Glu-D1d与Wx-B1b基因聚合在强筋小麦育种中的利用

Glu-D1d与Wx-B1b基因遗传效应是面包面条兼用型强筋小麦的主要遗传基础,二者聚合可实现蛋白质(面筋)质量和淀粉特性的同步改良,并拓宽和提升强筋小麦的加工用途和商品价值。本文总结了Glu-D1d与Wx-B1b基因及其聚合对强筋小麦品质的影响,并对两个基因聚合育种策略和注意事项进行探讨,以期为面包面条兼用型强筋小麦育种提供理论依据和实践经验。

成株抗性与全生育期抗性基因聚合培育抗条锈性小麦新品种

聚合成株期抗性基因和全生育期抗病基因是小麦条锈病菌源越夏区甘肃陇南小麦生产中重要的育种策略,可以减轻致病性小种定向选择压力、兼顾苗期抗病性和成株抗病性及提高品种抗病持久性。本研究利用常规育种结合分子标记辅助选择,以抗病品种‘兰天15号’‘兰天26号’和品系‘C69-17-13-14-15-6-1’作为抗病基因供体亲本,聚合成株期抗性基因Yr30/Lr27/Sr2,全生育期抗病基因Yr9、Yr37/Lr17/Sr38和YrZH84,对杂交组合‘兰天26号’ב兰天15号’和‘C69-17-13-14-15-6-1’ב兰天26’的后代进行抗性鉴定与目标基因分子检测,育成了适宜在条锈病越夏核心菌源区甘肃陇南山旱地推广种植的冬小麦新品种‘兰天132’(Yr9+Lr37/Yr17/Sr38+Yr30/Lr27/Sr2+YrZH84)和‘兰天196’(Yr9+Lr37/Yr17/Sr38+Yr30/Lr27/Sr2),其苗期均对主要流行小种CYR33免疫,对CYR34感病,田间成株期对混合菌(CYR32、CYR33、CYR34、Gui22-1、ZS等重要流行小种)高抗至免疫,并具有较好的抗旱性和丰产性。基因聚合新品种‘兰天132’和‘兰天196’有望成为我国条锈病西北越夏核心菌源区陇南小麦生产中持久抗性新品种。

甜瓜抗病基因聚合体的分子标记辅助选择

【目的】为快速筛选出聚合抗白粉病、抗枯萎病基因的甜瓜材料。【方法】以抗白粉病基因(Pm-2、Pm-6)和抗枯萎病基因(Fom-1)的甜瓜材料与优质、高产甜瓜材料进行复合杂交,采用早代抗病性鉴定及分子标记抗病基因检测的方法。【结果】筛选出聚合Pm-2、Pm-6和Fom-1基因的材料2个(21T41、21T53),聚合Pm-6、Fom-1基因的材料2个(21T33、21T50),聚合Pm-2、Fom-1基因的材料1个(21T9)。【结论】旨在为解决本地主要病害,培育多抗、优质、高产新品种奠定基础。

分子标记辅助选择在水稻抗病虫基因聚合上的应用

稻瘟病、白叶枯病、褐飞虱和白背飞虱是危害水稻生产的主要病虫害。实践证明,培育抗病虫品种是控制水稻病虫害最经济和有效的途径。总结了目前已报道和定位的抗病虫基因的研究和利用情况,指出利用分子标记辅助选择聚合不同类型抗病虫基因到同一品种,可以提高品种抗性、拓宽抗谱,是水稻抗病虫品种培育的发展方向。

基因聚合对水稻稻瘟病的抗性影响

水稻稻瘟病是世界上广泛发生的水稻真菌性病害之一。本研究利用 10 0个稻瘟病菌株对以CO39为背景且带有单个基因和多个基因聚合的近等基因系进行接种分析 ,结果表明 ,Pi1和Pi2属两个广谱高抗稻瘟病基因 ,两基因可在我国南方稻区加以合理利用。基因聚合后抗谱增宽、抗性加强 。

PRL和POU1F1基因及基因聚合对白耳鸡产蛋数的效应分析

以PRL和POU1F1为影响鸡产蛋数的候选基因,采用PCR-SSCP方法检测白耳鸡PRL基因调控区和POU1F1基因外显子3区域的单核苷酸多态性,并分析PRL、POU1F1基因多态位点和两基因聚合基因型与72周龄产蛋数的关联。结果表明:PRL调控区的插入/缺失基因型AA型和POU1F1基因exon3的突变(A5331T)基因型CC型与72周龄产蛋数显著相关(P<0.05),AA、CC型对产蛋数的加性效应分别为3.65和3.57。聚合基因型AACC型个体72周龄产蛋数(除AACD型外)与对照组比较差异显著(P<0.05)。两基因间的互作效应并不显著(P>0.05)。

