优质抗病糯稻种质的性状鉴定及其杂种优势利用

【目的】为有效改良传统糯稻品种的产量、品质及抗性等综合性状,满足当前专用型糯稻市场的发展需求。【方法】采用不完全双列杂交(NC II)方法,构建亲本及20个杂种一代的遗传群体,评价糯稻亲本及杂交组合产量和品质性状的育种利用价值,鉴定出高产、抗病、低直链淀粉含量、高碱消值的糯稻新种质。【结果】7个优良品系的实割产量变幅7744.35~9216.45 kg·hm^(-2),其中X-104实割产量最高,达9216.45 kg·hm^(-2),X-27实割产量达8960.40 kg·hm^(-2),明显优于3个对照;两个株系植株矮壮,且分别携带了Pi-1、Pi-kh和Pi-1、Pi-9、Pi-kh的稻瘟病抗性基因,表现为中抗稻瘟病;直链淀粉含量(amylose content,AC)分别为1.71%和1.68%;碱消值(alkali spreading value,ASV)达6.75级和6.13级,育种价值高。在杂种优势利用上,X-27除了株高性状一般配合力为正效应外,该株系有利提高杂种后代的产量与稻米品质。X-57降低后代的株高和AC,提高后代产量和ASV。X-104虽产量高,品质好,但不利于杂种优势利用。闽糯2S/X-41、闽糯2S/X-107杂交一代在产量、株高、AC及碱消值等性状上具有明显的超亲优势和竞争优势,在杂交糯稻上应用价值高。【结论】杂交糯稻的产量与品质均为复杂性状,其中有效穗数、穗长、千粒重、长宽比、单株产量、AC、ASV主要受糯稻恢复系的控制。各性状的广义遗传率(h2B)变幅14.72%~53.99%,狭义遗传率(h2N)变幅10.25%~43.07%,遗传率较低,易受环境影响。育种上需大量配组,方可培育出不同用途的专用型糯稻杂交稻。

利用SSR标记对水稻7组衍生品种的遗传多样性分析

采用53对SSR引物对水稻7组衍生品种及其亲本进行遗传多样性和标记鉴定效率分析.结果表明,53对SSR引物中47对具有多态性,占88.68%;共检测到135个等位位点,每个标记平均2.8720个等位位点,变幅为2~5;多态性信息含量(PIC)平均值为0.4821,变幅为0.2142~0.7891,其中14对引物具有高的PIC值(>0.6).聚类分析表明,7组供试衍生品种能按来源被准确分类.比较24对引物(NY/T 1433-2007)和48对引物(NY/T 1433-2014)的鉴定效率发现,标记数增加能提高鉴定准确性.

锦葵科作物SSR标记在玫瑰茄中的通用性分析

【目的】丰富玫瑰茄(Hibiscus sabdariffa L.)SSR分子标记的种类和数量,验证锦葵科作物SSR标记在玫瑰茄中的通用性,进而分析玫瑰茄的遗传多样性。【方法】选取锦葵科红麻、棉花、黄秋葵和木槿等4种作物共62对SSR引物(木槿17对,其他各15对),对8份不同来源的玫瑰茄种质进行多态性分析。【结果】62对SSR引物中有58对具有通用性,占比为93.5%;通用性引物中有48对具有多态性,占比为82.8%;这些引物共扩增出246条条带,其中多态性条带239条,占比97.2%。同时,棉花有14对SSR引物具有多态性,多态性引物比率最高,达86.7%;其次是木槿,有82.4%的引物具有多态性,且其引物多态信息含量值(PIC)最高,为0.685;而黄秋葵和红麻多态性引物比率较低,分别为73.3%和66.7%。另外,聚类分析结果表明,在相似系数0.49处可将8份玫瑰茄种质分为3个各具特点的亚类,其中19FZ-76被单独聚为一类,表明这一种质与其他7份种质亲缘关系最远,遗传差异最大,聚类结果与其表型性状表现一致;而来自缅甸的19FZ-74和漳州本地种遗传相似系数最高,说明这两份种质的亲缘关系较近,遗传差异较小,表明我国福建种植的玫瑰茄品种与东南亚的品种有较近的血缘关系,有可能从东南亚引种而来。【结论】锦葵科作物的SSR引物在玫瑰茄中具有较好的通用性,筛选出的SSR标记可为玫瑰茄品种鉴定、亲缘关系分析、遗传图谱构建等遗传学研究提供可靠方法。

