多子房性状应用于杂种小麦的研究：Ⅰ.多子房性状基因和细胞 …

利用单体分析和多亲本常规杂交,研究发小麦多子房性状基因遗传传递规律和细胞质效应。结果表明：小麦多子房性状有显、隐性两种基因类别,均位于６Ｂ染色体;粘果山羊草和偏凸山羊草细胞质对Ｆ１杂合显性多子房性状具有抑制表达作用。多子房小麦对Ｋ、Ｖｅｎ型不育系有着不同程度的育性恢复能力,恢复度变幅为４．８２％￣４８．６７％。     

小麦多子房性状外显率影响因子的初步研究

为了提高杂交小麦的繁制种效益,选用具有不同山羊草细胞质的同质同核、同质异核、异质同核多子房小麦为试验材料,于成熟期调查多子房外显率,并用DPS7．05专业数据处理软件对调查结果进行方差分析,研究了多子房外显率表达的影响因素。结果表明,具有相同细胞核和细胞质背景的多子房小麦,各小花内第一、二、三粒子粒多子房外显率表达效应无显著差异;异质同核背景下的多子房外显率的表达效应也无显著差异;相同细胞质不同细胞核背景下的多子房外显率的表达效应达到显著水平。因此,欲提高小麦多子房性状表达的外显率,选择合适核型至关重要。     

普通小麦多子房基因单体分析的染色体定位及双端体分析的染色体臂定位

本研究以普通小麦——“中国春”的单体系统和多子房小麦杂交,确定控制多子房性状的基因数目及关键染色体。通过单体分析,初步确定多子房性状分别受染色体5D和6B上的2个非互补的同效异位被动隐性基因所控制,分别用m_1和m_2表示。 继续用“中国春”双端体5DL、6BL和6BS分别与多子房进行正反交,在5DL、6BL与多子房的正反交F_1植株上均出现多子房表型。由此确定,控制多子房性状的m_1、m_2基因分别位于染色体5D和6B的短臂上(5DS、6BS)。     

多子房性状应用于杂种小麦的研究——Ⅱ．多子房小麦的杂种优势与利用

利用3个多子房小麦与8个普通小麦品种杂交后获得的24个杂种及其相应的亲本材料,对多子房小麦的杂种优势与利用进行了研究。结果表明,F1各性状的杂种优势依次为株高＞穗粒数＞单株产量＞千粒重。单株产量有较强的杂种优势,18个组合超双亲均值,平均均产32．71％,12个组合有超标正优势,幅度为3．41－42．84％。多子房小麦杂种优势的主要表现是穗粒数增多,其生产应用还应注意加强对子房小麦其它农艺性状的改良。     

多子房小麦蛋白质双向电泳体系的建立及优化

为建立适用于显性多子房小麦细胞质效应的蛋白质双向电泳体系,以显性多子房小麦材料DUOII与特异细胞质材料TeZhiI杂交的F1幼穗为材料,采用TCA-丙酮法提取蛋白质,并在IPG胶条长度和pH范围、SDS-PAGE凝胶浓度及蛋白质上样量等方面,对多子房小麦幼穗蛋白质双向电泳体系进行了探究与优化.结果表明,本文采用的蛋白质定量方法准确度高(R²=0.9999),确立了17 cm, pH4～7的IPG胶条, 12% SDS-PAGE分离胶,上样量为900 μg的双向电泳方法体系,获得了最适合本研究蛋白质组分析的双向电泳图谱. 经PDQuest 2DE 8.0.1软件分析,2-DE图谱上可分辨出1.444±14个清晰蛋白质点,且重复性较高(95%), 相关系数为0.960. 建立了一套适用于显性多子房小麦细胞质效应研究的蛋白质双向电泳体系.     

