阮美颖,柴亚倩,周国治,王荣青,叶青静,万红建,姚祝平,李志邈,程远
2025, 26(1):177-188.DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20240320004
摘要:叶色突变体作为厘清植物叶绿素生物合成及叶绿体发育机制的重要工具,对于探究植物生长发育进程具有重要意义。本研究以绿色叶片番茄材料CR11A和浅黄色叶片番茄材料CH09-805为亲本,通过构建遗传群体明确叶色的遗传规律;对不同叶色植株开展叶片叶绿体超微结构观测及叶绿素含量测定,并进一步利用BSA-Seq及分子标记进行叶色基因定位,开展候选基因分析。研究结果表明,F1植株叶片为绿色、F2群体植株叶片出现12(绿色)∶3(浅黄色)∶1(金黄色)的分离比,说明番茄叶色性状受两对基因控制且存在显性上位效应;通过叶绿体超微结构观测及叶绿素含量测定,发现金黄色叶片叶绿体超微结构严重受损,其叶绿素含量显著低于浅黄色叶片与绿色叶片;利用BSA-Seq及分子标记将番茄叶色基因Sllc1定位于7号染色体114.53 kb的物理距离,候选区间内包括13个注释基因,结合基因注释信息及表达量鉴定,推测Solyc07g053630与Solyc07g053640为Sllc1的候选基因。本研究获得番茄叶色的候选基因,为番茄叶色形成分子机制解析奠定重要的材料基础及基因资源。
王世壮,聂亚敏,黄婧芬,张巧玲,郑崇珂,谢先芝,王艳艳,邢梦,陈文熹,陈子易,郑晓明,王文生,杨庆文,乔卫华
2025, 26(3):470-480.DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20240602001
摘要:水稻是盐敏感植物,土壤盐渍化对水稻产量影响巨大。发掘并聚合耐盐基因的优异单倍型,创制耐盐种质,对于水稻耐盐品种选育及我国盐碱地的高效利用都具有重要意义。本研究首先对水稻3K数据库的236份核心种质进行苗期及大田耐盐鉴定,筛选出一份来自澳大利亚的强耐盐种质‘71011’,其在150 mmol/L NaCl处理条件下存活天数25.5 d,耐盐等级5.2, 大田盐胁迫浓度为0.3%~0.5%条件下耐盐存活率100%;利用236份核心种质对已报道的、功能清晰的20个耐盐基因进行单倍型分析,筛选出AKT1、CPK12、MYB48、P5CS1、SIK1、SKC1、SNAC1、HKT1共8个与耐盐性状相关联的基因单倍型。然后利用耐盐品种‘盐丰47’与普通品种‘农垦57’作为亲本,分析序列差异、验证表达量并构建重组自交系,最终开发出AKT1、MYB48以及HKT1三个耐盐相关基因的分子标记,并利用分子标记聚合耐盐基因优异单倍型,创制出强耐盐的新品系。研究结果为水稻耐盐育种提供了可利用的分子标记、耐盐品种资源与创新种质。
段国旗,吕娜,石颖怡,张怀,李斌峰,侯留飞,许文秀,闫慧莉,何振艳,平俊爱
2024, 25(1):111-119.DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230611002
摘要:生物量是饲用高粱的重要性状,株高与生物量呈正相关性。本研究以237份高粱自交系关联群体为材料,筛选到株高关联基因SbPH11的两个功能性SNP位点,两个SNP位点组合的单倍型共3种:SbPH11-Hap1、SbPH11-Hap2和SbPH11-Hap3,SbPH11-Hap2 所对应的高粱材料的株高极显著高于SbPH11-Hap1和SbPH11-Hap3所对应的高粱材料的株高,SbPH11-Hap1的高粱材料株高极显著高于SbPH11-Hap3的高粱材料株高。针对SbPH11的两个功能性SNP位点开发了KASP分子标记,利用该标记对30份高粱种质资源进行了基因分型和表型验证,结果证实开发的KASP分子标记可以准确地鉴定出SbPH11两个功能性SNP位点的基因型。该KASP分子标记可高效准确地预测不同高粱种质资源的株高类型,可应用于高粱株高的早期筛选和分子标记辅助选择育种。
杨芳萍,郭莹,田媛媛,曹世勤,刘金栋,张雪婷,鲁清林,张文涛,王世红,虎梦霞,王雅美
2024, 25(2):206-217.DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230804001
