马铃薯主栽品种抗马铃薯金线虫鉴定及抗性分子标记检测

[目的]马铃薯金线虫(Globodera rostochiensis)是国际公认的重要检疫性有害生物,目前已在云南、贵州、四川3省7县(市)发生危害,产区内多个种薯基地受到传播威胁。通过西南地区马铃薯主栽品种对马铃薯金线虫的抗性鉴定、分子标记检测及田间抗性评价,明确已知抗病基因的分布情况,为该地区马铃薯金线虫应急防控、抗病品种合理布局和良种推广提供依据。[方法]利用云南马铃薯金线虫群体对15份马铃薯主栽品种进行室内盆栽接种,计算最终单株孢囊数和相对感病性,根据抗性等级划分标准进行抗性评价;同时利用57R和TG689分子标记鉴定抗马铃薯金线虫H1,以β-胡萝卜素羟化酶基因的BCH分子标记为对照;并于2020年和2021年在云南省昭通市开展两年度的田间试验,在播种前和收获后分别采集土壤样品并分离孢囊,计算播种前初始群体密度(Pi)、最终群体密度(Pf)及平均繁殖系数(Pf/Pi)。马铃薯现蕾至始花期测定株高,收获时测定产量。[结果]15个马铃薯主栽品种中的云薯505、宣薯5号、会薯15号、会薯19号以及云薯304共5个品种为高抗品种,马铃薯金线虫基本不能在这些品种上繁殖;丽薯6号、宣薯6号为中感品种;其余8个为高感品种,尤其是会-2、丽薯15号以及宣薯8号的平均繁殖系数高于感病对照品种会薯16号(Pf/Pi=17.15)。两个H1基因鉴定分子标记结果大致相同,5个马铃薯品种,即云薯505、宣薯5号、会薯15号、云薯304和宣薯6号含H1。马铃薯金线虫的繁殖系数在田间抗/感马铃薯品种上具有显著性差异,抗性等级为9的高抗品种田间平均繁殖系数在2021年(0.04-0.12)和2022年(0.05-0.14)均<1.00,表明高抗品种种植后线虫田间群体密度有一定程度的降低。高感品种平均繁殖系数在2021年(1.18-2.75)和2022年(1.76-3.24)均>1.00,高感品种种植后田间线虫种群数量增加。不同品种间株高和产量差异显著(P<0.05),5个高抗品种株高的均值在两年间均显著高于8个高感品种。宣薯5号、会薯15号和会薯19号产量最高,两年度分别为51.67-56.48和33.28-40.57 t·hm^(-2),会-2产量最低。[结论]西南混作区主栽马铃薯高抗品种对马铃薯金线虫具有优良抗性,主要携带H1抗病基因且能够显著减少田间马铃薯金线虫群体密度。高抗品种中宣薯5号、会薯15号和会薯19号为高产抗病良种,云薯304为富锌薯片加工型品种。亟待根据马铃薯金线虫的发生分布,进一步有针对性地扩大对主栽品种抗性水平的鉴定。

小麦品种抗病相关分子标记检测研究

利用分子标记选育抗病小麦新品种已经成为一种快速有效的育种方法。本研究用29对抗病分子标记对354个小麦品种进行检测,分析这些标记在小麦品种中的分布情况。结果显示,检测到多个小麦品种同时含有多个标记,如黑麦AR132同时含有抗白粉病、叶锈病、纹枯病标记;淮麦0607、SN086218、石新733、徐30、潍74987、周麦28、中麦1219、连05167、淮05155、Jagger、CP02-62-1-2-2-2-1、中育01089同时含有抗白粉病、叶锈病、赤霉病标记。本研究为小麦聚合育种提供了一定依据。

新育三系杂交稻亲本的稻瘟病抗性基因分子标记检测研究

【目的】了解不同抗病基因在育种亲本材料上的分布,为选育抗病品种提供参考。【方法】利用与抗稻瘟病基因ppi2、pikm和pita紧密连锁的分子标记检测分析新育成的杂交水稻亲本材料32份,同时进行田间抗性鉴定。【结果】含有pi2、pikm和pita的有2份材料;含有pi2和pita的有12份材料;含有pikm和pita的有2份材料;含有pita的有1份材料。田间鉴定抗稻瘟病的有34份材料。【结论】新育三系不育系德5A和恢复系泸恢37可作为抗病品种选育的骨干亲本应用。

