Hd1、Ghd7、Ghd7.1对稻花香抽穗期的改良

旨在对‘稻花香’进行抽穗期改良,使其获得更广泛的生态适应性。以‘空育131’作为调控抽穗期的Hd1、Ghd7、Ghd7.1基因的早熟型等位基因供体,与‘稻花香’杂交建立遗传群体,运用分子标记辅助选择与传统育种相结合的方法,测得了群体抽穗期的数据。结果表明在群体后代中得到了7种基因型,即Hd1、Ghd7、Ghd7.1、Hd1+Ghd7、Hd1+Ghd7.1、Ghd7+Ghd7.1、Hd1+Ghd7+Ghd7.1。在‘空育131’和‘稻花香’群体中,水稻抽穗时间在97~109 d之间。水稻抽穗时间主要集中在97、101、109 d。对植株抽穗期的调查结果表明,改良后的植株抽穗期明显提前,为进一步改良‘稻花香’奠定了基础。

利用双单倍体群体剖析水稻产量及其相关性状的遗传基础(英文)

主效QTL、上位性效应和它们与环境的互作 (QE)都是数量性状的重要遗传因素。利用籼粳交珍汕 97 武育粳 2号F1 植株上的花药进行组织培养得到的 190个双单倍体群体和 179个微卫星标记 ,通过两年两重复田间试验 ,采用混合线性模型方法分析了 9个控制水稻产量及其相关性状的遗传效应 ,得到 5 7个主效QTL ,4 1对上位性互作 ,8对QTL与环境的互作和 7对上位性效应与环境的互作。单个主效QTL解释这些性状 1 3%～ 2 5 8%的表型方差。各性状QTL的累积表型贡献率达 11 5 %～ 6 6 8%。大多数性状之间具有显著的表型相关性 ,相关性较高的性状之间常具有较多共同或紧密连锁的QTL。结果表明 。

利用DH群体动态检测水稻抗褐飞虱数量性状基因位点

利用籼粳交珍汕97/武育粳2号F1花培获得的190个双单倍体群体(doubled-haploid population,DH系)及其构建的179个SSR分子标记遗传图谱,通过对DH系群体苗期重复接虫试验和2个不同时期对褐飞虱危害程度进行动态调查,并应用Mapmaker/exp Version 3.0和Windows QTL Cartographer V 2.0对水稻抗褐飞虱数量性状基因位点(quantativetraitlocus,QTL)进行动态检测和遗传效应分析.结果表明,在苗期对褐飞虱抗性的检测中,共检测到6个抗性QTL,分别位于第2、3、4、8和10染色体上,各QTL的LOD值分别为2.22～4.64,贡献率为5.04%～13.73%,第3染色体和第4染色体上各有1个QTL的加性效应为正值,表明来自于亲本武育粳2号的这2个位点的等位基因可以提高水稻对褐飞虱的抗性,其余4个QTL的加性效应均为负值,表明来自于亲本珍汕97的这些位点的等位基因可以提高水稻对褐飞虱的抗性.

利用分子标记辅助选择改良93-11对白叶枯病和螟虫抗性

93-11是我国生产上应用面积较大的两系恢复系,同时又是红莲型三系杂交水稻恢复系之一,其组配的超级杂交稻两优培九和三系杂交稻红莲优6号,具有优质高产等特性。为了进一步提高其对白叶枯病的抗性、同时增加其对水稻鳞翅目害虫(如稻纵卷叶螟、二化螟和三化螟等)抗性,利用常规回交育种方法和结合分子标记辅助选择将Xa21基因和Bt基因同时导入93-11中,在BC3F3家系中筛选到8个家系含纯合的Xa21基因和Bt基因,其中有两个家系与93-11比较其遗传背景的回复率很高,达到90.59%。在正常的田间条件下,改良的93-11(Bt)、93-11(Xa21)和93-11(Bt/Xa21)与原始的93-11表现出相似的农艺性状,且带有Xa21基因的株系及其杂交种均对白叶枯病显示出很高的抗性。在自然诱发螟虫条件下,带有Bt基因的株系及其杂交种没有受到螟虫危害。这一结果表明,通过分子标记辅助选择将多个基因同时导入某一改良亲本,结合常规育种方法选择,具有快速、良好遗传改良效果。这一遗传改良材料在农艺性状和配合力等方面基本保持了93-11及其杂交组合的主要特征特性,拓宽和增强了其对白叶枯病的抗谱和抗病能力,增加了93-11作为恢复系所配杂交水稻的抗螟虫特性,具有较好的应用前景。

