研究对前期建立的青鱼(Mylopharyngodon piceus)家系高密度遗传连锁图谱及体长QTL的定位结果进行深入分析,在10号连锁群上识别到与体长相关的QTL区域,存在2个与体长强烈相关的紧密连锁SNP位点.研究利用特异性标记判定青鱼遗传性别,对SNP位点侧翼序列PCR扩增子进行sanger测序.得到准确的SNP位点基因型信息后,研究对紧密连锁SNP位点不同基因型与邗江青鱼群体生长性状进行了细致的关联分析.结果表明,在563尾邗江青鱼群体中,雌鱼290尾,雄鱼273尾,雌雄比约为1.06:1.遗传分析显示,SNP7957G＞C和SNP9802T＞A有效等位基因数(Ne)分别为1.754和1.399,观测杂合度(Ho)分别为0.384和0.266,期望杂合度(He)分别为0.430和0.285,多态信息含量分别(PIC)为0.508和0.378.相比雄鱼,雌鱼生长速度更快,但是变异系数更高,说明雌鱼生长性状离散程度更大.SNP7957G＞C和SNP9802T＞A不同基因型在群体体长性状中存在显著差异.SNP7957G＞C位点的GG基因型在雄鱼体长性状中具有显著优势(P＜0.05),SNP7957G＞C和SNP9802T＞A单标记其他基因型与生长性状之间存在差异,但未达到统计学差异.在SNP位点不同基因型构建的二倍型中,雌雄个体表现出一定的生长差异,D8(GGTA)在生长方面具有显著优势(P＜0.05),具有一定育种价值.研究结果可为选育快速生长青鱼新品种提供分子标记,为未来青鱼遗传改良和分子标记辅助育种策略提供科学依据.

准确而有效的QTL定位是克隆目的基因、开展分子育种的前提和基础.植物生长发育随外界环境因子变化而变化,其动态发育的不同时期表型是不同主效基因/QTL动态表达的结果,基于生长停滞期表型数据的传统主效基因/QTL分析只能估算QTL在多个时期的累积效应,并不能充分反映该基因位点在发育过程中的真实作用模式及效应,不能真实反映QTL在不同发育时期的动态表达模式,无法获取数量性状的动态信息.全生长周期的动态QTL分析为在分子水平上研究植物生长发育动态的遗传机制、鉴定主效基因提供了良好策略.本文总结了动态QTL分析的遗传模型、分析方法及其在植物发育数量性状定位中的研究进展,并对当前动态QTL分析存在的问题和发展趋势进行了展望,以期为植物生长发育动态QTL解析及分子标记辅助选育提供参考.

赤霉病严重影响小麦的产量和品质,利用抗病基因改良品种的赤霉病抗性是防治赤霉病危害的有效途径.为创制适用于黄淮麦区抗赤霉病小麦新品系,提高半冬性品种抗赤霉病育种效率.本研究以携带赤霉病抗性主效基因Fhb1、Fhb2、Fhb4和Fhb5的高秆抗赤霉病品系L06486为供体,与黄淮麦区丰产、广适但高感品种济麦24进行杂交,得到的杂种再与矮秆种质206A杂交,于F3至F6连续进行大规模育种田弥雾接种鉴定.通过田间选择,在F7获得106个新品系.采用单花滴注法对106份品系进行抗性评价,同时利用7个与抗赤霉病主效基因Fhb1、Fhb2、Fhb4和Fhb5紧密连锁的分子标记进行基因型分析.结果表明,与亲本济麦24相比,F,品系的赤霉病抗性明显提高.106份新品系中,有98份赤霉病抗性水平达中感以上;有105份携带1～4个抗病基因.Fhb1、Fhb2、Fhb4和Fhb5的检出频率分别为96.23％、41.51％、18.87％和87.74％.携有单个或多个抗性基因的小麦品系较不携带抗性基因的品系表现出更强的赤霉病抗性,聚合抗病基因越多,品系的赤霉病抗性越强.创制的14份携有Fhb1基因组合、中抗赤霉病且农艺性状优良的小麦新品系将为黄淮麦区小麦赤霉病抗性的改良提供帮助.

