普通菜豆镰孢菌枯萎病抗性种质资源筛选及全基因组关联分析

普通菜豆镰孢菌枯萎病是严重制约菜豆(Phaseolus vulgaris)产量的主要病害之一。采用下胚轴双孔注射法对601份普通菜豆种质资源进行枯萎病抗性鉴定, 共筛选出4份高抗材料。在此基础上, 基于分布在全基因组上的3 765 456个单核苷酸多态性(SNP)标记, 进行全基因组关联分析, 以P<1×10^-5为阈值。结果检测到57个显著关联的SNP位点, 分布于1、2、6、8和11号染色体上; 共获得8个显著关联区域, 其中位于1号染色体上的区域1包含SNP最多(48个), 最显著SNP P值为2.18E-07。在8个显著关联区域中, 共检测到186个基因, 其中157个基因有注释信息, 编码过氧化物酶、抗病蛋白、转录因子和蛋白激酶等。结合KEGG富集分析和序列同源性比对, 鉴定出9个候选基因可能与抗性相关。     

绿豆抗豆象品系及回交亲本抗性鉴定

对亚蔬中心(AVRDC)抗豆象育种2个回交第12代品系(BC12)及其回交亲本进行了豆象抗性评价和比较,结果表明:豆象在绿豆种子表面的产卵量及产卵率,BC12及其回交亲本之间无显著差异;第一代成虫羽化量、羽化率及种子受害量、种子受害率,BC12与其回交亲本存在显著差异(P<0.05)。相关分析结果表明:绿豆种子受害量和一代成虫羽化量成极显著正相关,种子受害量与成虫产卵量无相关关系。而成虫产卵量与一代成虫羽化量成极显著正相关。回交后代与其回交亲本比较分析显示:在种子受害量上,BC12与其回交后代存在极显著差异(p<0.01),这意味着 BC12确实存在抗豆象性能。     

水稻糯性相关基因的全基因组关联分析

利用1 090 071个SNP标记, 对419份广西地方稻种资源核心种质的糯性进行全基因组关联分析。结果表明, 运用混合线性模型, 在P<4.72×10^-8 (4.72E-8)水平下, 检测到45个与糯性显著关联的SNP位点, 均位于第6号染色体上。通过筛选显著关联位点上、下游各150 kb区域内的基因, 共找到305个候选基因, 其中包含2个与淀粉合成酶相关的Wx和SSIIa基因; 同时在第6号染色体5.69-5.89 Mb区域发现4个与糯性显著关联的SNP位点, 该区域可能是影响水稻(Oryza sativa)糯性的重要候选区域。     

水稻苗期抗稻瘟病基因全基因组关联分析

含抗性基因的水稻品种易被病原菌克服,因此为进一步发掘新的稻瘟病抗性基因,利用水稻多样性群体Ⅱ(RDP-Ⅱ)中的470份种质资源,在湖南省桃江县稻瘟病高发区的自然病圃中进行水稻苗期的抗病性鉴定,并通过全基因组关联分析(GWAS)鉴定稻瘟病的抗性相关位点,最终鉴定出25份苗期抗性较好的品种,可作为抗性育种材料。采用混合线性模型(MLM)对700 000个单核苷酸多态性(SNP)基因型和苗期的稻瘟病表型数据进行GWAS研究,在水稻基因组中鉴定了24个抗性关联位点,除4号和7号染色体外,在其余10条染色体上均有分布。在这些关联位点中,5个位点包含已克隆或定位的6个稻瘟病基因,其余19个位点是新的抗性位点。此外,通过对水稻亚群抗性规律分析发现,热带粳稻亚群的平均抗性水平最高,温带粳稻亚群的平均抗性水平最低。这些研究结果为分子辅助抗稻瘟病育种提供了分子标记,也为后续抗稻瘟病基因的克隆提供了基因组定位信息。     

绿豆抗豆象品系及回交亲本抗性鉴定

对亚蔬中心（ＡＶＲＤＣ）抗豆象育种２个回交第１２代品系（ＢＣｌ２）及其回交亲本进行了豆象抗性评价和比较,结果表明：豆象在绿豆种子表面的产卵量及产卵率,ＢＣｌ２及其回交亲本之间无显差异;第一代成虫羽化量、羽化率及种子受害量、种子受害率,ＢＣｌ２与其回交亲本存在显差异（Ｐ＜０．０５）。相关分析结果表明：绿豆种子受害量和一代成虫羽化量成极显正相关,种子受害量与成虫产卵量无相关关系。而成虫产卵量与一代成虫羽化量成极显正相关。回交后代与其回交亲本比较分析显示：在种子受害量上,ＢＣｌ２与其回交后代存在极显差异（Ｐ＜０．０１）,这意味看ＢＣｌ２确实存在抗豆家性能。     

