人工合成小麦抗白粉病未知基因的SSR标记

YAV-2/TEZ//A.SQ(895)是硬粒小麦与粗山羊草杂交获得的抗白粉病人工合成小麦。本研究利用人工合成小麦YAV-2/TEZ//A.SQ(895)与感白粉病的普通小麦品系品资50098杂交和自交获得的F2代群体及F3家系,在温室条件下鉴定群体的白粉病抗性。遗传分析结果表明,该抗白粉病基因为显性单基因遗传。利用647对小麦SSR引物进行了白粉病抗性基因的分子标记分析,结果表明该白粉病抗性基因与2A染色体的6个SSR标记连锁,与标记Xcfa2086的遗传距离最近,为11.8cM。     

小麦种质抗吸浆虫鉴定及抗虫SSR标记开发

麦红吸浆虫(Sitodiplosis mosellana Géhin)是严重威胁小麦生产的重要害虫,其生活习性隐蔽,防治困难,筛选抗虫小麦种质及可用于抗虫性辅助选择的分子标记意义重大.本研究对我国不同麦区、不同时期的566份小麦种质资源进行了吸浆虫抗性鉴定,并尝试从抗虫性主效QTL所在基因组区段开发新的SSR标记.结果...     

烤烟SSR标记多样性及与致香物质的关联分析

了解烤烟品种的遗传多样性,寻找与烤烟致香物质含量关联的分子标记,挖掘高致香物质含量的优异等位变异与种质,对香气品质分子标记辅助育种具有重要意义。本研究检测了山东和四川2个生态区60份烤烟种质中76种致香物质的含量;筛选覆盖全基因组的1914个SSR标记,利用得到的390对多态性引物扩增供试群体。用基于Nei's(1983)遗传距离的邻接法(Neighor-joining,NJ)进行聚类分析。在分析群体结构的基础上,利用混合线性模型进行关联分析,并进一步发掘极显著关联标记的优异等位变异和种质。结果检测到928个等位变异,平均每个位点2.38个等位变异,变化范围为2~5个。PIC值的变化范围分别为0.141~0.733,平均值0.332。这说明供试群体遗传多样性较丰富。聚类分析将该群体划分为2个亚群,划分结果体现了烤烟品种间的亲缘关系;群体结构分析与聚类结果基本一致。关联分析结果显示:共有56个SSR标记位点与41种致香物质同时在2个生态区显著关联(P0.05)。共5个标记与6个性状在2个生态区极显著关联(P0.01),6种致香物质为草酸、肉豆蔻酸、2,4-庚二烯醛、芳樟醇、a-松油醇和gamma-壬内酯,关联标记分别为PT50662、PT60191、PT52263、PT60597、PT60597和PT52722。关联位点表型解释率为12.54%~42.20%。进一步分析发掘了14种致香物质的优异等位变异,并筛选出含增效等位变异较多的种质:净叶黄、抗9201、单育二号、满屋香、金星6007、秦烟95等。这对香气品质分子标记辅助选择育种以及亲本材料选配等奠定了基础。     

小麦抗赤霉病突变体的诱导与筛选研究

用~(60)Co-γ射线辐照和Ar~+离子束注入分别处理2个小麦品种皖麦19和丰华8903的干种子,在M_2代的抽穗期接种赤霉菌进行抗赤霉病突变体筛选,获得了两个抗病性明显提高的突变株.通过SSR分子鉴定表明,皖麦19的突变株其突变发生在Xgwm261、Xgwm493、Xwmc41和Xgwm212等4个基因座位,突变位点分别位于2D、3B、5A和5D染色体上;丰华8903的突变株其突变发生在Xgwm493、Xbarc164、Xgwm161、Xgwm312、Xgwm156和Xgwm427等6个基因座位上,突变位点分别位于3B、2A和5A染色体上.     

普通小麦抗倒伏相关性状的全基因组关联分析

解析小麦抗倒伏遗传机制,发掘抗倒伏位点,选育抗倒伏品种,对于保障我国粮食生产安全具有重要意义.周8425B是我国黄淮麦区重要的小麦骨干亲本,农艺性状优良,其衍生品种具有较好的抗倒伏特性.本研究对周8425B及其衍生品种等62份材料的8个抗倒伏相关性状进行评价,并结合50K SNP芯片数据进行全基因组关联分析(GWAS,...     

