运用近等基因系(NIL)、AFLP、RFLP和SCAR标记对玉米S组育性恢复基因(Rf_3)的研究

以１对近等基因系（ＮＩＬ）及其回交群体（ＢＣ１）为材料，采用ＢＳＡ法，利用ＡＦＬＰ技术，筛选与Ｒｆ３基因连锁的分子标记。在筛选的１２８个ＡＦＬＰ引物组合中，有２个能在ＮＩＬ及其可育池、不育池间扩增出多态性条带ＲＲ６和ＲＲ７。１００个ＢＣ１个体验证结果表明，ＡＦＬＰ标记ＲＲ６扩增产物中仅出现２个重组体，重组率２％，由此估测ＲＲ６距Ｒｆ６基因约２．０ｃＭ。并成功地将此标记转化为 ＳＣＡＲ标记，进行了ＮＩＬ和 ＢＣ１个体的特异性扩增。在来自综 ３ × Ｐ１３８的Ｆ２：３的群体上经ＲＦＬＰ分析后，将ＲＲ６定位于第二染色体的长臂上。不仅为辅助育种奠定了基础，而且为克隆Ｒｆ３基因提供了有益的信息。

大麦抗赤霉病近等基因系的转录组分析

赤霉病是大麦主要病害之一,严重影响大麦产量与品质。为研究大麦赤霉病抗性分子机制,以2个大麦赤霉病抗、感近等基因系N53和T66为材料,利用转录组测序技术(RNA-Seq),分析N53、T66在接种禾谷镰刀菌后不同时间点的基因表达特征和差异。结果表明:以接种0 h作为对照,N53和T66分别鉴定出15230和15106个差异表达基因。不同接种时间点上、下调的基因数目和富集到GO及KEGG通路的基因数目在两材料间存在显著差异。不同处理组间共筛选出421个共同差异表达基因,GO功能注释分类分成3大类42个亚类,KEGG通路共涉及到21个,并在信号转导(signal transduction)、植物-病原体相互作用(plant-pathogen interaction)、植物激素信号转导(plant hormone signal transduction)、MAPK-信号通路-植物(MAPK signaling pathway-plant)、苯丙烷类生物合成(phenylpropanoid biosynthesis)通路显著富集。综上,这一研究从转录组水平初步探索大麦对赤霉病的响应机制,可为进一步挖掘大麦赤霉病抗性候选基因、明晰大麦赤霉病抗性分子机制提供参考。

小麦抗叶锈基因Lr24、Lr35的STS、SCAR标记在近等基因系(NILs)上的特异性验证

用一套分别含有不同抗叶锈基因的53个以Thatcher为遗传背景的近等基因系(near-isogeniclines,NILs)对已报道的分别与抗叶锈基因Lr24和Lr35连锁的STS、SCAR进行特异性验证。结果对于与Lr24连锁的STS标记,在53个NILs中只在TcLr24亲本中扩增出片段大小与报道相同的310bp的条带,在TcLr35中也扩增出了一条片段,但片段大小不同于310bp约为270bp。对于与Lr35连锁的SCAR标记,只在TcLr35亲本中扩增出片段大小为900bp的条带,与报道片段大小一致。验证结果表明与抗病基因Lr24和Lr35连锁的STS、SCAR分子标记在NILs中特异性都较好,进一步证明了这两个分子标记可方便地用于小麦抗叶锈基因Lr24、Lr35的分子标记辅助选择育种。

油菜MI CMS恢复基因近等基因系的构建与近等性分析

以宁R7为恢复基因源,利用连续回交法构建以T78、T84和ZS9三个优异种质为遗传背景供体的近等基因系候选株系。于成熟期考察并比较候选株系农艺性状,同时采用SSR标记对候选株系进行PCR扩增估算遗传相似系数并进行聚类分析。农艺性状分析(t测验)表明,不同候选株系与其供体的农艺性状具有不同程度的相似性,株高和分支点高度的差异程度较其他性状高。采用75对SSR引物对21个候选株系PCR扩增共得到157个目的片段,发现三个遗传背景候选株系的平均遗传相似系数分别为0.86、0.92和0.98。农艺性状与SSR标记综合分析后,认为wh13、wh59和wh118分别为三个种质的最优近等基因系。综上表明,采用农艺性状比较与分子标记相结合分析近等性是一种有效的近等基因系的检测方法。中选近等基因系可用于恢复基因的定位及克隆。

