水稻耐盐碱胁迫优异等位变异的发掘

本研究以281个水稻品种构成的自然群体为试验材料,调查了盐、碱胁迫下水稻种子萌发能力相关性状,选择260对SSR标记对基因组进行扫描,采用Structure软件进行群体分析,利用GLM（General Linear Model）方法对标记与幼苗耐盐碱能力进行关联分析;并以试验材料表型均值为对照,鉴别出携带优异等位变异及载体材料。检测到15个与盐胁迫下种子萌发能力关联的SSR位点,其中第10条染色体上分别与标记RM184和RM171连锁位点的贡献率较大,达到29.51%和31.67%,优异等位变异RM184-211表型效应值最大为0.31,载体材料为‘滇屯502选早’。检测到与碱胁迫下种子萌发能力相关联的20个SSR位点,其中第3染色体与RM168和第4染色体与RM6314连锁位点的贡献率较大,分别达到39.17%和50.02%,优异等位变异RM6314-179表型效应值最大为0.58,载体材料为‘越6(N202)’。     

中国东北粳稻与日本粳稻产量差异及原因分析

【目的】随着籼粳稻杂交理想株型创造与超高产育种理论的应用,我国东北地区培育出大量高产粳稻品种,逐渐取代曾经占据主导地位的日本典型粳稻。本研究旨在通过分析中国东北粳稻与日本粳稻形态、遗传和产量的差异及原因,研究籼粳杂交对东北粳稻改良的影响。【方法】利用InDel和SSILP亚种特异性分子标记、程氏指数、维管束数目比分析比较中国东北与日本粳稻的籼粳成分和属性及与产量结构的关系。【结果】东北粳稻育成品种产量比日本典型粳稻高15.79%,每穗粒数多15.22%,粳型基因频率极显著低于日本粳稻。按程氏指数分类标准,东北粳稻籼粳类型是偏粳型。相关分析结果表明,籼型基因频率与穗数极显著负相关,与每穗粒数极显著正相关,且与一、二次枝梗数及其粒数正相关。【结论】东北粳稻籼型基因频率增加导致穗数减少,每穗粒数增加,同时将结实率和千粒重维持在较稳定水平是东北粳稻品种获得高产的关键。     

Association mapping identifies markers related to major early‐maturating traits in upland cotton (Gossypium hirsutum L.)

Association mapping is a promising tool to identify genes for quantitative traits. A total of 172 upland cotton (Gossypium hirsutum L.) accessions were assessed. The panel was phenotyped for four major early‐maturating traits across multiple environments and genotyped using 331 polymorphic simple sequence repeat (SSR) markers. The gene diversity of the 331 markers averaged 0.40 (range: 0.04–0.78), and the polymorphism information content (PIC) averaged 0.34 (range: 0.04–0.75). Thirty‐nine significant markers related to early‐maturating traits were simultaneously detected in at least two environments. Among the 39 markers, 11 for seed period (SP), seven for bud period (BP), six for flower and boll period (FBP), and 15 for growth period (GP). These markers were stable and could be used for marker‐assisted selection (MAS). Favourable alleles for SP, BP, FBP and GP were explored. These alleles can be directly used in MAS to improve cotton early maturity. This study lays the foundation for analysing the genetic mechanisms underlying early maturity, as well as the use of MAS to target traits in cotton.     

我国黄淮和南方主要大豆育成品种家族产量和品质优异等位变异在系谱中遗传的研究

以往研究育成品种间的遗传关系只能通过系谱追踪进行一般性分析, 分子标记的发掘则提供了在位点及其等位变异基础上分析育成品种间遗传关系的手段。本研究在黄淮和南方190份大豆育成品种的85个SSR标记与农艺性状关联分析基础上, 将其中163份品种按系谱祖先归为58-161、徐豆1号、齐黄1号、南农493-1、南农1138-2五个家族, 对产量和品质性状进行优异等位变异在系谱中传承情况的分析。所涉及的最佳位点, 产量9个、百粒重3个、蛋白质含量2个、脂肪含量4个, 总解释率分别为91%、36%、13%和31%。每位点考查2个最优等位变异, 家族系谱祖先具有各自的优异等位变异, 随着育种轮次的增加在后育成品种中有丢失; 在系谱祖先基础上新品种衍生过程中吸纳其他亲本, 5个家族趋向共有大部分优异等位变异, 但频率分布不同。5个家族的品种所含有产量最多优异等位变异数未达饱和, 9个位点中最高含7个优异等位变异, 平均每个品种2.23个, 产量有进一步改良潜力。供试条件下高产品种平均产量是低产的2.36倍, 平均优异等位变异数是低产的4.17倍, 高、低产品种优异等位变异构成差异明显, 但高产品种间优异等位变异构成并不相同。也有的品种高产而优异等位变异数并不多, 有的品种优异等位变异较多但产量并不高。大豆育种不断从不同亲本中累积目标性状优异等位变异, 同时有些也在丢失, 应重视保存过时品种的优异等位变异, 以备后用。     