利用籼粳交探讨水稻株高和抽穗期的遗传基础

广亲和基因的发现,克服了籼粳交杂种不育的矛盾,但杂种后代株高过高、抽穗期延迟等问题仍然限制着籼粳亚种间杂种优势的利用。本试验利用一个籼粳交(珍汕97/武育粳2号)双单倍体群体(doublehaploidpopulation,DH系)及其分别与两亲本回交构建的两个回交群体,考查了株高和抽穗期的遗传,将三个群体的表型值和两个回交群体的中亲优势值进行了数量性状位点(quantitativetraitlocus,QTL)检测及效应分析,并对结果进行了比较。2个性状在3个相关群体中一共检测到了21个主效QTL和10个上位性QTL,主效QTL的数目和贡献率都比上位性QTL大,而且,在10个上位性QTL中,发生在2个主效QTL间的互作有3个,主效QTL与背景位点间的互作有6个,2个互补位点间的互作仅有1个,进一步说明了主效QTL在株高和抽穗期遗传中的重要作用。比较加性和非加性QTL的作用,发现加性效应、显性效应和上位性效应是籼粳亚种间杂种株高和生育期变化的共同遗传基础。

利用SSR标记分析17个亚麻品种的遗传关系

本研究利用90对SSR引物对17个亚麻品种(品系)进行了遗传相似性的分析。SSR标记简便高效,特异性强,但目前在亚麻上的应用还比较少,本研究选择均匀分布在亚麻不同染色体上的90对SSR标记进行分析。结果表明:所有参试SSR引物均扩增出清晰稳定的多态性条带,在17个参试亚麻品种间共检测出170个不同的扩增条带。17个亚麻品种分成5个大群体,遗传距离最大的品种是‘9801-1-17’和‘阿卡塔’。第二组和第五组都只有一个品种,分别是‘A29’和‘9801-1-17’,它们与其他的品种间亲缘关系均较远。本研究表明SSR技术在亚麻遗传育种中有很大的应用前景,准确高效。遗传距离较远的几个品种可用于杂交育种和各种农艺性状的进一步遗传分析。

水稻花药培养技术的研究进展

花药培养技术的出现,大大地缩短了水稻育种的年限,也加快了各种基因型材料的获取。本研究综述了花药培养技术概况、影响花药培养力的6个关键因素、水稻花药培养技术的进展、分析水稻花药培养技术现阶段存在的问题,并对未来发展进行了展望。

利用DH群体定位白叶枯病抗性QTL

以珍汕97和武育粳2号构建的籼粳杂交DH群体及其双亲为材料,通过接种8种白叶枯病菌株(菲律宾菌系的PXO71、PXO99、PXO61,中国菌系的GX325、Zhe173、LN44、KS-1-21和日本本菌系的T7133),考察了该DH群体对白叶枯病抗性,并进行数量性状位点(QTL)分析。共检测到了26个QTL,分别位于除第7、第11染色体外其它10条染色体上,其中检测到有2个位点分别对4种不同的菌株有抗性,有2个位点对3种不同的菌株有抗性,3个位点对2种菌株有抗性。表明这些QTL对水稻白叶枯病均具有广谱抗性,通过分子标记辅助选择利用并聚合这些广谱抗性的QTL可以较好地改良水稻对白叶枯病的抗性。

水稻粳粳交花药培养继代愈伤组织分化培养基的优化

以继代的粳粳交(空育131/稻花香2号)F1花药培养的愈伤组织为试验材料,研究培养基中的影响因素,对已有的培养基进行优化。共用20种培养基进行分化,涉及7种影响因素:谷氨酰胺,糖类,激素,山梨醇,铜、银离子组合,硅素和活性炭。结果表明:(1)长时间继代的愈伤组织仍具有分化能力。(2)可以显著提高绿苗分化率的因素为60 mg/L硅素,0.25 mg/L AgNO3和0.75 mg/L CuSO4·5H2O。(3)加160目活性炭的培养基中愈伤生长状况得到很大改善。(4)最佳分化培养基为G1W3。

亚麻全基因组关联分析的研究进展

全基因组关联分析(GWAS)是应用单核苷酸多态性(Single Nucleotide Polymorphism,SNP)在全基因组水平上发现影响复杂性状的基因变异的一种手段。为了加强GWAS在亚麻育种中的应用,本文归纳了GWAS的优势及分析流程,列举了近年来国内外利用GWAS定位到的亚麻产量及品质相关性状的标记位点和候选基因,总结了亚麻白粉病的研究现状及其他作物在GWAS的相关研究,并提出GWAS在亚麻育种和抗病的未来发展趋势,为亚麻GWAS研究提供理论基础。

in planta法在亚麻转基因中的应用

为了建立简单快速、高效稳定的亚麻遗传转化体系,本试验用亚麻的种子胚作为外植体,采用原位转化(in planta)法对亚麻转基因的试验条件(预培养时间、共培养时间、As浓度、silwett浓度和抽真空时间)进行了系统优化。结果确定最佳组合为:预培养时间8 h,共培养时间72 h,As浓度100μmol/L,silwett浓度0.1%,抽真空时间5 min。摸索适宜的草丁膦最低致死剂量用于亚麻转化植株的抗药性筛选,并对存活的植株进行PCR鉴定,成功获得转基因阳性植株。本研究实现了in planta技术在亚麻种子胚的转基因体系优化,有较大的实际应用价值。