光温敏两系不育系‘稆S’的选育与应用

[目的]选育优良的光温敏两系不育系,以提高其杂种后代的产量和品质。[方法]采用光温敏两系不育系‘RGD-7S’为母本与三系保持系‘中浙B’杂交,经5年9代的系谱法选育,育成不育性稳定、稻米品质优、异交特性好、株叶形态优良的光温敏两系不育系‘稆S’,并分析了其主要特征特性及杂种优势。[结果]‘稆S’不育性稳定,育性转换临界温度<23℃,稳定不育期127 d左右。该不育系制种产量高,异交特性好,柱头外露率78.62%,其中双边外露率39.74%。采用‘稆S’配组的高产、优质两系杂交稻组合‘稆两优质美’先后通过了福建省和海南省农作物品种审定。[结论]光温敏两系不育系‘稆S’不育性稳定,育性转换临界温度低,稻米品质优,配合力强,应用前景广泛。

红麻HcKAN4基因克隆、表达及在类黄酮合成中的功能

MYB类转录因子KAN4(KANADI4)在红麻类黄酮合成和纤维发育中发挥着重要作用。本研究以红麻品种‘福红952’为材料,对HcKAN4基因进行克隆和表达模式分析,探讨TRV-VIGS诱导该基因沉默对类黄酮合成途径中关键酶基因表达量改变的影响。基因克隆显示,HcKAN4基因开放阅读框(open reading frame,ORF)全长为966 bp,编码322个氨基酸,包含一个MYB保守结构域。进化树分析发现,其与拟南芥和木槿KAN4s的亲缘关系较近。表达分析表明,该基因在红麻不同组织中均有表达,且转录水平随着植物生长而递增。VIGS诱导基因沉默显示,6株HcKAN4的转录水平显著下调,达到基因沉默效果。进一步实时荧光定量PCR检测发现,类黄酮合成相关基因HcCHS、HcF3’5’H、HcANS、HcANR的转录水平显著下调,分别是对照组的0.51、0.14、0.23、0.11倍,表明HcKAN4基因可调控红麻类黄酮生物合成相关基因。这些结果为阐明红麻MYB转录因子调控类黄酮合成提供了依据,同时为改善纤维品质提供了研究思路。

长果种黄麻SRAP标记遗传连锁图谱的构建及3个质量性状基因定位

【目的】构建黄麻遗传连锁图谱,定位质量性状基因,为今后有关黄麻基因组结构、重要农艺性状QTL定位、分子标记辅助育种和基因克隆等研究工作奠定基础。【方法】以甜麻(黄麻野生种)和宽叶长果(黄麻栽培品种)为杂交亲本,构建了187个F2单株作为作图群体,利用513对SRAP引物进行遗传图谱构建,并对3个质量性状基因(托叶色、叶柄色、叶缘色)进行了定位。【结果】122个SRAP多态性标记位点和这3个形态学标记被定位在该图谱上,初步构建的长果种黄麻遗传连锁图谱全长2 231.9 cM,包含10个连锁群,每个连锁群有2—38个标记位点,2个标记间平均间距为17.86 cM。【结论】该图谱上的标记位点均匀分布在10个连锁群上,没有出现标记位点聚集的现象,表明SRAP标记十分适合黄麻遗传图谱的构建。

利用ILP标记分析水稻籼粳杂交亲本和衍生系的籼粳分化

【目的】揭示水稻籼粳杂交亲本和衍生系的籼粳分化度,为培育实用型籼粳亚种间杂交稻提供理论和实践依据。【方法】以通过不断聚合和累加不同广亲和基因与恢复基因的方法,历时21年,4个育种阶段,涉及18个籼粳杂交亲本和39个衍生系为研究材料,采用籼粳特异ILP分子标记(水稻内含子长度多态性分子标记)和程氏形态指数法进行籼粳分化度检测。【结果】57个供试材料基因组DNA在所检测位点上均存在籼粳分化。18个亲本共检测出4个粳稻、5个偏粳、8个偏籼和1个籼稻类型。在18个亲本中,明恢63和9308的粳稻成分分别为12.50%和33.33%;粳型恢复系C418的粳稻成分仅有31.25%。39个籼粳杂交衍生系共检测出1个粳稻、11个偏粳、20个偏籼和7个籼稻类型。其中,粳型衍生系明恢502的粳稻成分仅占10.42%。ILP标记法与形态指数法判定籼粳分类结果的吻合度较好,粳稻成分指数、籼稻成分指数与程氏指数综合值的相关系数分别为r=0.794**和r=-0.7662**。【结论】ILP标记具有准确检测籼(粳)成分比例的功能;研究籼粳分化可以合理解释籼粳型恢复系配组的杂交稻表现明显杂种优势的原因,对有效利用籼粳亚种间优良基因具有重要作用。

