小麦雌性育性的主基因+多基因混合遗传分析

选用普通小麦中3种不同生态型育性正常品种与雌性不育系XND126杂交构建3个F2组合,连续两年对3组合P1、P2、F1和F2雌性育性进行调查,利用植物数量性状主基因+多基因混合遗传模型的4世代联合分析方法分析了小麦雌性育性的遗传。结果表明:小麦雌性育性受两对主效基因+多基因联合控制,两对主效基因之间存在互作效应。

小麦雌性育性遗传的分离分析

为了全面了解小麦雌性育性的遗传模式,选用普通小麦中6个育性及结实正常的品种与小麦雌性不育突变系XND126杂交构建6个组合,对6组合P1、P2、F1和F2充分授粉下的雌性育性进行3种育性表示方法的调查,利用数量性状主基因+多基因混合遗传模型的4世代联合分析方法对其表型数据进行分离分析。结果表明:小麦雌性育性受2对主基因和多基因联合控制,2对主基因之间存在互作效应,不同生态型的组合所估算的主基因遗传率大小不同。并对小麦雌性育性遗传变异方式及其在育种实践中的"双向选择策略"进行了探讨。

小麦雌性育性与SSR分子标记的关联分析

为了寻找与小麦雌性育性紧密关联的SSR分子标记,并估算其表型效应,选择均匀分布于小麦基因的63个SSR标记,对包括小麦雌性不育系XND126在内的261个品种(系)组成的群体进行分析,并使用STRUCTRE软件进行群体结构评估,利用TASSEL软件的GLM模型检测多态性标记与小麦雌性育性(国内法育性D.F.和国际法育性I.F.)两种表型值的关联程度。结果表明:目标群体中存在3个亚群。基因组中多态性标记关联分析初步显示,标记Xcfd36(2AS、2DS)和Xcfd88(4AL)与小麦雌性育性两种表型值相关联,两个标记对D.F.和I.F.的效应分别是0.1585,0.113和0.087,0.0596。进一步分析发现2DS和4AL连锁群上存在一些与小麦雌性育性更加紧密关联的标记,如Xwmc25(2DS)和Xwmc232(4AL),其效应分别可达到0.5833和0.2841,而2AS上未找到独有的关联标记。分析认为小麦染色体2DS和4AL各存在一个控制雌性育性的基因位点,其中2DS上的QTL被连锁分析所证实。对与表型紧密关联的标记的鉴别对于小麦雌性育性QTL发掘的重要作用进行了探讨。

大豆RN型细胞质雄性不育系雌性育性对异交率的影响

【目的】研究RN型大豆细胞质雄性不育系、保持系雌性育性差异,明确RN型大豆细胞质雄性不育系是否存在雌性育性降低的现象,探讨不育系雌性育性与异交率的相关性。【方法】首先在200余份RN型细胞质雄性不育系中,依据异交结实率高低,选择有代表性的不育系及保持系6对;然后通过网室内投放蜜蜂传粉对不育系进行异交率鉴定,确定不育系的异交率高低水平;再对6份不育系利用同一父本恢复系进行不去雄人工杂交试验,明确不同异交结实率不育系在接受外来花粉受精结实方面是否存在差异;最后利用同一恢复系作共同父本,通过去雄、不去雄人工平行杂交方法,研究不育系及对应保持系间杂交成活率差异,对6份不育系及6份对应保持系雌性育性进行分析,同时分析不育系异交率与雌性育性的相关性。【结果】网室异交率鉴定表明,供试6份不育系异交率存在显著差异,最高达49.46%,最低仅15.94%。6份不育系在人工授粉杂交成活率上也存在显著差异,高异交率不育系(JLCMS101A和JLCMS82A)杂交成活率显著高于中、低异交率不育系,中异交率不育系(JLCMS9A和JLCMS47A)杂交成活率显著高于低异交率不育系(JLCMS89A和JLCMS31A)。人工去雄平行杂交成活率,高、中异交率不育系显著高于低异交率不育系;高、中、低异交率保持系间杂交成活率无显著差异;杂交成活率在高、中异交率不育系与对应保持系间无显著差异,而低异交率不育系的杂交成活率显著低于其对应保持系的杂交成活率。人工不去雄平行杂交成活率,高异交率不育系杂交成活率显著高于中、低异交率不育系杂交成活率;高、中、低异交率保持系间杂交成活率无显著差异;高、中异交率不育系的杂交成活率与对应保持系的杂交成活率无显著差异,而低异交率不育系的杂交成活率则显著低于其对应保持系的杂交成活率。【结论】在大豆RN型细胞质雄性不育系中,高异交率不育系雌性育性正常,低异交率不育系中存在因雌性育性差而影响正常结实的情况,雌性育性差是造成其异交结实性低的原因之一,不同异交率不育系对应保持系雌性育性均正常;不育系网室异交率与不育系去雄杂交成活率呈极显著正相关,不育系网室异交率与不育系不去雄杂交成活率也呈极显著正相关。去雄和不去雄平行杂交结果均可用于鉴定不育系的雌性育性。

