玉米抗甘蔗花叶病毒分子标记开发

由甘蔗花叶病毒引起的玉米矮花叶病是我国黄淮海地区玉米生产的重要病害,开发抗矮花叶病基因分子标记是开展抗病分子标记辅助育种的基础。本文基于玉米6.00-6.01区域的“一致性抗甘蔗花叶病毒QTL区间”寻找抗病基因的功能保守域,依据序列多态性开发出抗病分子标记InDel-130和InDel-110,在已知抗性的102份玉米自交系中进行验证。通过分析标记抗病带型和感病带型中的抗病和感病自交系数目,卡平方测验表明标记InDel-130在供试自交系中与抗病性的表现独立无关,而标记InDel-110与甘蔗花叶病毒抗性高度相关,为共显性标记,可用于玉米抗甘蔗花叶病毒种质筛选和分子标记辅助育种。     

2个玉米抗矮花叶病分子标记的有效性评价

玉米矮花叶病是玉米重要的病毒病害,培育抗病品种是防治该病最经济有效的方法,将常规育种方法与分子育种技术相结合可以大大提高抗病育种的效率。本研究利用前期研究开发的2个分子标记Indel186-9和SCAR112,检测100份常用玉米自交系的标记基因型,结合100份玉米自交系抗性表型鉴定结果进行2个分子标记辅助选择的有效性分析。结果表明,目前种质资源中高抗病材料较少,亟待进行抗病改良。本试验所用的自交系包括不同血缘,抗源主要来源于PB和四平头种质。Indel186-9标记和SCAR112标记的选择符合率均达到80%,同时使用两者选择符合率达到91.67%,其中抗病选择符合率达到100%。Indel186-9和SCAR112标记分别可以使抗病级别从平均7.26级提高到平均2.4级,平均7.63级提高到平均4.27级。试验证明2个标记均可用于对玉米抗矮花叶病材料的选择,正确组合使用可提高对玉米抗矮花叶病材料的选择效率。     

玉米抗甘蔗花叶病毒基因的比较定位

收集了玉米抗甘蔗花叶病毒基因/QTL定位信息, 借助玉米遗传图谱IBM2 2005 Neighbors进行了整合。在国内外研究中, 累计报道81个抗病毒基因位点, 分布在玉米7条染色体上, 比较定位发现这些位点集中分布于第3和6染色体。采用元分析技术, 确定3个“一致性”抗病毒QTL, 其中1个位于第3染色体, 在遗传图谱IBM2 2005 Neighbors上覆盖的范围为6.44 cM; 2个位于第6染色体, 覆盖范围分别为6.16 cM和27.48 cM。借助比较基因组学策略, 在第3染色体“一致性”QTL区间内筛选出4个抗病位置候选基因。该研究结果为确定和克隆抗病主效基因提供了基础。     

植物抗病育种中的标记辅助选择与甘蔗

抗病基因的分子标记具有稳定、准确、高效的特点,通过对基因型而不是表型的直接选择,抗病基因分子标记应用于辅助选择可大大加快常规育种进程,提高育种效率。本文评述了植物抗病育种中标记辅助选择的发展概况,介绍了各种DNA分子标记技术及植物抗病基因连锁标记的筛选方法,重点介绍了甘蔗抗病基因分子标记研究的现状,展望了分子标记辅助选择在甘蔗抗病育种中的前景。     

杭州地区发生的玉米花叶病由甘蔗花叶病毒引起

从杭州地区呈现玉米矮花叶典型症状的玉米病组织中提纯得到大量线状病毒粒子,大多数长度为750?nm。病组织中含有大量风轮状内含体和板状集结体。病毒外壳蛋白为33.6 kD。病毒RNA13’端序列(1.8 kb)与甘蔗花叶病毒(SCMV)同源性最高,达71.5%～99.1%,与高梁花叶病毒(SrMV)同源性次之,为67.8%～68.5%,与玉米矮花叶病毒(MDMV)同源性最低,仅为38.4%～48.4%,从而初步认为此病害由SCMV引起。根据已发表的SCMV外壳蛋白氨基酸序列作亲缘性分析,表明SCMV可分为美国、南非、澳大利亚;德国和中国三大类。     