摘要:地方种是小麦育种的重要种质资源,为了解矮秆基因在地方种中的分布,本研究检测了甘肃省地方种矮秆基因等位变异类型及其在不同麦区的分布频率。结果表明:(1)地方种Rht-B1b和Rht-D1b的频率极低;41.4%的地方种携带Rht8,且春麦区高于冬麦区;46.7%的地方种含Rht24b,春麦区低于冬麦区。Ppd-D1a的频率仅17.8%,且春麦区低于冬麦区。另外,仅检测到Rht-D1b/Rht8、Rht-D1b/Rht24b和Rht8/Rht24b 3种组合,频率分别为0.2%、0.5%和12.8%。(2)地方种携带的矮秆基因及其组合分布频率低于育成种,且差异较大。不同来源育成品种携带的优势矮秆等位变异和频率不同,清水试验站的品种以Rht-D1b、Rht8和Rht24b为主,黄羊试验站的品种以Rht-B1b、Rht-D1b、Rht8和Rht24b为主,甘谷试验站的品种以Rht8和Rht24b为主。清水和黄羊试验站的品种秆矮、丰产性好,可在河西、沿黄灌区、陇南、陇东的小麦育种中应用;甘谷试验站的品种茎秆高,抗病性突出,可应用于定西、天水、陇南和陇东等旱地小麦的抗病改良。(3)基于分子标记检测结果,筛选出15份地方种和31份育成种,以上材料均携带2个及以上降秆基因(包括矮秆基因或Ppd-D1a),可为甘肃不同麦区小麦矮秆育种提供亲本材料。
汪胜,贾利,唐菁,李浩宇,宋婷婷,袁娟伟,严从生,方凌,张其安,孙玉军,江海坤,孙学良,张涛
2024, 25(4):612-621.DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230923001
摘要:本研究发现1个具有雄性不育与单性结实特征的细胞核雄性不育系辣椒材料,并对该材料的农艺性状、单性结实坐果率、不同发育时期的不育系单性结实与可育系单性结实内源激素进行测定;利用田间鉴定和显微镜镜检,分析了F2群体的遗传分离情况,并利用辣椒细胞核雄性不育基因ms-3、msw、ms、msms、msc-1开发的分子标记,分析了群体的育性分离比。结果表明:不育系单性结实果实纵横径较大,可育系与不育系单性结实坐果率明显不同,可育系坐果率为22%,不育系坐果率为43%;不同时期不育系单性结实果实的赤霉素(GA4)含量显著高于可育系单性结实果实;田间鉴定和分子标记检测表明,F2群体中可育系有97株,不育系有30株,分离比为3.23∶1,符合孟德尔遗传规律,确定其育性由隐性单基因控制,将该辣椒细胞核雄性不育系命名为GMS702AB。本研究提供新的辣椒不育系,有助于辣椒育种和种子生产。
2024, 25(4):622-628.DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230708002
摘要:以抗叶锈病小麦品系Hussar的衍生品系H103P为抗病亲本,郑州5389为感病亲本杂交得到的234个F4家系群体为材料,进行抗叶锈病基因定位分析。利用带有不同毒力的16个叶锈菌生理小种进行苗期抗叶锈性鉴定,结果表明周麦22及携带Lr13、Lr23和Lr16单基因的载体品种对16个叶锈菌生理小种均表现感病,H103P对除PHKT外的所有小种表现抗病,表明H103P抗叶锈性与携带Lr13、Lr23和Lr16单基因的载体品种不同。利用5种强毒力混合菌种(THTT、PHTT②、FHJS②、PHKS、PHTT①)进行田间抗叶锈性鉴定,结果表明H103P、SAAR、周麦22以及Lr13载体品种田间表现均为高抗,234个F4家系群体抗性呈连续性分布,在田间表现出良好的成株期抗性。抗叶锈病基因定位分析结果表明,在小麦品系H103P中定位到1个位于小麦2BS染色体上的抗叶锈病基因,暂命名为LrHu。利用含有Lr13的特异性引物对H103P和郑州5389的扩增产物进行特异性酶切,结果发现小麦品系H103P含有抗叶锈病基因Lr13。小麦抗叶锈病基因LrHu与Lr13的关系还需进一步研究验证。
2024, 25(6):882-897.DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20231222004
摘要:大豆花叶病毒(SMV,soybean mosaic virus)病是世界大豆主产区广泛存在且普遍发生的主要病害之一,对大豆的产量和品质均可造成严重危害。本文综合分析了近年来通过遗传定位发现的大豆花叶病毒抗性基因及其紧密连锁的分子标记,探讨了分子标记在提高大豆抗病育种中的应用,总结了RSC3(w)、RSC14-r和RSC18等抗大豆花叶病毒基因的物理位置及其候选基因。基于候选基因测序、实时荧光定量PCR、病毒介导基因沉默(VIGS,virus induced gene silencing)和基因编辑CRISPR/Cas9等技术梳理出GsCAD1、GmCAL和GmMLRK1等一系列直接或间接参与大豆花叶病毒抗性的相关基因,为大豆抗大豆花叶病毒基因调控网络的完善奠定了基础。本综述总结分析了大豆与大豆花叶病毒的相互作用机制,聚焦分析大豆抗性基因Rsv3等对大豆花叶病毒抗病机制研究进展,并对抗大豆花叶病毒育种的研究方向提出了展望,以期为大豆抗性基因分子标记的应用和分子调控机制的研究提供参考。