基因聚合提高了水稻对白叶枯病的抗性

研究了含有单个抗性基因的水稻近等基因系和抗性基因聚合品系对浙江省白叶枯病菌４个主要小种的抗性，单个基因对这些小种的抗性均不高，对新近流行的小种大多感病；基因聚合品系对这些小种的抗性普遍提高，说明基因聚合是培育具有持久抗性品种的有效策略。

标记辅助培育水稻抗稻褐飞虱和稻白叶枯病基因聚合系

稻白叶枯病和稻褐飞虱是水稻的主要病虫害,利用优良的抗性基因培育抗性基因聚合系对于防治稻白叶枯病和稻褐飞虱具有重要意义。本研究通过回交与分子标记辅助选择相结合的方法,将抗稻白叶枯病基因Xa23和抗稻褐飞虱基因Bph3分别导入主栽杂交水稻品种的保持系先B、天B、盟B、龙特甫B和桂B中。结果表明,获得稳定的单抗性基因导入系1436份和双抗性基因聚合系144份。人工接种鉴定结果显示,Xa23导入系和Xa23Bph3聚合系对抗稻白叶枯水平达到中抗和接近高抗的水平(1.1～3.0级),Bph3导入系和Xa23Bph3聚合系抗褐飞虱水平达中抗到抗的级别(3.2～4.0级)。农艺性状分析显示多数抗性基因聚合系的株高、剑叶长宽度、每穗粒数、结实率、千粒重等主要农艺性状与受体差异不显著,只有少数聚合系有1～2个性状的差异。SSR标记分析表明抗性基因聚合系的遗传背景回复率达89.6%～97.8%,等位性位点纯合度达95.6%～99.9%。初步证明本研究已成功地获得抗稻白叶枯病和稻褐飞虱基因的聚合系,这些抗性改良保持系具有良好的应用前景,并为建立完善的分子设计育种平台提供了重要育种材料基础。

作物基因聚合分子育种

基因聚合分子育种与常规育种技术相结合已成为今后作物育种的主流方向。基因聚合分子育种主要包括遗传转化基因聚合分子育种和分子标记筛选基因聚合分子育种。本文简要综述了近年来作物基因聚合分子育种的研究进展,分析了遗传转化基因聚合分子育种以及分子标记基因聚合分子育种技术的研究方法及基因聚合分子育种存在的问题。

江苏省多基因聚合对水稻稻瘟病抗性的效应分析及Pb1基因功能标记开发

[目的]研究多基因聚合对水稻稻瘟病抗性的效应,并开发Pb1基因功能标记,为江苏省培育持久抗稻瘟病品种及提高其育种效率提供理论依据。[方法]开发Pb1基因的功能标记,并结合Pita、Pib、Pi54、Pikm和Pizt功能标记检测2015─2017年参加江苏省预试的703份常规粳稻材料的抗病基因,分析其聚合方式与稻瘟病抗性的相关性。[结果]在Pb1基因编码区上游926~1085 bp设计1个存在/缺失标记M1,其引物可扩增获得160 bp的片段。703份供试材料中,Pita、Pib和Pi54基因频率高于Pikm、Pb1和Pizt,虽然抗病频率(稻瘟病综合指数≤5.0的材料所占比例)在2015─2017年呈逐年快速升高趋势,但3年间达中抗及以上等级的材料所占比例均较低。不含抗病基因的材料11份,综合指数≤5.0的材料4份,抗病频率为36.36%;当所含抗病基因数≤3个时,随着含抗病基因数的增加,对应的材料数量、出现频率和综合指数≤5.0的材料数量均明显增加,当所含抗病基因数≥4个时,随着含抗病基因数的增加,对应的材料数量、出现频率和综合指数≤5.0的材料数量均明显降低。抗病基因数越多,抗病频率越高,当抗病基因数达6个时,抗病频率达100.00%,说明聚合的抗病基因数与抗病频率呈正相关。3个抗病基因聚合的最佳方式为:Pi54+Pib+Pb1或Pita+Pib+Pikm。4个抗病基因聚合的最佳方式为Pita+Pib+Pikm+Pizt或Pita+Pi54+Pib+Pb1。[结论]开发的Pb1基因功能标记可应用于水稻稻瘟病抗性育种,以提高选择效率。多基因聚合能提高水稻稻瘟病抗性,但抗性强弱取决于抗性基因间的互作效应,并不是简单的累加效应。

鸡GH和POU1F1基因多态性及基因聚合对产蛋数的影响

以GH和POU1F1作为影响鸡繁殖性状的候选基因,采用PCR-SSCP方法,检测白耳鸡GH外显子4和POU1F1外显子3区域的单核苷酸多态性,并利用最小二乘法分析GH、POU1F1单基因型和两基因聚合基因型与72周龄产蛋数的关联.结果表明,GH基因exon4(C2338G\C2341T)的突变和POU1F1基因exon3的突变(A5331T)基因型CC与白耳鸡的72周龄产蛋数显著相关(P<0.05),基因型AA、CC对产蛋数的加性效应分别为3.80和3.57.聚合基因型AACC个体72周龄产蛋数(除基因型ABCC外)与对照组差异显著(P<0.05).两基因间的互作效应不显著(P>0.05).扩繁F1代聚合基因型AACC个体72周龄产蛋数与前一世代相当.

