利用野生甘蓝抗性遗传资源获得高抗菌核病甘蓝型油菜的抗性与分子标记初步分析

茵核病是甘蓝型油菜最严重的病害之一,自身抗性低,而甘蓝野生资源中存在高抗遗传资源.以部分抗性的甘蓝型油菜中双9号和高抗性的甘蓝野生资源为亲本杂交得到F1 (ACC),F1连续用中双9号回交6代,得到育性基本恢复正常植株自交,培育成了高抗茵核病材料,命名为F6.染色体计数显示,F6有38条染色体,和甘蓝型油菜(AACC,2 n=38)一致.茵核病抗性鉴定实验结果说明F6对茵核病的抗性高于中双9号而弱于甘蓝.通过在亲本和子代间比较229个分布于甘蓝型油菜19个遗传连锁群的SSR分子标记以及16个与甘蓝抗茵核病特异性位点有关的SSR分子标记,发现甘蓝抗茵核病主要特异性区段9号连锁群已渗入甘蓝型油菜基因组中.     

青海大黄油菜Brsc1基因的精细定位及图谱整合

大黄油菜是源于青海湟源的地方品种,种皮颜色鲜黄,其大黄油菜的黄籽性状受1对隐性基因(Brsc1)控制,该基因被定位于白菜A9染色体上一段1.7 Mb的区间内。为了更好地利用这一黄籽资源,对Brsc1基因进一步精细定位。利用青海大黄油菜和褐籽白菜型油菜09A-126构建BC4及F2分离群体。利用白菜同源区段内已公布的SSR标记,同时利用该区段序列信息开发新的SSR引物,共获得6个与目标基因紧密连锁的标记(Br ID10711、Br A5~Br A9),其中Br A5与目标基因共分离,Br A9为一侧最近标记,它与目标基因之间的遗传图距为0.69 c M。至此,Brsc1基因进一步被限定于标记Y06和Br A9之间约1.2 Mb的区间内。利用本研究中获得的标记检测F2群体中3种类型单株,鉴定出一个共显性标记Br A8。将本研究中获得的SSR标记与前人研究结果进行整合,加密了Brsc1基因所在区间的标记密度。同时,特异片段与拟南芥基因组进行序列比对的结果表明,共有5个标记与拟南芥的第1染色体有较好的共线性关系,暗示Brsc1基因的同源基因可能位于拟南芥的第1染色体上。本研究中获得的标记将为Brsc1基因的克隆及利用Brsc1基因进行黄籽油菜的分子辅助育种提供有利条件。     

白菜—甘蓝染色体附加系的性状遗传

以白菜和甘蓝种间对应性状作为遗传标记性状，人工合成甘蓝型油菜，建立白菜—甘蓝附加系，并用附加系研究种皮颜色、花色和雄性不育等三个质量性状的遗传。结果表明，在甘蓝的染色体组和甘蓝型油菜所含的甘蓝染色体组中，控制种皮颜色和控制花色的基因分别载于不同染色体上，控制所用白菜雄性不育的育性恢复基因与控制种皮颜色和花色的基因也分别载于不同的染色体上；选择种间对应质量性状有显隐性差异的白菜和甘蓝材料合成的甘蓝型油菜附加系，可用所选择性状作遗传标记对其进行区分和利用。     

芸苔属主要油料作物黄籽性状分子遗传研究进展

油菜黄籽性状由于较好的营养和加工品质,得到现代油菜育种越来越多的重视,正逐渐成为油菜育种的重要目标.本文主要从芸苔属3个主要油料作物黄籽性状的遗传规律、基因定位和比较基因组学研究进展进行综述.在黄籽性状遗传方面,白菜型油菜、芥菜型油菜的遗传模式己基本清楚,由两对隐性基因控制,而甘蓝型油菜由于黄籽基因来源不同,存在多种遗传模式.在黄籽基因的定位方面,白菜型油菜、芥菜型油菜均已筛选到多个与黄籽性状紧密连锁的分子标记,并成功转成适合大规模筛选的SCAR标记,为分子标记辅助育种奠定了基础.甘蓝型油菜中也获得一些与黄籽性状紧密连锁的分子标记,并应用于分子标记辅助育种,但由于黄籽来源的不同,这些标记缺少通用性.在比较基因组学方面,根据拟南芥的相关种皮颜色基因,在白菜型油菜、芥菜型油菜、甘蓝型油菜中已克隆出一些与种皮颜色合成有关的基因,这些基因的克隆为油菜色素合成途径和通过转基因创造新型黄籽油菜研究奠定了基础.     

