宁夏春麦区小麦资源株高、籽粒性状及抗病性分析

为评价我国4个主要育种阶段来源于不同麦区的小麦资源在宁夏春麦区的株高、籽粒性状和抗病性,以及为宁夏小麦育种提供可行的评价方法和优异种质,本研究以4个育种阶段共228份小麦资源为材料,采用熵值赋权DTOPSIS法对这些资源的株高和籽粒性状进行综合评价,以筛选优良育种亲本。通过田间抗性调查结合18个与宁夏小麦主要病害相关的分子标记对这些资源的抗病性及抗病基因分布情况进行评价。结果表明,从阶段Ⅰ~Ⅳ,材料的株高和蛋白质性状呈降低趋势,而穗粒数和粒重呈增加趋势。根据Ci值筛选出11份资源(占总数5%),分别为红兴隆3号、糯麦、新疆小麦、上林小麦、宁春45号、会宁19号、宁春32号、宁春58号、甘春25号、永良15号和小冰33号。抗性调查结果表明,228份资源中分别有181份、220份和83份表现抗条锈病、叶锈病和白粉病。Ci值筛选出的11份资源对条锈病和叶锈病表现出较好的抗性,其中红兴隆3号、上林小麦和小冰33号还兼抗白粉病。此外,18个与抗病基因相关的分子标记在228份资源中表现出不同比例的扩增。总之,基于熵值赋权的DTOPSIS法和小麦主要病害相关分子标记检测可用于国内小麦资源不同育种阶段的评价,筛选出的综合性状优良的小麦资源可作为宁夏小麦育种的候选亲本。

紫薇遗传图谱构建及株型性状的QTL定位

紫薇是中国重要的木本观花植物,株型是其重要的观赏性状,但是目前尚未见关于其株型数量性状基因座(QTL)定位的研究。以紫薇金幌、堇秀构建的181个F_(1)代分离群体为研究材料,构建1张由36个连锁群组成的包含429个SSR标记位点的遗传连锁图谱,总遗传距离为1998.81 cM,位点间平均距离为4.63 cM;LG1连锁群的遗传距离最大,为177.60 cM,LG27连锁群覆盖的遗传距离最小,为19.32 cM。基于区间作图法共检测到7个株型的QTL位点,其中控制株高的QTL位点有4个,解释4.32%~56.93%的表型变异;控制地径的QTL位点有2个,分别解释56.43%和59.02%的表型变异;控制分枝数的QTL位点有1个,解释54.60%的表型变异。本研究率先构建了基于功能分子标记的紫薇种内遗传连锁图谱,并定位了7个紫薇株型的QTL位点,可以解释4.32%~59.02%的表型变异。研究结果可为紫薇基因定位、基因克隆及分子标记辅助选择奠定基础。

黄淮麦区小麦品种矮秆基因Rht-B1b、Rht-D1b和Rht8的检测及其对农艺性状的影响

为了解黄淮麦区小麦品种主要矮秆基因的分布和利用状况及其与主要农艺性状的关系,利用分子标记结合系谱分析对黄淮麦区20世纪及近年来新育成的129份小麦品种所含矮秆基因Rht-B1b、Rht-D1b和Rht8进行检测,并结合田间株高、基部茎秆直径和壁厚、小穗数、穗粒数、千粒重及不同播期条件下的株高差等农艺性状的调查结果,分析比较了不同矮秆基因对农艺性状的影响。结果表明,129份小麦品种中,含Rht-B1b基因的品种有37份,含Rht-D1b基因的品种有73份,含Rht8基因的品种有89份,不含这3个矮秆基因的品种有6份,所占比例分别为28.68%、56.59%、68.99%和4.65%。其中,同时含Rht-B1b和Rht-D1b的品种有1份,同时含Rht-B1b和Rht8的品种有29份,同时含Rht-D1b和Rht8的品种有44份,同时含Rht-B1b、Rht-D1b和Rht8的品种有1份。不同矮秆基因及其组合的品种,在小穗数、基部茎秆直径及基部茎秆壁厚等性状上无显著差异,但仅含Rht8基因的品种的千粒重、基部茎秆直径及壁厚均大于其他基因型,并且能够显著增加穗粒数。不同矮秆基因的降秆作用强度依次为Rht-D1b>Rht-B1b>Rht8,并具有累加效应。在不同播期条件下,除不含矮秆基因材料外仅含Rht8的品种的株高稳定性最佳,仅含Rht-B1b的品种株高稳定性最差。仅含Rht-B1b的品种小穗数最高,但千粒重却最低,并显著低于不含这3个矮秆基因的品种。以上结果表明,虽然矮秆基因Rht8的降秆作用较弱,但其对农艺性状的有利贡献较多,且在不同播期环境条件下株高稳定性较好,因此在未来小麦育种中应注重矮秆基因Rht8的利用。