新质源(CMS-FA)杂交稻产量相关性状的遗传效应与杂种优势分析

【目的】研究水稻新质源(CMS-FA)不育系和恢复系的产量相关性状遗传效应和杂种优势水平,评价新型细胞质源杂交稻亲本的育种潜力。【方法】采用不完全双列杂交设计,以新质源(CMS-FA)杂交稻系统的5个不育系为母本,5个恢复系为父本配制25个杂交组合,种植亲本和F1获得产量相关性状的试验数据。利用加性-显性遗传模型和MINQUE(1)法对10个产量相关性状遗传方差分量比率、遗传率、亲本加性效应和组合显性效应以及杂种优势进行剖析。【结果】新质源杂交稻产量相关性状同时受加性效应和显性效应的控制,单株穗数、每穗总粒数、每穗实粒数、结实率、千粒重、剑叶长和生育期等性状以加性效应占主导,单株产量、株高和穗长等性状则以显性效应控制为主;狭义遗传率以千粒重表现最高,生育期次之,单株产量最低;加性效应最好的不育系是金农2A,恢复系是金恢3号和金恢1号;显性效应最强的4个组合为金农2A×金恢5号、金农2A×金恢2号、金农4A×金恢5号和金农5A×金恢5号;单株产量、株高、穗长3个产量相关性状F1具有很强的群体平均优势(7.351%—16.330%)和群体超亲优势(4.233%—10.507%),强优势组合杂种优势可达10.307%—49.462%。【结论】供试不育系以金农2A较好,恢复系以金恢3号和金恢1号最好,金恢5号在配制生育期较短的杂交稻高产组合中是一个很好的亲本。

蓖麻遗传资源产量与品质性状主成分聚类分析及其评价

以国内外引进的75份蓖麻种质资源为材料,在对株高、果穗长、含油率、单株有效穗、单株蒴果数和单株种子产量等6个农艺性状进行相关分析的基础上,进行了主成分聚类分析.结果表明,前3个主成分累计贡献率达83.45%.其中,第1主成分为产量构成因子,贡献率为58.41%;第2主成分为含油率构成因子,贡献率为13.87%;第3主成分为株高构成因子,贡献率为11.17%.主成分系统聚类分析表明,当欧氏距离取值D=2.49时,可把75份蓖麻种质资源分成四大类群,在杂交育种上可根据不同类别的特点加以利用.

影响糯稻直链淀粉含量的QTL及效应分析

【目的】直链淀粉含量是影响糯稻品质的关键性状,旨在剖析其遗传基础对稻米品质改良的重要意义。【方法】构建‘品糯R191/金贵丝苗//金贵丝苗///金贵丝苗’的BC_(2)F_(4)和BC_(2)F_(5)回交遗传世代群体,在携带wxwx基因的遗传背景下,采用集团分离分析法,利用GSR40K水稻基因芯片对双亲和高、低池群体进行SNP分型,并根据分析结果锚定影响稻米直链淀粉含量的候选基因。【结果】定位到控制直链淀粉含量的2个候选基因区段,位于5号染色体0.04~0.37 Mb和12号染色体17.53~24.09 Mb。从12号染色体候选区间中筛选出14对具有多态性的SSR标记和SNP标记,利用QTL IciMapping软件构建遗传连锁图,在3种环境及不同世代下,采用完备区间作图法(Inclusive composite interval mapping,ICIM)进行QTL定位,在N21774~A24633区间检测到影响直链淀粉含量的QTL qAC12,区间距离为3.46 Mb,对直链淀粉含量贡献率均值为14.10%,加性效应值为-0.11。对5号染色体末端的候选QTL分析上,通过预测区间标记ZcI5_167的基因分型结果,并结合表型估算,该QTL qAC5对直链淀粉含量表型贡献率为9.83%,加性效应值为0.156。【结论】稻米直链淀粉含量不仅受Wx基因调控,还与其他QTLs基因密切相关。挖掘并分析其遗传基础,对水稻新品种品质育种具有重要意义。本研究定位到12号和5号染色体上影响糯稻直链淀粉含量的微效QTL,有助于糯稻直链淀粉含量的分子标记辅助选择,对降低糯稻的直链淀粉含量,提高糯稻稻米品质具有较好的实用价值。

