利用回交法与Wx基因分子标记辅助选择培育糯性小麦

以中国春糯性位点全套近等基因系为研究材料,对小麦Wx基因的6个STS标记和1个CAPS标记进行了筛选。改良PCR扩增条件以及产物检测方式后,从这些标记中筛选出3个标记,包括鉴定Wx-A1、Wx-D1位点的2个共显性STS标记和Wx-B1位点的1个显性STS标记,用于本研究中糯性小麦的分子标记辅助育种。在育种过程中,首先配制全糯材料“98Y1441”与推广品种“川育12”的杂交组合,采用籽粒碘染法从其F2种子中选择全糯基因型个体与回交亲本川育12杂交,如此反复自交、回交,历经数代异地加代繁殖得到BC5F2代回交改良群体。利用上述3个分子标记从该群体中筛选出了8种Wx基因型,经卡方检验,其分离比符合3对基因的分离比例,其中基因型为aabbdd的植株有2株,直链淀粉含量分别为1.81%和0.82%,为全糯小麦;基因型为AAbbdd, aabbDD的部分糯性植株各有1株,直链淀粉含量分别为15.24%和17.57%。研究中获得的BC5 F2代群体的农艺性状接近回交亲本,并明显优于全糯材料“98Y1441”,表明采用回交法与Wx基因分子标记辅助选择相结合,有助于培育高产、优质的全糯和部分糯小麦。     

利用wx基因分子标记辅助选择培育糯性小麦

利用中国春及其缺体-四体对wx-B1基因的STS标记和wx-A1、wx-D1的微卫星(SSR)标记进行了定位.联合应用这2种分子标记,对12个小麦品种和5个高代糯麦株系做了鉴定,与Wx蛋白的SDS-PAGE结果一致;从组合江苏白火麦×关东107的F2分离群体中筛选出8种wx基因型,其中3种基因型(AD同缺型,BD同缺型和糯型)为自然界中所没有,并且培育出了国内首批糯性小麦品系.另外,应用SSR标记对江苏白火麦回交改良群体中个体进行辅助选择,得到了含wx-D1b的7D单体,为将来进一步改良糯性小麦的农艺性状提供广泛的遗传材料.利用wx基因分子标记辅助选择,可以加速培育糯性小麦的进程.     

水稻回交世代中两个抗纹枯病主效数量基因的鉴定与标记辅助选择

对水稻品种特青与Lemont杂交组合的F2 单株无性系群体,进行 2年有重复的抗水稻纹枯病QTLs定位,在特青的第 9号染色体和Lemont的第 11号染色体上分别定位到了 1个主效抗纹枯病QTL,各自命名为qSB 9和qSB 11。从该F2 定位群体中,根据位点双侧标记带型,选取 2个位点均为感病等位基因纯合的 2个单株作为双感亲本,均为抗病等位基因纯合的 1个单株作为双抗亲本,分别与轮回亲本特青和Lemont进行回交。标记辅助选择始于BC2F1 及以后的各回交世代,并于BC2F1 和BC4F1 世代进行了病原菌人工接种鉴定。鉴定结果表明,qSB 9和qSB 11确实存在于原定位区间,各等位基因也在回交过程中被成功选择。BC3F2 采用秧田期大群体标记检测,从中选取符合要求的单株,分别混合得到特青背景下的双感纯合系, Lemont背景下的双感、双抗纯合系,将这些纯合系连同轮回亲本同时种植于扬州大学农学院试验田和江苏里下河农科所试验田, 2次重复,随机区组设计,进行接种实验。结果表明: 1 )相同背景下的不同纯合系间在发病程度上存在极显著的差异,不同纯合系的病情严重程度依次为:Lemont双感系>特青双感系>Lemont>特青 >Lemont双抗系; 2 )2个位点上的抗性等位基因qSB 9和qSB 11单独存在时,分别可减轻病级 1 2级左右,同时存在时可减轻病级 2级左右;     

