【目的】定位大豆肌醇-3-磷酸合成酶基因MIPS1,丰富该基因的遗传信息;开发出该基因的特异性分子标记,用于大豆突变体Gm-lpa-TW-1低植酸(LPA)突变性状的辅助选择。【方法】应用公布的大豆基因组数据库和生物信息学分析确定MIPS1候选染色体,利用分离群体中微卫星标记与LPA性状的共分离,定位突变基因MIPS1;根据MIPS1LPA突变性质和同源基因的序列,开发CAPS分子标记。【结果】大豆中有4个MIPS基因,其中MIPS1被定位在染色体18上,为注释为Glyma18g02210的大豆基因,其DNA起始序列为1364774bp,位于SSR标记Satt570(3162690 bp)和S...

【目的】硬实是种子物理休眠的表现特征，也是大豆驯化的一个重要性状。硬实性虽然有利于种子在不良环境中生存，但是在生产实践中会严重降低大豆出苗率，同时影响产量和加工品质。采用混合群体分离测序（bulked segregant analysis sequencing,BSA-Seq）解析大豆种子硬实性状的遗传基础及候选基因，为大豆硬实的分子机理研究提供理论依据。【方法】经甲基磺酸乙酯（ethyl methane sulfonate,EMS）诱变大豆中品661种子获得硬实突变体M_(zp661)，将其与栽培大豆中黄13（父本）杂交构建重组自交系（recombinant inbred line,RIL）群体，对不同株系的种子进行硬实性、吸水率和种皮解剖结构鉴定。选取RIL群体中硬实型和正常吸胀型2种极端材料分别构建混池，利用BSA-Seq技术检测不同极端材料及亲本基因型，结合欧式距离（euclidean distance,ED）和delta SNP-index、delta InDel-index关联分析方法，开展大豆种子硬实遗传位点的挖掘，进一步利用生物信息学分析、大豆不同组织的转录组数据和基因注释信息挖掘显著关联区域的候选基因。【结果】突变体M_(zp661)后代中，吸胀型种子各部位均具有吸水能力，种子体积随浸水时间延长不断增大，然而，硬实型种子浸水36 h内体积未发生变化，随着浸水时间的持续延长，种皮开始局部出现皱缩，并逐渐向其他部位扩散，子叶恢复吸胀能力。硬实型种子种皮表面光滑且结构紧密、角质层呈规则的网状结构、栅栏层较厚，而吸胀型种子表皮有气孔且结构松散、角质层有微小的裂缝、栅栏层较薄，表明突变体M_(zp661)种子硬实与种皮不透水/气相关；ED和delta SNP-index、delta InDel-index关联分析方法不仅鉴定到已报道种子物理休眠遗传位点qHS1，而且检测到1个一致性关联区域Chr.06:45897227—47746047，该区间共含有189个基因，转录组数据及基因注释挖掘到种子中特异高表达的Glyma.06G275300可能为该关联区域调控大豆种子硬实的关键候选基因。【结论】大豆突变体M_(zp661)种子硬实由种皮不透水/气所致，利用BSA-Seq法鉴定到Glyma.06G275300可能为影响种皮结构的候选基因。

【目的】基于全基因组重测序结果,开发与高蛋白、耐荫、抗倒伏等性状紧密相关的分子标记,同时利用开发的分子标记构建遗传连锁图谱,并对籽粒蛋白质含量进行QTL定位,为后续高蛋白、耐荫、抗倒育种研究提供参考和分子标记资源。【方法】以大面积栽培品种南豆12和地方品种十月黄为亲本,构建F2分离群体。对亲本材料进行覆盖度约为40×的全基因组重测序,用BWA、GATK及Breakdancer等软件比对,检测亲本材料在全基因组范围内的突变类型,挖掘相关变异基因。结合种子不同发育时期和荫蔽处理获得的转录组数据,结合qRT-PCR对发生突变的储藏蛋白、环境适应相关基因进行表达规律分析。同时,基于重测序数据,挖掘亲本间存在于基因编码区的SNP位点,对其进行酶切位点分析,将SNP标记转化为CAPS或dCAPS标记。此外,搜索亲本间存在的插入/缺失变异位点,在插入/缺失位点两侧高度保守的区域设计引物开发InDel标记。对开发的CAPS标记和InDel标记进行多态性筛选,选取具有多态性的CAPS分子标记和InDel标记,对F2材料进行基因分型。根据分型结果,利用JoinMap 4.0软件进行遗传连锁图谱的构建。依据构建的遗传图谱,结合近红外分析获得F2材料的籽粒蛋白质含量数据,使用Windows QTL Cartographer V2.5软件对大豆籽粒蛋白质含量进行QTL分析。【结果】测序结果显示,南豆12大量储藏蛋白、环境适应相关的重要基因或同源基因发生突变。转录组数据分析结果显示部分变异基因呈现不同的表达模式且差异显著,qRT-PCR分析进一步验证了该结果。此外,经检测开发的540个CAPS分子标记中有332个具有酶切多态性,300对InDel引物中有201对引物能扩增出多态性。基于533个多态性分子标记构建了一张包含20个连锁群的遗传连锁图谱,覆盖长度2 973.87 cM,标记间平均遗传距离5.58 cM。利用此图谱对大豆籽粒蛋白质含量进行QTL定位,共检测到QTL位点6个,可解释4.68%—18.25%的表型变异。【结论】基于亲本间的变异位点,共开发了533个多态性分子标记(包含8个基因特异性分子标记),检测到6个大豆籽粒蛋白质含量QTL位点,其中,主效QTL位点1个(qSPC-6)。

