分子标记辅助选择聚合棉花Rf1育性恢复基因和抗虫Bt基因

胞质雄性不育恢复系0-613-2R与转Bt基因抗虫棉R019(轮回亲本)杂交、回交产生BC2群体。利用CMS恢复基因Rfl紧密连锁的3个SSR标记和Bt基因的PCR标记开展分子标记辅助选择培育聚合有Rfl和Bt的转基因抗虫棉恢复系。在分析的59个BC2单株中55株存在恢复基因标记，54株存在Bt基因；综合标记分析结果，共获得54个同时具Rfl与Bt基因的聚合单株；这些聚合单株自交后，通过标记辅助选择，获得10株含Bt基因且Rfl纯合的单株。为棉花优良恢复系的快速培育提供了重要基础。     

棉花抗虫基因工程

本文综述了棉花抗虫基因工程在环境保护和持续农业中的意义,其所采用的技术路线及Bt抗虫棉商品化应用的现状,并讨论了Bt棉抗性预防的可能对策。     

棉花抗虫基因工程研究进展

抗虫转基因棉花的培育是近年来棉花生物技术研究的热点，它为棉花虫害的防治展示了希望。用于棉花抗虫基因转化的方法有根癌农杆菌Ti质粒介导法、聚乙二醇法、基因枪法和花粉管通道法。用于棉花抗虫植株培育的主要基因有BT基因和CPTI基因，其中BT基因应用较多，用其培育出的转基因棉花，在田间用药量减少50％的情况下而不影响产量，这些转基因棉花在美国已大面积示范推广。     

影响Bt转基因棉花抗虫效果的因素

棉铃虫是澳大利亚棉花的主要害虫,每年造成的为害高达１．５亿澳元。１９９６年开始商用种植Ｂｔ转基因棉,打药次数明显下降,但同时也表现出抗性随着季节的进展逐渐下降的明显趋势。在室内与田间同时就此问题进行了研究和测定。结果简介如下。１　Ｂｔ基因有可能出现的问题与原因（１）ＢＴ基因本身;（２）信息ＲＮＡ本身;（３）毒蛋白本身。研究表明有两种趋势：现蕾前至成熟均出现季节性下降趋势;季节早期偶然出现突然下降趋势。下降倍数可以达到３３－２００倍,且表现在所有Ｂｔ棉中。研究认为,环境因子,如滞水、高温、低温、光…     

转基因水稻中抗虫基因的遗传分析

通过PCR检测及正、反交试验对转双价抗虫基因水稻材料的8个T1代株系中抗虫基因的遗传特性进行了分析,结果表明：6个株系中抗虫基因的分离符合3:1的孟德尔单基因分离规律;1个株系中阳性和阴性植株之比接近于15:1,该株系中抗虫基因可能以双拷贝插入到基因组中的两个非连锁位点;1个株系中阳性和阴性植株之比极显著偏离3:1(接近于1:1),进一步分析表明该偏分离现象可能与转基因花粉竞争能力下降有关。     

棉花黄萎病抗性分子标记辅助选择改良研究进展

由大丽轮枝菌引起的棉花黄萎病已成为当前我国棉花可持续生产的主要障碍之一。分子标记辅助选择打破传统表型选择的局限性,实现对基因型的直接选择,有助于提高选择效率。然而分子标记辅助选择在棉花抗黄萎病育种中的应用不充分。概述棉花黄萎病抗性分子标记辅助选择改良的研究进展,讨论改良过程中遇到的问题,在总结相关研究的基础上讨论分子标记辅助选择在棉花抗黄萎病育种中的应用前景,以期为我国棉花抗黄萎病分子育种提供有用信息。     

选择标记基因剔除及其在转基因棉花中的应用

转基因植物中选择标记基因可能对生物安全和环境安全带来的不利影响,有必要进行剔除。评述了剔除选择标记基因的几种方法,并设计了利用双T DNA共转化和位点特异性重组的方法初步建立培育无选择标记转基因棉花的体系。     

