水稻不育系泰丰A创制及其优良品质性状遗传基础研究

针对杂交稻“高产难优质”的瓶颈问题,基于杂种优势群与优势模式,选择华南地区高配合力、高异交率保持系博B和优质丝苗米亲本米31以及长江流域优质抗病早稻浙9248作为育种亲本进行复合杂交,通过穿梭种植生态加压表型鉴定与室内品质鉴定相结合的方法,育成了粒型细长、整精米率高、食味佳的“三高一优”不育系及其保持系泰丰A/B。截至2023年,用泰丰A配组育成泰丰优208、泰优390、泰优1002和泰优398等优质杂交稻共计92个。其中,80.4%的米质达到国(部)标优质3级以上标准,18个品次获得国家或省级优质稻食味鉴评金奖和银奖,2个品种被农业农村部认定为超级稻,较好解决了杂交稻“高产难优质”的“卡脖子”问题。此外,对控制泰丰A/B重要品质性状的QTLs(基因)进行了分析,发现位于第3、5、6和7号染色体上的gs3、GW5TFB、WxTFB和GW7TFB基因或其所在的染色体区段是泰丰A/B品质表现优异的重要遗传基础。

大豆细胞质雄性不育遗传基础与育种应用

杂种优势利用是显著提高作物产量的主要途径,有助于解决日益增长的人口数量与有限耕地之间的矛盾。大豆作为世界上重要的粮油饲兼用作物,其开展杂种优势利用已有30余年。其中,基于细胞质雄性不育的三系法杂交育种系统是大豆杂种优势利用的主要途径。目前,已有40余个杂交大豆品种通过审定并在生产上推广应用,杂交大豆正处于由中试向产业化推进阶段。本文对大豆细胞质雄性不育遗传基础与育种应用进行了综述,系统阐述了各类型细胞质雄性不育系的发现及利用、不育性状的遗传和分子机制、育性恢复基因和恢复抑制基因的定位和克隆等方面的研究进展。基于大豆杂种优势利用研究现状论述和分析,提出了三系法杂交大豆育种中存在的问题、挑战及解决路径,并对三系法杂交大豆育种技术的创新进行了展望,旨在为大豆杂种优势分子基础和应用研究提供新方法、新思路。

水稻株型的遗传基础与分子调控机理研究进展

高产是水稻育种的主要目标之一,而水稻株型对水稻产量具有决定性作用。从基因层面上解析水稻株型的形成机理是利用分子育种技术培育理想株型的前提和条件。从理想株型的概念、叶片形态和穗部性状、水稻株型的重要激素调控机制、株型相关基因的克隆与功能研究等方面总结了水稻理想株型的研究进展,分析了现有研究存在的问题,并提出未来水稻株型的研究方向,以期为通过株型改良提高水稻产量及培育超高产水稻品种提供参考。

小麦新品种郑麦16、郑麦20和郑麦22的遗传基础解析

为解析高产广适多抗小麦新品种郑麦16、郑麦20和郑麦22的分子遗传基础,本研究利用小麦55K SNP芯片和功能基因标记对郑麦16、郑麦20和郑麦22及其亲本进行了分析。结果表明,郑麦16和郑麦22分别与周麦22、周麦16之间的亲缘关系相近,郑麦20与周麦18之间的亲缘关系相近。周麦16、周麦18和周麦22分别含有与郑麦16、郑麦20、郑麦22的相同基因型位点占比分别为78.97%、64.99%和88.83%,相应遗传贡献率也最高,分别为46.60%、43.08%和60.96%。进一步对21条染色体进行分析表明,周麦16、周麦18和周麦22的1B、1D、2D、3A、3D、4B、4D、5A、5B、5D、6A、6D、7B和7D染色体上为亲本贡献了最多的位点。在2A染色体上,偃展4110与郑麦16、偃展4110与郑麦20、矮抗58与郑麦22相同基因型的位点占比分别为70.6%、80.4%和78.0%,推测2A染色体上存在的广适早熟相关基因被选择利用。功能标记检测结果表明,郑麦16和郑麦22聚合了Yr5、Yr30、QYr.nwafu-4BL、QYrqin.nwafu-2AL和Lr13,郑麦22携带Phs1基因,穗发芽抗性较好。

研究揭示“中棉所12”丰产抗病的遗传基础

近日,中国农业科学院棉花研究所棉花功能基因组创新团队以棉花品种“中棉所12”及其系谱为研究对象,鉴定到“中棉所12”丰产抗病相关的功能性片段,揭示了“中棉所12”丰产抗病的遗传基础。相关研究成果发表在《基因组生物学(Genome Biology)》。