秋季野生麦苗穗发芽抗性研究及分子标记检测

为获得小麦高抗穗发芽种质资源,秋季冬小麦播种耕地前(9月30日),从夏茬为冬小麦的大田中收集并集中移栽刚出土不久的野生麦苗,获得了118个野生麦苗系.经穗发芽抗性测定,78.80%的野生麦苗系达到了高抗级别,19.50%的野生麦苗系的穗发芽率为0.综合考虑农艺性状,选出ZZX21,ZZX46,ZZX63和ZZX1064种高抗穗发芽种质资源系,经连续15 d的模拟穗发芽测试,其相对穗发芽指数仅为0,0.039,0和0,达到了超高抗穗发芽水平.通过连续测定4个高抗穗发芽种质系种子的发芽率,发现从种子生理成熟开始至发芽率达到80.00%以上所需时间通常为40~60 d,其成熟种子具有强休眠特性和较长的休眠期.利用与小麦抗穗发芽基因紧密相关的Vp1B3和TaDFRBb分子标记,检测4个抗穗发芽种质系的基因组DNA,均未检测出阳性条带,说明其抗穗发芽基因是和Vp1B3,TaDFRBb标记基因不同的新类型,为小麦抗穗发芽育种提供了宝贵的新种质资源.

122份小麦品种(系)抗叶锈病基因Lr26、Lr34、Lr38分子标记检测

运用抗叶锈病基因Lr26、Lr34、Lr38的特异性分子标记,对122份小麦品种(系)进行了检测,以明确各品种(系)的抗叶锈性。结果表明:122份供试材料中,含有Lr26的有33个,含有Lr34的有3个,含有Lr38的有37个;同时含有Lr26和Lr38的有30个,同时含有Lr26、Lr34和Lr38的有3个。本研究结果可为小麦的抗叶锈育种提供理论参考。

小麦育种中间材料抗病基因 Lr34、Lr26、Yr26 的分子标记检测

利用与Lr34、Lr26、Yr26紧密连锁的分子标记对F 2~F 4世代共337份单株进行分子标记筛选。结果表明,含Lr34连锁标记的单株有10株,含Lr26连锁标记的有93株,含Yr26连锁标记137株。同时含有3种抗病基因连锁标记的有1株。

白叶枯病抗性基因Xa21分子标记检测与表型鉴定的选育效果评价

以国际水稻研究所育成的抗白叶枯病多基因聚合品系IRBB52,IRBB54和IRBB57-IRBB60,作为抗性供体对宁波市农科院和宁波市种子公司合作育成的恢复系g71,g94,g95,g96和g145进行改造培育,筛选出白叶枯病抗性育种材料03-962和03-963等。应用剪叶接种方法对育种材料03-962和03-963等的白叶枯病抗性表现型进行鉴定,应用分子标记检测方法对育种材料03-962和03-963等是否携带Xa21基因进行鉴定。并对两种不同鉴定方法进行比较,提出水稻白叶枯病抗性育种的抗性鉴定方法:在筛选的低世代采用剪叶接种判断水稻抗性表现型,在筛选高世代采用分子标记检测确定抗性基因。

分子标记ST10对水稻条纹叶枯病抗性基因Stv-b^i的检测

近年来,利用与抗病基因紧密连锁的分子标记进行辅助选择已经成为抗病育种的重要手段。本研究利用显性标记ST10对24个水稻品种以及24个水稻品种中的镇稻88/武育粳3号和武运粳7号/徐稻3号的2个F2群体进行检测。PCR结果显示,17个抗病品种有8个能扩增出约727bp的目标片段;在镇稻88/武育粳3号杂交组合中,感病亲本武育粳3号和F2群体中的8个感病单株均不能扩增出目标片段,抗病亲本镇稻88、F1和13个不感病单株中的11株都能够扩增出目标片段;用于检测的武运粳7号/徐稻3号的F2群体中,8株感病单株没有检测出目标片段,而13株不感病的单株有9株扩增出目标片段。结果表明,ST10与条纹叶枯病抗性基因Stv-bi紧密连锁,表现为共分离。

单核细胞增生李斯特菌分子检测标记的数据挖掘

本研究采用生物信息学手段对微生物基因组进行研究,通过对单增李斯特菌和其它微生物的基因组数据的比对分析,获得了种内相似度高于99%的未被用作检测标记的单增李斯特菌种特异性序列区段4个和编码序列4个,较之传统的检测标记的挖掘方法更简单快捷,为建立食源性致病菌检测标记挖掘策略进行了有益的尝试。

小麦高分子量麦谷蛋白亚基基因1By8的分子检测和应用

小麦的加工品质与小麦高低分子量麦谷蛋白的组成和含量密切相关,特别是Glu-1位点编码的高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)的组成和含量。为此,试验利用1By8亚基标记对黄淮麦区目前生产利用或曾经利用过的小麦品种及部分育种资源共150份进行了检测,其中有43份材料扩增出527bp特异片段,表明具有1By8亚基;107份材料未扩增出527bp片段,表明不具有1By8亚基;1By8亚基的出现频率为28.6%。所用材料的鉴定结果与SDS-PAGE电泳的结果基本一致,表明利用特异性PCR标记鉴定1By8亚基是可靠的。与SDS-PAGE相比,PCR标记更加快速、简便和准确。

