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谷子中矮秆资源创制、遗传解析和育种利用 被引量：8
1
作者 刁现民 王立伟 +3 位作者 智慧 张俊 李顺国 程汝宏 《作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期265-279,共15页
谷子是旱作生态农业的主栽作物和应对气候变化的战略储备作物,也是新时期功能基因研究的模式作物。谷子品种的中矮秆化是产业发展的必然趋势。国内外目前已报道的谷子矮秆材料达70多个,从形态上谷子矮秆种质可以分为叶穗直立的紧凑型和... 谷子是旱作生态农业的主栽作物和应对气候变化的战略储备作物,也是新时期功能基因研究的模式作物。谷子品种的中矮秆化是产业发展的必然趋势。国内外目前已报道的谷子矮秆材料达70多个,从形态上谷子矮秆种质可以分为叶穗直立的紧凑型和叶穗下披的常规型2类;赤霉素(GA)敏感性测定发现4个材料对GA不敏感,其他均是GA敏感型;显隐性分析表明,多数矮秆材料为隐性单基因控制,但矮88株高为多基因控制。利用自然群体关联分析和双亲杂交分离群体合计发掘了109个控制株高的QTL,精细定位了7个矮秆基因,半显性矮秆材料84133的矮化基因SiDW1是唯一克隆并进行功能分析的矮化基因。对谷子中矮秆品种选育的梳理表明,利用矮88和其衍生系为亲本已培育出139个中矮品种(系),实现了谷子株高的显著矮化,满足了机械化收获对抗倒伏降株高的要求。本文综述了国内外谷子株高矮化基因的研究进展,梳理了已经定位和克隆的谷子矮秆基因,讨论了谷子矮秆遗传和育种研究中的问题,展望了未来发展方向。 展开更多
关键词 谷子 株高 矮秆 GA敏感性 矮88
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小麦幼苗根系性状全基因组关联分析及TaSRL-3B优异等位基因发掘
2
作者 蔡金珊 李超男 +5 位作者 王景一 李宁 柳玉平 景蕊莲 李龙 孙黛珍 《作物学报》 北大核心 2025年第8期2020-2032,共13页
根系是小麦吸收土壤水分和养分的器官,其形态特征与产量及耐逆性密切相关。因此,发掘根系形态相关遗传位点及优异等位基因对于小麦改良具有重要意义。本项目以277份小麦种质为材料,采用凝胶根室法鉴定总根长、根表面积及根角度等8种幼... 根系是小麦吸收土壤水分和养分的器官,其形态特征与产量及耐逆性密切相关。因此,发掘根系形态相关遗传位点及优异等位基因对于小麦改良具有重要意义。本项目以277份小麦种质为材料,采用凝胶根室法鉴定总根长、根表面积及根角度等8种幼苗根系性状,结合小麦660K SNP芯片的分型结果开展3种模型(GLM、MLM和FarmCPU)全基因组关联分析(GWAS)。共检测到52个关联位点,其中包括6个与多个根系性状相关的一因多效性遗传位点(Loci17、Loci20、Loci22、Loci38、Loci46、Loci47),分别位于染色体3A、3B、3D、5A、6A和6B上。在位点Loci20中克隆到调控根系性状候选基因TaSRL-3B,其序列全长1089 bp,无内含子,第78~235位氨基酸处有1个保守的NAC结构域。在该基因编码区检测到1个20 bp的插入/缺失变异(InDel^(717)),该变异导致移码突变且与Loci20位点的候选SNP(cSNP,AX-108758584)紧密连锁(R^(2)=0.84)。277份供试小麦材料中携带等位基因TaSRL-3B^(In)的种质平均最大根长、总根长及根表面积均显著大于携带等位基因TaSRL-3B^(Del)的种质。以携带TaSRL-3B^(Del)的鲁麦14(LM14)为受体亲本、携带TaSRL-3B^(In)的陕合6号(SH6)为供体亲本,创制回交导入系群体(BC_(3)F_(5))。利用基于InDel^(717)开发的分子标记从中鉴定出5个携带TaSRL-3B^(In)的鲁麦14近等基因系。与鲁麦14相比,其近等基因系的最大根长、总根长、根表面积及根体积均显著增加,进一步表明TaSRL-3B参与调控小麦幼苗根系形态。与小麦地方品种相比,我国现代育成品种中长根型等位基因TaSRL-3B^(In)频率减少。本研究为加快小麦根系遗传调控网络构建和功能解析提供了重要信息,有助于小麦根系的遗传改良。 展开更多
关键词 小麦 幼苗 根系形态 全基因组关联分析 候选基因