基于优异等位基因的棉花抗黄萎病性状的分子鉴定

【目的】发掘棉花抗黄萎病相关的优异等位基因,利用优异等位基因对棉花抗黄萎病性状进行分子检测,实现对抗病性的快速鉴定和对抗病基因型的直接选择,有效解决当前抗病性鉴定周期长、抗病性选择效率低的技术难题。【方法】选用125份陆地棉优异种质,分别采用田间黄萎病病圃鉴定和温室接种鉴定对材料进行抗黄萎病鉴定,分析材料的抗病性变异;通过筛选前期获得的与棉花抗黄萎病表型显著关联的优异等位基因位点并计算其效应值,分析不同材料中含有的优异等位基因数目及其优异等位基因效应值之和,研究利用优异等位基因位点进行棉花抗黄萎病预测的可行性,并比较基于优异等位基因位点的抗病性分子鉴定与传统抗病性表型鉴定的相关性。【结果】陆地棉在黄萎病抗性方面表现出广泛的变异,125份种质材料在田间病圃鉴定条件下和温室鉴定条件下的抗黄萎病相对病指变化范围分别为10.10—76.6和17.01—72.63;基于前期的研究结果共筛选到40个抗黄萎病优异等位基因,效应值的变化范围为-8.20—-0.39,每份材料含有的优异等位基因数目为1—24个,每份材料中的优异等位基因效应值之和的变化范围为-92.37—-0.86;相关性分析结果表明,每份材料中含有的优异等位基因效应值之和与材料的抗黄萎病相对病指极显著正相关,病圃鉴定与温室鉴定条件下两者的相关系数分别为0.616和0.566;材料的优异等位基因数目与材料的抗黄萎病相对病指极显著负相关,病圃鉴定与温室鉴定条件下两者的相关系数分别为-0.618和-0.535。【结论】棉花种质材料中含有的优异等位基因数目、优异等位基因效应值之和与材料的抗黄萎病相对病指间存在显著相关性,表明抗黄萎病优异等位基因的累加具有明显提高抗病性的作用,材料所含有的优异等位基因数目和优异等位基因效应值之和在一定程度上可以反映材料抗病性的强弱,从而实现对抗病性的分子鉴定。     

The T allele at the g.1471620G>T in the EDG1 gene associated with high marbling in Japanese Black cattle is at a low frequency in breeds not selected for marbling

Our previous study detected a single nucleotide polymorphism (SNP), g.1471620G > T , in the 5' flanking region of the endothelial differentiation sphingolipid G-protein-coupled receptor 1 ( EDG1 ) gene, which has been considered as a positional functional candidate for the gene responsible for marbling, and showed association of the g.1471620G > T SNP with marbling in Japanese Black beef cattle. In the present study, we investigated the allele frequency distribution of the g.1471620G > T SNP among the 5 cattle breeds, Japanese Black, Japanese Brown, Japanese Short Horn, Holstein, and Brown Swiss breeds. The T allele at the g.1471620G > T SNP associated with high marbling was found at high frequency in Japanese Black breed that has been subjected to a strong selection for high marbling, while the allele was absent or at very low frequencies in the other breeds that have not been strongly selected for high marbling. Based on this finding, we hypothesized that the pressure of the strong selection for high marbling in Japanese Black breed has increased the frequency of the T allele at the g.1471620G > T SNP in the EDG1 .     

水稻直穗散穗性状的初步研究

在均为散穗穗型的亲本香粳9407和IRBB60配制的RIL群体中,发现5个家系中直立穗型和散穗穗型表现出3∶1的分离。对控制直立穗型性状的基因进行了分子标记定位,定位在第9染色体上基因座位LOC_Os09g26999处,在纯合直穗株系中该基因缺失了637bp,导致蛋白质的翻译提前终止,并有56个氨基酸改变。最后,对直立穗型等位基因的来源进行了探讨。     

大白菜核不育复等位基因的鉴定与分布

为摸清大白菜核不育复等位基因在3种生态型大白菜品系中的分布特性,利用基因型为MsMs的大白菜纯合显性雄性不育株为母本,与68个正常可育的直筒、卵圆和平头型大白菜可育品系杂交,统计后代育性分离比例,鉴定各品系基因型,计算不同生态型可育品系在核不育位点上的基因频率和基因型频率。结果表明,直筒型大白菜可育品系以纯合隐性基因型msms为主,占71.43%。可育基因ms频率为76.79%,恢复基因Msf频率为23.21%;卵圆型大白菜可育品系3种基因型MsfMsf,Msfms和msms分别占42.42%,39.40%和18.18%。Msf基因频率为62.12%,ms基因频率为37.88%;平头型大白菜可育品系以纯合隐性基因型msms为主,占57.14%。Msf基因频率为33.33%,ms基因频率为66.67%。直筒型和平头型大白菜可育品系的核不育复等位基因位点上以ms基因为主,而卵圆型大白菜可育品系的核不育复等位基因位点上以Msf基因为主。     

中国栽培和野生大豆农艺及品质性状与SSR标记的关联分析 II. 优异等位变异的发掘

在前文研究已检出与农艺品质性状显著关联的SSR位点的基础上, 本文进一步对与性状关联位点的等位变异作解析, 通过将携带某等位变异的所有材料表型均值与携带无效等位基因(null allele)材料表型均值做比较, 估计等位变异的潜在表型效应增量(减量), 进一步利用该信息估计位点增效(减效)等位变异的平均效应, 鉴别出一批农艺品质性状优异位点、等位变异及携带优异等位变异的载体材料。发现在栽培及野生种质中检出的优异等位变异有同、有异、有互补性。发现关联位点正、负效应等位变异均值间有差异, 可根据育种目标性状选择要求, 选取适合的位点及相应等位变异。同一标记位点可与多性状关联, 其等位变异在不同性状间各有其表型效应的方向和大小; 等位变异在相关性状效应上方向、大小的异同解释了性状间正、负相关的遗传原因。关联作图得到的信息可以弥补家系连锁法QTL定位信息的不足, 并直接利用等位变异信息进行亲本选拔、组合选配及后代等位条带辅助选择以提高育种成效。