高丹草低氢氰酸含量性状主效QTL PA7-2的精细定位

为了精细定位高丹草低氢氰酸含量性状主效数量性状基因座QTL PA7-2,对进一步开展低氰性状相关候选基因挖掘、功能解析及分子标记辅助育种等研究提供理论依据。本试验在前期研究工作基础上,从高丹草（散穗高粱Scattered ear Sorghum bicolor×红壳苏丹草Red shell Sorghum sudanense）F₂代1 200个分离群体单株中筛选出121个QIRs（Quantitative trait locus（QTL）isogenic recombinants）植株,选出低氰和高氰极端株套袋自交获得F₃代分离群体,选出QIRs群体植株130个,利用BSA-SSR（Bulked segregation analysis（BSA）and simple sequence repeats）技术构建了长度为230.7 cM、密度为4.81 cM的遗传连锁图谱,通过定位分析明确了QTL PA7-2的位置在38 cM处,位于SSR标记Sobic.8 g1-600和XM00242-400之间。经与高粱基因组比对分析,首次将低氰QTL PA7-2精细定位至高粱8号染色体3.77 Mb（51.415 Mb~55.182 Mb）的物理区间,并发现SSR标记SORBI4G3-600与其紧密连锁。     

马铃薯杂种优良株系产量品质及SSR指纹差异分析

为明确马铃薯杂交组合YSP-4×陇薯7号杂种F1的4个优良无性株系(株系3、株系5、株系6、株系12)间在产量和营养品质及DNA水平上的遗传差异,采用田间农艺性状观测、常规营养成分测定方法及SSR分子标记技术对其进行了研究.结果表明:4个优良无性抹系中,以株系12和株系6的产量及营养品质性状表现较为突出,前者为高产株系,后者为高淀粉株系;筛选出S174和S118适宜引物2对,PCR扩增建立了能识别出4个马铃薯杂种株系及其亲本的SSR指纹图.     

10个马铃薯新育成品种的SSR分析

为明确内农薯1号(NNS-1)、内农薯2号(NNS-2)、内农薯3号(NNS-3)、内农薯4号(NNS-4)、内农薯5号(NNS-5)、内农薯6号(NNS-6)、红彩5号(HC-5)、紫彩1号(ZC-1)、紫彩2号(ZC-2)、紫彩3号(ZC-3)等10个马铃薯新品种在DNA分子水平上的遗传差异性,提取10个马铃薯新品种基因组DNA,并利用SSR分子标记技术对其进行了遗传差异性和聚类分析。结果表明,筛选出SSR适宜引物10对,PCR扩增实验得到多态性条带位点117个,多态性位点数占总位点的84.17%。聚类分析显示,10个马铃薯品种的遗传距离(GD值)变幅在0.126 4～0.714 3之间。以GD值0.55为基准,将10个材料划分为四类：NNS-1、NNS-2和HC-5为第一类;NNS-3、NNS-4和NNS-5为第二类;ZC-1、ZC-2和ZC-3为第三类;NNS-6为第四类;2个特异性引物S 189和S 25扩增的SSR指纹图可明确识别10个马铃薯新品种在DNA水平上的遗传差异。     

温光处理对不同马铃薯品种块茎形成发育影响的研究

以内蒙古地区主栽的3个马铃薯品种费乌瑞它、底西芮、克新1号为材料,采取分期播种、温室内遮阴、人工气候室内不同温光处理方式,通过测定株高、块茎淀粉含量、单株结薯数、块茎产量等主要农艺性状,研究了温度和光照对马铃薯品种块茎形成发育的影响.结果表明:早播可促进马铃薯植株分枝数、主茎数、株高和叶面积的增加;温室遮阴降低温度和光照强度时,马铃薯的株高、分枝数、主茎数和叶面积呈下降趋势;人工气候室内升高温度对马铃薯的株高、分枝数、主茎数和叶面积有明显促进作用,而光照长度变化对其影响较小.早播可促进马铃薯块茎中淀粉和VC含量积累,晚播可促进块茎中还原糖含量的积累.温室遮阴可明显减少马铃薯块茎内淀粉、还原糖及VC含量的积累.人工气候室内马铃薯块茎中淀粉和VC含量随温度升高而下降,还原糖含量随着温度升高而增加,而对光照长度反应不敏感.早播可明显增加3个马铃薯品种的单株结薯数、大薯率和薯块产量;在温室遮阴和人工气候室温光处理条件下,适度降低光照强度和温度可明显促进马铃薯块茎的形成发育,利于获得高产.     

黑痣病菌毒素对马铃薯幼苗生理生化抗性相关物质的诱导

为了探讨马铃薯抗黑痣病机制,采用毒素接种脱毒组培苗的方法,研究了黑痣病菌毒素对马铃薯不同抗性品种幼苗体内病程相关蛋白、木质素及游离脯氨酸含量的影响及其与抗黑痣病的关系。毒素处理后,感病品种大西洋和抗病品种底西芮幼苗几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶活性均明显升高,36 h升高幅度均达到最大,感病品种升幅大于抗病品种。底西芮和大西洋木质素及游离脯氨酸含量也大幅增加,但抗病品种的增加幅度大于感病品种。研究表明,黑痣病菌毒素诱导几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶活性升高以及木质素和游离脯氨酸含量增加是马铃薯幼苗抵抗毒素胁迫的内在机制;木质素、游离脯氨酸含量与品种抗病性呈正相关,而几丁质酶、β-1,3-葡聚糖酶活性变化则不是引起品种抗性差异的主要原因。     