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北方早粳南引早稻种植的适应性分析及育种启示
3
作者 蒋宁飞 郑天清 +5 位作者 程楚 郎学渊 乐君姬 赵秀琴 徐建龙 邵美红 《核农学报》 北大核心 2025年第7期1522-1531,共10页
为研究北方早粳南引浙江省建德市作早稻种植的适宜性,以北方3个不同熟期的早粳品种(系)为材料,比较其在南方和北方适宜区域种植条件下的产量、品质及相关性状变化,探讨北方早粳南引作早稻种植的可行性。结果表明,与北方适宜区域相比,南... 为研究北方早粳南引浙江省建德市作早稻种植的适宜性,以北方3个不同熟期的早粳品种(系)为材料,比较其在南方和北方适宜区域种植条件下的产量、品质及相关性状变化,探讨北方早粳南引作早稻种植的可行性。结果表明,与北方适宜区域相比,南引早稻种植的中农早粳1号(14叶)、中科发5号(14叶)和中农粳18软(11叶)在产量等10个性状上均表现为显著降低,且以有效穗数、每穗实粒数和千粒重降低更为显著,导致小区产量极显著下降26.9%36.6%;品质相关的14个性状呈现整体劣化趋势,尽管粒型、糙米率、精米率和碱消值变化不显著,但整精米率、垩白粒率、垩白度和透明度均呈现显著劣化趋势,最终导致稻米食味值显著降低8~10分。相比当地主栽对照品种中组53,3个北方早粳在全生育期相仿的条件下,其产量和品质表现出明显优势。其中,中农早粳1号显著增产8.9%;中科发5号平产,其垩白粒率、垩白度、直链淀粉及蛋白质含量均极显著低于对照,碱消值、胶稠度和食味值则显著高于对照。综上所述,中农早粳1号兼具一定的产量和品质优势,中科发5号产量略低但品质优,二者均适宜在建德作早稻种植。研究结果明确了适宜浙西早稻种植的北方早粳品种改良的主要目标性状及引种选育策略。 展开更多
关键词 水稻 双季早粳稻 适应性 引种选育 生物育种
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全基因组关联分析结合单倍型分析挖掘水稻耐低氮候选基因
4
作者 邵美红 赵玲玲 +5 位作者 程楚 程思明 朱双兵 翟来圆 陈凯 徐建龙 《核农学报》 北大核心 2025年第10期2083-2095,共13页
土壤氮素不足是中低产田水稻高产的重要限制因素之一,挖掘水稻耐低氮基因和培育耐低氮品种是解决这一问题的有效途径。为定位水稻耐低氮数量性状基因座(QTL)和挖掘耐低氮候选基因,本研究利用水稻种质资源导入黄华占背景培育的409份目标... 土壤氮素不足是中低产田水稻高产的重要限制因素之一,挖掘水稻耐低氮基因和培育耐低氮品种是解决这一问题的有效途径。为定位水稻耐低氮数量性状基因座(QTL)和挖掘耐低氮候选基因,本研究利用水稻种质资源导入黄华占背景培育的409份目标性状选择导入系群体,连续两年在正常施氮和低氮条件下评价导入系的耐低氮相关性状,发现单株产量和单株有效穗数对低氮胁迫比较敏感,而千粒重和每穗粒数受低氮胁迫影响相对较小。关联分析定位到影响单株产量、单株有效穗数、每穗实粒数和千粒重在不同施氮条件下的主效QTL 55个,包括正常施氮条件下的14个,低氮条件下的16个、低氮与正常比值(即耐低氮指数)的25个。对新检测到的4个重要耐低氮QTL进行候选基因和单倍型分析,LOC_Os01g09240被鉴定为第1染色体4.51~4.71 Mb区间qGYP1/qEPN1.1的一个最可能的候选基因,LOC_Os06g13200是第6染色体的7.23~7.30 Mb区间qFGN6.2/qGYP6.2的一个最可能的候选基因,LOC_Os10g31220、LOC_Os10g31320和LOC_Os10g31420则被推断为第10染色体上16.31~16.51 Mb区间qTGW10的可能候选基因。对重要耐低氮株系在氮素含量低的山改田进行耐低氮评价,筛选出H82和H414两份株系,在正常条件或低氮条件下均有较高的产量水平,耐低氮能力较强、综合性状较好,可作为水稻耐低氮育种的亲本利用。本研究还针对中低产田的耐低氮及抗非生物逆境育种进行了深入探讨,提出了标记辅助耐低氮基因和其他抗逆基因的聚合育种策略。 展开更多
关键词 耐低氮 全基因组关联分析 单倍型分析 候选基因
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大豆萌发期耐盐性鉴定方法建立及耐盐大豆资源筛选 被引量：13
5
