小麦DUS测试已知品种DNA指纹数据库构建及其应用

为解决DUS测试中特异性测试近似品种筛选难的问题,本研究基于2256份DUS测试小麦已知品种构建DNA指纹数据库。首先利用81对SSR引物对96份小麦品种进行遗传相似度分析。结果表明,81对SSR引物扩增出84个位点,共检测到731个等位变异,每个位点的等位变异数在3~18之间,多态性信息指数(PIC)变化范围为0.29~0.89。选取42个SSR标记构建了2256份小麦品种DNA指纹数据库,共获得148493个数据,除引物barc14、xgwm341之外,其他引物数据缺失率在5%以内。对176份小麦品种进行DNA指纹数据采集和特异性测试,结果表明不具有特异性的申请品种与其最近似品种的遗传相似度都在90%以上;本研究基于42对SSR荧光标记引物构建了我国小麦DUS测试已知品种的DNA指纹数据库,确定近似品种筛选的遗传相似度阈值为80%,建议将与申请品种遗传相似度高于80%的已知品种作为近似品种进行田间种植和特异性评价。

基于表型性状的玉米特异性测试近似品种筛选方法

特异性、一致性和稳定性是植物品种权授权、品种审定、登记的基本条件。近似品种选择是特异性测试的技术关键。本研究依据玉米DUS测试指南,对黄淮海地区3696份玉米品种进行了多年同一测试地点的性状观测,构建了黄淮海地区玉米品种测试性状数据库。通过对不同测试性状表达状态代码波动范围的研究,将玉米测试性状根据表达稳定性分为4级,确定了玉米品种27个测试性状表达状态代码的波动范围。在上述工作基础上,建立了基于测试性状表型数据库的近似品种筛选方法,提高了近似品种筛选的严谨性和效率。

350份小麦种质的SSR遗传多样性分析

为了解不同小麦种质资源的遗传多样性,本研究选用37对SSR引物分析了350份2012—2017年间进行新品种保护的小麦种质的遗传多样性。结果表明,37对引物共检测到288个多态性位点,平均每对引物检测到7.784个,变化范围为2~14个;等位基因多样性指数分布范围为0.268~0.807,平均值0.653;引物的多态信息含量平均值为0.608,变幅为0.250~0.785。采用neighbor joining法进行聚类,将350份小麦种质划分为四大类,多为具有相同亲本或亲缘关系相近的材料聚在一起。综上,350份小麦种质具有较大遗传差异,可为小麦育种的亲本选择提供参考。

多粒小麦种质普冰10696的幼穗发育特性分析

小麦-冰草远缘杂交后代品系普冰10696具有多粒的遗传特性。为深入了解其多粒性状形成的发育进程,本研究以多粒品系普冰10696和黄淮冬麦区主推品种为供试材料,通过解剖学和统计学方法比较小花分化、退化和结实的动态进程差异,进一步解析冰草多花多粒的特性,为多粒基因型材料在育种中的应用提供理论参考。农艺性状比较结果显示,普冰10696的多粒特性来自小穗粒数的提高,并且未降低千粒重。幼穗发育特性分析表明,普冰10696的幼穗分化具有启动早和持续时间长的发育特性;普冰10696的小花发育具有分化速率快、退化慢的特性,能够进入四分体期并最终结实的小花明显增多。普冰10696的幼穗和小花发育特性是决定普冰10696多粒的基础。

水稻落粒基因SH8的精细定位与克隆

落粒性是水稻的重要性状之一,是野生稻种子传播和后代繁衍的重要保障,但是容易落粒在栽培稻的生产中会造成产量损失。目前,在水稻中已经克隆了一些落粒相关基因,但是这些基因并不能解释水稻落粒的全部表型变异。本研究从白谷(Pei-kuh)和普通野生稻(W1944)构建的重组自交系中选取落粒性强且不含有SH4基因的材料E6-5,与Pei-kuh进行杂交构建分离群体,将以前检测到位于8号染色体的落粒QTL精细定位于26.4 kb的区间内,并把该位点的落粒基因命名为SHATTERING8(SH8)。该区段共有4个编码基因,Pei-kuh和E6-5的测序比对发现LOC_Os08g41950基因在编码区有3个碱基的差异,同时实时定量PCR分析表明该基因在离层部位表达,因此我们把LOC_Os08g41950作为SH8的目标候选基因。为了验证LOC_Os08g41950是否参与水稻落粒的调控,我们利用来自E6-5的LOC_Os08g41950编码序列构建了过表达载体并遗传转化Pei-huh。落粒表型鉴定结果表明,与Pei-huh相比,转基因植株的落粒性明显增强,不仅种子脱落所需的拉力值显著降低,而且还具有更光滑的离层断裂面。本研究有助于促进水稻驯化和水稻落粒调控机制的研究。