低氰含量高丹草新品系主要农艺特性及染色体构型分析

为明确4个高丹草新品系SLCN-11、SLCN-12、SLCN-13、SLCN-14的生育特性、生产性能、营养价值和细胞遗传学特征,对其生长速度、育性、光合性能、鲜草及种子产量、氢氰酸含量、营养成分等主要农艺特性及染色体构型进行了分析。4个新品系生长速度快,植株高大,分蘖能力强,生育期130～138 d,穗型呈双亲中间型,花粉可育率高达96%以上,自然结实率为72.11%～73.34%,PMC MⅠ染色体配对行为规则(2n=2x=20=10Ⅱ)。新品系的光合能力均较强,鲜草产量和种子产量均较高,以SLCN-11的增幅最大。新品系的氢氰酸含量均很低,株高约100 cm时鲜草氢氰酸含量仅为5.80～10.43 mg/kg,青刈饲喂安全。新品系的茎叶比均较小,营养价值高,拔节期粗蛋白质含量为14.67%～16.31%,粗纤维含量为24.31%～24.72%,并富含粗脂肪、无氮浸出物、钙、磷及各种氨基酸等营养成分。     

四倍体马铃薯SRAP分子遗传连锁图谱的构建

为了给后期马铃薯块茎高淀粉、高干物质及产量等重要数量性状基因座(QTL)定位和分子标记辅助育种奠定基础,以四倍体马铃薯YSP-4×MIN-021杂种F1的182个分离单株为作图群体,利用相关序列扩增多态性(SRAP)分子标记进行了遗传图谱构建研究。试验从357对SRAP引物中筛选出适宜引物36对。用这些引物对马铃薯杂种F1的182个分离单株及其亲本的基因组DNA进行PCR扩增得到598个SRAP标记。卡方检验显示偏分离标记数为127个,其中母本连锁群59个,父本连锁群68个,偏分离比率均小于30%,符合遗传作图的要求。用软件JoinMap4.0建立了2张四倍体马铃薯双亲的SRAP遗传图谱。母本YSP-4的连锁群总长度为1572.2cM,标记数目为274个,平均间距为5.74cM,12个连锁群的长度范围为14.03~214.44cM;父本MIN-021的连锁群总长度为1932.23cM,标记数目为324个,平均间距为5.96cM,各连锁群的长度范围为93.65~242.06cM。     

马铃薯SSR引物的开发、特征分析及在彩色马铃薯材料中的扩增研究

彩色马铃薯较普通栽培马铃薯具有更丰富的营养物质,特别是富含抗氧化物质花青素,是近年来育种家研究的焦点。迄今为止开发的马铃薯SSR引物数量有限,特别是彩薯相关的SSR引物。本研究基于马铃薯全基因组序列利用MISA软件对SSR位点进行了分析。研究发现,在马铃薯全基因组序列中共获得218,997个SSR位点,平均3.39 kb出现一个SSR位点。单核苷酸是主要重复类型,占总SSR的62.05%,其次是二核苷酸和三核苷酸,所占比例为22.39%和13.11%。6种核苷酸类型的重复次数分布在5～746次,以5～10次为主,占总SSR的60.9%。在检测到的全部SSR中,共获得215种基元类型,除六核苷酸重复类型外,其他5种核苷酸重复类型的优势基元均以含有A/T-的基序为主。SSR基序长度主要分布在12～20bp之间,占全部SSR的43.19%。通过Primer5共设计出100对SSR引物,利用彩薯双亲的DNA初步筛选出48对可以扩增出条带的引物,有效扩增率达48%。进一步验证引物的有效性,随机选择F2群体的6个单株进行PCR扩增,筛选出条带清晰稳定,多态性较高的引物26对,平均多态性比率为72....     

彩色马铃薯杂种F1无性株系花粉育性及染色体配对构型分析

为了明确拉塞特(Russet)×黑美人彩色马铃薯杂交组合F1中选出的5个无性株系的细胞遗传学特性,采用常规制片技术对其花粉育性及花粉母细胞减数分裂中期I(PMCMⅠ)染色体配对构型进行了分析。育性较高的株系其二价体和四价体出现的频率较高,单价体和三价体出现的频率较低。株系19、株系27和株系31的花粉可育率均高于50%,适宜在彩色马铃薯新品系的进一步杂交选育中作父本中间材料利用;而株系13和株系29的花粉可育率远低于50%,适宜作母本中间材料利用。彩色马铃薯杂种F1无性株系13、株系19、株系27、株系29和株系31的染色体配对构型分别为:2n=4x=48=4.67Ⅰ+6.09Ⅱ+5.25Ⅲ+3.59Ⅳ、2n=4x=48=1.88Ⅰ+12.70Ⅱ+1.30Ⅲ+4.30Ⅳ、2n=4x=48=2.66Ⅰ+9.70Ⅱ+3.07Ⅲ+4.04Ⅳ、2n=4x=48=7.50Ⅰ+4.00Ⅱ+6.84Ⅲ+2.84Ⅳ、2n=4x=48=2.33Ⅰ+15.33Ⅱ+2.67Ⅲ+1.67Ⅳ。