荞麦芦丁合成和花形态遗传基础获解析

中国农业科学院作物科学研究所特色农作物优异种质资源发掘与创新利用团队揭示了甜荞物种形成、生态适应性、芦丁含量和花柱形态的遗传基础,为荞麦基因组学辅助育种奠定了理论基础。相关研究成果在线发表在《分子植物》。

水稻株型生理生态与遗传基础研究进展

株型是水稻重要农艺性状,与产量、品质及抗逆性有密切关系。株型改良过去曾对水稻育种发挥了重要作用,未来还将对水稻育种产生深远影响。本文结合沈阳农业大学水稻团队相关工作,从株型的概念、株型育种研究简要回顾、株型生理生态与遗传基础等方面综合评述了水稻株型研究进展,还讨论了水稻株型相关领域存在问题与发展方向。充分利用现代分子生物学相关理论与技术最新研究结果,解析群体与个体、个体器官之间的相互关系及其优化组合模式,明确生理生态基础及其分子调控网络并付诸株型育种实践,有望实现更高水平上全方位的水稻“理想株型”。

小麦类黄酮的遗传基础与功能性小麦育种应用

随着人们生活水平的提高,对食物的要求逐渐由“吃饱”向“吃好”以及“吃入营养”“吃出健康”等方向转变。小麦是我国以及世界最重要的粮食作物之一,育种家们认为小麦育种也要从“产量育种”向“品质育种”转变,即产量基本不变的前提下使得小麦籽粒具有特定有益人体健康的“功能性”成分,这些成分一般是小分子代谢物。与之相对应,还进一步提出了“功能性小麦品种”的概念。黄酮类代谢物是目前受到广泛关注的一类物质,由于它能够影响植株表型以及人类健康,该类物质含量也是“功能性小麦”育种的范畴之一。为了更好地促进“功能性小麦”育种,需要使用多种手段解析影响特定“功能性”代谢物含量的分子机理和遗传基础。代谢组学手段与遗传学设计相结合能够高效鉴定影响代谢物含量的基因,然而由于小麦参考基因组信息公布较晚,小麦中这类研究进展相对滞后,导致对于代谢物的遗传基础揭示不足,从而限制其在“功能性小麦”育种中的应用。本文以黄酮类物质为例,概述了解析这类代谢物遗传基础的研究进展,相关研究结果将为以提高黄酮类物质含量为主要目标的“功能性小麦”育种提供分子资源和理论基础,以及为研究其他“功能性”代谢物提供借鉴。与此同时,还初步构想了在相关基础研究积累不足的前提下直接使用代谢组学手段辅助育种的方式,有望在获得育种中间材料的同时“顺便”解析关键遗传因子或者候选基因,从而有效推动“功能性小麦”育种。

遗传计算中分支法的遗传基础分析

结合高中常见的几种遗传计算问题,在数学分析的基础上,注重出现这些问题的原因及其遗传过程的基础,发掘每个数字比例可能具有的遗传学内涵。

文冠果优树选择的生理和遗传基础研究

文冠果是一种重要的经济果树,其优良品种的选择对于提高产量和品质具有重要意义。本研究以文冠果优树选择为目标,从生理和遗传基础两个方面进行研究。在生理基础研究中,探究了文冠果树的生长发育特征、耐逆性和抗病虫害特性。结果表明,文冠果树具有较快的生长速度和较强的适应能力,在抗逆性和抗病虫害方面表现出良好的特性。进一步,遗传基础研究中,通过遗传多样性分析、基因型与表型关联分析以及候选基因的筛选和功能验证,揭示了文冠果树的遗传变异程度、重要性状的遗传基础以及与目标性状相关的候选基因。综合生理和遗传基础研究结果,提出了文冠果优树选择的策略与实践,对于推动文冠果树的品种改良和产业发展具有重要的理论和实践意义。

用SRAP标记分析中国甘蓝型油菜品种的遗传多样性和遗传基础

【目的】探讨中国甘蓝型油菜遗传多样性和遗传基础。【方法】采用SRAP（sequence-related amplifled polymorphiSill）标记对建国以来不同时期选育的130个品种进行分析。【结果】25个SRAP引物组合共扩增到509个谱带、123个多态性带；多态性带的比例为24％。每对引物组合的谱带数和多态性带数分别为20．4个和4．9个。在遗传距离为0．12处，将130个甘蓝型油菜品种（系）分为A、B、C、D4个类群，其中78．5％的品种归入C类。C类又可在遗传距离0．10处分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ5个亚群，又有58．5％的品种归入Ⅲ亚群。说明我国近60%的甘蓝型油菜品种遗传多样性较匮乏。遗传基础分析结果表明，20世纪80年代前育成的甘蓝型油菜品种的遗传基础最窄，80年代最宽，90年代略有下降。进入21世纪，品种间的遗传基础进一步下降。差异显著性测验结果表明，1991～2000年间与2000年以后育成的品种间的平均遗传距离差异不显著，80年代前育成品种与80年代育成的品种平均遗传距离间差异达到0．01显著水平，80年代与90年代育成的品种间遗传距离差异达到0．05的显著水平。我国育成的品种间的遗传距离与引进品种间的遗传距离差异达到0．01的极显著水平。【结论】SRAP标记是一种经济、有效和可靠的分子标记手段。