豌豆种质表型性状SSR标记关联分析

关联分析是以连锁不平衡原理为基础,鉴定某一群体内表型性状与遗传标记或候选基因间关系的遗传分析方法。本研究利用59个多态性SSR标记,对192份豌豆种质进行全基因组扫描,以分析SSR位点遗传多样性,寻找其连锁不平衡位点;采用TASSEL软件的一般线性模型,利用59个SSR标记对19个形态性状进行关联分析。结果显示SSR位点间有较高的多态性和一定程度的连锁不平衡,共检测出32个SSR标记位点与14个表形性状相关联,一些SSR标记与2个或多个形态性状相关联。     

30份普通菜豆苗期抗旱性鉴定及抗旱指标的确定

以30份普通菜豆为试验材料,采用PEG6000溶液模拟干旱胁迫处理种子和苗期盆栽自然干旱法,研究了干旱胁迫对种子发芽率、植株地上部鲜重、地下部鲜重、叶片含水量、电导率和叶绿素荧光参数等11个指标的影响,通过隶属函数法和灰色关联分析法对普通菜豆进行抗旱性和抗旱指标综合评定。结果显示,每个抗旱指标在不同材料之间都具有明显差异,说明材料之间存在明显的抗旱差异性;发芽率、地下鲜重、地上鲜重、全株鲜重、电导率和Fv/Fm的关联度均大于0.8,与综合抗旱指数的关系较为紧密,可以作为普通菜豆苗期抗旱性筛选的主要鉴定指标;鉴定出F1863、F2973、F3992和F3057抗旱性较强的普通菜豆。以上结果表明应用多抗旱指标综合分析法能很好地评价材料的抗旱性。     

菜豆种质资源抗普通细菌性疫病鉴定

采用针刺叶片接种法、温室地面水层保湿方式,对146份普通菜豆种质资源进行抗普通细菌性疫病鉴定和评价,结果表明,该接种方法简便实用,保湿方式效果良好,鉴定结果准确;从146份普通菜豆种质中筛选出抗病种质(R)2份、中抗(MR)种质50份、感病(S)种质81份、高感种质(HS)13份。本研究表明针刺叶片接种、温室地面水层自然蒸发保持湿度可以作为大规模菜豆抗普通细菌性疫病鉴定的适宜方法。     

辣椒疫病抗性关联分析及优异等位变异挖掘

基于SSR标记技术,对194份辣椒核心种质疫病抗性进行关联分析。58对SSR标记共检测到178个等位变异,Shannon指数平均值为0.6732,多态信息量(PIC)平均值为0.3859,基因多样性平均值为0.4400,说明供试材料具有较高的遗传多样性。群体结构分析将194份材料划分为两个亚群,亚群1的疫病抗性水平高于亚群2。关联分析结果表明,共有12个SSR位点与辣椒疫病病情指数显著关联(P0.05),表型贡献率为2.98%～16.05%,15个SSR位点与辣椒病株率显著关联,表型贡献率为2.95%～21.29%;表型贡献率最大的位点为CM0005,位于第7号染色体,其余位点分布于第2、3、5、7、8、9和11号染色体,与已有报道有所差异,说明供试种质可能含有新的疫病抗性基因。根据关联位点表型效应值,发掘出CM0005c、ge35-141pmH0135Cd和Hpms1-139c等12个疫病抗性优异等位变异及种质171、55、161、65、132、128、91、106、125、127、169等优良抗性载体材料。本研究结果为辣椒疫病抗性基因发掘和分子标记辅助选择抗性育种提供了理论指导和材料基础。     

基于地黄转录组数据的SNP标记开发与地黄指纹图谱构建

地黄(Rehmannia glutinosa)是一种具有较高药用价值和经济价值的植物。准确的品种鉴定对地黄种质管理和育种至关重要,使用SNP分子标记来鉴定地黄种质和构建指纹图谱对地黄分子标记育种提供了新方法。利用地黄转录组数据和SRA数据库中的3个地黄转录组数据比对,寻找候选SNP,用PCR技术扩增和序列分析研究28个地黄品种候选SNP变异。从地黄转录组数据中获得了102 075条Unigenes,其中共有SNP位点35 339个,发生频率为0.51/kb;从中随机选取40个候选SNP位点,设计引物39对,用PCR和序列分析从中筛选出7对好的SNP引物,包含8个多态性好的SNP位点;利用最终筛选出的8个SNP位点构建地黄指纹图谱,可以将17个不同地黄种质区分开,可用于地黄种间和种内品种的鉴定。     