小麦糯性基因的多重PCR分子鉴定

采用多重 PCR 的方法, 对其反应条件进行优化, 以获得用于小麦糯性(Wx)基因分析的稳定PCR体系。应用两对引物, 分别扩增小麦 Wx-A1、Wx-B1、Wx-D1 基因, 目的片段大小分别为: 230 bp/265 bp、854 bp和 204 bp。经反复验证, 结果准确可靠, 重复性好, 成本低, 可以在同一PCR反应体系中对 3 个Wx 基因进行同时筛选鉴定。该体系可用于 Wx 蛋白基因的分子标记辅助选择, 可以提高小麦淀粉品质评价和糯麦选育的效率。     

小麦白粉病抗性基因的聚合及其分子标记辅助选择

采用了在早代进行抗性鉴定、淘汰感病株、保留抗病株继续种植、较晚世代（F4代）进行抗性鉴定结合分子标记辅助选择的策略,提高了选到聚合抗性植株的效率。利用与Pm2、Pm4α、Pm8、Pm21紧密连锁或共分离的RFLP标记和PCR标记（SCAR标记）,对含有这些基因的优良品系间配制的杂交组合的F4代进行了分子标记辅助育种选择,并结合抗性鉴定,筛选到14株Pm4α Pm2I的植株,16株Pm2 Pm4α的植株,6株Pm8 Pm21的植株。应该引起注意的是,Pm2 Pm4α对混合白粉病菌的抗性达到高抗至免疫水平,而Pm2和Pm4α单独存在时抗性较差,表明聚合抗病基因植株的抗性提高了,为培育具有持久性抗性的品系或品种提供了新思路,它在实践和理论研究上都将具有重要意义。     

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。     

加性基因效应与分子标记回归方程的关系

控制数量性状的基因作用历来是遗传学工作者所关注的重要课题．本文对以正交表形式表现的共显性动物分子标记资料,根据加性效应基因控制的数量性状遗传模型配合了动物分子标记回归方程通式．结果表明：对以正交表形式表现的加性效应基因共显性分子标记资料配合的分子标记回归方程,可对加性等位基因的相对作用差加以估计,并可作为育种的依据．     

分子标记辅助选育抗水稻条纹叶枯病的‘红血糯’种质

为了改良水稻‘红血糯’品种对条纹叶枯病的抗性,将‘秦稻2号’、‘香糯Q33’、‘青香糯’作为抗性的供体亲本配制杂交组合;同时选取了ST10、H21和STS11-43等3对显性分子标记用于亲本和F2群体田间抗病性的分子标记辅助检测。结果显示:(1)不同分子标记在亲本中的多态性不同,标记H21和STS11-43只有在‘红血糯’和‘香糯Q33’之间具有多态性,标记ST10在‘红血糯’与‘秦稻2号’、‘香糯Q33’、‘青香糯’之间都有多态性。(2)各个分子标记在不同杂交组合F2群体的室内分子检测显示,部分F2单株携带抗性基因条带,也有个别单株含有杂合抗病基因条带。(3)田间发病抗性检测显示,含有抗性基因的植株基本不发病,携带抗性基因的单株与田间发病情况调查结果基本相符,但对含有杂合抗病基因条带的抗病单株,其还需2~3代田间观察,纯化抗病基因。研究表明,分子检测结果与田间抗病性检测结果相符,3种分子标记可以用于‘红血糯’杂交后代的分子标记辅助检测,为改良‘红血糯’的条纹叶枯病抗性育种提供了可行的方法。     

青海糯性春小麦综合标记辅助育种研究

选用全糯小麦品种‘糯麦1号’与青海主要栽培品种‘阿勃’杂交,综合利用改良碘染色法、SDS-PAGE法和Waxy基因的分子标记等,对杂交后代进行了鉴定筛选。最终从F2代鉴定出了5粒全糯种子,从F3代鉴定出8株Wx-B1亚基缺失的植株。对全糯株系F3代的农艺性状进行评价,5个全糯株系的综合农艺性状都优于‘糯麦1号’,与‘阿勃’较接近。测定全糯株系和Wx-B1亚基缺失植株F4代种子的直链淀粉含量,5个全糯株系F4代种子的直链淀粉含量接近于0,8个Wx-B1亚基缺失植株F4代种子的直链淀粉含量在总体上比‘阿勃’的直链淀粉含量低。研究表明,采用综合标记辅助选择可快速而准确地获得适合在青海栽培的全糯和部分糯性小麦。     

