低酚棉种质资源耐盐性鉴定

为了解决粮棉争地矛盾,棉花向更加盐碱干旱区域发展是大势所趋。因此进行耐盐鉴定筛选抗性种质意义重大。本研究在培养室条件下,利用发芽盒和石英砂对179份来源不同的低酚棉种质资源的耐盐性进行了评价。结果表明,179份低酚棉资源材料中,没有高抗材料;抗盐材料4份,占所鉴定材料的2.2%;耐盐材料54份,占30.2%;盐敏感材料121份,占67.6%。筛选出8份耐盐性突出的材料,其耐盐性达到了耐盐或抗盐的水平,包括豫无424、衡无87-306、中无1651、中无3385、多毛101、中无374-G、中无1038和中无642,这些材料在盐胁迫下的相对成活苗率均在70%以上。国内材料耐盐性好于国外材料,国内材料中河北省、山东省、河南省的材料耐盐性明显好于其他省份。本研究筛选出了耐盐性好的低酚棉材料,为低酚棉育种提供了优异的种质资源。

河北省棉花黄萎病菌致病性与ISSR遗传分化

从河北省17个主要植棉县采集棉花黄萎病株,分离获得52个黄萎病菌单孢菌系,对其培养特性、致病性和ISSR(Inter-simple sequence repeat)遗传分化进行了研究。菌系培养性状研究表明,在采集的52个菌系中,菌核型菌系最多,其次是菌丝型,最少的是中间型,3种类型菌系分别占总菌系的51.9%,38.5%和9.6%。利用7个抗、感不同的鉴别寄主在光、温、湿可控的生长室鉴定了病菌的致病性,供试菌系可分为致病力强、中、弱3种类型(Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型),分别占供试菌系的51.9%,21.2%和26.9%。在供试菌系中存在比落叶型菌系致病力还要强的非落叶型菌系。基于病情指数的聚类分析结果表明,河北省棉花黄萎病菌系存在明显致病力分化,但与地理来源无关。菌核型菌系和中间型菌系多表现为强致病力或中等致病力,而菌丝型菌系的致病力变化较大。在136个ISSR标记中,80个属于多态性标记,多态性位点百分率达58.8%。基于ISSR的聚类分析结果表明,河北省棉花黄萎病菌的遗传分化较小,并且遗传分化与地理来源相关。

河北省冬小麦品种SSR标记遗传多样性分析

利用79对多态性较高的SSR引物,对河北省1997-2007年间审定的冬小麦品种及国家小麦区试抗旱对照品种晋麦47和洛旱2号,共计87个冬小麦品种进行遗传多样性分析。79对SSR引物共检测出175个等位变异位点,每对引物可产生1～6条等位变异位点,平均2.215条。标记位点多态性信息含量（PIC）变幅为0.824～0.998,平均为0.941；有效等位基因数（Ne）变幅为1.644～20.333,平均4.708；香农指数（H’）变幅为0.148～1.102,平均为0.544,说明河北省冬小麦品种SSR遗传多样性较低。品种间遗传相似系数（GS）变幅为0.184～0.899,平均为0.418,其中河农826与石家庄8号间的遗传相似性最高,GS高达0.899,71-3与藁优9618间的遗传相似性最低,GS为0.184。不同育种单位培育的小麦品种平均遗传相似系数存在较大差异。UPGMA遗传相似性聚类表明,石家庄市小麦新品种新技术研究所培育的小麦品种与其他单位品种存在较大的遗传差异。

转iaaM基因高衣分棉花新种质材料创制

通过配制9个杂交组合,将iaaM基因转育到综合性状较优的棉花（Gossypium hirsutum L.）品系中.对F1与F2的分析,证实iaaM基因能够显著改良衣分和马克隆值,同时对子指、铃重、单株结铃数等产量性状和纤维长度、纤维强度等纤维品质未造成负面影响.通过系谱法选育获得6个衣分高、马克隆值优良的新品系,其衣分和马克隆值分别在43.23％～47.93％和3.76～4.20.试验为棉花育种改良提供了新的种质材料.