46份粳稻品种抗稻瘟病基因的分子检测及抗性评价研究

[目的]对46份粳稻品种抗稻瘟病基因进行分子检测,并对其进行抗性评价。[方法]利用水稻稻瘟病抗病基因Pi-ta、Pi-b、Pi54和Pi21的功能标记对46份育种材料进行分子标记检测,结合稻瘟病抗性接种鉴定,对基因型与表型进行相关性分析。[结果]46个品种中携带Pi-ta、Pi-b、Pi54和Pi21抗性基因的材料分别为18、35、22和16个,其中3个材料含有4个抗性基因; 6个材料含有3个抗性基因; 25个材料含有2个抗性基因; 11个材料含有1个抗性基因; 1个未检测到抗性基因。结合稻瘟病田间抗性鉴定表明,同时含有3个以上抗性基因的材料只有2份表现为中感(MS)和感病(S),其他均为中抗(MR)以上。[结论]单一抗病基因型的抗病能力因新生理小种的出现而不稳定,抗病基因的聚合利用和新的广谱抗性基因的发掘迫在眉睫。

利用分子标记及花药培养快速改良五山丝苗

将五山丝苗/R0356作为亲本,使用分子标记辅助育种和水稻花药培养相结合的方法,仅需2年即得到稳定遗传的与五山丝苗性状相似且带有香味的恢复系材料。具体方法是通过分子标记检测F2代材料,确定单株材料中是否含有香味基因,对含有香味基因的单株在孕穗期取样进行水稻花药培养,培养过程使用的诱导培养基为M8+2.0mg/L 2,4-D+1.0mg/L KT+60g/L蔗糖+8g/L琼脂,花药培养得到的纯合二倍体绿苗再进行分子标记检测,将含有香味基因的材料在田间种植,经过筛选后即得到优质的改良五山丝苗(HPR10)。

黄淮区粳稻抗稻瘟病基因Pi-ta、Pi-b、Pi54、Pikm的分子检测

利用水稻稻瘟病抗病基因Pi-ta、Pi-b、Pi54和Pikm的功能标记对2016年山东省水稻中晚熟组区试、机插秧组区试的32个参试品系及连云港农业科学院科企水稻联合体黄淮粳稻区试16个品系进行了分子标记检测,结合稻瘟病抗性接种鉴定,对基因型与表型进行相关性分析。结果表明48个品种中携带Pi-ta、Pi-b、Pi54和Pikm抗性基因的品种数分别为15个、25个、26个和21个,其中鲁资稻7号、连粳14JD24含有4个基因的抗性等位基因,YS-6-6、济稻1号、D400等13个品种分别含有3个基因的抗性等位基因,临稻10号、丰稻2号、天和糯303等8个品种不含抗性等位基因。稻瘟病鉴定结果表明,48份品种中,济稻1号、圣稻072、连粳14JD24等4个品种表现中抗(MR);临稻10、YS-6-6、圣稻053等26个品种表现中感(MS);晶稻180、临13-105、圣稻504等15个品种表现感病(S);H11-15、润农9号、晶稻160表现高感(HS)。Pi-ta、Pi-b、Pi54、Pikm 4个抗性基因已在黄淮区粳稻抗稻瘟病育种中得到广泛应用。其中Pikm与稻瘟病抗性综合指数存在显著相关性(r=0.477 5,P<0.01)。

我国分子育种迎来高通量时代——记中玉金标记分子标记实验室

近年来,随着生物技术迅猛发展,我国育种家利用高通量测序、分子标记等等先进的生物技术和信息技术手段,架起了种质基因资源信息衔接庞大数据的桥梁,建立起常规育种与生物育种相结合的平台,大幅度提高了育种效率,使育种工作实现了由＂经验＂向＂科学＂的根本性转变。

四川小麦新品种的条锈病抗性基因分布

条锈病是四川小麦重要病害。为了解四川近年来审定小麦品种的条锈病抗性水平和抗病基因利用情况,对2017年以来审定的63个小麦新品种进行条锈病抗性鉴定,利用抗病基因Yr5、Yr7、Yr15、Yr18、Yr27、Yr28、Yr36、Yr46、YrU1、YrSP的功能标记和Yr17、Yr26、Yr29的紧密连锁标记进行检测。结果表明,57个品种在苗期对条锈菌小种CYR34的抗性水平达到中抗以上(IT=0~6)。所有品种的田间成株期抗性均达到中抗及以上(IT=1~4)。未检测到Yr5、Yr27、Yr46和YrU1的功能位点,其余9个基因均存在于四川小麦品种中。Yr7、Yr17、Yr26和Yr29在供试品种的分布频率超过50%。综上所述,四川小麦新品种条锈病抗性水平整体较高,条锈病抗性基因丰富;小麦祖先物种抗条锈病基因Yr15、Yr28和Yr36已成功应用于四川小麦育种。