甘蓝型油菜隐性三系核不育上位基因Rf精细定位

甘蓝型油菜隐性三系核不育系因不育性稳定、不育基因易转育、恢复谱广、无胞质负效应、制种产量高等优点在生产上得到广泛应用.其不育性状受两对隐性重叠不育基因(ms1和ms2)与一对隐性上位抑制基因(rf)互作控制.ms1和ms2同时纯合(ms1ms1ms2ms2)表现不育,但隐性纯合rf(rfrf)对ms1ms1ms2ms2的表达起抑制作用,又使其表现可育(临保系,ms1ms1ms2ms2rfrf).本研究利用BSA群分法,通过AFLP分子标记和SRAP分子标记的筛选,利用Rf基因的BC1分离群体( ms1ms1ms2ms2Rfrf+ms1ms1ms2ms2rfrf)进行遗传连锁分析.结果表明,共筛选到4个与Rf基因均共分离的标记,这些标记在该基因不同遗传背景的BC1群体中均与Rf基因紧密连锁.标记测序序列BLASTn结果表明,其位于大白菜A7染色体Scaffold000017(3.3 Mb)上.根据该Scaffold序列信息,开发了一系列SSR引物,多态性SSR引物在Rf基因的一个BC1群体中进行连锁分析,最终将该基因限定在245kb的一个范围内.其中SSR标记A7-10、A7-24与Rf基因共分离,A7-24为共显性标记.     

甘蓝型油菜桔红花色基因Bnpc2紧密连锁标记的开发及其应用

培育出带有标记性状的甘蓝型油菜桔红花色恢复系,在杂交种制种过程中可以起到指示作用来去除恢复系杂株,从而提高杂交种纯度和产量。开发与甘蓝型油菜桔红花色基因紧密连锁的分子标记,有利于快速培育出甘蓝型油菜桔红花色恢复系。前期研究表明,甘蓝型油菜桔红花色性状受Bnpc1和Bnpc2两对隐性核基因控制,并将Bnpc1定位到151 kb的区间范围内。本研究以BC3分离群体(即与轮回亲本回交三代且经过等位性检验仅在Bnpc2位点处发生分离的群体)为材料,利用AFLP和SSR标记技术对基因Bnpc2进行了基因定位,获得18个与Bnpc2紧密连锁的分子标记,其中两侧最近的标记分别为4个共分离的SSR标记(BnA09-19, BnA09-22, BnA09-24, BnA09-25)和P11/MC02,它们与目的基因的遗传距离分别为0.12和1.74 cM,标记间的遗传距离为1.86 c M,因而甘蓝型油菜桔红花色基因Bnpc2被锁定在1.86 cM的区间范围内。同时,筛选得到1个与基因Bnpc2紧密连锁的共显性标记BnA09-22。利用与基因Bnpc1和Bnpc2紧密连锁的共显性标记进行分子标记辅助育种,选育出1个甘蓝型油菜桔红花色恢复品系4750R,并进行了三系配套,审定了甘蓝型油菜杂交种‘青杂15号’。     

控制白菜叶片紫色的pur基因初步定位

为了定位控制白菜叶片紫色的pur基因,选用大白菜自交系09-680和紫色小白菜09N-742进行杂交构建了一个由307个单株组成的F2群体,采用群体分离分析法(Bulked segregant analysis,BSA)构建紫色和绿色池,对分布在白菜基因组10个连锁群上的125个InDel标记和100个SSR标记进行多态筛选,其中位于A3连锁群末端的2个In-Del标记BrID10999和BrID10399与紫色性状表现连锁.连锁分析发现,2个标记与pur基因的遗传距离分别为7.3,5.7 cM,位于pur基因的同侧.在此基础上,根据这些标记所在区域的BAC序列设计了23对SSR引物,其中来源于KBrH005 P10的SSR标记BVRCP10-6位于pur基因的另一侧,距离pur基因仅1.9 cM.这些标记可有效用于白菜紫色性状的分子标记辅助育种,也为进一步精细定位和克隆pur基因奠定了基础.     