小麦株高性状的QTL分析(英文)

自 2 0世纪 6 0年代农林 10号矮秆基因被用于小麦育种以来 ,矮化育种成为世界范围内势不可挡的趋势 ,矮秆基因研究被越来越多的育种专家重视。先后鉴定出 2 0余个矮秆基因 ,并应用其中 6、7个基因 ,培育了大批丰产潜力大的半矮秆品种。应用矮秆冬小麦品系ND3338(♀ )和F390 (♂ )杂交得到的F2∶3群体 ,研究小麦株高的遗传基础 ,对控制株高的数量性状基因座进行定位。利用 2 4 0个F2∶3家系 ,构建了含 2 15个微卫星标记、覆盖 36 0 0cM、由 2 1个连锁群组成的遗传连锁图谱 ,并对该群体进行了 4个环境 (2年 :2 0 0 0年和 2 0 0 1年 ,2点 :北京和石家庄 ) 3重复的田间种植 ;采用区间作图法 ,对该群体的株高性状进行了QTL分析。结果表明 :7个影响株高的QTL分别位于染色体 1B、4B(2个 )、6A(2个 )、6D和 7A上 ,每个QTL能解释 5 .2 %～ 5 0 .1%的表型变异 ,每个环境条件下检测出的所有QTL能解释 6 4 .8%～ 75 %的表型变异 :除了 7A上的QTL外 ,其他 6个降低株高的QTL均来自ND3338,其效应介于0 .94cm～ 9.33cm之间 ,且其中的 4个在所有的环境下都能被检测出来 ,具有较高的稳定性 ;在 4BS的Xgwm113标记附近有一主效QTL ,其在不同的环境下能降低株高 7.91cm～ 9.33cm ,解释 2 7.8%～ 36 .2 %的表型变异 ,有着同农?

小麦穗部性状和株高的QTL定位及育种标记开发和验证

穗部性状和株高是小麦育种的重要指标。以扬麦13 (Yangmai 13,简称YM13)和CIMMYT引进种质人工合成小麦衍生系C615为亲本构建重组自交系群体为研究材料,基于小麦90K SNP芯片基因型数据,结合3个环境下表型结果,分别检测到1个每穗结实总小穗数、2个穗长、2个结实小穗着生密度和3个株高的位点。其中,每穗结实总小穗数位点QSN.yaas-3B与株高位点QPH.yaas-3B处于同一位置,穗长位点QSL.yaas-5A、结实小穗着生密度位点QSC.yaas-5A和株高位点QPH.yaas-5A处于同一位置,穗长位点QSL.yaas-6A和结实小穗着生密度的位点QSC.yaas-6A处于同一位置。比对结果显示QSN.yaas-3B/QPH.yaas-3B和QSL.yaas-6A/QSC.yaas-6A位点均未见报道。进一步将QSL.yaas-5A/QSC.yaas-5A/QPH.yaas-5A位点紧密连锁SNP标记转化为KASP标记QC615-5A-KASP,并在105份小麦品系中初步验证其育种效应。研究结果可为小麦产量相关性状分子育种提供参考。