蓖麻品种遗传多样性与亲缘关系的SRAP分析

利用SRAP技术对81份蓖麻品种材料亲缘关系进行了分析,实验选用20对SRAP引物组合,在81份蓖麻材料中共扩增出263条带,多态性条带计214条,多态性条带比率(PPB)为81.37%,遗传相似系数变幅范围在0.32558～0.92973,显示了蓖麻品种的遗传多样性较丰富。从分子聚类结果分析表明,在相异系数0.43为阈值时,可将81份蓖麻材料分为4个类群L1-1、L1-2、L1-3和L1-4;若在相异系数0.287为阈值时,又可将L1-4大类群分为两个亚类群L2-1和L2-2。从聚类图得知,聚在同一亚类群的蓖麻品种大多数所处的地域相近或者是由同一育种单位所选育,其类内的品种基因型遗传相似系数较高,类间的品种遗传差异相对较大,该分子聚类树状图可为蓖麻栽培种种质资源遗传多样性与亲缘关系在育种的利用上提供科学依据。

水稻籼粳杂交衍生系创新效果评价与利用

采用不断聚合和累加不同有利基因的方法,历时21年4个选育阶段,进行水稻籼粳杂种优势利用的育种实践.育成了32个水稻籼粳杂交衍生系,试图评价衍生系创新的效果及在实用型亚种间杂交稻改良中的有效利用.通过对水稻籼粳杂交衍生系创新过程和主要产量相关性状的鉴定与分析,认识到水稻籼粳杂交衍生系的创新是一个逐步认识与改良的育种实践.第一,在育种的早期阶段,应聚合多个广亲和基因与恢复基因,并重视分蘖力、千粒重及落粒性状的选择;中期阶段是解决生产实用性问题,改良农艺性状和籽粒充实度;实用阶段是达到推广应用的目标.第二,籼粳交恢复系后代选择技术不同于常规选择法.有效的选择法是用籼粳交恢复系后代与多种类型胞质不育系进行广泛测配.第三,扩大双亲籼粳遗传差异,在恢复系综合性状改良的基础上适度增加粳稻成分,可提高杂种优势.第四,通过有利基因的不断聚合和累加,优良株型和高产、优质、抗逆性和适应性相结合是选育实用型强优势籼粳亚种间杂交稻的育种策略与技术.

籼型杂交水稻主要品质性状遗传力和配合力分析

以5个不育系和5个恢复系为材料,采用不完全双列杂交设计研究水稻25个主要品质性状配合力和遗传力的表现规律。结果表明:米质性状一般配合力差异达显著或极显著水平,一般配合力基因型方差占遗传总方差的比重显著大于特殊配合力占遗传总方差的比重;粒长、垩白粒率、垩白度、碱消值和胶稠度等受不育系影响较大,糙米率、精米率、整精米率和直链淀粉受恢复系影响较大;各性状狭义遗传力大小顺序为:垩白粒率>垩白度>粒长>整精米率>碱消值>直链淀粉含量>精米率>糙米率>胶稠度;亲本EF14A和福恢2108在改良组合米质方面有一定的利用价值。

25份普通烟草种质资源遗传多样性的SSR标记分析

利用14对多态明显、条带清晰的烟草SSR引物,对25份烟草种质资源进行亲缘关系与遗传多样性分析.在14个SSR位点上,共检测到97个等位基因,平均每对引物等位基因数为6.9个.引物的多态信息量(PIC)值为0.53-0.815,鉴别能力良好.25份烟草种质间的遗传相似系数(GS)为0.701-0.959,平均值为0.787.聚类分析表明,25份普通烟草种质间的遗传差异与其品种特性、调制类型、地理来源的差异没有必然联系,但能较好地反映烟草种质间亲缘关系的远近.

水稻籼粳交亲籼型不育系的杂种优势利用

采用珍汕97B/秀水13的后代为材料,通过回交转育,育成系列亲籼型不育系.以Ⅱ-32A为对照,按8×6不完全双列杂交,分析各不育系产量性状的遗传效应与杂种优势,评价其育种价值.结果表明:(1)产量主要性状大多受加性效应和显性效应共同控制.单株重是一个复杂性状,受显性效应控制.株高、总粒数、生育期和有效穗与结实率的表型、遗传、加性和显性相关均呈负显著或极显著相关,育种上应注意上述性状的选择,提高后代结实率.(2)株高、主穗长、粒重及生育期的狭义遗传力较高,早期选择有效;而单株重、有效穗、总粒数及结实率的狭义遗传率低,分离世代长,需高世代鉴定.(3)42个籼粳交F1中有18个组合结实率高于80%,16个组合单株重超过Ⅱ优63,杂种优势表现在单株重、株高、穗粒数等性状.