由高粱花叶病毒和甘蔗花叶病毒引发的浙江甘蔗花叶病害

从浙江省5个地区采集表现花叶症状的甘蔗病叶,用马铃薯Y病毒科简并引物做PCR扩增及测序鉴定.序列分析表明,5个甘蔗样品均含有高粱花叶病毒(SrMV),其中3个样品中还存在甘蔗花叶病毒(SCMV)的复合侵染.序列比较和系统进化树分析表明,浙江甘蔗样品中的SrMV序列彼此很相似,核苷酸同源性大于93%,与已报道的4个美国分离物在CP区域同源性很高,但是3′非编码区的同源性却仅为70%左右.SCMV欧洲和中国玉米分离物及美国、南非和澳大利亚甘蔗分离物分别形成两个远缘群体,浙江甘蔗分离物群体位于两者之间;群体间CP氨基酸序列同源性均大于80%.甘蔗和玉米上的SCMV差异明显,多为无义突变.     

杭州地区发生的玉米花叶病由甘蔗花叶病毒引起

从杭州地区呈现玉米矮花叶典型症状的玉米病组织中提纯得到大量线状病毒粒子,大多数长度为750nm。病组织中含有大量风轮状内含体和板状集结体,病毒外壳蛋白为33.6kD。病毒RNA1 3'端序列（1.8kb）与甘蔗茶花经叶病毒（SCMV）同源性最高,达71.5%-99.1%,与高梁花叶病毒（SrMV）同源性次之,为67.8%-68.5%,与玉米矮花叶病毒（MDMV）同泊性最低,仅为38.4%-48.4%,从而初步认为此病害由SCMV引起。根据已发表的SCMV外壳蛋白氨基酸序列作亲缘性分析,表明SCMV可分为美国、南非、澳大利亚、德国和中国三大类。     

玉米耐旱功能标记辅助选择初探

干旱是影响玉米生产的主要因素之一,培育耐旱品种可以有效地保持其在干旱环境下的产量稳定性。随着生物信息学数据库的不断完善及基因组学技术的发展,耐旱通用QTL(Quantitative trait locus)的发掘为分子育种提供了新的机遇和方法。本研究在已发掘的耐旱通用QTL基础上,选取相关的18个连锁标记进行开发并且验证在不同种质背景下24份玉米自交系的耐旱性。结果表明,共检测出42个多态性位点,平均多态性信息量为0.4245;通过GGT32(Graphical GenoTypes)图示基因型软件分析SSR位点,得出umc2217、umc2029、phi099、umc1213和phi022这5个连锁标记可用来初步鉴定玉米耐旱性;利用卡方检验,得出phi022和umc2217均达到显著水平,其与耐旱密切相关。因此,这几个连锁标记不仅可被用于相应群体的耐旱分子标记辅助选择,而且为以后的标记辅助选择及抗旱性基因克隆的研究打下基础。     

玉米抗病虫性的分子标记研究进展

本文评述了近十年来利用分子标记研究玉米抗病虫性的进展,主要论述了抗病虫性基因定位中出现的问题、通过分子标记研究这些基因在基因组中的分布和基因组结构等,提出了玉米抗病虫性基因的标记和定位的发展方向和策略。     

甜瓜果肉颜色相关的分子标记开发和应用

橘色果肉是当前甜瓜育种中的重要性状之一。该研究根据橘肉甜瓜材料与非橘肉甜瓜材料,在甜瓜橘色果肉控制基因(CmOr)缺失位点(Insert/Deletion)开发出了InDel-Or1标记。利用InDel-Or1标记对28份甜瓜材料进行基因型检测。结果显示:橘肉甜瓜表现为非缺失带型或杂合带型,非橘肉材料表现为缺失带型,标记多态性与果肉颜色共分离。进一步利用InDel-Or1对2个由白色果肉与橘色果肉杂交得到的F2分离群体进行果肉颜色的鉴定,检测准确率分别为97.4%和95.3%。研究表明,InDel-Or1标记在甜瓜果肉颜色的实际鉴定中具有较高的准确性,能够大大提高育种选择的效率,缩短育种周期。     

一个新的抗玉米矮花叶病基因位点的微卫星标记

通过混合遗传模型P1、P2、B1、B2、F1、F2 6世代联合分析发现, 玉米(Zea mays L.)自交系黄早四对玉米矮花叶病B株系的抗性是由一对主基因和多基因共同控制,从而鉴别出一对主效基因的存在;利用位于第六染色体上的27对微卫星标记,对黄早四×Mo17的 F2群体进一步分析,筛选出两个与主效抗病基因(mdm1(t))紧密连锁的微卫星标记phi077和 bnlg391,它们在分子图谱上的顺序为phi077-mdm1(t)-bnlg391,两个区间的遗传距离分别是4.74 centiMorgan (cM)和6.72 cM.     