外源抗虫基因对棉花杂种优势的影响

利用3种不同外源抗虫基因棉及其受体和同一常规棉杂交,研究外源抗虫基因对棉花杂交F1的抗虫性和主要农艺性状的影响。结果表明,3种外源基因对杂交F1的优势影响较一致。杂交F1的抗虫性没有杂种优势,不同发育阶段叶片的抗虫性均不高于其抗虫亲本,但和其抗虫亲本有相似的时间变化规律。在花铃期杂交F1的不同器官的抗虫性差异     

转基因三系抗虫棉花新品种银棉8号

银棉8号(代号:G75;转基因生物名称:SGKz34-3)是由北京银土地生物技术有限公司、中国农业科学院生物技术研究所联合选育的高产、多抗型转基因三系抗虫棉花新品种,于2008年8月通过国家审定(审定编号:国审棉2008008).     

西瓜抗枯萎病育种的分子辅助选择

利用中国国内公开发表的西瓜抗枯萎病生理小种1基因紧密连锁标记4451_fon,首次对抗枯萎病育种创新的二倍体和四倍体种质进行分子鉴定。结果表明,全部二倍体单系和除编号D16、D17外的四倍体单系均表现为抗病基因型,判定为抗病材料,与人工接种鉴定结果完全一致;分子鉴定还表明,这些抗病单系为抗病纯合体,在以后的自交纯化过程中抗性基因不再分离和丢失,因此不必继续对其自交后代进行抗性选择。研究结果认为dCAPS标记4451_fon可以作为西瓜抗枯萎病分子辅助选择(molecular marker assisted selection,MAS)的重要工具,能够实现提高选择效率、加速育种进程的目的。     

棉花纤维强度主效QTLs分子标记辅助选择及聚合效应研究

利用2个纤维品质优异材料0-153和新陆早24与2个大面积推广品种鲁棉研28和冀棉516为亲本,配制了(冀棉516×0-153)×(冀棉516×新陆早24)(Pop1)、(鲁棉研28×0-153)×(鲁棉研28×新陆早24)(Pop2)组合的双交F1群体,对3个纤维强度主效QTLs连锁的4个SSR标记进行辅助选择,并对不同QTLs的聚合效应进行了研究。结果表明,4个标记的选择都表现出显著的遗传效应,在2个群体中纯合显性基因/显性基因单株平均纤维比强度在31.21~32.62 cN·tex-1,杂合基因型单株平均纤维比强度在30.77~32.50 cN·tex-1,单个标记的选择效应在0.80~1.51 cN·tex-1;QTL-1×QTL-3和QTL-2×QTL-3组合在2个群体中同时聚合该2个QTLs时单株平均纤维比强度达到33.40~34.08 cN·tex-1,与2个QTLs均无单株相比选择效应在2.73~3.56cN·tex-1,与只含有其中1个QTL单株相比选择效应在1.12~3.02 cN·tex-1。此外,聚合效应分析表明,QTL-1与QTL-2可能是同一个QTL,QTL-2与QTL-3之间存在明显的上位效应。本研究进一步明确了开展纤维强度的分子标记辅助聚合育种是可行的。     