小麦基因组中与雌性育性关联标记的初步扫描

[目的]发掘与小麦雌性育性紧密关联的SSR分子标记,并估算其表型效应。[方法]选择遍布基因组的40个多态性标记,对包括小麦雌性不育系的261个小麦品种(系)组成的目标群体使用STRUCTRE软件进行群体结构评估,并利用TASSEL软件的GLM模型检测40个多态性标记与小麦雌性育性D.F.(国内法育性)和I.F.(国际法育性)2种表型值的关联程度,确定入选标记。[结果]群体结构评估表明,目标群体中存在3个亚群。基因组多态性标记关联分析结果显示,标记Xcfd36(2AS、2DS)和Xcfd88(4AL)与小麦雌性育性2种表型值相关联,2个标记对D.F.和I.F.的效应分别是0.1585、0.113和0.087、0.0596。[结论]2DS、4AL和2AS可能存在控制小麦雌性育性的QTL。与表型紧密关联的标记的鉴别对于小麦雌性育性遗传机制的研究具有重要的意义。

小麦雌性育性双向极端群体QTL定位策略初探

在极端不育群体中计算重组频率(c值)初步筛选QTL位点的基础之上,利用普通小麦中育性正常的良种藁城8901(P1)与雌性不育系XND126(P2)杂交F2群体中的189株隐性极端不育株和63株极端可育株组成的双向极端群体为定位群体,构建了连锁图,分析定位了小麦雌性育性位点taf1,获得了与F2平衡群体相同的定位位点.分析发现与taf1位点连锁较紧密的标记,其c值较小.利用极端群体的策略能快速有效的定位小麦雌性育性QTL在染色体上的位置.

小麦雌性育性对穗粒数形成的生物学意义研究

为了研究小麦穗粒数与小麦雌性育性之间的关系,以含小麦雌性不育系(S)的由小麦品种(系)组成的含S种质双向极端小群体和不含小麦雌性不育系的品种双向极端小群体各60个品种(系)为目标群体,以小麦基因组中42个多态性SSR为背景控制标记,用STRUCTRE软件进行群体结构评估,并利用TASSEL软件的MLM模型检测210个多态性标记与小麦雌性育性I.F.(国际法育性)和D.F.(国内法育性)2种表型值的关联程度,确定入选标记,再对入选标记所在的连锁群进行分析,找到与小麦穗粒数(小穗基部小花数)更加紧密关联的标记。经关联分析,在2个极端小群体里发现,小麦小穗基部小花数关联的标记共有2个(Xgwm570-6A,Xwmc776-4A);2个品种群体中与小麦穗粒数关联的标记共有2个(Xwmc25-2B/2D,Xwmc168-7A)。认为2D、5B连锁群可能有小麦穗粒数形成的遗传位点。