旱直播技术可有效提升水稻生产效率.中胚轴长度(ML,mesocotyl length)是影响旱直播水稻出苗和幼苗活力的重要性状.选育长中胚轴品种是促进旱直播技术推广最为经济、有效的方式.旱直播在南亚和东南亚地区的籼稻种植区已有一定推广面积,在粳稻种植区推广面积较少.前人已发现一批中胚轴伸长相关候选基因,但其可靠性及适用性尚待验证.基于已报道的97个中胚轴伸长相关候选基因,在不同来源的TROP和TEMP两个粳稻自然群体开展候选基因关联分析,鉴定到4个显著候选基因,解释 4.7％～6.3％和 5.4％～6.7％的遗传变异.其中,LOC_Os01g44130、LOC_Os03g50560 和 LOC_Os05g27790在TROP和TEMP群体中均显著关联,而LOC_Os11g10990和LOC_Os10g20860分别在TROP和TEMP群体中显著关联.候选基因所编码蛋白主要参与植物激素合成与代谢、信号转导和植物生长进程.进一步在TROP群体(LOC_Os05g27790-Hap3和LOC_Os05g27790-Hap6、LOC_Os03g50560-Hap1、LOC_Os01g44130-Hap1 和 LOC_Os11g10990-Hap1 和 LOC_Os11g10990-Hap3)和TEMP群体(LOC_Os05g27790-Hap6、LOC_Os01g44130-Hap1 和LOC_Os10g20860-Hap5)中分别鉴定到 6个和 3 个可用于分子标记辅助育种的优异单倍型.本研究鉴定到的显著关联候选基因及其优异单倍型可应用于水稻长中胚轴分子育种实践中.

小麦籽粒硬度是影响小麦商品分类分级、小麦制粉工艺和小麦面粉最终加工用途的重要指标,分子标记辅助选择可以有效提高小麦籽粒硬度的选育效率.为了发掘和开发更多与小麦籽粒硬度紧密连锁的分子标记,本研究采用硬质小麦扬麦158与软质小麦西风配制重组自交系群体,利用55KSNP芯片分析群体基因型并构建了群体遗传连锁图,结合4年群体籽粒硬度的表型资料对影响小麦籽粒硬度的QTL进行了分子定位.结果显示,构建的遗传连锁图覆盖2784.9 cM,含有3830个非共分离的SNP标记;除PIN基因外,共定位到12个可重复的QTL位点,分别位于1A、1B、1D、2A(2个)、3A、4D、5A、5D、6B、6D和7A染色体,单个QTL可解释3.2％～15.2％籽粒硬度变异;11个QTL来自软质小麦西风,1个QTL由硬质小麦扬麦158贡献;7个QTL表现稳定,可在4年试验中重复,其中5个QTL未见报道,为新发现QTL,特别是5D染色体新发现的QTL最高可解释15.2％表型变异.与这些稳定QTL紧密连锁的SNP标记将为今后开展长江中下游麦区软质小麦的分子标记辅助选择提供帮助.

蓖麻根腐病是茄腐镰孢菌(Fusarium solani)引起的根部病害,严重影响蓖麻产量.抗源缺乏制约了抗病品种的选育.为寻找抗病种质、建立抗性分子标记,该研究对 252 份蓖麻材料的抗性进行了表型和分子标记鉴定.结果表明:(1)浓度为 1×106个?mL-1的孢子悬浮液灌根是一种有效的接种方法;以接种后枯萎天数为基础的 5 级评价法,可作为鉴定标准.(2)鉴定出 130 份抗病材料,其中高抗为 105 份.(3)野生材料中抗病材料比率(66%)远高于栽培材料(35%),建议将野生材料,尤其是中国华南野生材料的研究利用作为今后抗病育种的重要方向.(4)初步建立了8 个与抗性关联的SSR标记.该研究结果提供了有效的根腐病抗性鉴定方法和评价标准,筛选出了一批育种迫切需要的抗病基因资源,初步建立了可用于辅助选择的SSR标记,为蓖麻抗根腐病育种奠定了重要基础.

在大豆杂种优势利用中,主要基于三系法进行杂交大豆品种选育.恢复系作为杂交种的父本,其所含的育性恢复(Rf,restorer-of-fertility)基因起决定作用.前期对大豆RN型细胞质雄性不育恢复系的育性恢复基因GmRf1进行了精细定位.本研究在此基础上,对GmRf1定位区间内的候选基因进行功能注释、亚细胞定位预测、序列比对和差异表达分析,明确了Glyma.16G161900基因在恢复系JLR230中所编码的1个576个氨基酸的PPR(Pentatricopeptide repeats)蛋白为GmRf1.进一步对含有GmRf1的对照材料Williams82与母本不育系JLCMS204A进行测交及F1植株花粉育性鉴定,验证了 GmRf1可以恢复CMS-RN型不育系育性.最后利用GmRf1在亲本间存在的单核苷酸突变位点,开发了功能性分子标记Rf1-dCAPS-2和Rf1-dCAPS-3.上述研究将为今后通过分子标记筛选或辅助选育含GmRf1基因型材料,以及通过基因工程手段创制新型恢复系奠定了理论和技术基础.

