基于SLAF-seq技术的烟草抗CMV主效QTL定位

烟草花叶病（CMV）是烟草主要病害之一,筛选与CMV抗病QTL紧密连锁的分子标记是烟草抗病分子育种的重要部分。本研究以抗病材料台烟8号和感病材料NC82为亲本,获得BC1群体,构建抗、感池。采用BSA和SLAF-seq技术开发CMV抗病相关SNP分子标记,共获得180 370个SLAF标签,经分析后获得6156个多态性SNP标记。利用SNP-index分析方法,发现两个与CMV抗病高度关联的区域。利用这些分子标记成功定位到了两个CMV抗病相关QTL,其中一个QTL定位于Chr01上的55.72~60.44 Mb区间内,区间大小为4.72 Mb;另一个则定位于烟草Chr18上的44.21~48.70 Mb区间内,区间大小为4.49 Mb。在关联到的QTL区间内设计分子标记可以用于烟草抗CMV育种的辅助选择。     

烤烟CMV抗性基因QTL定位

利用SSR 技术,在抗CMV 烟草中发掘与抗病基因紧密连锁的分子标记,目的是为抗病基因的定位克隆以及培育抗病新品种奠定基础。本研究以抗CMV 的烤烟品种台烟8 号、感病品种NC82 为亲本,构建BC₁ 代分离群体,对其进行抗性遗传分析。对分布于烟草24 条连锁群上的2317 个SSR 位点进行了多态性筛选,获得了62 个稳定多态性标记,利用这些标记对288 株BC₁群体分型数据,用WinQTLCart2.5 进行分析,找到一个与抗性相关的QTL,LOD 值为2.6。研究结论表明,台烟8 号对CMV 的抗性由多基因控制,标记53735 与抗性QTL 紧密连锁,遗传距离为0.1 cM,该QTL 位于10 号连锁群,贡献率为13%。     

烤烟生育期相关性状的初步遗传分析

为了初步掌握烤烟生育期相关性状的遗传机理,本研究利用了由开花相对稍早的品种K326和迟花品种兴烟1号杂交所得的F1植株经过组织培养和染色体加倍技术获得的双单倍体（doubled haploid, DH）群体为作图群体,以AFLP和SSR分子标记为主构建了包含23个连锁群、160个标记的烤烟遗传连锁图谱,其中包括23个AFLP标记、1个SRAP标记和136个SSR标记,图谱总长为1814.1 cM。利用复合区间作图法对烟草生育期相关性状开花时间和有效叶数进行了初步的遗传分析,结果表明,共检测到3个主效QTL位点与生育期性状相关,其中2个位点（df1和df2）与开花时间相关,分别位于第1和第11连锁群,表型变异贡献率分别为24.5%和17.3%;第3个位点与有效叶数（npl）相关,分布在第3连锁群上,表型变异贡献率为18.6%,该结果为后续利用高通量分析手段对烟草生育期性状进行精细定位奠定了基础。      

利用BC2群体定位大豆蛋白质含量QTL

进行大豆蛋白质含量相关的QTL定位可为分子标记辅助选择（MAS）育种和基因挖掘提供依据。本研究选用综合性状优良、蛋白质含量高的中黄13作轮回亲本,低蛋白质含量的东山69作供体亲本,构建了BC2F2、BC2F3回交导入系群体,采用SSR分子标记技术,获得含86个SSR标记、覆盖1 400.1cM、由19个连锁群组成的遗传连锁图谱a,利用完备区间作图法（ICIM）,对BC2F2、BC2F3分离群体的蛋白质含量进行QTL分析。结果表明：在BC2F2家系中检测到3个蛋白质含量相关QTL,分布于A1、C1和J连锁群,表型贡献率分别为10.00%、7.07% 和9.23%;在BC2F3家系中检测到4个蛋白含量相关QTL,分布于B1、C1、I和J连锁群,表型贡献率分别为17.57%、3.46%、8.53%和11.80%。标记区间Satt396～Satt180和Sct_001～Satt654在BC2F2、BC2F3家系中被同时检测到,且Sct_001～Satt654内发现的QTL很可能是一个与蛋白质含量相关的新位点。     