低酚棉品种资源产量、纤维品质性状鉴定和SSR分析

本研究调查了55份低酚棉品种资源的10个产量性状和纤维品质性状,并利用SSR技术分析了遗传多样性。主成分分析显示,前6个主成分解释了总共92.762%的表型变异;基于产量和纤维品质性状进行聚类,供试材料被划分为4类,第一类材料整体表现性状优良;基于SSR分子标记进行聚类,供试材料被划分为5类,第二、四、五类材料整体表现优良。结合产量和纤维品质性状、SSR聚类分析结果和田间表现,鉴定出可供改良的低酚棉育种资源6个:‘中无151’、‘洛克特22’、‘皖无1号’、‘豫无1309’、‘中无831’和‘湘C70’。

花生SSR标记与农艺性状的相关性

以农家品种四粒红和冀农黑3号构建的包含有251个家系的重组自交系（RIL）群体为材料，在河北保定市和邯郸大名县两地进行表型鉴定，利用Pearson’S相关和逐步多元回归分析了花生农艺性状之间及其与标记的相关性。结果表明，多数农艺性状间存在显著或极显著相关，其中相关性最高的为单株生产力和单株仁重（r=0．970），其次是主茎高和第一侧枝长（r=0．918）；77个SSR标记与18个农艺性状显著相关，每个性状相关标记数在2～16之间；14个SSR标记与13个农艺性状关联，解释的表型变异为5．2％～11．5％。以上结果为花生常规育种和分子标记辅助选择奠定了基础。

不同抗性品种对棉花黄萎病菌致病力的影响

以1个海岛棉品种和15个陆地棉品种为分离寄主,采取单孢分离,共分离出67个黄萎病菌系。以抗性差异较大的海岛棉品种Pima90-53和陆地棉品种冀棉20、邯208和中棉所8号为鉴别寄主,采用苗期营养钵定量注菌液法对分离菌系进行了致病力鉴定。结果表明,同一地块田间不同品种所分离菌系的致病力类型并非单一类型,而是由致病力连续变化的多种致病力菌系类型组成;由不同品种分离出的菌系致病力存在差异,寄主品种的抗性与分离的黄萎病菌系的致病力无关,但不同基因型品种可能会影响不同致病力菌落的消长。

AFLP标记与棉花重要农艺性状的关联研究

以陆地棉(Gossypium hirsutum L.)品种中棉所8号和海岛棉(Gossypium barbadense L.)品种Pima 90-53杂交产生的包含91个单株的BC1F2群体及其衍生BC1F2:3群体为材料,利用逐步多元回归分析确定分子标记与重要农艺性状的相关关系,为分子标记辅助选择提供依据。试验材料分别种植在保定市郊和沧州青县两个点,每个株行考察衣分、子指、铃重、皮棉重、子棉重5个产量性状和2.5%纤维跨距长度、马克隆值、纤维整齐度、纤维伸长率、纤维比强度5个品质性状。以20对AFLP引物组合产生的125个位点对10个重要农艺性状进行多元线性回归分析,发现其中4对引物组合产生的15个位点与10个性状有着显著相关性(P≤0.05,P≤0.01),而后通过逐步多元回归分析获得6个位点,对9个农艺性状所解释的表型变异为6.2%～30%。结果表明,与9个农艺性状显著相关的6个AFLP位点可以用于未来的分子标记辅助育种计划。

陆地棉背景的Pima棉染色体片段置换系创制

染色体片段置换系（CSSLs,chromosome segment substitution lines）基因组内只有1个或少数几个纯合的供体亲本染色体片段,而其余部分与受体亲本相同,是进行QTL分析的理想材料。本研究以陆地棉中棉所8号（CCRI8）为受体亲本,海岛棉Piam90-53为供体亲本在BC3F1-3借助分子标记辅助选择培育了一套182个株系构成的染色体片段置换系。这套置换系置换片段平均长度21.0 c M,总长度19957.8 c M,是棉花基因组总长度4168.7 c M的4.7倍。每个株系内置换片段长度不一,最短为0.7 c M,最长是83.2 c M,导入片段数量为1-11个。CSSLs在纤维品质性状上的分布表现为相对连续的正态分布,部分株系较CCRI8有了明显提高。本研究为进一步开展棉花纤维品质QTL定位以及陆地棉纤维品质育种研究提供了新材料。

