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。     

19份马铃薯品种的SSR分析

为了解19份马铃薯品种资源的遗传差异及亲缘关系,利用筛选出的10对SSR适宜引物对19个供试材料的基因组DNA进行PCR扩增,得到稳定、清晰的SSR条带163个,其中多态性条带143个,其多态性比率占87.73%。19份马铃薯材料间的遗传距离(GD)介于0.2415~0.7048之间,平均GD值为0.4090。以GD值0.66为基准,将19份马铃薯品种分为5类:青薯9号、冀张薯14和冀张薯8号为一类,大百花(2191)、冀张薯5号、中薯19号、雪川1310和华颂11为一类,冀张薯12号、中薯22号和华颂7号为一类,红玫瑰、希森8号、5 p-40和希森6号为一类,中薯10号、中薯18号、华颂34和华颂33为一类。     

高丹草10个重要性状的QTL定位分析

【目的】确定高丹草茎叶比、分蘖数等9个重要农艺性状及氢氰酸含量的QTL位点,为深入开展高丹草分子标记辅助育种等研究提供依据。【方法】以散穗高粱、红壳苏丹草及高丹草F2群体为材料,在已构建的高丹草高密度分子连锁遗传图谱上,采用多MQM模型法对氢氰酸含量、株高、茎粗、叶片数、叶长、叶宽、茎叶比、穗长、单株干质量、分蘖数10个性状进行QTL定位分析。【结果】高丹草F2群体的10个性状测量值呈正态分布,均可用于QTL分析;控制10个性状的QTL有24个,分布在除连锁群LGⅨ外的其余9个连锁群上,遗传贡献率变幅为6.1%~43.6%。在24个QTL中,控制氢氰酸含量的QTL有2个,控制叶片数、分蘖数和单株干质量的QTL各有1个,控制茎粗、叶长、叶宽、穗长、茎叶比的QTL各有3个,控制株高的QTL有4个。【结论】在已构建的高丹草高密度分子连锁遗传图谱上,定位出氢氰酸含量及株高、茎粗等10个性状的24个QTL。     

高丹草新品系的SSR分析

对11份高丹草新品系(品种)进行了SSR多态性分析.用筛选出的9对SSR适宜引物对高丹草各材料基因组DNA进行PCR扩增,得到318个多态性位点,多态性位点比率达95.78％.引物Xtxp13及Xtxp67扩增的SSR指纹图谱差异明显,可作为11个高丹草新品系(品种)鉴别的分子依据.11份高丹草材料间的GD值变动在0.4286～0.7226之间,以GD值0.61为基准,可将11份材料分为3类:第一类包括SLCN01、SLCN02、SLCN03、SLCN09、SLCN10和蒙农青饲3号高丹草;第二类包括SLCN04、SLCN05、SLCN06、SLCN08;SLCN07单独为一类.     

基于GBS技术构建四倍体杂交冰草超高密度遗传连锁图谱

冰草是优良的牧草,也是小麦等麦类作物抗逆遗传改良的重要基因库。构建冰草超高密度遗传连锁图谱,有利于冰草的标记辅助育种和遗传分析。本研究利用基因分型测序（GBS）技术,对四倍体杂交冰草F₂分离群体的115个单株及其亲本蒙古冰草和航道冰草进行高通量SNP基因分型,经测序获得了超过584 Gb的数据,SNP鉴定以及完整度和偏分离过滤后,最终得到了5 035个高质量的SNP标记;采用Join Map 4.0作图软件构建四倍体冰草超高密度遗传连锁图谱,该遗传图谱包括14个连锁群,各连锁群的长度范围在68.959～280.309 cM之间,平均长度为153.473 cM,覆盖的基因组总长度为  2 148.621 cM,标记间的平均距离为0.427 cM。该图谱是目前冰草中分子标记数目最多、密度最高的遗传连锁图谱,为进一步开展冰草品质、抗性等重要性状的QTL定位、图位克隆及分子标记辅助育种研究等奠定了基础。     

利用SSR分子标记构建四倍体杂交冰草的遗传连锁图谱

为构建四倍体杂交冰草分子遗传连锁图谱,对深入开展冰草产量、抗性等重要性状的QTL定位及分子标记辅助育种提供依据,以四倍体杂种F₂分离群体的347个单株及亲本蒙古冰草和航道冰草为材料,采用SSR分子标记技术和Joinmap 4.0软件进行了遗传作图研究。试验从256对SSR引物中筛选出条带清晰稳定、多态性丰富的适宜引物30对,PCR扩增得到224个SSR标记位点,平均每对引物扩增出7.47个位点,其中多态性标记位点185个,占82.6%。偏分离分析显示,在185个SSR多态性标记位点中有24个标记产生偏分离,占13.0%,符合植物遗传作图时通常偏分离标记比率<30%的要求,可用于遗传作图。构建了1张四倍体杂交冰草的分子遗传连锁框架图谱,该图谱包含14个连锁群、185个标记,其长度范围在123.0~202.6 cM之间,连锁群LG4最长、LG12最短,各连锁群的平均长度167.32 cM,覆盖基因组总长度2342.5 cM,标记间的平均距离12.66 cM。     