抗赤霉病小麦地方品种黄方柱和海盐种EMS突变体的变异分析

突变体对增加小麦资源的遗传多样性,克隆和解析重要农艺、产量和抗性相关基因具有重要的意义。本研究以高抗赤霉病小麦品种黄方柱(HFZ)及其11个甲磺酸乙酯(EMS)诱导的纯合突变体(F2~F12,Mu4),以及海盐种(HYZ)及其12个EMS纯合突变体(Y2~Y13,Mu4)为材料,在扬花期利用单花滴注鉴定赤霉病扩展抗性,灌浆期测定了分蘖数、株高、旗叶长、旗叶宽、叶绿素含量,收获后测定千粒重、粒长、粒宽、每穗小穗数和每穗粒数共计11个性状。每一个突变体至少在一个性状上与野生型存在显著差异。黄方柱突变系F6、F9和F12以及海盐种突变系Y6、Y7和Y9病小穗率均显著高于相应野生型,达中感或高感水平,因此,这6个突变体是研究赤霉病扩展抗性的理想材料。此外,海盐种突变体株高、千粒重、每穗粒数和粒宽均低于或显著低于野生型。对野生型和突变体采用了基于最小组内平方和距离的动态聚类分析方法,综合评价了野生型与突变体以及突变体相互之间的相似情况。株高等农艺性状显著优于野生型但赤霉病抗性与野生型类似的突变体(如F2、F7、Y2、Y3、Y4、Y8、Y10和Y12)可为农艺性状的遗传研究和抗赤育种亲本选配提供重要的资源。     

拷贝数变异的全基因组关联分析

基因组拷贝数变异(copy number variations,CNVs)是指与基因组参考序列相比,基因组中≥1 kb的DNA片段插入、缺失和/或扩增,及其互相组合衍生出的复杂变异．由于其具有分布范围广、可遗传、相对稳定和高度异质性等特点,目前认为,CNVs是一种新的可以作为疾病易感标志的基因组DNA多态性,其变异引起的基因剂量改变可以导致表型改变．最近,一种基于CNVs的新的疾病易感基因鉴定策略——CNV全基因组关联分析开始出现,这一策略和传统的基于单核苷酸多态性的关联分析具有互补性,通过认识基因组结构变异可以认识复杂疾病的分子机制和遗传基础．     

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。     

干旱胁迫下小麦苗期根系性状的全基因组关联分析

研究小麦根系在干旱逆境下的形态特征和遗传机制是提升小麦抗旱能力并获得稳产的基础。本研究以300份国内外小麦品种（系）为材料,苗期采用PEG-6000模拟干旱胁迫对小麦根系的最长根长、根总长、根表面积、根体积、根平均直径、根尖数、根鲜重和根干重等8个性状进行表型鉴定,结合90K SNP芯片对8个性状的抗旱系数进行全基因组关联分析,并对稳定遗传的显著关联位点进行候选基因的挖掘。研究结果表明,干旱胁迫下小麦品种（系）的根系性状表现出丰富的表型变异,变异系数为0.17～0.58,全基因组多态信息量变异范围为0.01～0.38,LD衰减距离为7 Mb。群体结构分析表明,供试材料分为3个亚群。GWAS分析显示,共检测到与8个根系性状显著关联的41个SNP位点,单个遗传位点可解释3.91%～8.04%的表型变异。同时在两个及两个以上的性状中发现显著关联位点13个,其中Tdurum＿contig71499＿211(5A)、GENE-1743＿858(3B)、Tdurum＿contig28552＿211(5B)3个位点与4～5个性状显著关联,分别能解释遗传变异的4.12%～5.37%、5.77%～6.7...     

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。     

利用SSR标记分析云南、西藏和新疆小麦的遗传多样性

用185对SSR引物对52份中国西部特有小麦的遗传多样性进行了研究分析。在31份云南小麦材料中,共检测到488个等位变异,每一个SSR引物可检测到1至9个等位变异,平均为2.64个;平均PIC值为0.2764。在15份西藏小麦材料中,共检测到472个等位变异,每个引物可扩增出1到8个等位变异,平均为2.55个;平均PIC值为0.3082。在6份新疆小麦材料中,共检测到308个等位变异,每一个SSR引物可检测1到5个等位变异,平均为1.66个;平均PIC值为0.1944。185对SSR引物在云南、西藏和新疆小麦的21条染色体、7个部分同源群和3个染色体组上检测到的等位位点的多态性存在明显差异。云南、西藏和新疆小麦均以3B染色体较高,而1D染色体最低;在7个部分同源群中,均以第三部分同源群最高,第六部分同源群最低;在A、B和D染色体组上,均以B染色体组最高,D染色体组最低,A染色体组居中。利用185对SSR引物计算了云南、西藏和新疆小麦群体内及其群体间的遗传距离(GD)和平均遗传距离,结果显示,西藏小麦和云南小麦群体内的平均遗传距离要高于新疆小麦,而云南小麦和西藏小麦间的平均遗传距离低于两者与新疆小麦的平均遗传距离。聚类分析结果也表明,云南小麦和西藏小麦的亲缘关系较近,但两者与新疆小麦的亲缘关系相对较远。     