小麦数量性状分子标记的研究进展

小麦的许多重要经济性状是受多基因控制的数量性状。综述了近年来小麦QTL的研究进展,包括QTL定位原理、研究涉及的性状、QTL分布情况、贡献率、数据统计分析使用的方法和应用软件等,列举了小麦重要农艺性状QTL在育种中的应用实例,分析了小麦QTL分子标记的发展和应用前景。     

冬小麦三种粒重性状的遗传研究

采用Griffing方法Ⅰ,利用6×6完全双列杂交,对冬小麦单株粒重、单穗粒重和千粒重三个性状的配合力、基因效应及遗传组成进行了研究,结果表明这三种粒重性状的遗传同时受基因加性效应、非加性效应和母体效应的共同作用;千粒重、株粒重、穗粒重的狭义遗传力分别为72%、63%和45%,前两个性状以基因加性效应为主,后一性状基因加性、显性效应相当;细胞质作用对千粒重影响较小,株粒重和穗粒重则存在明显的核质互作.     

白菜和白菜型油菜角果相关性状遗传分析

以种荚差异显著的白菜自交不亲和系（P1）和白菜型油菜自交系（P2）为亲本及杂交获得的4个基本世代（P1、P2、F1、F2）为材料,应用植物数量性状主基因+多基因混合遗传模型对其种荚相关性状进行遗传分析。结果表明,芸薹种作物的种荚长度(SPL)性状及喙长（SBL）性状均受加性-显性-上位性多基因控制（C-0模型）,多基因遗传率分别为83.16%和68.67%;种荚宽度(SPW)性状受2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性-上位性多基因控制（E-0模型）,其主基因遗传率为20.40%,多基因遗传率为78.34%。种荚相关各性状均以多基因遗传为主,种荚宽度性状受环境因素影响较小,为1.26%;种荚长度、喙长受环境因素影响较大,分别达16.89%和25.36%。针对芸薹种作物种荚性状的改良要以多基因为主,并注意环境条件影响。以种荚差异显著的白菜自交不亲和系（P1）和白菜型油菜自交系（P2）为亲本及杂交获得的4个基本世代（P1、P2、F1、F2）为材料,应用植物数量性状主基因+多基因混合遗传模型对其种荚相关性状进行遗传分析。结果表明,芸薹种作物的种荚长度(SPL)性状及喙长（SBL）性状均受加性-显性-上位性多基因控制（C-0模型）,多基因遗传率分别为83.16%和68.67%;种荚宽度(SPW)性状受2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性-上位性多基因控制（E-0模型）,其主基因遗传率为20.40%,多基因遗传率为78.34%。种荚相关各性状均以多基因遗传为主,种荚宽度性状受环境因素影响较小,为1.26%;种荚长度、喙长受环境因素影响较大,分别达16.89%和25.36%。针对芸薹种作物种荚性状的改良要以多基因为主,并注意环境条件影响。     

羽衣甘蓝裂叶相关性状遗传分析

以羽衣甘蓝圆叶自交系‘0835’和裂叶自交系‘0819’为亲本,调查P1、P2、F1、F2群体莲座期4个裂叶相关性状表型数据,运用‘四世代主基因+多基因’遗传模型,对叶长、叶宽、叶形指数、叶缘缺刻数4个叶形相关性状进行遗传分析,探讨羽衣甘蓝裂叶相关性状的遗传规律,为羽衣甘蓝裂叶性状遗传、QTL定位及新品种选育奠定基础。结果表明:(1)4个性状均存在一定的杂种优势,其中叶缘缺刻数中亲优势达显著水平,4个性状均存在负向超亲优势。(2)叶长和叶宽均符合E-4模型,即由2对等加性主基因+加性-显性多基因共同控制;叶长主基因遗传率为83.80%,多基因遗传率为1.05%;叶宽主基因遗传率为22.28%,多基因遗传率为61.92%。(3)叶形指数和叶缘缺刻数均符合E-1模型,即由2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性多基因控制;叶形指数主基因遗传率为93.73%,多基因遗传率为2.59%;叶缘缺刻数主基因决定了表型变异的91.18%。     