我国杂交水稻相关性状配合力、遗传力研究进展

水稻是世界1/4人口赖以生存的主食,也是我国第一大粮食作物。本文介绍作物配合力、遗传力定义,论述杂交水稻主要农艺性状配合力、遗传力等方面的研究进展,详细介绍了杂交水稻品质性状配合力、遗传力的研究概况,并对水稻配合力、遗传力相关研究发展现状进行分析和展望。

水稻长穗大粒RIL群体产量、穗部和谷粒性状的遗传分析

为探讨水稻长穗大粒特异种质产量相关性状的遗传机制,以自育的一个水稻长穗、大粒品系FJCD与偏籼型三系恢复系密阳46通过杂交和单粒传法构建的含有130个品系的重组自交系群体(RILs)F9代为材料,采用植物数量性状的主基因+多基因混合遗传模型及其相应的统计方法,对水稻18个产量、穗部和谷粒性状进行遗传分析.结果表明,谷粒厚和谷粒宽厚比2个性状符合多基因遗传,无主基因存在,千粒重性状符合1对主基因+多基因遗传,谷粒宽性状符合3对主基因+多基因遗传,其他14个性状均符合2对主基因+多基因遗传.以主基因遗传率为主的性状包括单株谷重、结实率、每丛有效穗数、穗长、一次枝梗数、一次枝梗总长、二次枝梗总长、谷粒长宽比、谷粒宽;以多基因遗传率为主的性状包括谷粒长和谷粒长厚比.其中,千粒重和谷粒宽2个性状可能含有效应较大的主效QTL.

应用SRAP标记分析金丝瓜(Cucubita pepo L.)种质资源遗传多样性与亲缘关系

本研究应用SRAP分子标记技术对56份金丝瓜和32份南瓜属(包括美洲南瓜、中国南瓜、印度南瓜)种质资源遗传多样性与亲缘关系进行分析。结果表明:(1)从285对SRAP引物中共筛选出50对多态性引物对供试品种基因组DNA进行PCR扩增,获得713条清晰可辨的标记,其中多态性条带634条,多态性比率达88.92%,说明南瓜属种间遗传多样性较丰富;(2)在56份金丝瓜品种中,共扩增出586条清晰可辨条带,多态性条带350条,多态性比率为59.73%,说明金丝瓜品种间的遗传相似性较高;(3)通过分子聚类分析可将供试金丝瓜品种划分为5个亚类群。金丝瓜与美洲南瓜的亲缘关系较近,与中国南瓜的亲缘关系较远,而与印度南瓜的亲缘关系最远;分子聚类分析结果证实金丝瓜为美洲南瓜的一个变种。

基于SSLP分子标记验证遗传学三大定律的教学实践探索与体会

文章对"水稻SSLP分子标记的遗传分析"作为遗传学实验教学案例的实施过程及其效果进行了探讨。利用位于水稻两条染色体上的3个SSLP标记,对两亲本及其杂交构建的F2代群体进行单株SSLP标记基因型检测,利用检测所得到的基因型结果验证分离定律、独立分配定律及连锁交换定律等遗传学三大定律。实践证明这不仅有利于加深学生对遗传学三大定律的认识,而且在提高学生实验操作技能和综合分析能力的基础上,还有助于培养学生的科研兴趣和创新意识。同时,对该实验的适用范围以及尚需完善之处做了讨论。此综合性实验也是科研成果转化为本科实验教学的一个有益探索。

利用分子标记辅助选择技术改良水稻恢复系N175的稻瘟病抗性

以水稻恢复系N175为轮回亲本,与携有稻瘟病抗病基因Pi-1/Pi-9/Pi-kh的恢复系金恢1059进行杂交和3次回交,并利用SSR标记对抗病基因进行跟踪选择,最终得到了16个N175的抗病近等基因系,其遗传背景恢复比例均达96.50%以上。室内接菌和田间自然诱发鉴定表明,N175的抗病近等基因系及其与不育系龙特浦A组配的杂交种的抗性表现均为抗(R),与供体亲本金恢1059相当,而N175和杂种特优175(龙特浦A/N175)分别表现为感(S)和高感(HS)。多数近等基因系与龙特浦A配制的杂种的主要农艺性状与特优175相近,其中8个杂种单株粒重高于特优175,2个杂种比特优175增产10%以上,说明这些新育成的抗病杂种基本上保留了特优175的优良特点,个别杂种的综合性状还明显优于特优175。