陆地棉品种抗黄萎病反应规律的研究

对我国自育的108个陆地棉品种的抗黄萎病性进行了研究。在黄萎病发病期内,对黄萎病发病情况进行连续调查,测定产量、考查产量因素并检测纤维品质。利用因子分析法对陆地棉抗黄萎病反应规律进行分析,得出不同时期的黄萎病病指主要与前后3～5个阶段抗病性有关。病情发展主要由4个主因子决定,且第1、2主因子具有较大的方差贡献率。第1主因子(F1)主要与品种7月26日至8月9日的黄萎病病指有关,第2主因子(F2)主要与品种8月20日至9月4日的黄萎病病指有关。利用因子分析结果将108个品种划分为4个类型,前期抗病性较好而后期发病较快的第Ⅰ类品种,其产量较低,单株结铃数、单铃重、衣分均低于其他3类;纤维品质均较差,纤维长度、整齐度、比强度和马克隆值均较其他3类差。前期和后期病指均较低、发病缓慢的第Ⅱ类则小区产量最高,纤维品质处于平均水平。第Ⅲ类品种前期发病较慢,中期发病较快,具有较高的小区产量,单铃重最高;纤维整齐度、比强度和伸长率好于其他3类品种;前期发病较快,中期发病平缓,后期仍具有较高病指的为第Ⅳ类品种,小区产量较低,单株产量、单株结铃数和衣分较高;其他性状处于中等水平。但研究表明,某一阶段具有的抗病性并不能完全代表品种的抗病性。

棉花纤维品质性状QTL的元分析

通过整合本试验室由陆地棉中棉所8号和海岛棉Pima90-53组配的BC1和BC1F2两个群体的92个纤维品质性状相关的QTLs,构建了1张包含BC1和BC1F2群体63个纤维品质相关性状QTL的整合图谱。整合图谱包含599个标记位点,覆盖全基因组3571.9 cM,标记间平均距离为5.96 cM,包含26条染色体。采用元分析Bio-Mercator 2.1软件的Meta-analysis功能,在12条染色体上共获得15个与纤维品质性状相关的一致性QTLs,其中染色体9、16和24上呈现QTL成簇聚集现象。染色体9上整合来源于2个群体的5个QTLs,获得1个Meta-QTL9-1,所解释的表型变异为17.16%;染色体16上整合来源于两个群体的10个QTLs,获得1个Meta-QTL16-1,所解释的表型变异为12.28%;染色体24上整合来源于2个群体的9个QTLs,获得3个Meta-QTL,分别解释的表型变异为16.12%、16.69%和18.27%;其他染色体均整合来源于2个QTLs,分别获得1个Meta-QTL。研究结果表明,这些一致性QTL在很大程度上可以推动QTL精细定位和分子标记辅助选择在育种实践中的应用。

棉花黄萎病“培养基定量接种鉴定法”

定量接种和避免污染是棉花黄萎病抗性鉴定的技术关键。本研究以海岛棉抗病品种‘Pima 90-53’、陆地棉感病品种‘中棉所8号’(CRI8),以及MS培养基等为材料,建立了一种新的定量接种无污染黄萎病鉴定方法——"培养基定量接种鉴定法"。结果表明:不含蔗糖、附加头孢霉素的MS培养基是适合培育棉花无菌苗的培养基。无菌苗蘸根接种黄萎病菌后再转移至MS培养基中继续培养,可以实现无杂菌污染定量接种。该方法的特点是排除了杂菌污染、发病条件一致、根部全程可视、抗性鉴定准确,适用于棉花种质资源抗性鉴定、黄萎病菌致病性测定和棉花抗病分子生物学研究。

栽培花生品种间SSR标记多态性及特征分析

通过筛选栽培花生间具有多态性的 SSR，分析总结多态性 SSR 的特征，旨在选择性利用 SSR 标记，推动栽培种花生遗传图谱构建、相关农艺性状的 QTL定位和分子标记辅助育种进程。以秦皇岛光秧、石腰豆、印度窄叶、抗019、四粒红和黑花生6个不同植物学类型的中国栽培种花生为材料，选用不同设计类型的1523个 SSR 标记筛选品种间多态性 SSR，并对其扩增片段长度、重复基序、重复次数等进行分析。结果表明，1523个标记中，筛选获得43对多态性 SSR标记，产生123个多态性标记位点，多态性标记数占2.8%。43对多态性 SSR 标记中，以 ARS ××的多态性最高，在6个品种中多态率达6.8%。统计各种质间具多态性的 SSR，其中石腰豆与四粒红间多态性最高，共筛选到56个多态性标记位点；秦皇岛光秧与印度窄叶间多态率最低，筛选到21个多态性标记位点。在123个多态性 SSR标记位点中，80%多态性 SSR位点片段长度为150~300 bp；18.8%多态标记的重复基序为 GA，其次为 AG、TC，分别占12.5%，12.5%；多态标记中二核苷酸、三核苷酸重复基序的重复次数在15次以上的占60%。