为了解中国不同生态区小麦种质资源籽粒多酚氧化酶(PPO)活性基因的等位变异的差异与分布,利用小麦PPO活性基因的功能标记PPO16、PPO29与PPO18,检测了来自中国7个不同生态麦区的379份小麦种质资源的等位变异和分布差异.结果表明:(1)在2AL染色体该基因位点有2种等位变异类型:Ppo-A1a(高PPO)和Ppo-A1b(低PPO),其频率分别为51.5％和48.5％.(2)在2DL染色体该基因位点有3种等位变异类型:Ppo-D1a(低PPO)、Ppo-D1b(高PPO)和PpoD-1ab(中间型),其频率分别为57.8％、32.5％和9.8％.(3)该基因在2AL和2DL染色体上的位点变异有6种不同类型的组合:Ppo-A1a/D1a(中间型)、Ppo-A1a/D1b(高PPO)、Ppo-A1a/Ppo-D1ab(中间型)、Ppo-A1b/ D1a(低PPO)、Ppo-A1b/D1b(中间型)和Ppo-A1b/Ppo-D1ab(中间型),其中,与低PPO活性相关的基因型组合Ppo-A1b/D1a的频率为25.6％.(4)小麦PPO活性基因不同变异类型在各生态区的分布存在明显差异,基因型Ppo-A1b在北部冬麦区和西南冬麦区的比例较大,基因型Ppo-D1a在黄淮冬麦区和北部冬麦区的比例较大,基因型组合Ppo-A1b/D1a在北部冬麦区的比例较大.研究认为,结合采用分子标记辅助选择(MAS),有利于小麦籽粒外观品质的遗传改良和新品种选育.

为探讨Smad1/5基因在贝类生长发育中的调控作用,利用RACE技术克隆获得文蛤Smad1/5(Mm-Smad1/5)基因的cDNA全长序列,对其生物信息学、不同组织和不同发育时期时空表达特征进行分析,并利用直接测序法分析了外显子区域SNP位点与生长性状的相关性.结果表明:Mm-Smad1/5的cDNA全长序列为1832 bp,开放阅读框1380 bp,编码459个氨基酸;氨基酸多序列比对显示,Mm-Smad1/5蛋白与太平洋牡蛎Smad5、大西洋舟螺Smad1的一致性分别为83.7%和80.2%,与人、鸡、非洲爪蟾等脊椎动物Smad 1、Smad 5氨基酸序列的一致性达到70.5%以上,说明该基因具有较高的保守性;结构域预测发现,Mm-Smad1/5含有Smads蛋白家族特有MH1、MH2两个高度保守结构域.荧光定量PCR(qRT-PCR)结果表明,Mm-Smad1/5基因在成体6个组织均有表达,尤其在斧足、外套膜中表达量显著高于其他组织(P<0.05);Mm-Smad 1/5基因在各发育时期广泛表达, 从原肠胚期开始大量表达, 一直持续到壳顶幼虫期, 而从眼点幼虫大量下降, 稚贝时期又有所上升.Mm-Smad1/5基因外显子区域SNP位点相关分析表明,共发现了9个SNP位点,其中936 G>T位点与文蛤的生长性状显著相关(P<0.05).Mm-Smad1/5基因在文蛤生长发育中发挥重要调控作用, 可作为高产良种选育的候选基因, 而生长关联SNP位点分析将为文蛤分子标记辅助育种研究奠定重要基础.

紫苏是我国卫生部首批公布的60种药食两用型植物之一,用途广泛.目前随着紫苏产业的发展,优良品种的选育与应用推广已成为限制其发展的主要瓶颈.该研究报道通过系统选育,结合分子标记辅助鉴定的方法进行紫苏新品种选育.通过全基因组测序,根据已有的基因集对检测到的变异进行注释,并与紫苏常见变异数据库比对分析,最后筛选出30个非同义突变SNPs标记作为中研肥苏1号特征性SNP标记,用于紫苏新品种的材料鉴选.Z最终选育形成具有叶籽两用,丰产,高抗,耐瘠等特性,可做绿肥使用的中研肥苏1号紫苏新品种.中研肥苏1号通过北京市植物新品种鉴定,鉴定编号为京品鉴药2016054.分子标记辅助鉴定指导新品种选育,可为药用植物育种提供新的参考.