中国土壤生物学研究的回顾与展望

土壤生物是土壤发生与发展的重要推动力,是土壤生态系统中最为活跃的组成部分。本文在系统查阅近10年来国内外土壤生物学文献的基础上,分析了中国土壤生物学研究的现状特点,从土壤生态学、土壤生物化学、土壤微生物学、土壤?植物系统、土壤动物学几个方面概括了土壤生物学研究的主要进展。结合国际土壤科学发展的前沿和热点问题,建议重点开展土壤生物与全球环境变化、土壤生物与土壤质量、土壤生物多样性与生态功能、微生物宏基因组学与活性物质开发、土壤污染与生物修复、土壤酶学与元蛋白质组技术等方面的研究。     

分子标记技术在杉木研究中的应用

综述了分子标记技术在杉木种质资源鉴定、群体遗传多样性研究、遗传连锁图谱构建和数量性状位点(QTL)定位及分子标记辅助选择育种等方面的应用进展,指出目前该方面研究存在的问题,并展望了分子标记技术在杉木研究中的应用前景     

RAPD and ISSR molecular markers in <Emphasis Type="Italic">Olea europaea</Emphasis> L.: Genetic variability and molecular cultivar identification

Thirty Portuguese and eight foreign olive (Olea europaea L.) cultivars were screened using Random Amplified Polymorphic DNA (RAPD) and Inter-Simple Sequence Repeat (ISSR) markers. Twenty RAPD primers amplified 301 reproducible bands of which 262 were polymorphic; and 17 ISSR primers amplified 204 bands of which 180 were polymorphic. The percentage of polymorphic bands detected by ISSR and RAPD was similar (88 and 87%, respectively). The genetic variability observed was similar in the Portuguese and foreign olive cultivars. Seven ISSR and 12 RAPD primers were able to distinguish individually all 38 olive cultivars. Twenty specific molecular markers are now available to be converted into Sequence Characterised Amplified Region (SCAR) markers. Relationships among Portuguese and foreign cultivars is discussed.     

陆地棉背景下海岛棉第18染色体片段置换系的培育及相关农艺性状QTL定位

Sub18是以陆地棉遗传标准系TM-1为背景, 含海岛棉3-79第18染色体的置换系材料。本研究以TM-1为受体亲本, 置换系Sub18为供体亲本, 借助分子标记辅助选择技术培育了一套以TM-1为背景, 含海岛棉3-79第18染色体不同长度片段的置换系。这套置换系由45个株系构成, 共78个置换片段。其中27个株系导入单片段, 占总株系的60%; 9个株系导入2个片段, 占20%; 9个株系导入3个及以上片段, 占20%。导入片段总长度为467.6 cM, 约为该染色体遗传长度的4倍, 每个株系内被替换的染色体片段长度不完全相同, 平均遗传长度为5.99 cM, 最短的为0.9 cM, 最长的20.35 cM。其中13个株系表现开放花蕾性状, 涉及的最短导入片段长5.05 cM。对TM-1、Sub18以及培育的45个导入系进行农艺性状调查和QTL联合定位分析, 鉴定出纤维强度(qFS-C18-1)、整齐度(qFU-C18-1)、马克隆值(qFMi-C18-1)、成熟度(qFMa-C18-1)、皮棉重(qLW-C18-1)、籽指 (qSI-C18-1)和衣分 (qLP-C18-1) 7个加性QTL和5个上位性效应QTL。研究结果为进一步精细定位目标QTL、克隆QTL以及重要性状分子设计育种奠定了基础。     

瓠瓜耐湿涝相关根系性状遗传规律及分子标记筛选

以耐湿涝瓠瓜材料JZS和不耐湿涝材料T2002及其杂交F2群体为材料,选择湿涝条件下不定根数目作为耐湿涝鉴定指标,分析瓠瓜耐湿涝特性遗传规律,并采用集团混合分离分析法筛选相关分子标记。结果表明,瓠瓜亲本JZS的耐湿涝特性由1对显性单基因控制,F1的不定根数目比耐湿涝亲本JZS增多,表现出超亲优势。在600个RAPD和100对瓠瓜SSR引物中,共有18个引物(14个RAPD和4对SSR)在双亲中显示多态性。最终筛选到瓠瓜SSR引物S87/88,在双亲及基因池间稳定扩增出片段大小为230 bp的差异条带。通过F2153个单株验证,确定表型调查耐湿涝结果与分子标记S87/88鉴定结果相关性极显著(相关系数0.78),利用Mapmaker 3.0软件对分子标记与表型结果进行连锁分析,S87/88与瓠瓜耐湿涝相关的不定根数目基因的连锁距离为8.8 cM,为进一步利用分子辅助育种加速耐湿涝瓠瓜新品种的选育提供有效标记。     