利用4个姊妹近等基因系群体定位水稻粒重和粒形QTL

粒重是决定水稻产量的三要素之一。利用世界上粒重最大的品种之一SLG-1(供体亲本)与小粒品种日本晴(Nipponbare,轮回亲本)杂交,在各回交世代选择粒重较大单株与日本晴回交,构建水稻粒重和粒形的姊妹近等基因系(SNILs)。对获得的73株BC4F1单株进行粒重频率分布统计,选择粒重频率分布在4个峰值处的代表性单株,自交获得4个BC4F2SNILs群体。利用BSA法(分离群体分组混合分析法),从均匀分布在水稻染色体上的1513对SSR标记中筛选出与粒重和粒形相关的多态性标记19对,以LOD≥2.5作为选择阈值,对粒重、粒长、粒宽和粒厚进行QTL扫描,共检测到6个区域的12个QTL,贡献率从7.22%到53.38%。这些QTL所在区域包含已克隆的粒长GS3和粒宽GW2,也包含没有精细定位的第2染色体的RM6318～RM1367、第3染色体的RM5477～RM6417和第6染色体的RM3370～RM1161等3个区域控制粒重和粒形的5个QTL。其中第3染色体上RM5477～RM6417区间存在粒形贡献率较大的新的QTL。构建含有这些粒重QTL的姊妹近等基因系,为进一步精细定位或克隆新的粒重或粒形QTL奠定了基础。

用新的分子标记方法（RAPD）分析小麦抗白粉病基因Pm4α的近等基因系

ＲＡＰＤ是一种新发展的分子标记技术，本实验利用这种技术对小麦抗白粉病基因Ｐｍ４α的近等基因系进行分析。在１００个随机引物中找到了３个引物在这对抗白粉病的近等基因系中所扩增出的带型出现差异。并根据理论计算所找到的差异与抗性基因Ｐｍ４α连锁的概率是０．７，即３个差异中应有２个标记与抗性基因连锁。

水稻小穗簇生性近等基因系的构建及其近等性评价

为了研究育种中间材料Z1820突变产生的小穗簇生基因对农艺性状的影响和对该基因进行定位克隆,我们用恢复系泸恢17(LH17)和N45作母本,Z1820作父本杂交,并用上述恢复系作轮回亲本,连续回交并自交,获得了簇生性近等基因系Cl-LH17和Cl-N45。用形态相似法和SSR标记对获得的2对近等基因系进行多态性分析,结果表明:(1)LH17和Cl-LH17在株高、穗长上有显著差异,在所考查的其他性状上差异不显著;N45和Cl-N45仅在穗长上有显著差异。(2)在所选用的120对SSR引物中,对LH17和Cl-LH17,只有第6染色体的2个引物(RM7434、RM5957)揭示了多态性,而对N45和Cl-N45则有位于3条染色体上的4个引物能揭示多态性。综合形态和SSR标记分析说明,LH17和Cl-LH17是1对近等性理想的簇生性近等基因系,有利于该簇生基因的进一步研究;Z1820的簇生基因能使穗长、株高负增长,对有效穗、每穗总粒数、结实率等重要性状无显著影响。(3)簇生性在N45的遗传背景中的表现强于在LH17的遗传背景中的表现。

携有抗白叶枯病新基因Xa23水稻近等基因系的构建及应用(英文)

1993～ 1998年 ,构建了携有抗稻白叶枯病新基因 Xa2 3的近等基因系 ,命名为 CBB2 3。以全生育期高度感病并具有改良株型的籼稻品种 JG30为轮回亲本 ,与携有 Xa2 3的抗性供体 H4杂交 ,JG30 / H4的 F1 通过回交、自交直至 B5F4,各世代均用与目标基因 Xa2 3相对应的专化小种菌系 P6人工接种鉴定 ,同步进行株型和农艺性状选择 ,直至抗性稳定和农艺性状类似其轮回亲本。比较了 CBB2 3(携 Xa2 3)和 IRBB2 1(携 Xa2 1)对 2 0个菌系包括 10个菲律宾小种、3个日本小种和7个中国病原型代表菌系的抗谱 ,Xa2 3抗所有 2 0个菌系 ;Xa2 1抗 19个菌系 ,对菲律宾 10号小种则高度感病。用近等基因系 CBB2 3构建了 JG30 / CBB2 3组合的 F2 分离群体 ,通过 SSR标记筛选 ,初步将 Xa2 3定位于水稻第 11染色体。进一步筛选出 3个与 Xa2 3更紧密连锁的 AFL P标记。其中的 APKj2 3与 Xa2 3之间的图距约为 1.0 c M。并报道了在抗病育种中已有效的应用了携有 Xa2 3的近等基因系 CBB2 3。