极小种群野生植物梓叶槭的种实表型变异特征

表型变异是植物遗传变异与环境异质性相互作用的结果, 是植物适应和进化的具体表现。为揭示极小种群植物梓叶槭(Acer catalpifolium)的种实表型在其适应环境过程中的变异特征, 明确梓叶槭优质种源地, 为该物种的保护提供基础数据, 本研究以天然分布的5个小种群的11个种实性状为研究对象, 采用巢式方差、变异系数、表型分化系数等多种指标, 探讨了其种群间和种群内的表型变异。结果表明: 梓叶槭种实表型性状在种群间和种群内均存在着显著的差异, 种群内的变异(63.11%)大于种群间的变异(23.61%), 种群间平均分化系数为27.23%, 分化程度在槭树科植物中相对较大。种子厚度的平均变异系数最高(40.64%), 其次是果柄长。翅果千粒重的平均变异系数最小(1.57%), 是最稳定的种实性状。都江堰种群的表型多样性最丰富, 平武种群的则最低; 气象因子对梓叶槭种实表型性状的影响不显著。就种实表型性状而言, 虽然雷波种群的翅果最大, 平武种群的种子最大, 同时两者均具有最大的种子厚度和质量均一度。故平武和雷波种群均可作为梓叶槭优质种质资源的候选地。     

东北杏种质资源多样性及其地理变化

东北杏(Armeniaca mandshurica)是集观赏、经济、用材于一体的重要树种, 长期以来主要处于野生和半野生状态, 鲜有相关研究报道。该研究对东北杏主要分布区内种质资源状况开展了调查, 选择来自辽宁、吉林与黑龙江的47份典型种质进行了22个定量描述性状和7个定性描述性状的观测, 旨在为该树种的种质资源收集、评价与保护提供重要参考。采用变异系数等指标分析定量描述性状多样性, 使用频率分布等指标分析定性描述性状多样性。通过趋势面方法分析定量描述性状的地理变化规律。利用99对SSR引物对47份东北杏种质进行PCR扩增, 应用遗传相似系数分析东北杏种质的遗传多样性。基于表型性状和SSR分子标记采用聚类分析方法分别对种质进行分类。东北杏不同种质间呈现出较高的表型多样性, 其中19个定量描述性状指标的变异系数在9.40%-55.98%之间, 变异系数最大的为小枝长度, 变异系数最小的为种仁宽; 7个定性描述性状的Shannon-Wiener指数在0.58-1.22之间。由于调查区域的地理位置与主要气候因子间存在着显著的相关性, 东北杏种质的定量描述性状与其地理位置有着密切的关系。其中, 小枝长度呈由东向西逐渐增大的梯度变化, 小枝粗度、种子质量呈由北向南逐渐增大的梯度变化, 果柄长呈由东北向西南逐渐增大的梯度变化; 小枝长度、果柄长与海拔呈正相关关系, 小枝粗度与海拔呈负相关关系, 种子质量与海拔相关性很小。基于26个表型性状进行系统聚类, 将47份东北杏种质分为4类, 分类结果主要体现了东北杏种质特征的差别, 同时也在一定程度上体现了种质产地的效应; 基于遗传相似系数进行聚类分析, 将47份东北杏种质也分为4类, 分类结果体现了种质产地效应; 卡方检验表明, 两种聚类结果相关性不显著, 外在环境是影响东北杏表型变异的重要因素。     

Biocontrol of Acanthoscelides obtectus and Sitophilus oryzae with diatomaceous earth and Beauveria bassiana on stored grains

Combined treatment with Beauveria bassiana, and diatomaceous earth (DE) was evaluated against the bean weevil Acanthoscelides obtectus and rice weevil Sitophilus oryzae. DE from Argentina was screened both alone or in combination with water or dry fungal formulations. DE killed 100% of A. obtectus and 68% of S. oryzae showing a significantly higher insecticidal effect than the fungal dust. For A. obtectus, median lethal time (MLT) with the DE-dry fungus was significantly lower than with a fungal aqueous-suspension. In S. oryzae, powder formulations with either of B. bassiana or DE showed a MLT significantly higher than the wet treatments.     