【目的】开发大豆疫霉基因组SSR标记,为从分子水平深入研究大豆疫霉及其近缘种提供一种理想的分子标记。【方法】用FPCR软件从大豆疫霉全基因组序列中查询SSRs,选择合适的SSR序列用Primer5.0软件设计引物。【结果】从发现的1234个含有2～4个碱基重复单元的完全SSRs中选出260段设计引物,经10个大豆疫霉分离物基因组DNA检测,有213对(81.9%)扩增出SSR特征条带,其中114(53.5%)对引物扩增出多态性。通用性检测表明,14.6%～28.6%引物分别在选择的8个疫霉种中有效扩增。基于10个SSR标记数据进行聚类分析,结果表明表明这些标记可以完全区分大豆疫霉及其它疫霉。【...

［目的］促有丝分裂原蛋白激酶（ＭＡＰＫ）是真核生物细胞信号转导途径中的关键蛋白激酶，对植物病原菌的生长发育与侵染致病具有重要作用。我们前期发现１个ＭＡＰＫ基因Ｐｓ ＭＰＫ１参与调控大豆疫霉的细胞壁完整性、菌丝生长、游动孢子形成，以及对大豆的致病性等生物学性状。本文旨在进一步探究Ｐｓ ＭＰＫ１如何调控大豆疫霉的上述性状。［方法］利用数字基因表达谱技术对大豆疫霉Ｐｓ ＭＰＫ１沉默突变体在游动孢子囊阶段的基因表达情况进行分析。［结果］样品间基因表达水平的整体相关性分析和实时定量ＰＣＲ结果表明：数据具有较高的可靠性。与野生型菌株相比，Ｐｓ ＭＰＫ１沉默突变体中分别有１ ４５１个显著下调和９８１个显著上．．．

大豆油脂组分决定着大豆品质和加工特性,其中亚麻酸含量关系到大豆油加工的成本和大豆油的品质特性.本研究利用实时定量荧光PCR技术分析了大豆哈-89016和黑河18品种亚麻酸相关基因Fad3c的基因表达量,结果表明,在发育的籽粒中,低亚麻酸品种哈-89016的Fad3c的基因转录量明显低于黑河18,证实了大豆亚麻酸Fad3c基因的表达量与品种产生的低亚麻酸有关.在试验中又以哈89016和黑河18作为杂交亲本创造遗传群体,利用分子标记BSA方法,找到与亚麻酸含量相关的标记Satt286,根据Satt286在大豆杂交后代群体中的池子个体带型和表型性状,计算得到控制亚麻酸位点的引物Satt286与控制低...

[目的]本文旨在研究白菜类作物开花时间候选基因BraA.FLM.a的酶切扩增多态性序列(CAPS)标记开发与利用。[方法]PCR扩增2个亲本的BraA.FLM.a基因外显子2到内含子2区域的特异序列,开发CAPS标记BraA.FLM.a-NlaⅢ,用CAPS标记对F2分离群体的基因型进行检测,并进行Pearson相关性分析研究基因型与开花时间表现型的关系。[结果]通过调查亲本早开花油用型品种‘Yellow sarson’材料YS-143和晚开花芜菁品种‘Vegetable turnip’材料VT-044的