四倍体彩色马铃薯花青素含量及产量性状的QTL定位

为确定彩色马铃薯薯块花青素含量、单株产量和商品薯率3个重要性状的QTL位点,以四倍体彩色马铃薯‘黑美人’בMIN-021’杂种F₁代分离群体的210个单株无性株系及其亲本为材料,通过对这3个重要性状进行两年一点的观测试验,以及亲本间和杂种株系间的差异显著性分析,用TetraploidMap软件在已构建出的2张双亲的高密度彩色马铃薯分子遗传连锁图谱上分别定位其QTL。结果显示,这3个性状在亲本间和杂种株系间差异显著,且F₁群体单株株系间各性状观测值均呈正态分布,适合QTL分析。在母本‘黑美人’的遗传连锁图谱上检测到13个QTL,其中控制花青素含量的有5个、单株产量和商品薯率各有4个,遗传贡献率变幅为7.98%~19.62%。在父本‘MIN-021’的遗传连锁图谱上检测到11个QTL,其中花青素含量和单株产量各有4个、商品薯率有3个,遗传贡献率范围在8.70%~21.62%之间。     

基于SSR分子标记的高丹草遗传图谱构建及相关性状QTL定位

本试验以散穗高粱和红壳苏丹草为亲本,以其杂种F2代的170个分离单株为作图群体,利用SSR分子标记技术和Join Map 3.0作图软件构建高丹草遗传连锁图谱,并在此基础上对分蘖数、株高、氢氰酸含量等8个相关性状进行QTL定位。结果表明:从120对SSR引物中共筛选出50对多态性引物,利用这些引物对作图群体各单株进行PCR扩增,共获得226个多态性标记,平均扩增标记为4.5个/引物。构建出一张由10个连锁群组成的高丹草SSR分子遗传图谱,含181个SSR标记,图谱总长803.13 cM。各连锁群长度在5.8~152.3 cM之间,标记间平均距离4.38 cM,图谱密度较高。在构建图谱的基础上,对高丹草8个相关性状进行QTL定位,共获得17个QTLs,其中控制茎粗的QTL 4个,控制叶宽的QTL 3个,控制叶片数、叶长、分蘖数和穗长的QTL各2个;控制株高和氢氰酸含量的QTL各1个。这些QTL位点分布于高丹草SSR遗传连锁图谱的其中8个连锁群上,其遗传贡献率的范围为12.5%~25.6%。本研究可为进一步开展高丹草重要性状基因的精细定位、图位克隆、功能分析,以及分子标记辅助育种提供理论指导。     

马铃薯杂种优良株系遗传差异的AFLP分析

为明确从‘1867’ב陇薯7号’、‘MB09’ב陇薯7号’和‘MB09’ב陇薯6号’3个马铃薯杂交组合中选育出的17个杂种优良株系的遗传差异程度,用4个亲本材料作对照,利用AFLP分子标记技术对其进行了遗传差异分析。用筛选出的10对AFLP适宜引物进行PCR扩增共得到321个位点,多态性位点277个,多态性位点百分率87.29%。试验建立了各杂种优良株系的AFLP指纹图。21份马铃薯材料间的多态信息含量(PIC)平均为0.5617,Nei’s遗传多样性指数为0.3623,Shannon指数为0.5407。各材料间的平均遗传距离(GD)为0.5281,以GD值0.51为基准,21份材料分为4类:‘1867’、A-10、A-12、A-21和A-29为一类;‘陇薯6号’、‘陇薯7号’、A-14、A-23、A-26、B-13和B-14为一类;‘MB09’、B-1、B-2、B-7、B-15、B-20和C-22为一类;C-2和C-21为一类。该研究可为马铃薯杂交亲本的选择利用和杂种优良新品系的选育提供依据。     

1867×陇薯7号优良株系的SSR及染色体构型和育性分析

为深入研究马铃薯1867×陇薯7号杂交组合的杂种F1无性株系在细胞和分子水平的差异,本试验以1867和陇薯7号为对照材料,利用SSR分析34个株系的DNA位点差异,明确选出16个优良株系的花粉育性及其染色体配对构型,为马铃薯新品种选育提供优质材料。研究表明:(1)利用筛选的2对SSR特异引物S118和STI047,能够区别出34个杂种株系和其双亲,并建立其SSR指纹图谱;(2)杂种株系C2、C3、C4、C5、C9、C10、C11、C12、C14、C19、C20、C21、C23、C26、C29和C30的花粉可育率之间存在明显差异,介于19.01%～90.59%之间,且株系C2、C3和C26显著高于母本1867;(3)16个杂种株系的染色体构型差异明显,介于1.71%～14.80%之间,其中株系C2、C3、C5、C9、C11、C12、C14、C20、C21、C26和C29二价体构型的频率较高,且以株系C26的二价体比例最高(14.80%)。本试验构建34个马铃薯株系的SSR指纹图谱,明确16个优异株系的染色体构型及花粉育性差异,为马铃薯杂交育种提供丰富的种质资源。