中国芝麻主要品种遗传多样性特点及遗传基础演变

【目的】探明中国主要芝麻品种遗传多样性特点和遗传基础演变趋势。【方法】采用SRAP(Sequence-related amplified polymorphism,相关序列扩增多态性)标记对中国芝麻主要产区1950-2007年间应用的67个品种进行分析。【结果】21对SRAP随机组合引物共扩增DNA带561条,多态性带265条,比例为47.2%;每对引物平均扩增的总带数和多态性带分别为26.7和12.6条。67个品种间的遗传相似系数平均为0.9104,遗传距离平均为0.0706,遗传多样性较匮乏,遗传基础较窄。地方品种与杂交选育品种间的遗传相似系数和遗传距离的均数差异达到极显著水平,前者的遗传基础较后者宽;1990-2007年间应用的品种遗传基础较1950-1969年和1970-1989年间的窄,其遗传相似系数和遗传距离的均数差异均达到极显著水平。【结论】中国芝麻主要品种总体遗传基础较窄,近年来通过杂交选育的品种遗传基础较历史品种狭窄。

甘蔗种质遗传基础的AFLP分析

采用AFLP分子标记技术对5 4份甘蔗种质(14份祖亲种、4 0份栽培品种或品系)的遗传基础进行了分析。利用筛选出的4对多态性较强的引物组合(M +CAG E +ACG ,M +CTC E +ACT ,M +CTG E +ACC ,M +CTG E +ACG) ,构建了甘蔗5 4份种质的AFLP指纹图谱,这4对引物组合共扩增出396条谱带,其中多态带390条,占98 5 %。5 4份种质的遗传相似系数变化范围在0. 2 81～0 . 94 3,平均0 . 70 8。聚类分析表明,随着相似系数结合线的不同,可分别将参试的甘蔗种质从属间(甘蔗属与斑茅种)、野生种(割手密种、大茎野生种)与栽培种(热带种、印度种、中国种)间、栽培种与杂交栽培品种(或品系)间区别开来。各祖亲种与杂交栽培品种(或品系)的遗传相似性由大到小依次为热带种>印度种和中国种>大茎野生种>割手密种>斑茅。多数品种(品系)的AFLP聚类结果与系谱基本相符,某一品种常与其父代或其祖代的某一亲本聚在同一组中。印度种与中国种之间的亲缘关系最近。

天然彩色棉纤维色素的遗传基础形成及湿处理色素变化规律的研究

通过对天然彩色棉遗传基础的研究表明 ,天然彩色棉纤维色素受遗传基因控制 ,天然棕色棉纤维性状表现为不完全显性单基因控制 ,天然绿色棉纤维性状表现为由 1对不完全显性主效基因控制。天然彩色棉纤维色素的形成和积累与色素合成酶基因在纤维细胞中的特异性表达有关 ,在纤维初生壁伸长期 ,天然彩色棉的纤维色素与白棉花一样均为纯白色 ,当进入纤维的细胞壁加厚期时 ,逐渐显现出很淡的色素 ,直到纤维充分成熟 (即吐絮 )时颜色才达到最深程度。天然彩色棉湿处理后色素变化也有一定的规律性 ,天然棕色棉的色调沿蒙塞尔色相环逆时针变化 ,天然绿色棉的色调沿蒙塞尔色相环顺时针变化 ,湿处理后的天然彩色棉纤维色素有变深变艳的趋势 。

甘蔗种质遗传基础的ISSR分析

采用ISSR分子标记技术对96份甘蔗种质(39份祖亲种、57份栽培品种或品系)的遗传基础进行了分析.利用筛选出的7对多态性较强的引物,构建了甘蔗96份种质的ISSR指纹图谱,这7对引物组合共扩增出85条谱带,其多态性为100%.96份种质的遗传相似系数变化范围在0.459～0.918,平均0.656.聚类分析表明,随着相似系数结合线的不同,可分别将参试的甘蔗种质从属间(甘蔗属与斑茅种)、野生种(割手密种、大茎野生种、印度种、中国种)与栽培种(热带种)间、栽培种与杂交栽培品种(或品系)间区别开来.各祖亲种与杂交栽培品种(或品系)的遗传相似性由大到小依次为热带种、印度种和中国种、大茎野生种、云南割手密种,其他割手密种,斑茅.多数品种(品系)的ISSR聚类结果与系谱基本相符,某一品种常与其父代或其祖代的某一亲本聚在同一组中.