GBS高密度遗传连锁图谱定位甘蓝型油菜粉色花性状

甘蓝型油菜花瓣颜色是重要的观赏性状,花瓣颜色的选育和改良已成为材料创制的主要研究方向。目前对甘蓝型油菜粉色花性状定位研究未见报道。本研究以甘蓝型油菜纯系黄花62和甘蓝型油菜纯系粉花77为亲本构建双单倍体(doubled haploid,DH)群体。利用简化基因组测序技术(genotyping-by-sequencing,GBS)筛选出3253个单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)标记,构建了全长1766.06 cM甘蓝型油菜连锁图谱,标记间平均遗传距离为0.54 cM;使用WinQTL Cartographer复合区间作图方法对粉色花性状进行数量性状座位(quantitative trait locus,QTL)定位,检测到位于A07和C03染色体上各1个QTL;将定位区间内基因与甘蓝和白菜同源基因进行线性比对,在这些区间中找到了一些存在于3个物种的同源基因;对粉色花定位区间内基因进行可变剪切分析发现,2个花色相关基因BnaA07g15980D和BnaA07g17500D在亲本粉色花瓣中发生内含子保留可变剪切。上述研究结果为甘蓝型油菜粉色花相关基因精细定位和分子连锁标记开发提供了更多线索。     

花叶性状在甘蓝型油菜改良中的应用探讨

以论文查阅和专利检索的数据为基础,简述了甘蓝型油菜花叶性状的遗传规律、与产量的关系、基因定位与制种,提出了利用好花叶性状有助于实现甘蓝型油菜种植从高密到超高密、超高密到极高密迈进的观点,设想了苗期预测和确定当季油菜种植密度极大值的初步方案。目的是加快花叶性状的应用研究,进一步适应甘蓝型油菜机械化作业和超高密、超高产。     

SSR作为锚定标记构建白菜×芜菁分子遗传图谱

为了将已有的大白菜分子遗传图谱和已发表的A基因组参考图谱对应起来,本研究利用国际上发表的大白菜和甘蓝型油菜A基因组特异SSR标记作为锚定标记,重新构建了白菜×芜菁分子遗传图谱。利用双亲和F1对326个SSR标记进行了筛选,共获得86个多态性分子标记。在此基础上整合了已有的400个标记,最终构建了一张由10个连锁群组成,包含了347个标记的分子连锁图谱,图谱总长度为1008.7cM,标记间的平均图距为2.91cM。此图谱上包含了已在A基因组参考图谱上定位的56个SSR标记,分布于10个连锁群上,从而将各个连锁群与参考图谱的连锁群对应起来。每个连锁群上的标记数在25～58个之间,连锁群长度在60.6～177.0cM范围内,平均图距在1.33～4.92cM之间。该图谱为白菜重要性状的遗传定位奠定了良好基础。     

中国小麦LB0288中抗叶锈病基因的鉴定

明确中国小麦LB0288中所含的抗叶锈病基因,找到与其紧密连锁的DNA分子标记。将小麦LB0288和感病小麦品种Thatcher杂交,获得F1、F2代群体,用叶锈菌小FHTT分别对双亲及其杂交后代进行叶锈鉴定并进行标记分析。抗性鉴定结果表明F2代群体时呈现一对显性基因的抗感分离比例,经过亲本和抗感池间标记筛选以及F2代群体的标记检测,位于5DL的SSR标记barc144与抗病基因连锁,遗传距离为5.3 cM,同时Lr1的STS标记与之共分离,根据该基因的抗性特点和染色体位置推断为Lr1。此实验通过抗性鉴定、遗传分析和分子标记等手段确定LB0288中含有小麦抗叶锈病基因Lr1。     

一个水稻落粒性基因SH1的SSR标记定位

以籼稻品种93-11为轮回亲本,与粳稻品种日本晴杂交并回交的高世代分离群体为研究材料,选用104个多态性的SSR标记对水稻的落粒性基因进行定位。结果表明,在BC₄F₂群体中,6个标记的基因型来自于日本晴;在BC₄F₃定位群体中,难落粒植株数与易落粒植株数的分离比例为3:1,落粒性受1对显性基因控制,命名为SH1;分子标记与落粒性共分离分析将SH1定位在SSR标记RM5389和RM1068、RM1387之间,与3个标记的遗传距离分别为0.7cM、5.5cM和13.1cM,此结果为该基因的分子标记辅助选择奠定了基础。     