[目的]挖掘与利用小麦穗长控制基因,开发与之紧密连锁的KASP标记,为小麦分子标记辅助育种奠定分子基础。[方法]以Avocet为母本、Chilero为父本,构建含有164个家系的F_6 RIL群体,利用55K SNP芯片,结合5个穗长表型环境(2019年河南省孟津县、2019年河南科技大学农场、2019年河南省洛宁县、2020年河南省孟津县、2020年河南科技大学农场)及各环境穗长均值进行数量性状位点(quantitative trait locus,QTL)定位,对定位到的主效QTL开发KASP标记,并在130份小麦自然群体中进行验证。[结果]共定位到11个控制穗长性状的QTL位点,有7个主效QTL,分别为QSl.haust-2AL、QSl.haust-2DS、QSl.haust-5AL1、QSl.haust-5DL、QSl.haust-7BL、QSl.haust-2AS和QSl.haust-4DL,表型贡献率为4.22%～30.94%,其中QSl.haust-5AL1在3个环境中表现稳定且为主效QTL,其表型贡献率为4.22%～19.10%;另有4个微效QTL位点,分别为QSl.haust-2BL,QSl.haust-3AL、QSl.haust-3DS和QSl.haust-5AL2,表型贡献率为4.70%～7.55%。依据控制穗长的主效QTL位点QSl.haust-5AL1和QSl.haust-7BL的侧翼标记,开发了相应的KASP分子标记KASP-QSl.haust-5AL1和KASP-QSl.haust-7BL1,在130份小麦自然群体中检测验证,其中KASP-QSl.haust-5AL1标记筛选出的2种基因型,穗长分别为10.93和10.17 cm,经t检验,P值为0.045,差异显著;KASP-QSl.haust-7BL1标记筛选出的2种基因型,穗长分别为10.90和10.26 cm,经t检验,P值为0.048,差异显著。[结论]挖掘的控制小麦穗长的主效QTL和开发的KASP分子标记,可以用于该性状的基因克隆与分子标记辅助育种。

为分析DEP1等位变异对水稻籽粒品质和籽粒代谢轮廓的影响。以优质粳稻品种稻花香及其直立穗型突变体dep1-1为试材,通过测定籽粒的品质性状及差异代谢产物。结果表明,突变体dep1-1在DEP1基因第5外显子处存在1个单碱基A插入,导致翻译提前终止,从而使G蛋白γ亚基富含半胱氨酸的区域缺失。与野生型品种相比,突变体dep1-1的粒长、外观、黏度、平衡度、食味值、峰值、回复值和峰值时间等指标显著降低,而直链淀粉含量和硬度显著提高。与野生型相比,突变体dep1-1中37个代谢物含量显著上调,而45个代谢物含量显著下调。KEGG分析表明,该些差异代谢物主要富集于半乳糖代谢、脂肪酸生物合成、淀粉蔗糖代谢、亚油酸代谢、ABC转运蛋白、类苯基丙烷生物合成等途径。其中,与野生型品种相比,突变体dep1-1籽粒的蔗糖、D-棉子糖、棉子糖、D-(+)-麦芽糖、甜菜碱、吲哚含量显著提高,而硬脂酸、软脂酸、L-亮氨酸、吲哚乙酸含量显著下降。上述的差异代谢物初步解释了突变体dep1-1籽粒品质变化的生理生化机制。

从栽培大豆地方品种黄山七月黄与辽宁野生大豆N23460杂交后代中发现柱头外露突变体PSA-1,其花形态正常,但开花时花丝伸长受阻,使部分花柱和柱头伸出花药。不同播期的PSA-1植株生长正常,其花器柱头外露性状表现稳定。遗传分析表明,此柱头外露性状受2对独立遗传的隐性重叠基因控制。因此,该性状可用于大豆异交结实性改良。

【目的】基于甜瓜全基因组重测序技术,挖掘SNP位点并开发CAPS标记,构建遗传连锁图谱。初步为甜瓜单果重相关性状进行QTL定位,为甜瓜单果重相关基因挖掘奠定理论基础。【方法】选取栽培甜瓜品系M4-130为母本,野生甜瓜品系X207为父本,构建F2:3群体材料。对甜瓜果实单果重、果实长宽、果肉厚度、果形指数及可溶性固形物含量等性状进行相关性分析。对亲本材料进行20×深度重测序,利用BWA、SAMTools、VCFTools等软件在全基因组范围内挖掘双亲SNP位点,利用SNP2CAPS软件结合甜瓜基因组上的限制性内切酶酶切位点开发CAPS标记,建立遗传连锁图谱。最后采用复合区间作图法对甜瓜果实单果重、果实长宽、果肉厚度、果形指数及可溶性固形物含量进行QTL分析。【结果】单果重与果实长度、果实宽度及果肉厚度呈显著相关。开发得到可利用CAPS标记185个,构建一张包含12个连锁群的遗传连锁图谱,覆盖总长度为1 600.45 cM,标记间的平均遗传距离8.65 cM。定位发现与单果重相关QTL位点7个(FW3.1、FW4.1、FW5.1、FW6.1、FW8.1、FW8.2、FW11.1),与果实长度相关QTL位点7个(FL2.1、FL3.1、FL4.1、FL5.1、FL6.1、FL8.1、FL11.1),与果实宽度相关QTL位点5个(FWID3.1、FWID4.1、FWID8.1、FWID10.1、FWID11.1),与果肉厚度相关QTL位点2个(FT6.1、FT11.1),与果形指数相关QTL位点1个(FS2.1),与可溶性固形含量相关QTL位点2个(SS6.1、SS12.1)。【结论】获得了24个QTL位点。确定了一个主效QTL位点FW8.1,贡献率高达25.8774%,LOD值为16.8746。发现单果重与果实长度、果实宽度及果肉厚度密切相关,定位区间相同或相邻,紧密集中在3、4、5、6、8、11染色体上。