水稻抗稻瘟病Pigm(t)基因的分子标记辅助选择与利用

旨在快速改良武运粳29196的稻瘟病抗性。采用定向回交育种策略,运用分子标记辅助选择技术和花药培养技术,快速改良武运粳29196的稻瘟病抗性。以籼稻品种谷梅4号为稻瘟病抗性基因Pigm(t)的供体,以高产易感稻瘟病的品系武运粳29196为受体,在连续回交和自交过程中,利用与Pigm(t)紧密连锁的In Dels标记S95477和S29742进行分子标记辅助选择。在BC2F1世代,进行花药培养,获得185个双单倍体群体(DH群体),从中筛选出82个含有Pigm(t)基因的改良株系。在经过对农艺性状、稻瘟病抗性的系统鉴定与稻米品质性状测定后,发现改良株系DH036和DH158的综合性状与武运粳29196已十分相近,且稻米品质有所提升,保持了武运粳29196丰产性的同时,稻瘟病抗性有了明显的提高。利用定向回交、花药培养和分子标记辅助选择相结合的技术体系,可明显提高稻瘟病抗性改良的预见性和准确性,缩短育种年限、加快育种进程。新育成的武运粳29196抗性改良系,为稻瘟病抗性育种提供了重要的遗传资源。     

与棉花纤维强度连锁的主效QTL应用于棉花分子标记辅助育种

本文以黄河流域广泛种植的转基因抗虫棉品种sGK321和sGK9708(中41)为轮回亲本,分别与优质丰产品种太121和高纤维品质渐渗种质系7235杂交的F1代材料杂交并回交,配置了杂交回交组合两套,运用与一个已定位的高强纤维QTL紧密连锁的2个SSR标记,通过对这两套杂交组合的不同世代群体的数据进行分析研究,在sGK321x[(Tai121x7235)xsGK321]组合的F2群体、F2:3群体和sGK9708x[(Tai121×7235)×sGK9708]组合的F2群体、F2:3群体中,有/无标记个体的平均纤维强度分别为29.78 cN/tex//28.19cN/tex、29.35 cN/tex//27.97 cN/tex和29.74 cN/tex//27.65 cN/tex、29.12 cN/tex//27.33cN/tex,差异都达到了极显著水平.本研究表明了此高强纤维主效QTL在不同的遗传背景,经过多代杂交、回交和自交后,能够稳定遗传而且QTL的效应稳定;利用此高强纤维主效QTL的分子标记进行辅助选择提高棉花纤维强度效果是显著的.可以在棉花的苗期或早期世代进行分子标记辅助选择,这为快速有效地改良棉花纤维品质、培育棉花新品种新品系提供了理论依据.并运用此项技术结合其它手段进行优质、抗虫等基因的聚合育种研究,快速有效地改良现有的陆地棉推广品种,创造高产、优质、抗虫棉花新材料或新品系.     

转基因抗虫棉外源DNA插入整合结构分析和转化事件特异性检测方法的建立

通过3’端2次高效热不对称交互PCR(hiTAIL-PCR)和5’端4次hiTAIL-PCR及1次长链PCR获得了转基因抗虫棉材料06N-119的外源DNA插入片段的全序列。外源DNA插入片段全长11578bp,由NptⅡ基因和Bt基因两个表达盒串联构成。插入位点处缺失75个碱基,未发生基因重组现象。根据3’端旁侧序列设计引物,特异性和灵敏度检测结果表明,建立的3’端定性PCR检测方法特异性强,灵敏度高,最低检测限为每100ng模板量的0.05%,相当于11个靶标序列拷贝。本研究结果对转基因抗虫棉外源基因检测和生物安全评价具有重要意义。     

Assisted Selection by Specific DNA Markers for Genetic Elimination of the Kunitz Trypsin Inhibitor and Lectin in Soybean Seeds

Summary The antinutritional factors found in soybean, lectin (SBL) and Kunitz trypsin inhibitor (SKTI), are usually inactivated by heat treatment. However, residual activity of these factors can be found in several types of soy-derived products. Heat treatment does not completely eliminate these factors, and in addition it may considerably decrease protein solubility. The genetic elimination of these antinutritional factors could be an alternative to the heat treatment. This study aimed to develop soybean lines devoid of SKTI and SBL in their seeds. The population under study was obtained by crossing the normal cv. Monarca with a soybean line lacking SKTI and SBL. Specific DNA primers were designed for the identification of the recessive alleles that condition the absence of SKTI and SBL. F₂ seeds presenting the DNA markers that identify the recessive alleles were selected and the corresponding F₂ plants were backcrossed with the recurrent parent (‘Monarca’), producing the BC₁F₁ generation. The F₂ generation was analyzed by SDS-PAGE in order to confirm the genotypes of the F₂ selected. The segregation tests confirmed that these traits are governed by two genes that segregate independently.     