中国1923～1995年育成的651个大豆品种的遗传基础

从１９２３～１９９５年中国６５１个大豆育成品种（包括东北３３０、黄淮海２１０、南方１１１个）的系谱归纳出３４８个祖先亲本，育成品种归属为３４８个细胞核家族和２１４个细胞质家族。全国每个育成品种实际使用的祖先亲本数由１９６０年前的平均１．５９个增至１９９１～１９９５年的平均６．３９个，总平均３．７９个。从一个地区的祖先亲本总数着眼，东北、黄淮海、南方平均每个育成品种拥有的细胞核和细胞质祖先亲本数分别是０．５０、０．２５、０．７１和０．４０、０．９７、０．５４个。祖先亲本的遗传贡献并不平衡，各区均有少数祖先亲本在育成品种中占很大遗传份额，东北地区尤为突出。黑龙江、山东、吉林、江苏等省大豆育成品种的细胞质来源均较为简单。

母猪生殖器官大小和产仔数的分子遗传基础

采用单核苷酸多态分析技术 (SNP)分析母猪 3个生殖激素受体基因 (ESR、PRLR和FSHR)的变异 ;屠宰 10 3头母猪并测定其生殖器官大小 ;统计母猪的产仔数 ;利用SAS或SPSS分析软件分析基因变异与母猪的生殖器官大小、产仔数多少的连锁关系 ,以探讨母猪生殖器官大小和产仔数多少的分子遗传基础。结果表明 ,如母猪携带的基因型为位点ESR的BB型、位点FSHRB的BB型、位点ESRB的AA型、位点PRLR的AA型 ,则母猪的生殖器官较大 ,产仔数也较多 ;在位点ESRB或位点PRLR中 ,带有AA基因型母猪不仅产仔数显著地高于AB、BB型 ,而且生殖器官也显著大于AB、BB型 ;在位点ESR和FSHRB中 ,带有BB基因型母猪的生殖器官、产仔数显著高于带有AB或AA型母猪。

陆地棉纤维品质遗传基础的分子标记剖析

利用冀棉5号和Acala3080两个陆地棉品种杂交产生分离群体,以SSR、RAPD和SRAP三种方法进行纤维品质性状的分子标记分析。结果从1120对(条)引物中仅筛选到46对(条)多态性引物,获得54个多态性位点并进行标记间的连锁性分析。分别以F2和F3的纤维品质性状进行单标记分析,检测出与纤维长度相关的显著标记5个,与纤维整齐度相关的显著标记1个,与纤维比强度相关的显著标记3个,与纤维伸长率相关的显著标记6个,与纤维麦克隆值相关的显著标记4个。其中同时控制长度、伸长率和麦克隆值的标记1个,同时控制长度和比强度的标记1个且在两个世代均被检测到。对纤维比强度和麦克隆值各检测到一对显著互作的标记,分别以显加互作和显显互作为主。

鱼类性别决定的遗传基础研究概况

As lower vertebrates, fishes have complex modes of sex determination. From the cytogenetic perspective, only a small proportion of fish species have heteromorphic sex chromosomes. At the present stage sex determination can only be explained via "genetics" rather than "genes" in most species. Nevertheless, genes associated with sex determination and male development were identified in a model fish medaka, Oryzias latipes. Sequences or genetic markers specific to certain sex chromosomes were reported in some fishes. These findings lay the groundwork for further studies on the function and regulation of sex genes aiming at elucidation of the mechanism of sex determination, and provide potential tool for sexing fish. In this minireview, progress in the past few decades in both cytogenetic and molecular genetic studies on sex determination of fish were summarized. Prospects, significance and possible future directions of the studies on fish sex determination were also discussed.

小麦籽粒硬度及其分子遗传基础研究回顾与展望

籽粒硬度是最重要的小麦品质性状之一,是市场分级和定价的重要依据。随着硬度测试方法的日趋完善,其分子遗传基础的研究逐步加快。硬度主要受位于5D染色体短臂上一个主效基因和多个微效基因控制,Pina和Pinb是形成小麦籽粒硬度的基础。PINA蛋白的缺失或编码PINB蛋白的基因突变均造成小麦胚乳质地变硬。中国目前该项研究较少,与国外相比仍有很大差距,本文着重阐述了小麦胚乳结构及硬度的生化和遗传基础,旨在为我国小麦籽粒硬度的研究提供理论依据。