烟草品种Beinhart1000-1抗黑胫病基因的QTL定位

为研究烟草黑胫病不同亲本来源的抗性遗传规律,定位抗性基因位点,本研究利用抗黑胫病品种Beinhart1000-1构建了220个F2分离群体。通过病圃接种鉴定和遗传分析,确定Beinhart1000-1对烟草黑胫病的抗性由多基因控制。利用筛选到的70对稳定SSR引物对烟草黑胫病抗性进行了QTL分析,绘制了一张包含14条染色体的遗传连锁图谱,且定位到5个与烟草黑胫病抗性紧密相关的QTLs,分别在2、3、3、6、12号染色体上,其贡献率分别为6.2%、6.0%、6.7%、5.6%和5.1%。此结果使烟草黑胫病抗性研究进一步深入,推进了烟草黑胫病分子标记辅助选择。     

抗PVY烟草种质的遗传多样性分析

利用SSR标记对78份抗PVY烟草种质进行遗传多样性分析,根据类型将78份材料分为烤烟、晒晾烟和黄花烟3个群体。结果表明:(1)从960对引物组合中筛选出45对扩增带型清晰、重复性和多态性好的引物用于78份烟草种质资源遗传多样性研究,共检测到108个位点,其中96个位点具有多态性,多态性比例为88.89%。遗传多样性指数(Nei’s)为0.3766,Shannon’s指数为0.5821,种质间遗传相似系数变异范围在0.0454~0.9973之间,说明我国抗PVY烟草种质资源存在着丰富的遗传变异。(2)3个群体内遗传差异由大到小分别为:晒晾烟>黄花烟>烤烟。3个群体间遗传距离比较分析,晒晾烟与烤烟的遗传相似度达到0.9840。(3)聚类分析可将78份种质材料划分为黄花烟草和普通烟草2大类群,烤烟、晒晾烟之间没有明确的界线。聚类分析结果也表明,黄花烟与其他群体的遗传距离较远。     

烤烟CMV抗性的主基因 多基因混合遗传模型分析

以高抗CMV的烤烟品种台烟8号为母本(P1),以高感CMV的烤烟品种NC82为父本(P2),在2个不同的时间环境下构建P1、P2、F1和F24个世代群体,在植株不同生长时期进行CMV病害鉴定。运用植物数量性状"主基因+多基因"混合遗传模型分析方法对该世代群体的CMV抗性进行联合分析。结果表明,在温室环境中,苗期和成株期鉴定CMV抗性遗传都符合E1模型,即由2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性多基因混合控制,主基因遗传率分别是37.11%、57.76%;在大田环境中,苗期抗性鉴定符合加性-显性-上位性多基因模型(C0),多基因遗传率为26.86%,而成株期鉴定属于2对主基因+多基因模型(E2),主基因遗传率为36.57%。研究表明,由于植物抗性基因的表达具有时空性,台烟8号对CMV的抗性遗传在不同的时间和环境具有一定的差异;但随着植株的生长,抗性遗传趋于稳定,在成株期时,2个不同的环境均表现为2对主基因+多基因控制,所以对烤烟CMV抗性品种选育和改良要以主基因为主,同时注重环境的影响。     

烟草黄绿叶突变体的遗传分析与基因定位

以G117为父本、RG13为母本,杂交获得F1群体。系谱法常规选择过程中,在F3株系内发现黄绿自然隐性突变株。该突变体的叶色在旺长期前呈现正常绿色,进入旺长期后,叶色逐渐发黄,叶脉呈乳白色,与正常烟株差别明显。遗传分析表明该突变体性状受1对隐性基因控制。从来源于一个连续自交单株的分离群体中分别选取10份隐性纯合烟株和10份显性烟株,利用430K烟草高密度SNP芯片进行基因型分析,快速确定了与目标性状相关联的标记。进而利用该分离群体验证相关分子标记,将该基因定位在烟草第5号染色体M7和M18之间,并与M7标记共分离。相关研究为进一步克隆该基因奠定了基础,同时也为烟草其他重要性状的定位提供了一种有效、快速的方法。     