新疆北部拟南芥自然居群表型变异与协变

拟南芥(Arabidopsis thaliana)自然居群的表型特征代表其在自然环境下的适应状况, 不同居群间特征的对比可以为了解拟南芥表型变化规律, 进而分析其形成过程和机制提供重要线索。本研究以分布于新疆北部天山、塔尔巴哈台山和阿尔泰山的10个种群的9个表型性状为基础, 对比分析了小尺度、局域尺度和区域尺度环境下原生境拟南芥种群表型性状的变化。结果发现, 不同性状对环境变化的反应不同, 其中株高、株重、根重、根长、单个果实重、果实开裂力度在3种环境尺度下种群间的差异均达到极显著水平, 而分枝数、果实长度的种群间变化不显著, 种群间的表型分化系数较低。不同环境尺度下株重、根重、单株果数均表现出一致的协变格局, 反映了生理功能性状之间整合对拟南芥适应环境的重要性。同时, 各种群间整体的性状协变差异性明显, 根长、单个果实重、分枝数、果实长度、果实开裂力度等特征与其他特征协变具有明显的局部性, 局域尺度和区域尺度环境之间的变化较大。聚类分析发现区域尺度上的不同种群聚合在一起的现象非常突出, 进一步表明拟南芥的表型特征受微环境的强烈影响。Mantel检验表明, 小尺度上10个种群株高、株重、根重、单个果实重、果实长度、果实开裂力度6个性状变化存在显著的空间相关性, 而分枝数、根长的相关性却不显著。因此, 我们认为拟南芥表型变化受小尺度环境的影响强烈, 但在表型层面并非所有性状都与原生境气候存在遗传关联。     

杨树受机械损伤与光肩星天牛危害的防御性反应

杨树是我国“三北”地区防护林建设的主栽树种,自20世纪70年代以来长期受到光肩星天牛的严重危害。北抗杨对光肩星天牛有一定的抗性,但产生抗性的生化机制尚不清楚。本研究采用试剂盒法与高效液相色谱法以未受害、机械损伤、虫害北抗杨为研究材料,对其树皮和木质部中的次生代谢产物和防御酶含量进行检测,以探索其抗性机制。结果表明,北抗杨受到机械损伤和光肩星天牛危害后其反应不同:1)次生代谢产物,北抗杨受到机械损伤后,树皮中的水杨苷和白杨甙含量显著上升,槲皮苷含量降低;而受光肩星天牛危害后,树皮中的水杨苷和槲皮苷含量显著上升,白杨甙含量无显著变化。机械损伤的北抗杨木质部总酚含量高于虫害与未受害木质部,后两者间无显著差异;光肩星天牛危害的北抗杨木质部白杨甙和亚麻木酚素含量高于机械损伤木质部与未受害木质部。遭受机械损伤与虫害后北抗杨木质部的总酚苷含量显著高于未受害木质部。2)防御酶活性分析表明,与未受害北抗杨树皮相比,受到机械损伤与虫害后的树皮苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性显著升高,但两者间无差异;受到机械损伤与虫害后的树皮超氧化物歧化酶(SOD)活性高于未受害树皮,且机械损伤树皮高于虫害树皮;北抗杨受机械损伤与虫害后木质部中的过氧化物酶(POD)活性高于未受害木质部,但两者间无差异。3)与未受害北抗杨相比,北抗杨受机械损伤、虫害后部分次生代谢物和防御酶都有不同程度的增加,推测这些物质可能与北抗杨抗逆性反应有关。     

绿豆5个产量相关性状的QTL分析

利用绿豆(Vigna radiata)品种苏绿16-10和潍绿11杂交构建的F2和F3群体发掘调控绿豆产量相关性状的遗传位点。同时对绿豆产量相关性状进行表型鉴定和相关性分析,并利用构建的遗传连锁图谱进行QTL定位。结果表明,单株产量与单株荚数、单荚粒数、百粒重和分枝数均呈正相关。单株产量与单株荚数的相关性最高,这2个性状在F2和F3群体中的相关系数分别为0.950和0.914。在F2群体中,共检测到8个与产量性状相关的QTL位点,其中与单株荚数、单荚粒数和单株产量相关的QTL位点各1个,分别解释11.09%(qNPP3)、17.93%(qNSP3)和14.18%(qYP3)的表型变异;2个与分枝数相关的QTL位点qBMS3和qBMS11,分别解释18.51%和7.06%的表型变异;3个与百粒重相关的QTL位点qHSW3、qHSW7和qHSW10,分别解释5.33%、46.07%和4.24%的表型变异。在F3群体中,qNSP3和qHSW7再次被检测到,表明这2个QTLs有较好的遗传稳定性。同时,开发了1个与百粒重主效QTLqHSW7紧密连锁的InDel标记R7-13.4,并利用自然群体对...     

