四倍体小麦成株抗白粉病基因定位

四倍体小麦是普通小麦的祖先种,也是重要的粮食作物。发掘四倍体小麦抗病种质并鉴定其携带的抗病基因,旨在为小麦新品种选育提供新抗源。TDI-1是栽培二粒小麦,在多年的田间种植过程中表现出对白粉病免疫的表型。为了确定TDI-1携带的抗病基因,为小麦白粉病抗性遗传提供理论依据,首先将其与表现为感白粉病表型的硬粒小麦TDU-1进行杂交并构建了遗传群体,然后对亲本及其杂交F_(1)、F_(2)、F_(2:3)群体进行了白粉菌小种E09接种试验和抗病性分析,最后利用混合分离群体分析法(BSA)对抗白粉病基因进行了定位。结果表明,TDI-1在苗期对E09表现为感病,在成株期对E09表现为抗病;TDI-1和TDU-1的F_(1)植株在成株期对E09表现为抗病;F_(2)群体中,表现为抗病的单株数和感病的单株数的比例符合3∶1(χ^(2)_(3∶1)=0.11,P=0.74);F_(2∶3)家系中,纯合抗病、抗病性分离、纯合感病的家系数目之比符合1∶2∶1(χ^(2)_(1∶2∶1)=0.47,P=0.79),表明TDI-1成株期白粉病抗性由1个显性基因控制,暂将其命名为PmTDI-1。对TDI-1和TDU-1及其杂交后代F_(2)群体进行分子标记筛选,发现4个位于2A染色体短臂上的分子标记Xwmc407、NRM-2AS29、NRM-2AS45和NRM-2AS84与PmTDI-1紧密连锁,其中,NRM-2AS45和NRM-2AS84位于两侧,遗传距离分别为1.8,4.6 cM。由此,将成株期抗白粉病基因PmTDI-1初步定位于2A染色体短臂上。研究结果显示,从四倍体小麦TDI-1中鉴定到1个新的显性成株抗白粉病基因PmTDI-1。

一个萝卜绿皮新基因GST1的遗传定位

为深入理解萝卜皮色形成机制,开发萝卜皮色标记进行辅助育种,本研究利用绿皮萝卜G-2和白皮萝卜W-1构建了遗传群体,明确了绿皮表型的遗传规律;结合混合分离群体分析和RNA-Seq技术(BSA-seq)确定了绿皮调控位点所在染色体,接着开发分子标记定位了绿皮基因。结果显示,G-2和W-1的F_(1)代植株肉质根表现为介于亲本之间的中间色(浅绿色),其F_(2)代群体单株分离出绿色、中间色和白色肉质根,大致符合1∶2∶1的分离比例(χ^(2)=3.21,P>0.05),表明绿皮表型在遗传后代中呈不完全显性,并由1个主效基因控制,暂将其命名为Green-Skinned Taproot 1(GST1)。BSA-Seq结果显示,有1827个萝卜单核苷酸多态性(SNP)位点在G-2×W-1 F_(2)代群体绿皮池和白皮池间具有多态性,其中31.86%位于R01染色体,并且主要分布在短臂端部0~5 Mb的物理区间内。在此区段附近开发分子标记,最终将GST1定位到标记sxau30和sxau34之间,遗传距离分别为6.4和8.3 cM,对应萝卜品种Radicula参考基因组R01:2.93~8.99 Mb的物理区间。此区间共有210个高置信注释基因可在肉质根表皮中表达,其中有44个在绿皮池和白皮池之间表达差异显著,对可能参与叶绿素合成或代谢途径的4个候选基因进行了实时荧光定量PCR(qRT-PCR)验证,其表达水平与BSA-Seq结果一致。本研究结果为萝卜绿皮成色机制解析奠定了理论基础,也为皮色分子育种提供了新标记。

甘薯根腐病相关AFLP标记筛选

甘薯根腐病是由甘薯根腐病病原菌[Fusarium solani(Mart.)Sacc.f.sp.batatas McClure,简称FSB]引起的一种真菌性毁灭性病害,传播途径广,蔓延速度快,近年有向长江流域以南地区传播的趋势,对甘薯生产造成极大危害。在已有的徐薯18与胜利百号F1分离群体抗性鉴定的基础上,采用分离群体混合分析法(Bulked segregant analysis,BSA)与AFLP技术相结合,通过筛选80对引物,定位与甘薯根腐病相关的分子标记,在感病群体中定位到一个显性标记,即标记Eco(45)-Mse(45)被发现与感病基因连锁。所获试验结果对甘薯抗病遗传改良具有指导意义。

棉花籽指数量性状位点(QTL)的初步定位

为挖掘棉花籽指相关的分子标记,以棉花籽指差异较大的陶小铃和大桃棉为亲本,构建F2群体,对F_(2)群体的籽指进行调查,选取具有极端籽指的植株构建混合群体分离分析(bulked segregant analysis,BSA)混池进行测序。对测序结果进行分析,发现3个与棉花籽指相关的区域,分别位于A07染色体42.6~91.6 Mbp,A13染色体2.2~5.3 Mbp,D10染色体7.1~8.3 Mbp。3个区域的Δ(SNP-index)峰值区段共包含142个候选基因。这些结果为棉花籽指相关基因的精细定位和克隆奠定了基础。

BSA技术与昆虫杀虫剂抗性基因定位

使用杀虫剂进行病虫害防控是有效防治虫媒疾病的重要方式之一,但大规模使用杀虫剂导致昆虫出现了不同程度的抗性。随着高通量测序技术的发展和分子标记的应用、大量物种全基因组测序的完成,利用双亲分离后代群体中具有极端表型的个体构建混池进行测序,通过比较不同混池之间的多态性并结合表型信息,从而定位目的基因的混合群体分离分析(bulked segregant analysis,BSA)技术,因其简单、高效的特点得到了快速广泛的应用。采用BSA技术揭示杀虫剂抗性产生的分子机制,对抗药性产生风险的有效评估以及新型杀虫剂的改良开发具有重要意义。本文就近年来BSA技术的发展和昆虫杀虫剂抗性分子机理的相关研究进行综述,并对该技术在昆虫杀虫剂抗性研究中的意义和应用前景进行了总结与展望。