小麦株高的QTL分析

【目的】研究控制小麦株高的数量性状位点（QTL）。【方法】利用SSR和AFLP分子标记构建连锁图谱，在3种不同试验环境（2003～2004年北京、2004～2005年北京和河南安阳）下分析百农64×京双16组合的218个F2：3株系群体的株高。【结果】构建了由158个分子标记（100个SSR标记和58个AFLP标记）位点组成的遗传连锁图谱，覆盖了除1D连锁群外小麦全基因组的3114cM；检测到3个控制株高的QTL，分别位于2B、4D和6A染色体上，贡献率分别为7．3％～11．5％，7．4％～12．9％和5．7％～11．3％。【结论】3个株高QTI。位点在不同环境下表现稳定，其紧密连锁的分子标记可用于矮秆、半矮秆小麦的标记辅助育种。

水稻单株有效穗数和每穗粒数的QTL剖析

应用２９２个Ｌｅｍｏｎｔ／特青Ｆ１３重组自交系（ＲＩＬｓ）及其含２７２标记的遗传连锁图谱剖析单 株有效穗数（ＰＮ）和每穗粒数（ＳＮＰ）及其相关性状的遗传．所有性状呈现超亲分离，ＰＮ与ＳＮＰ 存在弱的负相关．检测到影响 ＰＮ和 ＳＮＰ及其相关性状的 ＱＴＬ ５１个和互作位点 ４５对，它们 可以解释 ６０％以上的性状总变异。 ＳＮＰ与其相关性状的 ＱＴＬ定位在一起，比较与 ＳＮＰ－ＱＴＬ 同一或相邻区域的 ＱＴＬ数，穗部枝梗数是长度性状的两倍，故前者对ＳＮＰ的作用更大。仅有 ２个ＰＮ－ＱＴＬ与ＳＮＰ相关性状的ＱＴＬ相邻，因此通过标记辅助选择有可能实现ＰＮ与ＳＮＰ的 有利重组。其中影响 ＰＮ的 ＱＰｎ４和影响穗枝梗数和长度的 ＱＰｂｎ３ａ，ＱＰｂｎ３和 ＱＰｂｌ４等主效 ＱＴＬ，在标记辅助选择中具有重要的应用价值。对通过标记辅助选择合理配置穗部性状 ＱＴＬ 产生新的高产穗型进行了讨论．

麻类作物分子育种的研究现状与展望

麻类作物资源的保护和开发利用的成功依赖于对基因库资源遗传变异的数量、分布及其进化关系充分的了解和掌握。传统的研究方法有很大局限性,分子标记的出现弥补了传统方法的不足,成为现代科学研究的有利工具。目前关于麻类作物的遗传背景知识相对有限,但是对于作物育种又是必需的。一张高密度的遗传连锁图谱可以用于重要性状定位、重要基因克隆、比较基因组学研究和分子标记辅助育种。本文系统地论述了利用分子标记技术在6种麻类作物包括红麻、黄麻、亚麻、苎麻、大麻、剑麻的遗传连锁图谱构建及基因定位、分子标记辅助育种方面的研究进展。

水、旱稻千粒重和产量QTL效应的验证

【目的】验证水稻和旱稻千粒重、单株产量QTL定位的真实性、准确性及其表型效应。【方法】(1)利用水、旱稻杂交、回交所产生的BC1、F23个分离群体对重组自交系(RIL)群体定位到的千粒重、单株产量的QTL效应进行选择验证。(2)依据千粒重、单株产量QTL两侧的分子标记按双标记、单标记进行选择验证。【结果】(1)千粒重、单株产量QTL在不同群体、不同的遗传背景中的遗传稳定,表型效应明显。旱田种植条件下,2个回交群体和自交育种群体携带有千粒重QTLtgw6.1有利等位基因的个体与没有携带tgw6.1有利等位基因个体的均值差为3.18～3.62g,均达到极显著水平,表型效应为13.94%～18.15%;携带有单株产量QTLyp6.1有利等位基因的个体与没有携带yp6.1有利等位基因个体的单株产量均值差为5.04～8.18g,达到显著或极显著水平,表型效应为34.89%～58.88%。(2)QTL标记区间较大(如本研究中的标记区间,13.5cM)时,利用双标记选择更为可靠;标记与QTL距离较小(如本研究中的RM527,1.5cM)时,利用靠近QTL的单侧标记进行选择也可以获得较好效果。此外,本文还就QTL定位中的一因多效现象及MAS对数量性状选择的有效性等进行了讨论。【结论】利用QTL分子标记辅助选择提高抗旱等复杂性状的选择效率是可行的。

