Improving Drought Tolerance of Rice by Designed QTL Pyramiding

Drought is the most important factor limiting rice yields in the rainfed areas of Asia. To overcome the problem, we developed a new strategy ＇designed QTL pyramiding＇ to more efficiently develop drought tolerant （DT） rice cultivars. In the first phase of this strategy, we developed large numbers of introgression lines （ILs） in elite backgrounds using backcross （BC） breeding, each of which carries multiple genomic segments for improved DT from a known donor. Then, we genotyped all ILs with SSR markers to track the genomewide pattern of introgression in the DT ILs of 16 BC populations derived from crosses between 2 recipients （IR64 and Teqing） and four different donors. X^2 tests and linkage disequilibrium analyses of introgression in the DT ILs revealed significant frequency shifts at many loci across the genome and non-random associations at the multilocus level as a result of selection for DT in the ILs, which led us to the discovery of putative genetic networks underlying DT in the ILs. The networks each containing all DT loci detected in ILs from a BC population showed some interesting features.     

燕山板栗种质资源AFLP遗传多样性分析

为研究燕山板栗的遗传多样性,用扩增片段长度多态性(amplified fragment length polymorphism,AFLP)技术对44份板栗种质的遗传多样性及遗传距离进行分析,其中36份原产燕山地区的种质中有18份为野生种质和18份为栽培品种,另外8份为原产山东的品种.共检测了384个AFLP位点,有217个是多态性位点,占56.5%,这表明了所检测的板栗材料中存在着明显的遗传多样性.用NT.SYS软件对44份板栗种质进行聚类分析.所有材料聚成4个类群,其中燕山地区原产的板栗材料被聚为3个类群,山东起源的被聚类为1个独立的类群.在所分析的44份材料中,遗传距离在0.0292和0.2214之间.燕山板栗和外来板栗存在着明显的差异,本研究结果与本实验室用RAPD技术分析的结果是一致的.结果对这些板栗材料在育种中的应用具有重要指导意义.     

Microsatellite Marker Based Assessment of Genetic Diversity among Cultivars, Landraces and Wild Relatives in Rice

India being the primary center of origin for rice had a very large treasure of local land races, most of which are out of cultivation today. The exact genetic potential and their differences from commercial varieties and the magnitude of heterogeneity still present in them are not well catalogued. Hence the need to characterize the available land races has become imminent in the modem day concept of crop improvement （Rezai and Frey, 1990）. The present study addresses the utility of SSR markers in divulging the genetic relationships at molecular level among the major component factions office gennplasm viz., local cultivars, land races and wild species collected from a wide range of agro-geographical regions of Indian subcontinent.     

利用显著图构建注意力深度网络检测诱虫板蔬菜害虫

为提高诱虫板图像蔬菜害虫检测精度,针对背景区域容易导致误检的问题基于显著图分析技术构建了一种注意力深度网络害虫智能视觉检测方法。首先通过显著图筛选出粗候选区域;然后在粗候选区域内用全卷积神经网络精选出细候选区域;接着用神经网络分类器识别细候选区域害虫种类,得到含有冗余的若干检测框;最后用改进的非极大值抑制消除冗余检测框,实现诱虫板图像中目标害虫的检测。针对小菜蛾和瓜实蝇展开试验,获得86.4%的平均精度均值和0.111只的平均绝对计数误差均值,所提方法平均精度均值比Faster R-CNN和YOLOv4分别高2.74和1.56个百分点,平均绝对计数误差均值比Faster R-CNN和YOLOv4分别低0.006和0.003只;同时,消融试验中移除显著图注意力模块后平均精度均值下降了4个百分点、平均绝对计数误差均值增加了0.207只。试验结果表明,所提方法有效提高了诱虫板图像蔬菜害虫检测精度,其中,引入显著图注意力模块对提升检测精度有重要作用。     

压力式谷物产量监测系统优化与试验验证

为了提高谷物收获作业过程中谷物产量在线监测的精度,研制了基于谷物流压力原理的车载谷物产量在线监测系统,该系统包括谷物流量监测装置、定位装置、割台高度控制开关、核心处理器以及人机交互装置。以谷物产量与谷物流压力间的谷物产量监测数学模型为指导,搭建了谷物产量监测试验台,采用Box-Behnken试验设计方法优化谷物流量监测装置结构参数,研究了传感器数量、传感器安装位置和监测装置水平倾角对谷物产量监测系统测产误差的影响,确定了最优参数组合为传感器数量5、传感器安装位置0.24 cm、监测装置水平倾角5°,并对最优参数组合进行了验证试验,结果表明,谷物产量监测系统测产误差为3.27%,满足谷物产量监测的精度要求。对谷物产量监测系统田间实际效果进行了试验验证,试验结果表明,田间测产误差为5.28%,生成的产量分布图为后续田间作业管理提供了决策依据。     