烟草赤星病抗性主效QTL人工选择响应研究

分析赤星病抗性主效QTL的人工选择响应,可为烟草赤星病抗性分子标记辅助选择提供一定的理论基础。本研究利用与主效QTL紧密连锁的分子标记J9和J4,分析随机群体、人工选择群体和自然群体中响应分子标记的等位基因频率,研究相关标记位点在不同群体中的等位基因变化规律。结果发现:(1)赤星病抗性主效QTL等位基因在不同选择强度(5%、10%和20%)的正向选择条件下均发生了显著性偏分离,其中在10%的正向选择强度下偏分离显著性最高。(2)在不同世代(F3、F4、F5和F6)的赤星病抗性育种选择群体中,J9位点抗病亲本等位基因型频率显著高于感病亲本基因型频率,表明来源于抗源净叶黄的主效抗性QTL与赤星病抗性显著关联。(3)在198份自然群体中,包括烟草赤星病抗性品种中烟86、单育二号在内的50份烟草种质携带与抗源净叶黄相同的基因型,表明该主效QTL被广泛应用于烟草赤星病抗性改良中。本研究验证了之前定位到的主效抗病QTL的准确性;分析了该主效QTL的人工选择响应,相关结果为烟草赤星病抗性改良提供了一定的理论基础。     

晒晾烟重要农艺性状遗传分析

以8个优良的晒晾烟品种(系)为亲本,配置完全双列杂交,进而利用基于混合线性模型的统计学方法,对晾晒烟株高、叶数、节距、腰叶长、腰叶宽以及茎围6个主要农艺性状进行遗传分析。结果表明,在多数农艺性状遗传中加性效应和显性效应都起重要作用,但所占比例有所不同,腰叶长和叶数主要受加性效应影响,而株高、节距、腰叶宽和茎围性状显性效应起主要作用;6种重要农艺性状狭义遗传率由高到低分别为:腰叶长>叶数>株高>节距>腰叶宽>茎围,其中,腰叶长和叶数狭义遗传率较高,分别为0.35和0.33,适合进行早代选择。另外,估算了供试材料的遗传效应值,并对各亲本及组合的育种利用价值进行了评价。本研究为晒晾烟重要农艺性状遗传改良提供了一定的理论依据。     

烟草航天诱变突变体变异检测及分析北大核心CSCD

为预测控制烟草重要性状的关键基因并研究航天诱变机理,对经航天诱变选育的烟草突变体材料NC89-M与野生型NC89进行全基因组重测序,测序深度30×,并对各种类型变异进行检测注释。NC89中检测到单核苷酸多态性位点(SNP,Single nucleotide polymorphism)1848013个,小片段插入缺失(Indel,insertion-delection)398922个,结构变异(SV,Structure variation)41969个;NC89-M中检测到SNP 1876219个,Indel 402011个,SV 42699个。NC89-M和NC89对比共得到271655个SNP,分布在8378个基因上,23450个Indel造成2156个基因突变。分析结果表明,NC89-M中SNP变异数目最多,其转换类型和颠换类型的比值为2.053,说明航天诱变对烟草基因组的变异以单碱基突变为主,突变类型以转换为主;在Indel中,插入突变数目明显多于缺失突变,证明航天诱变造成的Indel中以插入突变为主;在SV中,航天诱变主要造成了插入、缺失、倒位、染色体内部迁移和染色体间的迁移5种结构变异类型;变异基因KEGG注释表明,与代谢通路和次生代谢产物合成两方面基因突变数目最多;变异基因功能注释表明,突变体中调控开花时间的MADS-box基因,调控侧生器官发育与叶缘形状的KNOX1基因和萜类化合物合成相关基因等发生了变异。