粳稻蒸煮食味品质相关性状的QTL分析

以沈农265和丽江新团黑谷杂交衍生的重组自交系群体(RILs)为实验材料,对12个粳稻(Oryza sativa subsp.japonica)蒸煮食味品质相关性状进行QTL分析。共检测到29个蒸煮食味品质相关的QTLs,分布于除第8染色体外的11条染色体上,LOD值介于2.50–16.47之间,加性效应值为–132.69–471.85,单个QTL贡献率为10.36%–73.24%。在第6染色体RM508–RM253区域检测到1个蒸煮营养食味品质多效性QTL簇,其中q AC6表型贡献率最大,解释73.24%的表型变异;在第10染色体PM166–RM258区域检测到2个与蒸煮食味品质相关的QTLs,分别是控制口感的q CTS10和综合评分的q CCS10。此外,检测到15个与RVA特征谱相关的QTLs,在第6染色体RM253–RM402区域检测到3个与RVA谱特征值相关的QTLs,表型贡献率均大于12%。这些定位结果将为粳稻蒸煮食味相关品质的分子遗传机理研究奠定基础。     

果肉和埋土深度对新疆野杏种子萌发与幼苗生长的影响

为探明新疆野杏（Armeniaca vulgaris）种子萌发与幼苗生长对果肉和埋土深度的响应,以期为新疆野杏的天然更新与实生苗培育提供理论参考。通过2种果皮结构（有果肉和无果肉）的种子在不同埋土深度（地表至18.0 cm的14个梯度）对新疆野杏种子萌发和幼苗生长进行研究,旨在揭示果皮结构和埋土深度对新疆野杏种子萌发与成苗能力的影响。结果表明：果肉和埋土深度显著影响野杏种子的萌发、幼苗生长与质量（P<0.05）。埋土深度<3.0 cm不利于成苗,埋土深度>6.0 cm时,萌发能力与幼苗生长量随埋土深度的增加而降低,3.0～6.0cm为适宜埋土深度。无果肉种子萌发优于有果肉种子,萌发率、萌发指数、成苗率、活力指数分别增长了37.18%、3.88%、37.18%、26.59%,幼苗高、基径、叶片数量、根冠比、幼苗质量指数分别增长了36.99%、7.48%、68.69%、20.61%、14.29%,其萌发能力与幼苗生长量显著高于有果肉种子（P<0.05）。有无果肉种子的萌发和幼苗生长指标与埋土深度呈显著负相关（P<0.05）。研究结果表明,无果肉处理对新疆野杏种...     

Identification of quantitative trait loci for bruchid (Caryedon serratus Olivier) resistance components in cultivated groundnut (Arachis hypogaea L.)

Groundnut bruchid (Caryedon serratus Olivier) is a major storage insect pest that significantly lowers the quality and market acceptance of the produce. Screening for resistance against groundnut bruchid in field conditions is difficult due to the variation in environmental factors and possible occurrence of biotypes. Hence, identification of tightly linked markers or quantitative trait loci (QTLs) is needed for selection and pyramiding of resistance genes for durable resistance. A population of recombinant inbred lines derived from a cross between VG 9514 (resistant) and TAG 24 (susceptible) was screened for five component traits of bruchid resistance in 2 years. The same population was genotyped with 221 polymorphic marker loci. A genetic linkage map covering 1,796.7 cM map distance was constructed with 190 marker loci in cultivated groundnut. QTL analysis detected thirteen main QTLs for four components of bruchid resistance in nine linkage groups and 31 epistatic QTLs for total developmental period (TDP). Screening in 2 years for bruchid resistance identified two common main QTLs. The common QTL for TDP, qTDP-b08, explained 57–82 % of phenotypic variation, while the other common QTL for adult emergence, qAE2010/11-a02, explained 13–21 % of phenotypic variation. Additionally, three QTLs for TDP, adult emergence and number of holes and one QTL for pod weight loss were identified which explained 14–39 % of phenotypic variation. This is the first report on identification of multiple main and epistatic loci for bruchid resistance in groundnut.