辣椒果实性状主基因+多基因遗传分析

以果实性状差异较大的一年生辣椒材料C.annuum B9431(P1)和灌木辣椒材料C.frutescens H108(P2)为亲本,构建4世代群体(P1、P2、F1、F2),应用数量性状主基因+多基因混合遗传模型方法对辣椒6个果实性状进行遗传分析,为辣椒果实性状QTL定位及分子标记辅助育种研究奠定理论基础。结果表明:6个果实性状均符合2对主基因+多基因遗传模型。其中,单果重量、果实纵径、果实横径、果形指数和果肉厚度5个性状均符合E-0模型,即2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性-上位性多基因混合遗传模型;果柄长度最佳遗传模型为E-5,即2对完全显性主基因+加性-显性多基因模型。单果重量、果实纵径、果实横径、果形指数、果肉厚度和果柄长度主基因遗传率分别为87.64%、37.67%、82.46%、94.82%、83.33%和40.00%,多基因遗传率分别为7.50%、54.56%、10.53%、0.27%、12.96%和37.78%。     

小麦主胚根生长及主要性状全基因组关联分析

为解析小麦初生根系建成的遗传机制,本研究以黄淮麦区的198份小麦自然群体为材料,对在室内人工气候箱内水培21 d的小麦主胚根的一级分枝根数、分枝密度、长度、表面积、体积和平均直径6个性状进行调查分析,结合660K基因芯片用Q+K混合线性模型对主胚根性状进行全基因组关联分析,并对显著且稳定的关联位点进行功能注释和候选基因挖掘。结果表明,主胚根不同性状呈正态或近似正态分布,变异系数为5.56%～22.10%。通过全基因组关联分析,共检测到136个显著关联位点,这些位点分布在除7B以外的染色体上,可解释5.10%～13.60%的表型变异,同时检测到13个显著的多效位点,挖掘到TraesCS4A01G023100、TraesCS1B01G294400、TraesCS4A01G006200等16个可能与主胚根生长相关的候选基因,这些基因可能通过调控DNA拓扑结构异构酶、泛素结合酶E2、磷酸肌醇磷酸酶家族蛋白等参与小麦主胚根系的建成。本研究结果为小麦根系调控网络构建,以及优化根系构型和发挥根系功能提供了参考。     

小麦-冰草衍生后代 3558-2 穗部相关性状的遗传分析和QTL定位

从普通小麦Fukuho与冰草(Agropyron cristatum,2n=4x=28,PPPP)Z559的衍生系中发现3558-2具有小穗数、小穗粒数和穗粒数多的优异性状.为了揭示衍生系3558-2优异性状的遗传特征,本研究对其与小麦品种京4841间的282个F2单株的穗长、小穗数、小穗粒数、穗粒数等穗部相关性状进行了遗传分析和QTL定位.主基因+多基因混合遗传模型分析结果显示小麦穗部相关性状都符合数量性状特征.利用单标记分析将穗部相关性状的QTL主要定位于小麦1 A染色体上,同时发现在小麦的2A、5B和5D染色体上也有QTL分布.通过加密标记重点构建了1 A染色体短臂的遗传连锁图,利用复合区间作图法解析了小麦1AS染色体上的穗部相关性状的QTL效应,发现在1A染色体上存在与穗长、小穗数、小穗粒数和穗粒数相关的重要QTL各1个,解释变异度分别为14.41%、5.15%、14.84%和10.87%.本研究发现在3558-2的1 AS染色体上成簇分布着涉及穗长、小穗教、小穗粒数和穗粒数重要性状的QTL,这一结果对指导进一步研究与利用3558-2具有重要意义.     

黄瓜雄花性状的遗传分析

为了解黄瓜雄花花器的遗传特性,该研究以雄花器官较小的华南型黄瓜二早子为母本,花器较大的加工型黄瓜NC-76为父本,构建4世代遗传群体,并采用多世代联合分离分析方法,分析黄瓜雄花花器性状的遗传特性。结果表明:分离群体的雄花花梗和花冠长2个性状均表现为单峰分布,表明两性状为数量性状且有主基因控制;花梗长性状符合2对完全显性主基因+加性-显性多基因(E-5)模型,花冠长性状符合2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性-上位性多基因(E-1)模型;控制花梗长性状的两对主基因的加性效应相等,为0.573,多基因的加性效应和显性效应值相差不大,且均为负向;控制花冠长度性状的2对主基因的加性效应均为0,显性效应分别为-0.226和-0.472,在上位性作用中以加性×加性和显性×显性互作为主,多基因以显性效应为主,正向显性效应值为0.613,大于负向的加性效应值。花梗和花冠长度两个性状在F2群体中主基因遗传率分别为61.04%和69.60%,多基因遗传率均为0。由此看出黄瓜雄花花器性状为数量遗传,遗传率相对较高。该研究结果显示在黄瓜杂交育种中对花器大小选择可以在较早世代选择。     