早衰和正常小麦近等基因系旗叶光合特性与产量比较研究

本试验以小偃54×8602高代分离品系中的早衰与对照品系近等基因系为试验材料,研究了早衰对小麦旗叶光合速率、籽粒灌浆速率及产量的影响。结果表明,早衰小麦旗叶叶绿素含量较低,而且在生育后期下降较快;在整个灌浆期,旗叶光合速率、PSⅡ最大光化学效率Fv/Fm均低于对照;光饱和点低而光补偿点高,可利用的光强范围较窄,一天之中Pn都比对照低,光合“午休”现象严重;表观量子效率和CO2羧化效率均较对照低;早衰小麦叶片积累了较多的丙二醛,细胞膜脂过氧化程度高。由于叶片功能的衰退,使早衰小麦籽粒灌浆速率低,灌浆持续期短,粒重下降,最终减产20%以上。

水稻白叶枯病新抗源Y238的鉴定及其近等基因系培育

从 2 6 9份普通野生稻中鉴定出一个高抗白叶枯病的新抗源 ,编号为Y2 38。通过多菌系鉴定、抗谱分析及与目前国际上已知基因比较 ,证明该新抗源含有一个新基因 ,暂命名为WBB2。对JG30 /Y2 38杂交后代成株期接种鉴定、遗传分析表明 ,WBB2为完全显性基因。通过杂交和回交 ,已将WBB2导入栽培稻中构建近等基因系。

小麦2+12和5+10亚基近等基因系间面粉品质差异的研究

分析和研究了小麦栽培品种克旱九、垦大四和龙麦 2 0的高分子量麦谷蛋白亚基 (HMW- GS)近等基因系的面粉品质。这些近等基因系是通过 5～ 6次连续的选择性回交获得的。结果表明 ,在蛋白质和干面筋含量上 ,近等基因系间的差别不显著。在湿面筋与干面筋的比值 (湿面筋 /干面筋 )上 5 +10亚基的近等基因系比带有 2 +12亚基的近等基因系要小 4 .7%～ 5 .9% ,差异达极显著水平 (P<0 .0 1) ,在 Zeleny沉降值与干面筋的比值 (沉降值 /干面筋 )上要高9.9%～ 14 .7% ,差异极显著 (P<0 .0 1)。

小麦Wx基因近等基因系的创制及其对直链淀粉含量、面条感官品质的影响

为明确不同Wx基因对小麦直链淀粉含量的影响以及筛选面条品质优异的基因型,以糯小麦品系Caiwx（aabbdd）为3个Wx基因隐性突变供体亲本,以扬麦01-2（AABBDD）为轮回亲本,利用连续回交结合花粉碘染、STS标记和同工酶标记检测方法,创制了8种Wx基因纯合基因型的近等基因系,其基因型分别为AABBDD、AABBdd、AAbbDD、AAbbdd、aaBBDD、aaBBdd、aabbDD和aabbdd。利用这些基因型探讨了不同Wx基因对直链淀粉含量及面条感官品质的影响。结果表明,各系的直链淀粉含量为0.9%~24.8%,系间差异显著;糯小麦型（aabbdd）直链淀粉含量最低,双缺失型和单缺失型其次,双缺失型中aaBBdd型含量最高,单缺失型中AAbbDD型含量最低,表明Wx-B1对直链淀粉的合成作用最大。糯小麦型面条的色泽、表观、软硬度、黏性、韧性得分以及总分显著低于其他类型及轮回亲本扬麦01-2;单缺失型面条的色泽、表观得分、总分显著高于轮回亲本扬麦01-2,其中aaBBDD型面条品质表现突出,与市售优质面条粉＂雪花粉＂制作的面条得分相当,而其他7种基因型及轮回亲本扬麦01-2的面条评分均显著低于雪花粉。说明可以通过遗传操作Wx基因培育优质面条小麦品种。