马铃薯晚疫病菌交配型检测方法比较

晚疫病是云南省马铃薯第一大病害,近年在云南省种植区有逐年加重的趋势,从1998年发现晚疫病菌的2种交配型以来,有性生殖的风险也随之增加。文章以2010年来自云南省马铃薯主产区的86个晚疫病菌菌株为材料,以对峙培养检测法检测结果为准,比较分析了CAPs标记和A2特异性DNA片段扩增方法的准确性。研究证实了2种分子标记检测方法均可以准确检测出晚疫病菌A1和A2交配型,但不能区分A2和A1A2交配型。A2交配型占总菌株的82.56%,在云南省所有马铃薯主产区都存在,已成为云南省晚疫病菌群体中的优势交配类型。

高通量提取西红柿基因组DNA方法探究及其在SNP分型中的应用

随着植物分子生物学的发展,植物分子试验对于大规模样品DNA提取的需求越来越大。本研究旨在开发快速、简便、高通量的DNA提取技术。以西红柿叶片为试验材料,用96孔盒对西红柿叶片进行冷冻干燥及粉碎,基于改良的SDS提取DNA方法,采取排枪“两步加样一步抽提”,简化提取步骤,实现DNA的高通量提取。该方法提取DNA样品的平均浓度在138.6 ng/µL左右,满足一般性的PCR扩增要求;琼脂糖凝胶电泳结果显示绝大部分样品泳道可见清晰完整的DNA条带,无明显降解,并伴有少量的RNA污染。利用3个等位基因特异的定量PCR基因分型系统(AQP)分子标记对192个样本进行检测,结果显示3个标记的整体检测结果良好,均能有效区分样品间的不同等位基因位点。样品的有效荧光值占比在97%~99%之间,可以用于分子标记检测或遗传群体的基因分型。本研究在前人基础上探讨了一种简便、快速、高通量的西红柿基因组DNA提取方法,对于提取其他植物叶片组织DNA同样适用,并且该方法能够成功应用于AQP等其他类似的荧光分子标记检测,为大规模分子标记检测等实验DNA样品准备提供了借鉴。

75份国内外小麦品种抗叶锈性鉴定及基因分析

为了挖掘小麦抗叶锈病基因,为我国小麦抗叶锈病遗传育种基因库提供更多的选择。选取了75份国内外小麦材料以及36份已知抗叶锈基因载体品种,将这些材料在苗期分别接种14个不同毒力的叶锈菌生理小种,分别鉴定这些不同毒力的生理小种在小麦材料上的发病严重程度;同时提取所有材料的新鲜叶片DNA,选取已经确定的抗叶锈病基因相关联的分子标记特异性引物对75份供试材料进行分子标记检测。结合以上2种方法,推测75份小麦材料中含有的抗叶锈病基因。结果显示,75份小麦材料中含有Lr1、Lr2a、Lr2c、Lr10、Lr11、Lr14a、Lr16、Lr18、Lr20、Lr26、Lr34、Lr37、Lr46这13种已知抗叶锈病基因,这些基因以单基因或多基因聚合的方式存在于小麦品种中。其中,Lr1基因和Lr46基因占比较大,分别高达43%,56%。这些基因单独存在于小麦材料中,并不能表现出良好的抗叶锈性;当几个或者多个基因共同存在于小麦材料中,可以表现出远远高于单一基因的抗叶锈性,与前人研究相符。通过分子标记检测到小麦材料大白春小麦S3中含有Lr1、Lr10和Lr46基因,温室苗期鉴定发现该材料对本研究的11种叶锈生理小种表现出抗性,是比较良好的抗叶锈病小麦材料。

重要籼型杂交稻亲本“93-11”稻米食味品质的改良

以目前两系杂交稻大量应用的籼型水稻"93-11"和实验室已转化只含双份反义蜡质基因无抗性基因和报告基因纯合水稻"B3"为亲本,通过杂交和多次与"93-11"水稻回交以及分子标记辅助选择反义蜡质基因,将双份反义蜡质基因渗入到"93-11"水稻品种中,获得两种改良类型"93-11"水稻新材料.主要农艺性状考察、拷种以及糙米重量和体积分析显示,除了千粒重、糙米重量和体积,两种改良后水稻的株高、有效穗、每穗实粒数和结实率都与"93-11"对照水稻差异不显著(P>0.05).两种改良后水稻蜡质糙米的直链淀粉含量(5.39%和5.01%)均比"93-11"对照(14.06%)极显著下降(P<0.01);同时糙米胶稠度分别为93 mm和101 mm,与"93-11"对照(48 mm)比较也达到极显著差异水平(P<0.01).研究为今后改良以"93-11"配组的两系杂交水稻食味品质奠定了重要基础.