小麦HMW-GS基因及其AS-PCR分子标记研究进展

小麦高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)与小麦品质性状,尤其是沉降值性状显著相关。利用其做分子标记选育聚合优质亚基的品种,具有快速、简单、实用、有效的特点。目前,普通小麦基因组中已有15个已命名Glu-1基因被克隆和测序,这使设计引物序列、进行等位基因的特异性扩增成为可能。对普通小麦高分子量谷蛋白亚基基因组成特点及分子标记现状进行了分析,并针对国内利用高分子量谷蛋白亚基进行分子标记辅助育种做了展望。     

基因Dx5+Dy10的分子标记选择对后代产量分布的影响

对利用分子标记筛选出两个组合的不同世代不同摹因Dx5 Dy10构成类型随机群体的产量分布进行了研究,结果表明,在杂交后代和回交后代中,单株、株行或株系在上下代和同一世代不同基因组成类型之间的产量分布特性基本一致;同一组合相同世代不同基凶类型之间的随机群体平均产量非常接近,无显著差异。早代目标基因分子标记选育不会改变当代和后代产量的分布;能否在品质性状筛选同时获得产量潜力较高的材料,关键在于能否从优质后代群体中选择出丰产潜力较高的材料;同时也与亲本产量潜力的高低密切相关。在改良高产小麦品种品质性状中,回交法比杂交法更有利。     

杂交小麦品质改良技术体系的建立

利用生化标记辅助选择与温室加代回交育种相结合的方法,将优质高分子量谷蛋白亚基14＋15与5＋10的基因分别导入和聚合到高产杂交小麦‘西杂一号’亲本,用含有目标亚基的杂交小麦亲本组配杂交组合,获得含有单个优质亚基144-15、5＋10和聚合这两种优质亚基的‘西杂一号’,在保持原品种高产性状的同时提高了其HMW-GS组成品质评分,有望实现杂交小麦高产优质。     

小麦抗病基因Lr46/Yr29/Pm39、Sr2/Yr30和Lr68的遗传特性及其与主要农艺性状的关联分析

利用与抗病基因Lr46/Yr29/Pm39、Sr2/Yr30和Lr68等紧密连锁的分子标记,对小麦品种(系)‘RL6077’和‘西农979’构建的BC1F1和F2群体进行抗病基因遗传分析,结合主要农艺性状分析,探究小麦抗病基因Lr46/Yr29/Pm39、Sr2/Yr30和Lr68的遗传特性及其与主要农艺性状的关联性;并对检测的聚合有3个抗慢锈病基因(Lr68+Sr2/Yr30+Lr46/Yr29/Pm39)位点的聚合体进行SSR标记遗传背景回复率检测。结果表明:(1)F2群体中Lr68基因的传递率(65.41%)比理论值(75%)偏低,Lr46/Yr29/Pm39基因和Sr2/Yr30基因的传递率(分别为75.83%、74.53%)与理论值(75%)相符合;BC1F1群体中Lr68基因的传递率(44.27%)比理论值(50%)偏低,Lr46/Yr29/Pm39基因和Sr2/Yr30基因的传递率(分别为56.64%、55.11%)均比理论值(50%)偏高。(2)Lr46/Yr29/Pm39和Sr2/Yr30基因位点均与株高、穗长、穗下茎长、穗下节长呈极显著正相关关系;Lr68和Sr2/Yr30基因位点均与穗粒数呈显著或极显著正相关关系;Lr46/Yr29/Pm39基因位点与千粒重呈显著负相关、与单株成穗数呈显著正相关关系。(3)对BC1F1群体中聚合有Lr68+Sr2/Yr30+Lr46/Yr29/Pm39基因位点的92个聚合体的遗传背景回复率检测发现,轮回亲本‘西农979’遗传背景回复率最高达91.67%,其中遗传回复率达90%以上的聚合体有3株,占回交群体(655株)总体的0.46%。该研究结果为优异抗病基因资源‘RL6077’的进一步利用提供了理论参考,对创制小麦多种抗病新种质具有重要意义。