水稻抗白叶枯病近等基因系CBB30的培育及Xa30(t)的初步定位

【目的】将普通野生稻资源Y238所携有的抗白叶枯病新基因Xa30(t)导入栽培稻JG30,培育近等基因系,进行分子标记定位,以便应用于育种实践。【方法】以感病籼稻品种JG30为轮回亲本,Y238为供体进行杂交、回交、自交培育近等基因系;以JG30/Y238的一个BC6F2代群体为定位群体,利用分离集团分析法(BSA),借助SSR、EST、STS等分子标记对Xa30(t)进行分子标记定位。【结果】成功培育了携有Xa30(t)基因的水稻抗白叶枯病近等基因系CBB30。从343个分子标记中筛选出4个能揭示抗感多态性的标记RM1341、V88、C189及03STS,用该4个标记对BC6F2代群体303个单株进行分子检测和连锁分析,结果表明上述4个标记均位于水稻第11染色体长臂,与Xa30(t)的遗传距离分别为11.4cM、11.4cM、4.4cM及2.0cM,且它们位于Xa30(t)基因的同一侧。【结论】通过构建近等基因系及分子标记检测找到4个与Xa30(t)基因连锁的标记RM1341、V88、C189及03STS,将Xa30(t)基因定位于水稻第11染色体长臂上。

3个粳稻抗白叶枯病近等基因系的构建

自1989～1996年,选用分别具有抗水稻白叶枯病主效基因Xa 2、Xa 7和Xa 14的3个品种为供体亲本,以一个不携有抗病基因的改良型粳稻品种沈农1033为轮回亲本,通过6次回交、自交直至BC_6F_4代,经各世代抗性和农艺性状筛选,转育成3个粳型抗白叶枯病近等基因系(NIL),命名为CBB2、CBB7和CBB14。这些NIL除所带不同的抗病基因外,其生育期、株高、分蘖力、穗型大小等农艺性状与轮回亲本基本相似。经抗病反应型检测、遗传分析、育种及分子标记应用,初步证明这些NIL具有良好的实用价值。

近等基因系法对小麦显性矮源的研究

【目的】开拓小麦育种新矮源,克服自小麦矮化育种“绿色革命”以来,仅使用Rht1、Rht2、Rht8等少数几个隐性矮源的局限性,为选育高度集约化的小麦新品种提供条件。【方法】将国内外已定名的5个显性矮源Rht10、Rht3、Rht12、Rht21、奥尔森矮(Olesen dwarf)和西南大学农学与生物科技学院培育与征集的7个致矮力弱的显性矮源回交导入4个中、高秆(85～105cm)轮回父本品种(BC4F1),建立了4套矮秆基因的近等基因系。2005～2006两年,在非竞争群体条件下开展了近等基因系的多因素品系比较试验,研究矮源及轮回父本遗传背景两个主因素对近等基因系主要农艺性状的影响效应。【结果】12个显性矮源在本试验统一遗传背景条件下株高为37.9～74.3cm,显性矮源的株高与其株粒重呈高度正相关(r=0.8884),株高每上升1cm,则株粒重增加0.24g。随显性矮源株高的提升、致矮力减弱,其近等基因系的农艺性状得到改善。显性矮源的株高提升到60cm以上时,即有可能达到和超过中、高秆轮回父本的单株生产力,从而作为新型矮源应用于小麦矮化育种。此外,12个显性矮源具有一致的延迟早熟轮回父本抽穗以及降低轮回父本千粒重的多效性效应,这些不利的多效性效应可以通过轮回父本遗传背景的修饰作用加以改良。【结论】株高在50cm以下的强致矮力显性矮源,难以直接用于小麦育种,但通过矮秆主基因突变以及特殊遗传背景的修饰等途径可以衍生出株高呈不同程度提升、以致达到70～80cm理想株高的弱致矮力显性矮源。加强株高提升的弱致矮力显性矮源的研究是将显性矮源应用于小麦杂交育种的有效途径。推荐株高在60～75cm的弱致矮力显性矮源SW07、SW05、女水妖矮、SW02、Rht21用于小麦矮化育种。

干旱胁迫对蜡质含量不同小麦近等基因系光合特性的影响

【目的】探讨叶片蜡质含量对干旱胁迫下小麦光合特性的影响。【方法】本研究以一对小麦近等基因系多蜡质品系JM205和少蜡质品系JM204为试验材料,将二者种植在同一盆中,在人工气候室采用逐渐干旱的方式模拟田间干旱过程中的土壤水分变化。随着干旱处理时间的延长,土壤相对含水量逐渐降低,同步测定了不同土壤相对含水量下小麦旗叶的水势、光合气体交换参数及荧光参数。【结果】轻度干旱胁迫(土壤相对含水量在60%—49%)下,多蜡质品系JM205与少蜡质品系JM204旗叶的光合速率(Pn)无显著差异,随着干旱程度的加重,多蜡和少蜡质品系的光合速率都逐渐降低,但少蜡质品系JM204下降幅度更大。在中度干旱胁迫(土壤相对含水量在49%—32%)下,多蜡质品系比少蜡质品系具有较高的水势和较大的气孔开度,因此CO_2供应充足,光合速率更高;少蜡质品系的PSII实际光化学效率(ΦPSⅡ)和最大光化学效率(Fv/Fm)较多蜡质品系下降更快,说明少蜡质品系PSII电子传递受阻情况和光抑制比多蜡质品系更严重;快速叶绿素荧光动力学曲线参数分析(JIP-test)发现PSII电子传递受阻主要是因为受体侧QA到QB电子传递限制。在重度干旱胁迫(土壤相对含水量下降到32%以下)时,多蜡质与少蜡质品系的水势和光合能力都大幅下降且二者间没有明显差异。【结论】本研究表明,多蜡质品系JM205在中度干旱胁迫(土壤相对含水量49%—32%范围)下具有较高的光合优势;本研究为小麦抗旱性选育与利用提供了理论依据,并对进一步的研究提供了建议。