小麦雌性育性遗传位点的基因组关联标记扫描

以含小麦雌性不育系(S)的由小麦品种(系)组成的含S种质双向极端小群体和不含小麦雌性不育系的品种双向极端小群体各60个品种(系)为目标群体,以小麦基因组中42个多态性SSR标记为背景控制标记,用STRUCTRE软件进行结构评估,并用TASSEL软件的MLM模型检测小麦基因组中均匀分布的210个多态性标记与小麦雌性育性D.F.(国内法育性)和I.F.(国际法育性)两种表型值的关联程度,再在含S种质(或品种)组成的较大群体中验证初选的关联标记,并对候选位点进行标记加密。结果发现背景控制标记间不存在明显的连锁不平衡。品种双向极端小群体和含S双向极端小群体中分别发现13个SSR标记和35个SSR标记与小麦雌性育性表型极显著关联;经关联分析,在两个极端小群体里发现的45个标记中,有17个标记在较大品种群体和含S种质群体中得到验证,除两个大群体中共同与性状关联的标记外,11个标记为小麦雌性不育系所在的含S种质群体分析中发现的新突变位点或互作位点,结合标记加密分析结果,最终发现的候选关联标记不仅支持了2D和4A位点与表型的关联,而且找到2B或3B等新的表型关联位点。

小麦染色体3B和4B雌性育性遗传位点的初选

以普通小麦N8×小麦雌性不育系XND126组合衍生的F2为基本群体,从中选择100株隐性极端不育株构成极端不育群体,以2008-2010年关联分析中的38个SSR阳性关联标记为基本线索进行PCR和电泳实验。与N8带型相同的记为A;与XND126带型相同的记为B;与F1带型即杂合带型相同的记为H。以c=(N1+N2/2)/N计算c值,以c值小于0.4确定标记与位点可能的连锁关系。以初选的c值相对较小的标记为线索,在其参考连锁图上寻找并合成第二批标记引物,再次筛选,共得到3个位于3B染色体上的候选标记Xwmc687(c值为0.360),Xbarc206(c值为0.35)和Xcfb3440(c值为0.375),以及1个位于4B染色体上的候选标记Xgwm495(c值为0.295)。实验结果显示,除本实验室前期定位的小麦雌性育性2DS位点外,3B和4B上可能存在与小麦雌性育性有关的遗传位点。

光敏色素与光敏感雌性不育苎麻育性转换的关系

利用红光(R)/远红光(FR)逆转的标准试验技术,对光周期敏感雌性不育苎麻(PFSR)进行长暗期(14 h/d)光间断处理。结果表明,R间断诱导雌性败育,延迟现蕾和开花;而FR可以逆转R的效应,使雌性可育;暗间断对雄性的育性没有明显影响。暗示光敏色素是PFSR雌性育性光敏性的光受体。

光敏感雌性不育苎麻的光周期反应特性研究

光周期敏感雌性不育苎麻 (PFSR)头、二、三麻均能成花 ,但头、二麻雌性败育 ,三麻雌性可育 ,雄性发育正常 ,年度间表现稳定。对其光周期特性研究分析表明 :(1) 6至 7月 ,PFSR雌性育性转换的临界日长在 13.0 h/ d至13.5 h/ d之间 ,败育发生早而彻底 ;(2 )经 SD+L D和 L D+SD处理 ,雌性表现为相邻节位间由可育到不育或不育到可育的跃变 ,雌性育性的光敏感期初步确定为花序分化期或花被形成期 ;(3)雌性发育期进行 3、 6、 9天的 SD(11h/ d)处理 ,表明雌性发育光敏感期持续日数为 3天或更短。

光敏感雌性不育苎麻育性转换的光温效应分析

为研究光周期敏感雌性不育苎麻(PFSR)雌性育性转换的光温效应,在自然温度条件下进行了人工光周期处理,并对自然光温变化与PFSR雌性育性变化的相关性进行了分析.结果表明:在湖北荆州(30°24′N)6至7月,PFSR雌性育性转换的临界日长为13h20min/d至13h30min/d.曙、暮光对雌性育性的调节起作用;雌性育性主要由日照长度控制,温度没有明显效应.