多基因聚合在鄂麦19多抗性选育中的应用

鄂麦19是在导入外源基因的基础上,采用多亲本复合杂交的方法选育而成的兼抗条锈和白粉病的小麦新品种,该品种还对叶锈、赤霉病有较好的抗性。本文通过对其选育过程的分析,探讨多基因抗性育种以及外源基因利用等问题。鄂麦19多抗性的选育,首先是通过普通小麦与黑麦进行属间杂交,获得黑麦抗真菌病害的遗传物质。在小黑麦杂种与小麦杂交的早期世代,选择抗单一病害、育性较好的普通小麦型单株进行杂交,根据育种目标在杂种群体中进行综合抗病能力的筛选。整个杂交组合共涉及三种亲缘、9个亲本,先后导入了洛夫林10、阿夫、南大2419、阿夫多里雅和KUI-(b)等5个公认的对条锈病、白粉病兼抗性较好且具有相对持久抗性的亲本的抗病基因。

水稻抗病基因聚合育种研究进展

近年来随着越来越多的水稻新基因被发现、定位与克隆以及现代分子生物技术的不断发展,水稻分子育种工作也取得了很大的进展。笔者主要就水稻稻瘟病、白叶枯病、纹枯病和条纹叶枯病的抗性基因聚合育种的研究情况进行综述,并对一些使用转基因手段进行多基因抗病育种进行了总结。

葡萄糖焦磷酸酶基因与巨胚基因聚合创建营养功能稻

以利用农杆菌介导glgC-TM基因而获得的水稻优质晚粳品种中超123Ts代纯系作为葡萄糖焦磷酸酶（ADP—glucose pyrophosphorylase，AGP）基因的供体亲本，与营养功能粳稻品种巨胚1号为酽基因供体亲本进行杂交。通过单株稻米籽粒胚性状的形态观察并结合分子标记检测，在64个F4代候选株系中共筛选到16个同时带有glgC-TM／ge双基因的聚合株系。对其中综合性状较好、籽粒大的5个株系种子分别进行胚重、米质理化指标和γ-氨基丁酸（GABA）含量的测定。与AGP基因的供体亲本中超123相比，5个含glgC-TM／ge双基因聚合株系稻米的百粒胚重最小增幅为70．2％，最大增幅为119．0％，达极显著水平；GABA含量的增加幅度为102．93％～194．14％。所选株系的千粒重均超过巨胚1号，差异达极显著水平；而稻米的胶稠度、碱消值和直链淀粉含量等品质指标的变化不很明显。偏籼型的glgC-TM／ge聚合株系直链淀粉含量均显著高于双亲中超123和巨胚1号；而偏粳型的glgC-TM／ge聚合株系与双亲没有显著差异。研究结果表明，glgC-TM和驴基因在聚合株系稻米籽粒总淀粉的合成和胚的形成中都得到充分表达，增加了稻谷千粒重和米胚大小，但对直链淀粉的合成影响不大。认为利用生物技术与传统技术相结合的分子设计育种来调整稻米的营养功能结构和产量是一条行之有效的途径。

三个外源抗稻瘟病基因聚合与抗性研究

本研究利用属于7个生理小种的8个云南稻瘟病菌株对以南29和中花9号为受体,分别转入水稻外源基因几丁质-葡聚酶基因和溶菌酶基因的T7代和T10代亲本株系、6个杂交F1代及3个基因聚合后的35个花培株系进行接种分析。结果表明,F1代和3个外源基因聚合后花培的所有株系对所用的8个稻瘟病菌株都表现高抗,抗性明显提高,这是3个外源基因互为补充的结果,说明基因聚合可扩大抗谱,提高稻瘟病抗性。

利用基因聚合技术改良一个优质水稻不育系的稻瘟病抗性

以抗稻瘟病水稻材料金山B-1抗病近等基因系05AMA59(携有稻瘟病抗性基因Pi-1)、05AMA71(携有稻瘟病抗性基因Pi-9)为抗性供体亲本,通过分子标记辅助回交和聚合杂交,将Pi-1、Pi-9基因导入花紫A(B)中,并在选择加代过程中改良其稻瘟病抗性.(1)遗传背景分析表明,Pi-1和Pi-9基因已成功导入新育成的不育系益农A(B)中,其遗传背景基本恢复为轮回亲本花紫A(B)的遗传背景;(2)益农A(B)的室内和田间自然诱发鉴定均表现抗病,抗性水平和抗谱均明显高于感病对照花紫A(B);(3)益农A与原来的花紫A在生育期、株高、穗粒数等重要农艺性状以及柱头外露率、异交结实率等方面均相似,益农A与花紫A所配的杂种一代在产量、株高、生育期等主要农艺性状上也相近,表明益农A保留了花紫A配合力高、米质优、异交率高等优良特性.