23个小麦抗叶锈病近等基因系SRAP多态性

【目的】分析以Thatcher为遗传背景的小麦抗叶锈病近等基因系的遗传多样性,探讨SRAP技术在小麦抗叶锈病基因标记及基因克隆研究中应用的可行性。【方法】采用SRAP(sequence-related amplified polymorphism)技术对23个以Thatcher为遗传背景的小麦抗叶锈病近等基因系和感病对照Thatcher进行分析。【结果】从128对引物中筛选得到41对具有多态性引物,每个引物组合产生6～41个多态性条带,共产生537个多态性条带,多态性条带率达49.5%,平均每个引物组合产生13.1个多态性条带;每个引物组合产生1～13个特异性条带,共产生115个特异性条带,特异性条带率为10.6%,平均每个引物组合产生2.8个特异性条带。聚类分析将23个小麦抗叶锈病近等基因系和Thatcher在相似系数0.72处分为A、B两大类,其中96%的个体归入B类。B类又分为Ⅰ、Ⅱ两个亚类,95%的个体聚在第Ⅱ亚类。第Ⅱ亚类在相似系数为0.785附近分为4小类。【结论】23个小麦抗叶锈病近等基因系间存在一定的差异。SRAP技术是一种简单有效的分子标记系统,可在小麦叶锈病抗病基因的研究中应用。

利用近等基因系研究3个抗水稻纹枯病QTL的聚合效应

利用特青/Lemont组合的回交群体,证实了特青第7染色体上存在抗纹枯病QTLqSB7Tq。以Lemont为轮回亲本,通过分子标记辅助连续回交结合性状鉴定,构建了qSB7Tq与另外两个抗水稻纹枯病QTLqSB9Tq(位于特青第9染色体)和qSB11Le(位于Lemont第11染色体)的一套近等基因系,对各抗性QTL的单个效应及其聚合效应进行了研究。3个抗性QTL单独存在或在聚合状态下均能显著提高水稻品种对纹枯病的抗性水平。但是,不同抗性QTL之间可能普遍存在一定的负向互作关系。讨论了一致的遗传背景对QTL研究的重要性,以及不同QTL的聚合效应及互作关系对育种实践的意义。

花期干旱胁迫对籼稻近等基因系水分和光合生理的影响

【目的】利用一套表观性状显著差异的籼稻近等基因系,在研究花期干旱胁迫对育性影响的基础上,研究其水分和光合生理响应过程。分析表观农艺性状改变对水稻水分和光合生理的影响和作用机制,分析表观农艺性状、水分和光合生理与耐旱性之间的联系,以期揭示水稻花期耐旱性主效基因的生理性状指标。【方法】于主茎见穗至此后的15 d进行干旱处理,研究花期干旱胁迫对水稻近等基因系剑叶和根系生理活性的影响。【结果】花期干旱胁迫下,各水稻近等基因系表现出不同的抗旱性,且耐旱性与表观农艺性状间并无明显规律可循,与正常浇水条件下水稻本身的水分和光合特性也无显著相关性,但花期干旱胁迫条件下,水稻抗旱系数与剑叶含水率和剑叶水势降幅的相关系数分别为0.614**和0.514**,与气孔导度降幅的相关系数为0.541**,表明花期干旱胁迫下水稻的耐旱性与剑叶含水量、水势和气孔导度的降幅这3个水分生理参数密切相关。此外,除Fv/Fm的降幅与抗旱系数的相关系数为0.470*外,花期干旱胁迫下水稻光合生理指标改变值与耐旱性无显著相关性。【结论】水稻花期干旱胁迫下的水分生理参数变化值可作为筛选耐旱水稻品种的指标。