亚麻QTL定位的研究进展

亚麻是一种重要的经济作物,在食品业、纺织业、医疗保健、畜牧业等领域均具有重要价值。多数亚麻性状都是由数量性状位点(quantitative trait loci,QTL)控制,因此QTL定位无疑有助于加快亚麻育种进程、提升亚麻产品品质、增强作物抗逆性等。目前作物QTL定位方法分为两大类,即基于遗传连锁图谱的传统QTL定位方法以及基于连锁不平衡原理的全基因组关联分析(genome-wide association study,GWAS)。文章总结了当前亚麻遗传图谱的构建情况,以及基于传统QTL定位、GWAS分析定位的QTL研究进展,以期为亚麻其他重要性状QTL定位分析和分子辅助育种提供参考。

基因编辑技术在水稻遗传改良中的应用进展

基因编辑是一种新兴的比较精确的能对生物体基因组特定目标基因进行修饰的基因工程技术或过程。总结了近年基因编辑技术在提升水稻育种速度和效率、实现水稻的生长发育调节、载体构建和突变体创制、水稻抗病目标改变、水稻品质提升等遗传改良方面的应用进展。简要介绍了一代ZFNs基因编辑技术、二代TALENs基因编辑技术和三代CRISPR/Cas9基因编辑技术,重点介绍了CRISPR/Cas9的工作原理、优缺点、类型和相关技术。最后对基因编辑技术在水稻遗传改良方面的发展方向进行了展望。

淀粉合成基因与水稻胶稠度、糊化温度和直链淀粉含量相关性分析

水稻蒸煮食味品质是影响其销量的重要因素之一,胶稠度、糊化温度和直链淀粉含量是衡量水稻蒸煮食味品质的三个重要指标。对空育131和稻花香2号上述三个指标进行了测定,以期为提升水稻空育131的蒸煮食味品质提供依据,同时也对17个与水稻淀粉合成相关的基因在两个品种间碱基序列差异进行了检测,并采用空育131为供体亲本、稻花香2号为轮回亲本,利用分子标记辅助选择后的BC1F4代为试验材料对差异基因的功能进行验证。结果表明:空育131和稻花香2号在胶稠度和直链淀粉含量上均具有差异;在17个与食味品质相关的基因中只有SBE3和SSII-1在两个品种间存在单碱基序列差异;来自稻花香2号的SBE3和SSII-1具有提升水稻胶稠度的作用,SBE3对胶稠度的提升作用较大,SSII-1对胶稠度的提升作用较小。

香味基因和稻瘟病抗性基因在空育131中的聚合改良

空育131本身携带Pik和Pia 2个稻瘟病抗性基因,但目前该品种在黑龙江省的生产上表现为对稻瘟病的抗性差、抗谱窄,且稻米品质不具有香味,需要定向改良。运用基因聚合与传统杂交相结合的方法将香味基因Osbadh2(fgr)和稻瘟病抗性基因Pi1、Pi2、Pi9聚合于空育131中,以实现对空育131香味特征和稻瘟病抗性的遗传改良。最终,得到了3种双基因聚合的组合Pi1+fgr、Pi2+fgr和Pi9+fgr,后代植株对稻瘟病均有较强抗性,稻米具有香味品质,为进一步改良空育131品种奠定了基础。

利用DH系定位水稻苗期耐盐碱QTLs

土地盐碱化面积逐年增加对水稻的生长及产量有着巨大的负面影响。深入发掘相关QTLs对培育耐盐碱水稻具有十分重要的意义和实际价值。为了研究控制耐盐碱性的QTLs,本文对武育粳2号、珍汕97及以二者为亲本构建的DH系群体进行盐碱胁迫,将结果同已检测到的QTLs比对发现存在位置相近的区段。本研究结果为耐盐碱水稻育种提供重要依据,并为水稻其他生长阶段的耐盐碱性QTLs定位提供重要参考。

近五年黑龙江粳稻品种(系)品质分析

根据2019-2023年黑龙江省粳稻品种(系)数据,系统分析品质指标变化以及各个指标间的相关性,进一步了解黑龙江粳稻品种(系)的品质情况,为水稻育种提供参考方向。结果表明,品质性状优质率呈上升趋势,尤其是粗蛋白含量改善明显,但一级米率极低。各品质性状变异系数依次是垩白度>垩白粒率>粗蛋白含量>整精米率>直链淀粉含量>胶稠度>食味评价>出糙率。相关性分析表明,食味品质与胶稠度、出糙率、整精米率均呈现极显著正相关,与粗蛋白、直链淀粉、垩白粒率、垩白度呈极显著负相关。鉴于此,降低垩白度,提高食味品质应成为今后黑龙江粳稻品质育种的主攻方向。