内蒙古紫皮小麦紫皮性状的遗传分析

本文对内蒙古紫皮小麦进行了遗传分析。研究了这一材料的来源,普通小麦与内蒙古紫皮小麦杂交后代的细胞学特征,回交一代和杂种第二代的紫皮性状表现,以及内蒙古紫皮小麦、普通小麦和赖草的同工酶。综合研究的结果初步表明,这一紫皮小麦与国外报道的紫皮小麦材料不同。本材料是由普通小麦(Triticum aestivum L.)与赖草(Leymus dasystachys(Trin.) Dilger)杂交,经回交、自交后得到的,而国外报道的紫皮小麦材料是由普通六倍体小麦与四倍体紫皮小麦杂交得到的。内蒙古紫皮小麦很可能是一个异代换系,具有一对来自赖草的染色体,控制紫皮性状的基因在这对外源染色体上,其紫皮性状能稳定遗传,受控于一对显性基因。     

小麦耐低磷相关性状的全基因组关联分析

通过对小麦耐低磷相关性状进行全基因组关联分析(GWAS,genome-wide association study),挖掘与小麦耐低磷性显著相关的单核苷酸多态性标记(SNP,single nucleotide polymorphism)位点及候选基因,为小麦耐低磷性状的遗传基础和分子机制研究提供理论参考。本试验以198份黄淮麦区小麦品种(系)为试验材料,设置低磷和正常磷营养液水培试验,利用小麦35K芯片对分布于小麦全基因组的11896个SNP,采用Q+K关联模型对小麦耐低磷性相关性状进行关联分析。结果表明,小麦耐低磷性状表现出广泛的表型变异,变异系数为15.65%~26.59%,多态性信息含量(PIC,polymorphic information content)为0.095~0.500。群体结构分析表明,试验所用自然群体可分为2个亚群,GWAS共检测到67个与小麦耐低磷相关性状显著关联的SNP位点(P≤0.001),这些位点分布在除3A、3B和3D以外的18条染色体上,单个SNP位点可解释5.826%~9.552%的表型变异。在这些显著位点中有4个SNP位点同时关联到了2个不同的耐低磷性状。对67个SNP位点进行发掘,筛选到7个可能与小麦耐低磷性有关的候选基因。TraesCS6A02G001000和TraesCS6A02G001100在锌指合成中有重要作用;TraesCS6A02G118100可能为低磷胁迫诱导基因;TraesCS5D02G536400、TraesCS1B02G154200和TraesCS5D02G536500与低磷胁迫相关酶类基因家族有关;TraesCS1D02G231200与植物DUF 538结构域蛋白有关,是植物胁迫相关调控蛋白候选基因。     

异源细胞质小麦育种技术

采用核置换回交技术创制出新型异源细胞质小麦 ,通过对同质异核系、同核异质系的比较研究 ,证明部分异源细胞质对小麦产量性状、籽粒品质、耐盐性、抗病性等可以产生有益的遗传效应 ,其中以粗厚山羊草、节节麦、和偏凸山羊草的细胞质效应最好 .核质杂种优势的有无和大小因具体的核质组合和性状而不同 .培育成功优质、抗病、抗逆、异源细胞质小麦新种质 .粗厚山羊草细胞质小麦新品种在生产试验、示范、区域试验中表现突出 ,通过品种预审 .异源细胞质小麦遗传变异和利用的探讨对新品种选育和遗传学研究有重要价值 .     