暗期间断对光敏感雌性不育苎麻活性氧代谢的影响

在短日照(10 h/d)处理的光敏感雌性不育苎麻的暗期进行红光和远红光间断暗期的处理,并对叶片和雌性花器官的活性氧相关酶的活性和膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)含量测定。结果表明,红光处理诱导雌性败育,远红光处理则雌性可育。败育株叶片的过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性均高于可育株,但败育节位的MDA含量较低;败育株各节花蕾中POD活性较高,正在发育雌蕾的SOD和CAT活性亦高于可育株,但在败育节位下降到可育株水平,MDA含量则升高并超过可育株。暗示光敏色素调节了雌花活性氧代谢的失衡,而且与诱导雌性败育相关。

红光和远红光间断暗期对光敏感雌性不育苎麻物质代谢的影响

为研究红光和远红光间断暗期对光敏感雌性不育苎麻(PFSR)物质代谢的影响,在短日照(10h/d)处理的暗期进行红光(600—690nm)和远红光(700—790nm)间断暗期处理,并测定叶片和雌蕾的可溶性糖和蛋白质含量以及碳氮比.结果表明:红光间断暗期诱导的败育株雌蕾的可溶性糖和蛋白质含量远低于远红光间断诱导的可育株;在败育期的雌蕾中,可溶性糖和蛋白质含量所构成的碳氮比(C/N)较高;而红光和远红光间断暗期处理株叶片的上述指标均没有明显差别.说明红光间断暗期诱导雌性败育与物质代谢或转运障碍有关,且PFSR雌性发育伴随较低的C/N比.

苎麻光敏感雌性不育性的遗传分析初报

光周期敏感雌性不育苎麻(PFSR)的4个姊妹系自交或相互杂交,后代不育株和可育株呈13S押3F分离,符合两对基因遗传规律,其中一对为抑制基因,雌性不育基因为隐性,假定PFSR基因型为IiF-phfph。但光钝感雌雄同株苎麻(NM)与PFSR杂交F1代呈3S押5F的分离,而不是所预测的1S押1F的分离,说明与光周期钝感有关的质基因和核基因存在互作。本研究对PFSR及其有关子代的基因型作了初步分析。

作物诱发突变杂种优势育种

利用杂种优势大幅度提高作物产量是本世纪农业生产上最重大的成就之一。目前,世界各国已有40多种作物已经或即将在生产上利用杂种优势。如果考察杂优利用的历史,就不难发现,作物杂种优势利用的每一次重大突破,都是以新的杂优种质的发现或选育成功为前提的。近年来,为了进一步开拓杂种优势利用的范围和途径,将辐射和诱变技术不断向杂优育种渗透已倍受关注。

杂草管理的分子生物学途径(英文)

全球气候变化有利于外来杂草的入侵与传播,因为外来种通常可以快速适应环境。除草剂和抗除草剂作物的滥用使抗性杂草严重威胁现代农业的发展,这就需要新技术有效缓解当前的和未来的杂草问题。分子生物学是研究DNA、RNA以及蛋白质分子之间相互作用的科学,该技术已在杂草科学中广泛应用,如决定杂草抗药性机制、抗性杂草的起源、杂草基因型和基因流动的传播、杂草特征的生态适应与进化发展等。这些信息有利于建立可持续发展的杂草管理方案。分子生物技术也具有可直接用于防除杂草的潜力,如可用于开发新的除草措施的技术,包括宏基因组学、病毒诱导基因沉默、转基因雌性不育性等。