Microsatellite Markers Associated with Spot Blotch Resistance in Spring Wheat

Spot blotch, caused by Cochliobolus sativus, is a serious wheat (Triticum aestivum L.) disease in the warm areas of South Asia. Breeding for resistance in the past 15 years has produced limited progress, and newly developed wheat cultivars suffer considerable yield reductions under spot blotch epidemics in the region. Resistance is often controlled by multiple genes with additive effects. Marker‐assisted selection, in combination with field selection, could accelerate the identification of progeny with multiple genes for resistance early in the breeding process. A study was conducted to determine microsatellite markers associated with resistance in the F₇ progeny from a cross between the spot blotch‐susceptible Sonalika and resistant G162 wheat genotypes. A parental survey using 171 simple sequence repeats (SSR) primer sets and spread over 21 chromosomes of wheat identified 52% polymorphic loci. However, only 15 polymorphic markers showed association with two bulks, one each of progeny with low and with high spot blotch severity. The detailed analysis indicated that progeny lines with low spot blotch severity could be separated from those with high severity using three SSR markers located on three wheat chromosomes. The findings may be useful in developing a marker‐assisted selection strategy for spot blotch resistance in wheat.     

小麦高分子量麦谷蛋白亚基的遗传变异与小麦加工品质改良

高分子量麦谷蛋白亚基（HMW-GS）是小麦胚乳中一种具有多态性的蛋白质组分,在面团中它们可以通过相互之间或与低分子量麦谷蛋白亚基（LMw-Gs）之间形成二硫键来组成麦谷蛋白多聚体。由于其在小麦面粉加工所需的粘性和弹力方面具有极其重要的作用,过去几十年间在小麦加工品质相关蛋白研究方面的工作大多数集中在高分子量麦谷蛋白亚基上。近几年在高分子量麦谷蛋白亚基及其编码基因的鉴定、基因的遗传变异以及不同变异在小麦加工品质中的作用方面进行了大量研究。本文对近几年在HMW-GS领域的研究进展进行综述并且重点讨论HMW-GS的变异及其对小麦品质育种的重要意义。     

Phenotypic Reaction and Genetic Analysis Using AFLP-derived SCARs for Resistance to Apple Scab

Six sequence‐characterized amplified region (SCAR) markers linked to the apple scab resistance gene Vf were evaluated for their utility in marker‐assisted selection (MAS) in apple breeding. Of the six SCARs used in this study, ACS‐6 was located left of the Vf gene, ACS‐7 and ACS‐9 co‐segregated with Vf, and ACS‐8, ACS‐4, ACS‐5 were located right of the Vf gene. Three families derived from crosses between scab‐resistant and scab‐susceptible cultivars, including ‘Liberty’ × ‘Deljub’, ‘Liberty’ × ‘Delcorf’, and ‘Florina’ בDelcorf’, previously screened for scab resistance following greenhouse inoculation with the fungal pathogen Venturia inaequalis, were genotyped and compared with phenotypic reactions to scab infection in the field. For each family, a subset progeny of 30 seedlings (propagated onto Malling 9 rootstock and of 7 years old) was selected based on fungal sporulation according to the following scheme. Ten seedlings with no visible scab sporulation on leaves were given phenotypic scores of 0 (deemed resistant); 10 seedlings with moderate scab sporulation were given phenotypic scores of 1.0 (deemed moderately resistant); and 10 seedlings with heavy sporulation were given phenotypic scores of 2.0 (deemed susceptible). DNA was isolated from leaf tissue collected from all 90 seedlings, parents and Malus floribunda 821, the original source of the Vf gene, and screened with all six SCARs. All six SCARs were present in the two scab‐resistant parents, ‘Liberty’ and ‘Florina’, and M. floribunda 821; while, the two scab‐susceptible parents, ‘Deljub’ and ‘Delcorf’, lacked all SCARs. All SCARs were either present or absent in varying numbers of seedlings in each progeny with phenotypic ratings of either 0 (resistant) or 1.0 (moderately resistant); while all seedlings with phenotypic ratings of 2.0 (susceptible) lacked all SCARs. The inconsistencies between phenotypic scab ratings and SCAR marker data are discussed.     