辣椒单株结果数性状的主基因+多基因遗传分析

为探究辣椒单株结果数的遗传机制,以单株结果数差异较大的辣椒材料XHB(P₁)和B14-01(P₂)为亲本,构建四世代遗传家系即P₁、P₂、F₁、F₂。运用主基因+多基因多世代联合分析法,研究辣椒单株结果数的遗传规律。结果表明：辣椒单株结果数符合2对加性-显性-上位性主基因模型(2MG-ADI)。2对主基因的加性效应值d_a、d_b分别为-16.33、-13.05,2对主基因的显性效应值h_a、h_b分别为-10.02、-2.51。2对主基因间的加性×显性(j_ab)互作效应和显性×加性(j_ba)互作效应的效应值分别为8.69和12.93,加性×加性上位性(i)互作效应值为6.86,显性×显性(l)的互作效应值为7.23,主基因间的效应以加性效应为主,其次是加性×显性上位性互作效应。主基因遗传率为68.10%,环境引起的变异占比31.9%...     

刺槐无性系主要性状遗传相关性分析

以经过初选的31个5年生刺槐无性系为试验材料,1个一般生产品种作为对照,运用数量遗传学原理和多元统计分析方法对各无性系主要性状的遗传变异进行分析和评价,进一步选出优良品系,并为刺槐的遗传改良提供建议。结果表明:参试无性系在7个性状上差异显著,并受较强的遗传影响,说明有必要对各无性系进行选择。     

基于RAPD标记的福建省稻曲病菌遗传多样性分析

为了解福建省稻曲病菌群体的遗传多样性和遗传组成,应用随机扩增多态性RAPD (random amplified polymorphic DNA)技术分析了来自福建省不同水稻种植区的102个稻曲病菌(Ustilaginoidea virens)的遗传多样性.从100条随机引物中筛选出10条扩增带清晰、重复性好的引物进行稻曲病菌多态性扩增,共扩增出157条带,多态性条带比率为82.17％,遗传距离变化范围为0.02～0.67.遗传多样性分析表明,福建省稻曲病菌具有丰富的遗传多样性,相对于其它地区而言,福建闽西地区分离的菌株遗传多样性水平最高PPB=76.43,H=0.2212,I=0.3383),晚稻分离的菌株群体遗传多样性(PPB=91.08,H=0.2402,I=0.3655)高于早稻群体(PPB=63.06,H=0.1892,I=0.2870).聚类分析显示,在遗传距离0.349水平上,供试的所有菌株可被划分成7个遗传聚类组(R1～R7),聚类组R1为优势聚类组,包含有80个菌株,其内又存有一些亚组.这些菌株的聚类与菌株的地理来源及水稻品种无明显相关性.但是在遗传距离0.330水平上,来自宁化的10个菌株可被明显划分成早稻群体和晚稻群体.初步分析认为菌株的地理来源、水稻品种及其生长季节是影响福建省稻曲病菌遗传多样性的主要因素,在稻曲病菌的遗传变异以及该病的发生和流行中可能起重要的作用.     

8份广西产绞股蓝种质的RAPD引物筛选及其遗传多样性分析

本研究的目的在于筛选合适的RAPD随机引物,应用RAPD技术对药用植物绞股蓝进行遗传多样性分析,并构建DNA指纹图谱。研究结果表明,我们利用生物信息学方法挑选出的20条引物中有19条引物的扩增条带清晰且多态性好;在清晰稳定出现的354条带中,294条具有多态性;其中有3条引物的扩增条带可清楚区分绞股蓝与混淆品种乌蔹莓,可建立其DNA指纹图谱。按UPGMA法进行聚类分析,计算其遗传相似系数,结果显示,8份绞股蓝供试材料聚为两类,聚类结果与其地理区域远近和生长环境一致。本研究中筛选出的19条引物适用于绞股蓝遗传多样性分析,且获得的DNA指纹图谱可用于鉴别绞股蓝。     

小油桐外植体的KN1基因遗传转化及其超量表达的转基因植株

本研究采用农杆菌介导法将KN1基因遗传转化小油桐,并获得了转基因植株。在研究中分析了农杆菌菌液菌液的浓度、侵染时间和外植体的大小对遗传转化效率的影响以及KN1基因超量表达对转基因植株再生的影响。研究结果表明：以苗龄15d左右的小油桐无菌苗子叶为外植体,农杆菌菌液浓度OD600为0.6～0.8时,侵染8min,外植体大小为（0.8×0.8）～（1.0×1.0）mm时,遗传转化效果最好;对抗性芽及再生植株进行GUS及PCR检测结果表明,KN1基因已经整合到小油桐植物基因组中。KN1基因的超量表达可提高小油桐再生芽分化,影响转化芽及植株的外观形态及叶片的表型,包括芽及植株矮小,茎杆粗壮;叶片缩小,边缘分裂,对称性丧失,无子叶柄等。