一个新的抗玉米矮花叶病基因位点的微卫星标记

通过混合遗传模型P1、P2 、B1、B2 、F1、F2 6世代联合分析发现 ,玉米 (ZeamaysL .)自交系黄早四对玉米矮花叶病B株系的抗性是由一对主基因和多基因共同控制 ,从而鉴别出一对主效基因的存在 ;利用位于第六染色体上的 2 7对微卫星标记 ,对黄早四×Mo17的F2 群体进一步分析 ,筛选出两个与主效抗病基因 (mdm1(t) )紧密连锁的微卫星标记phi0 77和bnlg391,它们在分子图谱上的顺序为phi0 77 mdm1(t) bnlg391,两个区间的遗传距离分别是 4.74centiMorgan (cM)和 6 .72cM。     

应用免疫电镜技术快速检测菜豆黄花叶病毒、马铃薯M病毒和燕麦花叶病毒

应用免疫吸附电流技术(ISEM)可有效地检测腐汁液中的菜豆黄花叶病毒(BYMV)、马铃薯M病毒(PVM)和燕麦花叶病毒(OMV)。BYMV,PVM和OMV三种抗血清的适宜工作浓度和对铜网的适宜包被时间均为1000倍和1小时,对同源病毒的适宜捕获时间分别为4℃下2、2和8小时。PVM和OMV的病汁液检测灵敏度均为稀释4000倍,而BYMV病汁液稀释16000倍时还能检测到少量病毒料子。ISEM捕获法和修饰法的结果表明,这三种病毒之间无血清学交叉反应。     

甘蔗花叶病毒3‘末端基因的克隆及外壳蛋白序列分析比较

选取我国SCMV优势株系A株系的分离物SCMV－CA为材料,经过病毒和病毒RNA的提纯,反转录获得病毒cDNA,并克隆到载体pUC19的SmaⅠ位点上,筛选得到多个重组质粒,选取其中一个克隆SCMV－CA54进行测序,得到一个全长为1296bp的苷酸序列,这段序列由一个长为1044bp的开放阅读框架（ORF）和一个长279bp的3‘末端非编码区序列（3‘-UTR)及poly（A）尾巴组成。这个ORF包括病毒完整的外壳蛋白（CP）及部分核内含体蛋白（b(NIb）基因序列,将所得序列同已知SCMV亚组中各株系分离物的核苷酸和氨基酸进行同源性比较,结果表明该序列与其它株系分离的CP核苷酸序列的同源性介于63.7％－77.6％之间,氨基酸的同源性介于64％－89％之间。根据马玲薯Y病毒属的序列同源性划分标准,SCMV－CA与其它株系或分离物的同源性关系均介于种与株系进分标准之间,这是我国首次报道SCMV CP基因序列。     

Molecular Tagging and Selection for Sugar Type in Carrot Roots Using Co-dominant,PCR-based Markers

Carrot storage roots accumulate free sugars. The type of sugar accumulated is conditioned by the Rs locus so that typical carrot roots (Rs/-) accumulate predominantly glucose and fructose while rs/rs plants accumulate predominantly sucrose. We recently have found rs/rs plants in one inbred line that harbor a naturally occurring insertion sequence of 2.5 kb integrated into the first intron region of acid soluble invertase isozyme II. Using these facts, three primers were designed to differentiate Rs/Rs, Rs/rs and rs/rs carrot plants with simple PCR amplification. Co-dominant, PCR-based markers for acid soluble invertase isozyme II allowed genotyping of the Rs locus in 1-week-old carrot seedlings whereas mature carrot roots were needed to make this evaluation previously, and homozygous dominant plants could not be differentiated from heterozygotes without lengthy progeny testing. Marker-assisted evaluation and selection of carrot root sugar type were exercised in segregating families of diverse background and complete accuracy in predicting sugar type was realized in subsequent generations to further confirm that acid soluble invertase isozyme II conditions the Rs locus. These PCR-based markers will be useful in carrot breeding programs screening for this trait in segregating populations, for studying the distribution and origins of this trait in domestic and wild carrots, and for identifying seed mixtures as low as 10% Rs/- or 1% rs/rs.     