芙蓉葵的黄萎病抗性鉴定

为挖掘抗棉花黄萎病菌新种质,进而为棉花抗黄萎病育种提供有益基因资源。以芙蓉葵(Hibiscus moscheutos L.)、‘中棉所8号’和Pima90-53为材料,采用蛭石育苗和无菌育苗2种方法,对其黄萎病抗性进行了鉴定。结果表明,采用蛭石育苗,芙蓉葵表现出高抗黄萎病,病情指数为7.69,其抗性优于抗病的海岛棉品种‘Pima90-53’。陆地棉品种‘中棉所8号’表现出感病性状。采用无菌育苗,芙蓉葵黄萎病抗性优于海岛棉品种‘Pima90-53’。2种抗性鉴定方法中,均不能从接菌培养的芙蓉葵分离出黄萎病菌。说明芙蓉葵具有高抗棉花黄萎病的特性。

酸不可溶性木质素和漆酶在棉花抗黄萎病中的作用

以抗病海岛棉Pima90-53、耐病陆地棉冀棉20和感病陆地棉邯208为材料，研究黄萎病菌胁迫下棉花细胞壁的组织结构和木质素含量与棉花抗性的关系，并分析参与木质素合成的胞外漆酶的基因表达水平。结果发现，室内接种黄萎病菌24h，在Pima90-53的根部导管组织中没有发现病原菌的侵入，而在冀棉20和邯208的导管组织均有病原菌侵入 接种35d时，Pima90-53的茎部导管细胞壁高度木质化且导管堵塞不明显，冀棉20的导管细胞壁中度木质化且导管堵塞不明显，而邯208的导管细胞壁仅发生轻度木质化且导管堵塞严重。对田间病圃种植棉花叶片和叶柄的测定发现，3个品种的酸不可溶性木质素含量与品种的病情指数呈显著负相关p=0．99991），酸不可溶与可溶性木质素的比值大小与棉花品种黄萎病抗性强弱表现一致。基于此，进一步采用Real-timePCR技术分析参与木质素合成的漆酶基因GhLaccas表达差异发现，在冀棉20接种病菌后各检测时间点的表达量均显著高于邯208，且在冀棉20中GhLaccase表达量较0h升高9-14倍，在8h达到最高并在72h内一直维持较高水平，表现出较高的应答效率。以上结果表明酸不可溶性木质素含量与黄萎病抗性呈正相关，漆酶在棉花抗黄萎病过程中起着重要作用。

转phyA基因棉花纯合株系筛选及其对土壤有机磷的利用能力

为了获得转植酸酶基因(phyA)棉花高代纯合株系并验证其利用土壤中有机态磷的能力,对实验室获得的转phyA基因T4代材料进行了PCR筛选,在水培条件下研究了纯合株系植株根际分泌的植酸酶活性,并在田间进行了植株磷含量和棉花产量性状分析。结果表明,在PCR筛选的4个株系中,有2个株系为纯合株系,其后代均为PCR阳性植株。在以植酸盐为唯一磷源条件下,高表达phyA的转基因株系的植酸酶活性较野生型增加了1.5倍,不同生育时期转基因株系植株叶片磷含量中L6株系增加最多,苗期、现蕾期、花铃期和吐絮期分别增加了4.5%,5.95%,5.45%和8.73%。

棉花细菌人工染色体文库构建方法探讨

细菌人工染色体(Bacterial artificial chromosome,BAC)文库是开展基因组测序、基因图位克隆、分子标记、物理作图等研究的重要基因组资源。本文在构建了二倍体野生棉阿非利加棉(Gossypium herbaceum var.africanum)BAC文库的基础上,就棉花细菌人工染色体基因组文库构建过程中高分子量基因组DNA的提取、部分酶切片段选择、DNA的回收、连接转化以及BAC文库的保存等过程中一些细节和注意事项进行了比较详细的分析比较,希望能为棉花BAC文库的构建提供一些可供借鉴的经验。