用全息生物学方法筛选山西抗癌中药的研究

目的为了快速筛选高效无毒或低毒的抗癌中药。方法用全息生物学植物的抗癌指示性状方法对《山西中草药》记载的447种中药按植物的抗癌指示性状强(具有2项及2项以上抗癌指示性状)与弱(具有2项以下或无抗癌指示性状)进行筛查,然后对筛选出的具有2项及2项以上植物的抗癌指示性状的中药,再用《抗癌中药大全》等文献进行验证。结果共筛查出具有2项及2项以上植物的抗癌指示性状的中药55种,其中28种中药具有抗癌作用。结论用全息生物学植物的抗癌指示性状方法对中草药进行初步筛查,不失为一种筛选抗癌中药的既快又省的好方法。

黄淮南部地区小麦品种矮秆基因的分布及其对稀播和密播下农艺性状的影响

利用分子标记检测了黄淮南部麦区198份小麦品种的矮秆基因Rht-B1b,Rht-D1b和Rht8,并在5个稀播和4个密播环境下对其15个主要农艺性状进行了表型鉴定,分析了不同矮秆基因的分布及对稀播和密播下农艺性状的影响。结果表明,在198份材料中,携带Rht-B1b,Rht-D1b和Rht8材料的分布频率分别为12.12%,80.81%和80.30%,共检测到7种矮秆基因组合,没有发现携带3个基因的材料,分布频率高低次序为Rht-D1b+Rht8(66.67%)>Rht-D1b(13.13%)>Rht-B1b+Rht8(7.58%)>Rht-B1b(6.06%)>Rht8(3.54%)>None(2.02%)>Rht-B1b+Rht-D1b(1.01%)。除可育小穗数、穗长和穗粒数外,矮秆基因对其他农艺性状的影响较大,不同基因组合在稀播和密播条件下对绝大多数性状的影响较一致,但是密播的效应普遍小于稀播。降秆作用最大的是Rht-D1b,Rht-B1b次之,二者差异不显著,Rht8的作用最小,与Rht-D1b的差异达到显著水平。在稀播和密播条件下,单基因分别降低株高35和30 cm以上,双基因分别降低株高45和40 cm左右。基因之间存在明显的累加效应,至少携带2个矮秆基因才能满足黄淮南部地区小麦株高为80 cm的育种目标。矮秆基因的存在能够使抽穗提前、旗叶长度缩短、旗叶宽度增加、旗叶夹角大幅度变小、不育小穗数增加、单位面积穗数增加、千粒质量提高和单穗质量增加。黄淮南部地区主要利用的矮秆基因为Rht-D1b和Rht8,其广泛利用使小麦品种的农艺性状得到了改良,可能是产量潜力提升的主要原因。

多倍体植物复杂性状全基因组关联分析研究进展

多倍体普遍存在于植物界尤其是被子植物中,多倍化的发生有利于植物进化,其在物种遗传多样性和适应性等方面有着显著优势。研究表明植物几乎所有的重要经济性状均为复杂性状,这些复杂性状往往由多基因控制,且与非遗传(环境)因素共同决定。高通量测序技术的发展使得测序成本不断降低,高密度覆盖的标记使得基因型鉴定更加精确化,因此全基因组关联分析(genome-wide association study, GWAS)已成为研究多倍体植物复杂性状的新策略。本综述介绍了植物多倍体研究的意义、复杂性状的遗传学背景以及GWAS的一般流程,简要分析了多倍体GWAS的特点,并回顾了当前多倍体植物GWAS在复杂性状基因位点中所取得的研究进展,旨在为多倍体植物重要性状的遗传改良及分子辅助育种提供理论支持。