高粱抗旱种质筛选及遗传多样性的SSR分析

对61份高粱育种材料进行了抗旱性鉴定,旨在筛选既有较好抗旱性能又具较高丰产性能的高粱种质供育种利用。本研究筛选出抗旱性3级以上的材料14份,其中1级抗旱材料2份。选用109对SSR引物对61份高粱种质进行了遗传多样性分析,结果表明51对引物有较好的多态性,共扩增到508个等位变异片段,平均每个标记获得10个等位基因,多态性信息量(PIC)值平均为0.6615,变幅0.0322~0.9134。聚类分析结果表明,61份高粱材料聚成4类,聚类结果与根据地理来源、遗传背景的分类结果基本一致。中国高粱恢复系之间的遗传距离较近,说明我国目前的恢复系材料遗传基础狭窄,应在育种中拓宽恢复系的遗传基础。     

小麦体细胞无性系SSR位点的遗传变异特性分析

研究结果表明:(1)小麦体细胞无性系SSR位点变异类型有:扩增片段迁移率的变大或变小、扩增片段缺失以及新的扩增片段;(2)变异特点为:变异频率与基因型有关,不同染色体组上的SSR位点变异频率不同,而不同无性系后代的SSR位点变异频率也不同;(3)同一SSR位点的变异类型在同一基因型的无性系后代中变异表现一致,在不同基因型无性系后代中的变异表现不同,有的SSR位点在无性系后代中表现出一致的变异,而有的则不一致。     

小麦背景中来自华山新麦草的抗条锈病基因的遗传学分析和分子标记

H9020—17—5是一个通过杂交和回交选育的普通小麦—华山新麦草易位系,接种鉴定表明其对条锈病具有优良抗性。遗传学分析证明易位系H9020—17—5的抗条锈性是由单基因控制的显性性状,抗性基因来自于华山新麦草,暂定名为YrHua。为了标记这个来自华山新麦草的抗条锈病基因,利用H9020—17—5与感病小麦品种铭贤169杂交,建立了F2分离群体。应用81对AFLP引物对119个经条锈菌生理小种CY30接种鉴定的F2单株进行了分析,结果得到两个与YrHua基因连锁的AFLP标记PM14(301)和PM42(249),遗传距离分别为5．4cM和2．7cM,并分别位于目标基因的两侧。将标记片段克隆、测序后,根据序列信息和酶切位点多态性设计特异性引物,将AFLP标记PM14(301)转换成了简单的PCR标记。研究结果为标记辅助育种提供了分子选择工具,同时也为进一步精细定位和图位克隆YrHua基因奠定了基础。     

Characterization of Wheat Random Amplified Polymorphic DNA Markers Associated with the H11 Hessian Fly Resistance Gene

In Tunisia, the Hessian fly Mayetiola destructor Say is a major pest of durum wheat （Triticum durum Desf.） and bread wheat （T. aestivum L.）. Genetic resistance is the most efficient and economical method of control of this pest. To date, 31 resistance genes, designated H1-H31, have been identified in wheat. These genes condition resistance to the insect genes responsible for virulence. Using wheat cultivars differing for the presence of an individual Hessian fly resistance gene and random amplified polymorphic DNA （RAPD） analysis, we have identified a polymorphic 386-bp DNA marker （Xgmib1-1A.1） associated with the H11 Hessian fly resistance gene. Blast analysis showed a high identity with a short region in the wild wheat （T. monococcum） genome, adjacent to the leaf rust resistance Lr10 gene. A genetic linkage was reported between this gene （Lr10） and Hessian fly response in wheat. These data were used for screening Hessian fly resistance in Tunisian wheat germplasm. Xgmib1-1A.1-like fragments were detected in four Tunisian durum and bread wheat varieties. Using these varieties in Hessian fly breeding programs in Tunisia would be of benefit in reducing the damage caused by this fly.     

基因组分析与小麦抗病育种

系统总结了南京农业大学细胞遗传研究所近20多年来利用基因组分析方法培育从簇毛麦(Haynaldia villosa Sch.)、大赖草(Leymus racemosus Lam.)、鹅观草(Roegneria kamoji C. Koch)和纤毛鹅观草(R. ciliaris (Trin.) Nevski)导入白粉病和赤霉病抗性的小麦种质的研究进展.利用染色体C-分带、基因组原位杂交、分子标记(特别是RFLP)等技术与非整倍体分析相结合对所创制的种质进行了系统分析与鉴定.还对所培育的小麦种质在育种实践和理论研究中的潜在价值及相关问题进行了讨论.     

基因组分析与小麦抗病育种

系统总结了南京农业大学细胞遗传研究所近 2 0多年来利用基因组分析方法培育从簇毛麦 (Haynaldiavil losaSch .)、大赖草 (LeymusracemosusLam .)、鹅观草 (RoegneriakamojiC .Koch)和纤毛鹅观草 (R .ciliaris (Trin .)Nevs ki)导入白粉病和赤霉病抗性的小麦种质的研究进展。利用染色体C_分带、基因组原位杂交、分子标记 (特别是RFLP)等技术与非整倍体分析相结合对所创制的种质进行了系统分析与鉴定。还对所培育的小麦种质在育种实践和理论研究中的潜在价值及相关问题进行了讨论