小麦抗病相关基因聚合育种的研究进展

育种是通过创造遗传变异、改良遗传特性以培育优良植物新品种的技术,将基因聚合分子育种与常规育种技术相结合已成为今后作物育种家研究的新方向。基因聚合分子育种主要包括2个方面,即遗传转化基因聚合分子育种和分子标记筛选基因聚合分子育种。近年来,随着现代分子育种技术的不断发展、小麦抗病基因的不断发掘,小麦抗病分子育种工作取得了重大进展。就小麦白粉病、锈病、赤霉病的抗性基因聚合育种的研究情况进行了综述,并对目前小麦抗病育种的前景进行了展望。

催乳素和神经肽Y基因及基因聚合对白耳鸡产蛋数的遗传效应

采用PCR-SSCP方法检测白耳鸡催乳素(PRL)基因调控区和神经肽Y(NPY)基因转录起始区的多态性,并分析PRL、NPY基因单基因型和聚合基因型与72周龄产蛋数的关联程度。结果表明,PRL基因调控区基因型AA和NPY基因转录起始区基因型CC与72周龄的产蛋数显著相关(P<0.05),AA型对产蛋数的加性效应值为3.65,显性效应值为-0.24;CC型的加性效应值为3.22,显性效应值为-0.76。两种有利单基因型的聚合个体AACC型72周龄的产蛋数与其他基因型聚合个体(除ABCD型外)比较,差异显著(P<0.05)。但基因效应分析表明,两基因间的互作效应并不显著(P>0.05)。

鸡肌内脂肪性状的多基因聚合效应分析

以如皋鸡为试验材料,采用PCR-SSCP技术对影响鸡肌内脂肪性状的3个候选基因(H-FABP,A-FABP和Δ9-FAD)进行单核苷酸多态性和基因聚合效应分析。结果发现,在3个基因中分别检测到A2980G,A1763G和C197T的SNP突变及3种基因型。肌内脂肪最小二乘差异显著性检验表明,H-FABP和Δ9-FAD基因中BB型与A-FABP基因中AB型为优势基因型,显著高于其他两种类型(P<0.05);但聚合基因型(两基因和三基因)并未表现出其相应的优势,无明显遗传规律可循,可见简单的优势基因型聚合并不是最佳的聚合方案,应建立在单个候选标记遗传效应明确且一致的基础上,尤其是针对复杂的肉质性状如肌内脂肪等。

优质肉鸡繁殖性能相关基因聚合效应的研究

为研究优质肉鸡M系NPY、NCOA-1、IGF-1和GDF-9基因聚合与繁殖性能的关联性分子标记,进一步提升多基因聚合技术在优质肉鸡分子育种中的应用普及率,试验采用SNP分型检测和x2检验等生物统计方法分析了NPY、NCOA-1、IGF-1和GDF-9基因多态性及优质肉鸡多基因聚合后混合基因型与繁殖性能的关联性。结果表明,优质肉鸡M系4个基因均有多种基因型,其中NPY、IGF-1和GDF-9基因SNP位点所在受试群体达到Hardy-Weinberg平衡,NCOA-1基因所在受试群体未达到Hardy-Weinberg平衡。Aa BBCCGg基因型在开产日龄上显著低于其他基因型(P<0.05),在开产体重上显著高于AABBCCGg(P<0.05),在300日龄合格种蛋率上显著高于其他基因型(P<0.05);AABBCCGg在开产蛋重、300日龄蛋重上显著低于其他基因型(P<0.05),而aa BBCCGg在300日龄产蛋量上优势显著(P<0.05)。聚合基因型Aa BBCCGg基因型在开产日龄、开产体重和300日龄合格种蛋率上显著优于其他基因型(P<0.05),AABBCCGg在开产蛋重、300日龄蛋重上显著低于其他基因型(P<0.05),而aa BBCCGg在300日龄产蛋量上优势显著(P<0.05)。综合比较得出Aa BBCCGg聚合基因型为最有利聚合基因型,可作为有效改良优质肉鸡繁殖性能的候选标记。