大豆对豆卷叶螟抗性的QTL定位

豆卷叶螟是南京地区的主要食叶性害虫。以抗性亲本溧水中子黄豆和感性亲本南农493—1杂交组合正交F2群体为材料，在田间自然虫源条件下F2单株叶片损失率为抗性指标，利用已构建的SSR分子标记图谱和Windows QTL Cartographer V2．5软件包的复合区间作图法和多区间作图法，定位大豆对豆卷叶螟抗性的QTL。结果表明：利用复合区间作图法检测到位于D1b和K连锁群上的2个QTL；利用多区间作图法则检测到位于A2、D1b、K和N连锁群上的4个QTL和6个互作QTL；其中有两个共同的QTL，至少解释表型变异的19．2％。这些结果为抗性性状的遗传剖析和标记辅助育种提供理论依据。     

烟草青枯病抗性的全基因组关联分析

为发掘并定位烟草青枯病抗性遗传位点,利用RAD简化基因组重测序技术（RAD-seq）,以219份遗传多样性较高的国内外烟草品种作为供试自然群体,利用田间病圃鉴定供试材料的青枯病抗性,通过全基因组关联分析（GWAS）,发掘抗病基因组区段,并进行抗病候选基因预测。结果表明,筛选鉴定到8个高抗青枯病的烟草品种,获得了384 904个高质量的SNP位点,对烤烟群体的基因组连锁不平衡衰减（LD）距离进行了估算,平均为256 kb。在烟草基因组内发掘到1个与烟草青枯病抗性变异显著关联的区段,峰值SNP在17号染色体的23 977 382 bp处,p=6.196×10^-7,能解释14.29%的表型变异,在该区段内预测到4个抗病候选基因。本研究为烟草青枯病抗病基因克隆及分子育种提供了较为明确的基因组定位信息。     

烟草株高和叶数性状QTL定位及候选基因预测

为明确烟草株高和叶数性状的遗传规律,发掘控制相关性状的主效位点,以台烟8号（TT8）为母本（P1）,NC82为父本（P2）,配置杂交组合,以TT8为轮回亲本回交,构建了包含200个单株的BC1F1群体。在此基础上,分别在四川、山东两个环境点种植群体材料,获得株高和叶数表型,进而利用高密度遗传图谱对株高和叶数性状进行QTL定位分析。结果表明,在两个环境条件下共定位到4个与株高和叶数相关的主效QTL,每个QTL均可以解释相应性状10%~20%的表型变异。两个环境点定位到2个叶数性状QTL,均位于23号连锁群上,非等位;定位到3个株高性状主效QTL,四川点1个位于23号连锁群上,山东点2个分别位于21号和23号连锁群上,其中山东点23号连锁群上的主效位点与控制叶数的主效QTL遗传位置一致。相关结果为进一步克隆控制株高和叶数性状的主效基因及烟草重要农艺性状分子改良奠定了基础。     

一个与烟草TMV抗性基因N紧密连锁的共显性SSR标记

烟草普通花叶病（Tobacco Mosaic Virus,TMV）是烟叶生产的主要病害,为建立烟草抗TMV分子标记辅助选择体系,本研究以高抗TMV烤烟品种Coker176和易感TMV烤烟品种Y3以及它们的BC1F1群体为试材,采用分离集团分组分析法（Bulked Segregation Analysis,BSA）和简单序列重复（Simple Sequence Repeat,SSR）标记技术,筛选与TMV抗性基因N紧密连锁的共显性SSR标记。通过对18764对SSR引物的分析表明,有396对SSR引物在两亲本间有多态,选出1对SSR引物TM508-007扩增出的标记与TMV抗性的N基因紧密连锁,遗传连锁距离为0.41 cM,证实获得的与TMV抗性基因N紧密连锁的共显性SSR标记稳定可靠,可用于烟草抗TMV分子标记辅助选择。      

烟草细胞质雄性不育系SK01的胞质效应及特异性分子标记

为了鉴定项目组发现的K326雄性不育自然突变株SK01与生产应用的不育胞质sua-CMS的异同,分析其在烟草育种和生产中的应用潜力,本研究以tab1-CMS不育系SK01和其同核异质系K326为母本,分别与4个烤烟品种杂交构建2组F1代杂交种,在两个地点和人工气候室中比较8个F1代以及SK01和K326之间的主要农艺性状和抗病性差异,开展了tab1-CMS特异的DNA标记筛选。结果表明,SK01细胞质增强烟草杂交种F1代对CMV、黑胫病的抗性,对株高、茎围等农艺性状以及PVY、TMV抗性无显著的细胞质效应;叶绿体基因组trnC-trnD基因区间,扩增到可有效区分烟草不育胞质类型的1个588 bp的特异性片段。本研究发现的不育胞质tab1-CMS与生产应用的sua-CMS类型不育系有明显差异,对农艺性状和抗病性无明显的不利影响,是一种有一定应用潜力的不育细胞质新突变类型。     