龚承儒,袁雨豪,刘振,郑继周,田志成,刘胜利,沈庆花,黄振朴,董纯豪,高艳,李巧云,唐建卫,焦竹青,殷贵鸿
2024, 25(9):1493-1503.DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20231113002
摘要:为了鉴定小麦种质资源的穗发芽抗性,筛选出有效的抗穗发芽分子标记,进而挖掘优异白粒小麦抗穗发芽种质资源,本研究通过整穗发芽试验对222份小麦种质资源进行穗发芽抗性鉴定,并利用myb10D、DFR-B、Vp1B3、PM19-A1、MFT-3A、MFT-A2、MKK3-A和QSD1等8个抗穗发芽基因的功能分子标记对供试材料进行基因型检测。表型鉴定结果表明,222份小麦种质资源材料的相对穗发芽率存在显著差异,相对穗发芽率变化范围为0~1.15,平均相对穗发芽率为0.73,鉴定出抗穗发芽小麦材料38份,其中包括白粒小麦9份、红粒小麦27份、黑粒小麦2份。等位基因类型与相对穗发芽率相关性分析表明,相对穗发芽率与功能标记myb10D、DFR-B、Vp1B3、MFT-3A和MFT-A2呈极显著相关,而与PM19-A1、MKK3-A和QSD1相关性不显著,说明myb10D、DFR-B、Vp1B3、MFT-3A和MFT-A2等分子标记可用作小麦抗穗发芽基因型检测和分子标记辅助育种。综合表现型和基因型结果,筛选出豫农914、豫农946、丰德存麦30、泛麦5号、徐麦029、连麦1901、保丰1903、郑麦829、13网27-8等9份抗穗发芽白粒小麦种质资源,可用于小麦抗穗发芽遗传育种和抗穗发芽品种布局。
2024, 25(10):1726-1736.DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20240110001
摘要:一粒系小麦(Einkorn wheat, AA)作为小麦的基础物种,在形成普通小麦的过程中染色体组部分位点丢失,评价一粒系小麦的遗传多样性及对病害抗性的水平对普通小麦育种和遗传改良具有重要的理论意义和育种价值。本研究利用15对条带清晰、多态性高的SSR引物对170份一粒系小麦材料进行遗传多样性分析,并接种条锈菌流行生理小种CYR34进行抗病性评价。结果表明,SSR分析获得71个等位变异,引物平均多态性信息含量为0.6540;聚类分析和群体结构分析均将170份供试材料分为两个类群,两类群内的平均遗传距离分别为0.4732和0.5404;抗病性评价获得19份抗性较好的材料,其中免疫材料3份,近免疫材料2份,高抗1份,中抗13份,占供试材料的11.17 %;有3对SSR引物与一粒系小麦抗条锈病显著相关。综上所述,一粒系小麦存在较多的等位基因变异,含有优异的抗条锈病基因,具有提高小麦抗条锈病的育种潜力。
董亚超,董艳,赵聪,李雷,商航,肖永贵,白斌,夏先春,刘金栋,耿洪伟
2024, 25(10):1737-1747.DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20240102002
摘要:小麦条锈病是由条形柄锈菌(Pst, Puccinia striiformis f. sp. tritici)引起的一种全球性重要真菌病害,严重影响小麦生产安全。发掘抗病基因,培育抗病品种是防治条锈病最为经济有效和安全的方法。武都白茧儿是甘肃陇南小麦农家品种,在整个生育期都表现出中到高抗条锈病,但其抗性基因尚不明晰。为解析武都白茧儿的条锈病抗性遗传机制,本研究利用抗病亲本武都白茧儿和感病亲本辉县红配制杂交组合,利用条锈菌生理小种V31/lab对其F2和F2:3群体进行苗期接种鉴定,结合混池测序和连锁分析定位抗性基因。结果表明,武都白茧儿对V31/lab抗性由一对隐性基因控制,暂命名为yrWUD。根据F2群体的混池外显子捕获测序和混池转录组测序结果,开发了12个高通量的KASP标记;通过连锁分析,将yrWUD定位在4AL染色体的2.6 cM遗传区间内,与侧翼标记4AL36和4AL11的遗传距离分别为0.9 cM和1.7 cM,对应13 Mb的物理区间(4A:610.26~623.35 Mb),其中3个抗病相关基因TraesCS4A02G329100、TraesCS4A02G330000和TraesCS4A02G330100在抗感池中差异表达,推测为yrWUD的候选基因。本研究定位了武都白茧儿的抗性基因yrWUD,用KASP标记4AL36在自然群体中检测了该基因的等位基因,研究结果为小麦抗条锈病育种提供了新基因和分子标记。