

选用栽培大豆南农1138-2(耐盐)、南农88-31(较耐盐)和Jackson(盐敏感)配制的南农1138-2×南农88-31和南农88-31×Jackson等2套组合,通过P1、P2、F1、F2和F2:3苗期植株耐盐性调查,利用主基因 多基因混合遗传模型联合分离分析了栽培大豆耐盐性的遗传规律.结果表明南农88-31×Jackson和南农1138-2×南农88-31耐盐性遗传均符合加性-显性-上位性多基因遗传模式.在高世代选择耐盐性植株的效率较高,从F2:3估计,南农88-31×Jackson组合的NaCl耐性微效基因遗传率为82.13%;南农1138-2×南农88-31组合的耐盐性微效基因遗传率为67.47%.     

水稻耐盐分子机制与育种研究进展

盐碱土壤对水稻不同生长发育时期均形成盐胁迫,进而导致水稻产量降低。耐盐水稻选育是提高水稻产量的有效途径。本文分析了盐胁迫对水稻不同发育时期农艺性状的影响,并从渗透调节、离子应答、激素调控和活性氧清除四个方面综述了近年来水稻耐盐分子机制的研究进展。最后,本文总结了水稻耐盐育种现状,并对耐盐水稻新品种的选育和推广进行了展望。     

大豆GmFDL06基因抗干旱及耐盐性研究

bZIP转录因子在植物防卫反应和逆境胁迫应答过程中起着十分重要的作用,大豆GmFDL06是bZIP转录因子家族A组成员,其表达水平受PEG和高盐胁迫影响。本研究分析了GmFDL06转基因大豆苗期的抗干旱和耐盐性。PEG和盐处理后GmFDL06转基因植株的相对植株高度(RPH)和相对植株干重(RSDW)显著高于非转基因大豆东农50。在盐胁迫下,GmFDL06转基因植株比东农50伤害程度低,并且GmFDL06过表达减少了Na~+离子积累,降低了盐胁迫带来的伤害,且过表达GmFDL06促进了下游逆境胁迫基因的表达。这些研究结果表明GmFDL06参与大豆非生物胁迫反应,并有潜力改善大豆的干旱和盐胁迫耐受性,为大豆抗逆基因的研究及抗逆大豆材料的筛选提供了依据。