陆地棉亚红株突变体基因的初步定位

陆地棉亚红株突变体PD-17与GK19杂交F₁代表现出良好的光合作用效率,具有较高的超亲优势,是潜在的优良种质资源。寻找与该突变基因Rs连锁的分子标记并进行染色体定位,对于该基因的进一步精细定位或克隆具有重要的意义。以亚红株突变体PD-17与GK19配置的BC1群体为作图群体,选用覆盖棉花所有已鉴定染色体及大多数连锁群的419对SSR引物,利用BSA（bulked segregation analysis）法筛选有多态性差异引物,然后根据群体单株基因型进行作图分析。结果显示,位于第7条染色体上的5个分子标记与Rs基因相连锁,SSR标记BNL2634与Rs基因的遗传距离较小,约为10.3 cM,SSR标记CIR393位于Rs基因另一侧,与Rs基因的遗传距离约为29.1 cM,由此,可将Rs基因定位于第7染色体上。     

采用SSR标记辅助选育具有Xa22(t)的云南高原粳稻新种质

以高原粳稻新品种滇粳优1号为轮回亲本,携带Xa22(t)基因的云南地方稻种扎昌龙为供体亲本,回交后代BC3F1290株和BC3F2290个株行为供试材料,采用与Xa22(t)紧密连锁标记RM224及其它11对SSR．标记进行辅助选择。290株BC3F1个体在RM224位点上杂合基因型个体的比率为21．04％;其它11对SSR．标记位点的轮回亲本纯合基因型个体比率平均为93．07％,但不同染色体标记位点上纯合基因型的比率不同。用云南高原粳稻上的白叶枯病优势菌株YH24对亲本、BC3F1单株和BC3F2株行接种鉴定,BC3F1中RM224位点上杂合基因型的61个植株表现为抗至中抗,RM224位点上滇粳优1号纯合基因型单株都表现为感病;由RM224位点杂合基因型BC3F1单株衍生的61个BC3F2代株行表现为抗、感分离。     

烤烟品种‘Oxford207’青枯病抗性的遗传分析与分子标记初选

为了研究烟草青枯病抗性的遗传特性和开发抗性相关分子标记,以抗青枯病的烟草品种‘Oxford207’,感病品种‘红花大金元’为亲本,构建了F1、F2和BC1群体,并采用苗期恒温水培接种法鉴定了群体青枯病的抗性。结果表明,接种后定期调查的F1、F2和BC1F1的死亡率比较接近,均稳定介于抗病亲本和感病亲本之间。F1、F2和BC1F1死亡率曲线下面积比较接近,同样介于抗病与感病亲本之间。表明‘Oxford207’的青枯病抗性不符合典型的显性或隐性基因控制模型,属于加性基因控制。采用简单重复序列(SSR)和分离群体分组分析法初步筛选了抗性相关的分子标记。从800多条SSR引物中,筛选出263个在抗感亲本间有多态性且在F1中呈共显性的引物、3个在抗感池之间有多态性的引物。     

水稻光敏核不育基因pms3的精细定位

为了进一步研究水稻晚粳品种农垦58转变为光敏核不育水稻农垦58S的突变位点,并精细定位光敏不育基因pms3,我们利用农垦58S/1514杂交组合的F1进行花药培养构建了一个DH群体,验证了在该群体中光敏不育受pms1、 pms3两对基因的控制,并根据分子标记分析选择第12染色体是1514基因型、 第7染色体农垦58S基因型的DH系DH80与农垦58S杂     

大豆灰斑病1号生理小种抗性基因的SSR标记

针对中国大豆灰斑病1号生理小种,以抗所有生理小种的品系东农40566为母本,以感所有生理小种的品种东农410为父本配制杂交组合,杂交得到F2代后连续自交3代得到F5代群体。该群体经人工接种灰斑病1号生理小种后,利用BSA法对500个SSR标记进行筛选,其中3个标记Satt565、SOYGPATR和Satt396在抗、感池间表现出稳定的多态性,并且在F2代个体中表现出抗性与多态性协同分离的趋势。3个标记与抗性基因的连锁顺序为Satt565—SOYGPATR—Hrcs1—Satt396,它们与抗性基因的连锁距离分别为12.7cM、6.5cM、14.7cM。推测抗大豆灰斑病1号生理小种的基因可能位于C1连锁群上。     