长江流域高产转基因抗虫杂交棉新品种中棉所63

中棉所63系中国农业科学院棉花研究所（河南省棉花科学研究所）培育的丰产优质抗病转基因抗虫杂交棉新品种，2007年通过国家品种审定，审定编号：国审棉2007017，适宜河南南阳，湖北全省，湖南北部，四川盆地，江苏、安徽淮河以南（盐城除外），浙江沿海长江流域棉区作春棉种植。     

华南抗稻瘿蚊分子标记辅助育种

亚洲稻瘿蚊(Orseolia oryzae Wood-Mason)是华南的主要水稻害虫.选育抗虫品种是最有效的生态控制方法.本文综述1998-2006年抗性育种的进展.用AFLP方法对从中国广东省7个地点采集的4个生物型的DAN指纹进行分析;在对用RAPD和SSR技术分别对抗中国4个稻瘿蚊生物型的基因Gm6精细定位基础上,用与Gm6紧密连锁的STS和SSR标记开展分子标记辅助育种,创造了一批抗稻瘿蚊的新种质,包括育成了6个栽培稻和6个二系杂交稻和1个三系杂交稻并在农户试种,在中国广东成功地建立了分子标记辅助选育抗稻瘿蚊品种的技术体系.     

转基因抗虫棉纤维品质性状的遗传分析

 根据ADAA遗传模型分析了7个转基因抗虫棉亲本、两个非转基因抗虫亲本和36个半双列杂交F1的纤维品质性状的两年资料,估算各项遗传方差和成对性状间的遗传相关性。结果表明,转基因抗虫棉纤维品质的5个性状受加性、显性和上位性的共同控制,其中麦克隆值、2.5%纤维长度和纤维比强度以基因显性效应为主,麦克隆值和纤维整齐度以上位性效应为主。除纤维比强度外,其余4个纤维品质性状都受到环境互作效应的影响,且影响较大。遗传相关分析表明,纤维比强度与2.5%纤维长度的基因型相关和表型值相关达极显著水平,其中加性相关未达显著水平,显性相关达极显著水平。比强度与麦克隆值的基因加性相关也达极显著水平,但表型相关未达显著水平。利用亲本和F₁的资料预测了F₂的基因型值和杂种优势。结果表明,F₂代的麦克隆值、伸长率、2.5%纤维长度、整齐度、纤维比强度的中亲优势分别为1.0%, 8.5%, 0.8%, 0和2.9%, 无超亲优势。     

转基因抗虫棉产量性状的遗传效应及其杂种优势分析

采用加性-显性与环境互作的遗传模型,分析了9个亲本和36个F1的皮棉产量、单株铃数、铃重和衣分的两年资料,估算了转基因抗虫棉各项遗传方差和成对性状间各项遗传效应的相关性.结果表明,转基因抗虫棉的产量性状受加性和显性效应共同控制,皮棉产量、铃重和衣分都以基因的显性效应为主,而单株铃数是以加性效应为主,单株铃数和衣分还具有基因与环境互作效应.遗传相关分析表明,转基因抗虫棉的皮棉产量与单株铃数的基因型和表现型相关系数都比较大而且比较接近;皮棉产量与单株铃数、铃重和衣分的加性相关系数都达到极显著水平,而且皮棉产量与单株铃数、衣分的数值比较大.利用亲本和F1的资料预测了F2基因型值和杂种优势,结果表明,转基因抗虫棉F2的皮棉产量、单株铃数、铃重和衣分的群体平均优势分别为4.0%、5.1%、-1.3%和3.2%,群体超亲优势分别为-7.3%、-6.0%、-4.2%和-0.5%.