【目的】基于西瓜全基因组重测序数据,挖掘SNP位点并将其转变为CAPS标记,构建遗传连锁图谱,对西瓜果实与种子相关性状进行QTL分析,为西瓜果实与种子相关性状主效基因精细定位及克隆奠定理论基础。【方法】以普通栽培西瓜品系(Citrullus lanatus ssp.vulgaris)‘W1-1’和黏籽西瓜品系(Citrullus lanatus ssp.mucosospermus)‘PI186490’为亲本杂交获得F_1代,以‘W1-1’为轮回亲本,构建BC_1P_1群体。采摘成熟果实,对每个西瓜果实中心

【目的】采用2个在根系形态构型和磷效率方面差异显著的大豆品种为亲本材料,以表型性状结合紧密连锁的SSR标记辅助选择,构建了磷高效相关根形态构型近等基因系(NILs),在2种磷水平条件下比较NILs不同株系及受体亲本(BD2,CK)在主要农艺性状方面的差异。【方法】以BC5F3NILs的5个株系和受体亲本(CK)在缺磷红壤上设置不施磷肥(LP)和高磷(施用磷肥160kg/hm~2,HP)试验,分别测定株高、生育期、叶面积、叶柄荚角、产量及其构成因素等关键指标。【结果】在2种磷水平条件下,NILs的5个株系间略有差异,但未达显著水平;NILs在株高、生育期、叶面积、分枝数、百粒重等性状上较受体亲本略有增加,但差异不显著,NILs株系间差异不显著:NILs叶柄夹角较BD2降低17.65%,达显著水平;低磷条件下,NILs群体根冠比显著增加,单株产量平均值为9.35 g,变异系数为8.0%,较BD2增17.76%,单株荚数平均值为39.82个,变异系数为8.72%,较BD2增13.38%,单株粒数平均值为61.84粒,变异系数为10.76%,NILs较BD2增17.88%,均达到显著或极显著水平。【结论】NILs群体在主要农艺性状上基本回归到轮回亲本水平,株系间差异不显著,一致性程度较高,是较理想的近等基因系。研究结果为未来生理生化和基因克隆研究提供材料基础。

[目的]硫元素是维持植物正常生长发育所需要的第四大营养元素。本文旨在探究低硫处理对苗期大豆的影响，筛选耐低硫和低硫敏感的大豆突变体。[方法]以突变体群体为研究材料，在不同的硫水平下连续处理大豆幼苗10 d后测量表型，以10个指标为依据评价大豆突变体对低硫的耐性。[结果]与对照相比，各突变体的根长、鲜重根冠比、干重根冠比在缺硫处理下均极显著增高，叶绿素含量、株高、地上部鲜重和干重、根鲜重在缺硫处理下均降低，而根干重反而略有增加。所有性状均具有较高遗传率，其中以倒2叶（新叶）的叶绿素含量（SPAD_(new)值）的遗传率最高。缺硫改变了部分性状之间的相关性和相关程度。基于倒2叶的叶绿素含量和地上部干重筛选了一批与低硫耐性相关的大豆突变体资源。[结论]低硫影响苗期大豆的生长，倒2叶的叶绿素含量和地上部干重可作为苗期大豆对低硫耐性的评价指标，基于这2个指标筛选出表现稳定的6个耐低硫突变体和4个低硫敏感突变体。本研究为大豆低硫耐性的表型鉴定提供参考，为大豆耐低硫育种和机理研究提供材料。

【目的】对一个新的水稻显性窄叶突变体进行鉴定,为水稻叶片形态建成的分子机理和株型育种研究奠定基础。【方法】甲基磺酸乙酯(EMS)诱变水稻籼型恢复系缙恢10号,获得一个窄叶突变体Dnal1,连续7代种植,表型均稳定遗传。开花期,调查Dnal1和野生型剑叶、倒2叶和倒3叶的叶宽及卷曲度,对剑叶最宽处进行石蜡切片分析;灌浆期,测量剑叶的光合色素含量,并利用Li-6400便携式光合测定仪测量光合速率、气孔导度和蒸腾速率。配制西农1A/Dnal1和Dnal1/中花11杂交组合,利用F1和F2群体进行遗传分析,并利用Dnal1/中花11的F2隐性群体进行基因定位。田间小区种植,设置2个种植密度,株行距分别...