不结球白菜叶子重量性状遗传模型分析

应用主基因+多基因6个世代联合分离分析方法, 对不结球白菜SI×秋017组合的叶片重和叶柄重性状进行了分析。结果表明, SI×秋017组合的叶片重性状遗传受1对负向完全显性主基因+加性-显性多基因(D-4)控制, 主基因加性效应为1.8991, 显性效应为-1.8991; 多基因加性效应为-1.2934, 显性效应为1.7933; 势能比值为-1.3865, 显性度为-1.0000; B1、B2和F2世代群体叶片重的主基因遗传率分别为6.98%、4.33% 和36.08%; B1、B2和F2世代群体叶片重的多基因遗传率为16.03%、7.39%和23.96%。叶柄重的遗传受1对加性主基因+加性-显性多基因(D-2)控制, 主基因加性效应为-1.1457, 显性效应为0; 多基因加性效应为1.3472, 多基因显性效应为2.5788; 势能比值为1.9142, 显性度为0。B1、B2和F2世代群体叶柄重的主基因遗传率分别为31.72%、5.27%和57.94%。B1、B2和F2世代群体叶柄重的多基因遗传率分别为0.42%、4.59%和4.80%。对SI×秋017组合叶片重性状的改良要在晚代选择; 对叶柄重的改良要以主基因为主, 可在早代选择。     

小麦主要经济性状遗传参数的分析

小麦主要经济性状大多属数量性状,是受 微效多基因控制的。为了探索小麦常用亲本配 制组合时各主要经济性状的遗传变异规律,于 1980年选用了江苏、浙江两省普遍采用的UP 301、泰山1号、908、早白、白壳早、短秆早6 个品种作为杂交亲本,研究并分析了主要经济 性状的遗传参数,为有效地选配亲本,提高育种 成效,提供一些理论依据。     

结球甘蓝植株相关主要农艺性状 的遗传及相关性分析

利用主要农艺性状上具有显著差异的结球甘蓝高代纯合自交系01-88和02-12杂交获得F1,通过游离小孢子培养获得含有189个基因型的DH群体为试验材料,采用主基因+多基因混合遗传模型对结球甘蓝外叶数、开展度、株高、外叶颜色、外叶长和外叶宽6个与植株相关的主要农艺性状进行遗传和相关性分析。结果表明,在DH分离群体中6个主要农艺性状呈连续的、单峰、偏态分布,说明这些性状为多基因控制的数量性状。除外叶宽和外叶颜色性状受多基因控制外,其余4个农艺性状均受2对主基因+多基因控制。主基因遗传率大小顺序为株高(59.16%)>外叶长(56.56%)>外叶数(55.67%)>开展度(19.56%)。株高、外叶长和外叶数性状具有较高的主基因遗传率,早代选择效果较好。这6个农艺性状间存在一定的相关性,其中外叶数与开展度、外叶长与外叶宽等成对性状呈极显著正相关;外叶数与外叶宽成对性状呈极显著负相关,在育种实践中可利用其相关性实行间接选择。     

外源染色体导入对小麦主要农艺性状的影响

小麦-近缘物种染色体附加系具有抗病抗逆等优良性状,是向小麦转移其优异基因的重要桥梁材料。当前,已有大量研究报道了近缘物种抗病抗逆基因向小麦的转移情况。然而,外源染色体导入对小麦主要农艺性状影响的研究却鲜有报道。因此,加强这方面的研究,对综合评价和利用这些小麦远缘杂交材料具有指导意义。本研究通过1年4地田间试验,对103份小麦-远缘物种染色体附加系的株高、穗长、旗叶长、旗叶宽、有效分蘖数、小穗数、单穗粒数和千粒重等农艺性状进行调查,研究了外源染色体导入对小麦主要农艺性状的影响。结果发现,与对照小麦相比,希尔斯山羊草4Ss#1、粗穗披碱草5Ht、纤毛披碱草3Sc、7Sc、5Yc和7Yc、簇毛麦2V#3、大麦4H、帝国黑麦4R、长穗偃麦草3E、5E和6E染色体导入可使小麦穗长显著变长;纤毛披碱草5Yc染色体导入使小麦旗叶显著变小;纤毛披碱草7Sc和7Yc染色体导入可使小麦千粒重显著增加。上述筛选出的这些小麦-近缘物种染色体附加系值得利用染色体工程或理化诱变对其进行诱导,获得近缘物种染色体结构变异体,定位相关农艺性状基因。