A QTL controlling low temperature induced spikelet sterility at booting stage in rice

Low temperature is a major abiotic stress for rice cultivation, causing serious yield loss in many countries. To identify QTL controlling low temperature induced spikelet sterility in rice, the progeny of F2, BC1F1 and BC2F1 populations derived from a Reiziq × Lijiangheigu cross were exposed to 21/15°C for 15 days at the booting stage, and spikelet sterility was assessed. For genotyping, 92 polymorphic markers from 373 SSR and 325 STS primer pairs were used. A major QTL was initially indentified on the short arm of chromosome 10 by selective genotyping using highly tolerant and susceptible progeny from F2 and BC1F1 populations. The QTL (qLTSPKST10.1) was validated and mapped by genotyping the entire F2 (282 progeny) and BC1F1 (84 progeny) populations. The results from the F2 population showed that qLTSPKST10.1 could explain 20.5% of the variation in spikelet sterility caused by low temperature treatment with additive (a = 14.4) and dominant effect (d = −7.5). From the analysis of 98 selected BC2F1 progeny, the QTL located in the 3.5 cM interval between S10010.9 and S10014.4 was further confirmed. Based on the studies of 3 generations in 2 years, it was clear that the QTL on chromosome 10 is a major determinant of the control of low temperature induced spikelet sterility at booting stage.     

小麦突变体D51抗秆锈性遗传分析及其抗性基因SSR标记

D51是优良品系龙6239经辐射诱变和组织培养相结合获得的高产优质抗秆锈突变体材料,对我国优势秆锈病21C3CPH、21C3CKH和21C3CTR小种均表现免疫。利用来自D51/龙6239、D51/中国春的2个F₂群体和来自D51/龙6239的1个F₂群体分别在苗期和成株期进行21C3CPH小种接种,抗病反应型鉴定表明,3个F₂群体中抗感分离比例均为3∶1,说明D51抗秆锈性受一对显性基因控制,全生育期表达,部分D51/龙6239 F₂植株的F₃株系的抗病鉴定进一步验证F₂鉴定的可靠性。利用675对小麦SSR引物和185株D51/龙6239 F₂分离群体对SrD51基因进行标记定位,将SrD51定位在5D染色体的短臂上。其中SSR标记Xgwm190和Xwmc150与SrD51基因的遗传距离分别为18.58和21.33 cM,并分别位于目的基因的两侧。由于已知的秆锈抗性基因仅有Sr30被定位在小麦5DL上,且Sr30不抗34C2MKK和34C2MFK,而突变体D51的原亲本龙6239不抗21C3CPH、21C3CKH和21C3CTR,却对34C2MKK和34C2MFK表现免疫抗性。因而推断此突变体的秆锈抗性基因可能是一个新基因,暂命名为SrD51。     

通过标记辅助回交育种改良优质水稻保持系金山B-1的稻瘟病抗性

金山B-1是本室育成的一个优质水稻雄性不育保持系。为了改良金山B-1的稻瘟病抗性,我们以水稻品系75-1-127为供体,通过标记辅助连续回交将显性广谱抗稻瘟病基因Pi-9导入到金山B-1中。已知Pi-2与Pi-9等位或紧密连锁。根据前人报道的Pi-2的双侧标记和公共数据库提供的水稻基因组序列信息,我们开发了一个在金山B-1和75-1-127之间表现多态的SSR标记SRM22。该标记与Pi-9基因紧密连锁,估计与Pi-9的物理距离为309Kb,换算成遗传距离为0.73cM。在各世代皆利用SRM22对目标基因进行跟踪,并结合形态性状进行背景选择。在BC3F1代,将中选单株与不育系金山A-1进行杂交并检查其后代的育性,以测验这些单株的不育保持性。在BC3F2代,根据抗病标记、不育保持性(根据BC3F1推断)及形态性状,选得5个符合需要的单株,由此得到5个抗病性得到改良的金山B-1近等基因系(BC3F2:3)。抗病鉴定表明,所有育成株系的抗性水平皆显著高于金山B-1,说明抗病基因确实已经导入金山B-1,利用SRM22标记进行选择是可靠的。但值得注意的是,所有育成株系的抗性水平都略低于75-1-127,说明Pi-9的抗病能力会受到遗传背景的影响。