利用分子标记辅助选育白菜薹复等位基因型雄性不育系

为解决白菜薹杂种优势利用中的杂交制种手段问题,以大白菜复等位基因型雄性不育系为不育源,设计定向转育方案,采用连续回交的方法转育不育性和农艺性状,同时利用分子标记辅助选择目标基因型植株,向白菜薹自交系中转育不育基因,创制白菜薹雄性不育系。通过26对SSR引物的筛选鉴定,获得与显性雄性不育基因Ms紧密连锁、且同样可以标记同一位点恢复基因Msf和可育基因ms的分子标记GSSR1。经过3个世代的回交转育,创制出了具有100%不育度和100%不育株率的白菜薹复等位基因型雄性不育系BGMS-3。以BGMS-3为母本,与6个白菜薹自交系杂交,筛选出1个强优势组合C3。     

河南小麦新育成品种(系)白粉病抗性鉴定与分子标记检测

利用华北地区流行的白粉菌菌株E09和E20,分别对河南省小麦新品种(系)区域和预备试验参试材料908份(2009—2013年度)和412份(2009—2012年度)进行苗期白粉病抗性鉴定,同时利用与Pm2、Pm4a、Pm8和Pm21基因连锁的分子标记检测相关抗病基因的分布。结果显示,抗E09的材料占21.9%(199/908),抗E20的材料占9.5%(39/412),同时抗E09和E20的材料仅占3.6%(15/412)。在908份供试材料中,580份含有1BL/1RS,占63.9%,含Pm8或新的1RS来源抗白粉病基因;另有2份材料含6AL/6VS来源广谱抗白粉病基因Pm21,8份可能携带Pm2,2份可能含有Pm4a;有6份材料可能含有多个抗白粉病基因。表明河南省近年育成的小麦新品种(系)依然含有对我国白粉菌菌系有效的抗白粉病基因,但抗源遗传基础较窄,部分已经或正在丧失抗性,应加快引进和利用新的多样化抗病基因资源。     

PCR技术及实用方法

本文系统介绍了PCR技术的原理，反应组分、反应程序及PCR产物的电泳检测方法。这些实用的：PCR方法大都来源于国内外一些著名的实验室并经海南省农作物分子育种重点实验室改进而成。这些方法作为分子植物育种实验室的技术平台具有非常好的实用性，能满足常规的分子生物学及生物工程技术研究的要求。     

利用分子标记数据逐步聚类取样构建甘蔗杂交品种核心种质库

甘蔗杂交品种是商业品种选育的重要亲本资源,为了有效管理和评价这类资源,本研究使用SSR分子标记数据,依据不同相似性系数,采用逐步UPGMA聚类法对161份甘蔗杂交品种(136份来自前期构建的初级核心种质库和25份为新引入国家甘蔗种质资源圃的材料)构建核心种质库,以随机取样方法为对照。在核心种质库质量检测中,用Nei’s多样性指数、Shannon-Wiener多样性指数、总条带数、多态性条带数、多态性条带比例、变异系数符合率、极差符合率、方差差异百分率和均值差异百分率评价分析。结果表明,161份材料在20个SSR位点上具有丰富的多态性,获得294个条带,其中290个为多态性条带,平均多态性条带比例达98.64%;依据3种相似性系数(Jaccard、SM、Dice)和2种取样方法获得8个核心种质库,在核心种质库质量检测中Shannon-Wiener多样性指数、总条带数、多态性条带数表现出较高的检测效率,而其他指标相对较低,8个库中依据Jaccard或Dice相似性系数构建的核心种质库质量最优,该库由107份材料组成,Nei’s多样性指数(0.9785)和Shannon-Wiener多样性指数(4.1854)在P<0.05概率条件下与原库(分别为0.9801和4.4074)无显著差异,而且与原库的均值差异百分率为0 (<20.00%),极差符合率为94.32% (>80.00%),对原库分子和农艺性状遗传多样性都具有较好的代表性,可为后续甘蔗杂交品种资源的准确评价、优异基因发掘和开发利用提供重要的前期基础。     

Isolation of a new repetitive DNA sequence from Secale africanum enables targeting of Secale chromatin in wheat background

A genome specific DNA sequence that detects Secale africanum chromatin incorporated into wheat was developed in this study. Random amplified polymorphic DNA (RAPD) analysis was used to search for genome specific DNA sequences of S. africanum in lines, R111, “mianyang11” (MY11) and wheat-rye 1RS/1BL translocations R25 and R57. A high copy rye-specific DNA segment pSaD15₉₄₀ of the S. africanum genome was obtained. The sequence of pSaD15 did not show any significant homology to other reported sequences in databases and it is therefore a new repetitive sequence of Secale. PCR primers were designed for pSaD15₉₄₀, which amplify a clear 887 bp fragment in S. africanum but not in any wheat. The primers also amplified an 887 bp fragment in other accessions of rye, Chinese Spring-Imperial rye chromosome additions and a diverse range of material carrying different rye chromosomes or chromosomal segments. In situ hybridization showed that probe pSaD15₉₄₀ was specifically hybridized throughout all rye chromosomes arms except for the terminal regions. The advantage of the rye-specific probe developed herein compared to those of previous reports is that it has been shown to be widely applicable to other Secale species. The probe will be useful as a molecular marker for the introgression of S. africanum and other rye chromosome segments into the wheat genome.