High-resolution mapping of loci conferring resistance to sugarcane mosaic virus in maize using RFLP, SSR, and AFLP markers

Sugarcane mosaic virus (SCMV) is one of the most important virus diseases of maize in Europe. Genetic analysis on backcross five (BC5) progeny derived from the cross FAP1360A (resistant) × F7 (susceptible) confirmed that at least two dominant genes, Scm1 and Scm2, are required for resistance to SCMV in the progeny of this cross. With the aid of RFLP and SSR marker analyses, Scm1 was mapped in the region of 8.7 cM – between the nucleolus organizer region (nor) and RFLP marker bnl6.29 on the short arm of chromosome 6, while Scm2 was mapped to an interval of 26.8 cM flanked by the RFLP markers umc92 and umc102 near the centromere region of chromosome 3. Both chromosome regions were further enriched for AFLP markers by successful application of a bulked segregant analysis to this oligogenic trait. A total of 23 linked AFLP markers were identified, clustered in chromosome regions adjacent to either Scm1 or Scm2. Seven AFLP markers linked to Scm1 resided within the nor-bnl6.29 interval, and one of them, E3M8-1, showed no recombination with Scm1. Three AFLP markers linked to Scm2 are located between umc92 and umc102. Received: 13 October 1998 / Accepted: 18 January 1999     

黄瓜花叶病毒（CMV）运动蛋白基因介导的抗病性

利用Ｆｎｙ＿ＣＭＶ株系ＲＮＡ３ｃＤＮＡ克隆,构建了含有全长和编码区缺失５０１个核苷酸的运动蛋白（ＭＰ）基因植物表达载体ｐＢＭＰＲ和ｐＢＭＰＫ。在土壤农杆菌（Ａｇｒｏｂａｃｔｅｒｉｕｍｔｕｍｅｆａｃｉｅｎｓ（ＳｍｉｔｈｅｔＴｏｗｎｓｅｎｄ）Ｃｏｎｎ）ＬＢＡ４４０４介导下转化烟草（ＮｉｃｏｔｉａｎａｔａｂａｃｕｍＬ．）品种“ＮＣ８９”,分别经Ｓｏｕｔｈｅｒｎｂｌｏｔｉｎｇ、ＲＴ＿ＰＣＲ或Ｗｅｓｔｅｒｎｂｌｏｔｉｎｇ分析,外源基因已整合到再生植株中并得到表达。抗病性分析表明,含有缺失型ＭＰ基因的Ｒ０代转基因植株抗性较好,接种５０ｄ后,１０株转化植株中仍有５株不表现症状。在自然发病条件下,这５个含有缺失型ＭＰ基因转基因株系在Ｒ１代都表现了一定的抗病性。抗性主要表现为症状出现推迟,严重度减轻。利用ＰＣＲ筛选、种子卡那霉素抗性试验和温室抗病性测定等方法,初步认为Ｒ２代转基因烟草Ｋ＿６＿５株系为转基因抗病纯合系。而含有全长ＭＰ基因的Ｒ０代转化植株,前期没有表现明显的抗病性,但在接种４０ｄ后部分发病植株有恢复健康的趋势。     

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。     

Molecular mapping of novel resistance genes against Barley Mild Mosaic Virus (BaMMV)

 In the present study three novel genes from barley accessions 10247 (ym8), Bulgarian 347 (ym9), and Russia 57 (ym11), which confer resistance to Barley Mild Mosaic Virus (BaMMV), were mapped using molecular markers. Bulked segregant analysis of four progenies segregating for resistance to BaMMV was followed by fine-scale mapping of the resistance genes using individual F₂ or BC₁F₂ plants. The resistance genes are inherited recessively and are located on the long arm of barley chromosome 4HL. A series of closely linked molecular markers are available for marker-assisted breeding programs. A marker (MWG2134) linked with resistance gene ym11 from Russia 57 was identified, which is diagnostic for the resistance gene. Received: 25 July 1997 / Accepted: 22 August 1997