烟草青枯病抗性与分子标记的关联分析

为了找到与烟草青枯病抗性相关的分子标记、加快抗病品种的选育,以78份烟草种质为自然群体材料,选用20对简单重复序列(Simple Sequence Repeat,SSR)和37对微卫星锚定片段长度多态性(Microsatellite-anchored Fragment Length Polymorphism,MFLP)引物组合对烟草种质材料进行基因分型,并利用等位变异数据进行主成分分析和群体结构分析,同时采用TASSEL3.0软件对烟草青枯病抗性与等位变异进行连锁不平衡关联分析。结果显示:SSR和MFLP标记在78份烟草种质中共检测到252个等位变异,主成分分析和群体结构分析均将烟草种质分为5个组群;关联分析发现6个MFLP标记位点与烟草青枯病抗性显著相关,对青枯病抗性的解释率在8.33%~19.49%之间。这些分子标记可为评价具有青枯病抗性潜力的烟草种质材料提供依据。      

利用高世代回交群体对大豆小粒性状的基因型分析及QTL定位

利用野生型大豆ZYD00006（供体亲本）与主栽品种绥农14（轮回亲本）所构建的高世代回交导入系,经过严格的百粒重筛选鉴定,得到43个百粒重性状明显小于轮回亲本的导入系个体。利用这套选择群体结合随机对照群体和基因型分析,通过基于遗传搭车原理的卡方分析,检测到分布于7个连锁群上的9个与大豆小粒性状相关的QTL位点,对小粒性状表现为正效应,为大豆小粒性状分子辅助育种提供有用的分子标记。     

野生大豆回交导入系蛋白质含量性状的QTL分析

以野生型大豆ZYD00006（供体亲本）与黑龙江省主栽品种绥农14（轮回亲本）所构建的回交导入系（1 204株）为研究材料,利用WinQTL2.5的复合区间作图法（CIM）在9个连锁群定位了16个与蛋白质含量相关的QTL（14个正效应,2个负效应）;导入系群体经过严格的蛋白质含量筛选鉴定,得到10个蛋白质含量性状明显大于轮回亲本的导入系株行。利用这10个高蛋白含量株行（选择群体）结合随机对照群体,通过基于遗传搭车原理的卡方分析,检测到分布于10个连锁群上的17个与大豆蛋白质含量相关的标记位点,对蛋白质含量表现为正效应。两种方法共同检测到7个QTL。这些材料和位点将为高蛋白含量相关基因克隆及分子辅助育种提供重要的材料基础和标记信息。     

大豆定向选择群体耐旱性位点基因型分析及QTL定位

利用Clark导入到红丰11为背景的回交导入系进行萌芽期和苗期的连续性耐早鉴定,经萌芽期鉴定,获得36个耐旱定向选择导入系。对耐旱选择导入系进行全基因组SSR标记扫描,并以随机群体作为对照,计算供体基因型的导入频率,利用卡方测验检测显著偏分离的SSR标记位点,并结合GGT图示基因型软件对各染色体连锁群进行分析。其中在L连锁群的Satt398和Satt156两个位点有显著的供体片段“超导入”现象,供体基因型导入频率为0．9167和0．9583,卡方值高达182和201．5。另外,在F连锁群的Satt423,K连锁群的Satt167以及N连锁群的Sat_084等位点也出现供体导入片段的偏分离现象。同时,对萌芽期耐早鉴定中相对发芽率表现超亲的35个株系采用性状-标记间的单向方差分析（P〈0．01）和QTL定位,共检测到14个控制相对发芽率的QTL,分布在4个连锁群上,其中与卡方测验检测的结果相比较,在Satt156,Satt423,Sattt167等位点具有一致性,说明这些位点是与大豆耐旱性紧密相关的QTL位点。以上结果为进一步开展大豆耐旱性有利基因的精细定位、克隆和分子设计育种奠定了基础。     

烤烟新品种粤烟1号的选育及特征特性

烤烟新品种粤烟1号（HY1）是以优质、适产、耐低温、抗早花为育种目标,采用优质烤烟品种G28为母本,拗尾烟（K326变异系）为父本,经自交、回交,系谱选育而成。该品种遗传性状稳定,生长势强,株型筒型,叶形长椭圆,上部叶开片较好;综合经济性状显著高于K326,略高于云烟87;原烟外观质量与K326相当,感官质量略低于K326;抗逆性强,耐低温、抗早花,中抗黑胫病和根结线虫病,中感青枯病、赤星病和PVY,感TMV和CMV,抗病性略低于K326,适宜在东南烟区种植。