作者 刘欣玥 郭潇阳 +3 位作者 王欣茹 辛大伟 关荣霞 邱丽娟 《作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期2122-2130,共9页
土壤盐渍化会影响大豆萌发和生长,筛选萌发期耐盐大豆种质对于耐盐大豆品种选育及盐渍土利用意义重大。本研究以8份代表性大豆种质为材料,蛭石为培养基质,用150 mmol L^(-1)NaCl进行盐胁迫处理,以水处理作为对照,测量2 d和3 d的大豆发... 土壤盐渍化会影响大豆萌发和生长,筛选萌发期耐盐大豆种质对于耐盐大豆品种选育及盐渍土利用意义重大。本研究以8份代表性大豆种质为材料,蛭石为培养基质,用150 mmol L^(-1)NaCl进行盐胁迫处理,以水处理作为对照,测量2 d和3 d的大豆发芽率和芽长,旨在建立大豆萌发期耐盐性鉴定指标和评价方法。与对照相比,盐胁迫下大豆发芽率和芽长均下降。盐处理2 d不同种质间相对发芽率、相对芽长无显著差异,盐处理3 d相对芽长差异显著,可用以进行不同大豆萌发期耐盐性评价。以150 mmol L^(-1)NaCl对48份大豆种质进行盐处理,3 d相对芽长作为评价指标,将萌发期耐盐性划分为5级,1级为高度耐盐型,2级为耐盐型,3级为中度盐敏感型,4级为盐敏感型,5级为高度盐敏感型。鉴定出萌发期高度耐盐种质5份,耐盐种质12份。同时对48份种质进行出苗期和苗期耐盐性鉴定,鉴定出3份从萌发期到苗期均耐盐的种质,分别为中黄685、黑农94和东生104。本研究建立了一套室内大豆萌发期耐盐性鉴定方法,为耐盐种质鉴定利用奠定了基础。 展开更多
关键词 大豆 种质资源 萌发期 耐盐性鉴定
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基于大刍草渗入系的玉米抗旱优异等位基因挖掘 被引量：1
6
作者 刘爽 李珅 +8 位作者 王东梅 沙小茜 何冠华 张登峰 李永祥 刘旭洋 王天宇 黎裕 李春辉 《作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1896-1906,共11页
干旱是影响玉米生产的主要非生物胁迫之一。为了挖掘玉米优异抗旱基因,本研究基于墨西哥大刍草和玉米自交系PH4CV构建的BC2F6群体,通过苗期抗旱性初步鉴定,筛选出抗旱性强的渗入系TP180。干旱胁迫后发现渗入系TP180较轮回亲本PH4CV萎蔫... 干旱是影响玉米生产的主要非生物胁迫之一。为了挖掘玉米优异抗旱基因,本研究基于墨西哥大刍草和玉米自交系PH4CV构建的BC2F6群体,通过苗期抗旱性初步鉴定,筛选出抗旱性强的渗入系TP180。干旱胁迫后发现渗入系TP180较轮回亲本PH4CV萎蔫程度更小,并且复水后存活率显著高于PH4CV。全基因组基因型鉴定发现,渗入系TP180含有0.6%的墨西哥大刍草导入。通过开展TP180和PH4CV不同水分条件下的转录组测序,在渗入系TP180和PH4CV之间共鉴定了2307个差异表达基因,不同胁迫重叠差异表达基因共122个,这些基因涉及生长素途径,茉莉酸途径等,包含多个转录因子。整合差异表达基因和含大刍草导入区段分析,鉴定出2个抗旱候选基因Zm00001d033050和Zm00001d002025,并进一步开展了RT-PCR分析。本研究为挖掘大刍草中抗旱基因资源提供了重要材料和信息基础。 展开更多
关键词 玉米 大刍草 渗入系 抗旱 转录组分析
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小麦E3泛素连接酶基因TaSINA-3A与多种环境下的株高和千粒重相关 被引量：1
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作者 赵阳 李龙 +3 位作者 杨进文 景蕊莲 孙黛珍 王景一 《作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期2654-2664,共11页
E3泛素连接酶SINA(seven in absentia)家族参与植物的生长发育、免疫共生并响应逆境胁迫。本研究克隆了位于小麦染色体3A上的TaSINA-3A基因,其基因组序列长度为3897 bp,其中启动子区为2001 bp,基因序列为1896 bp,编码244个氨基酸,在50~9... E3泛素连接酶SINA(seven in absentia)家族参与植物的生长发育、免疫共生并响应逆境胁迫。本研究克隆了位于小麦染色体3A上的TaSINA-3A基因,其基因组序列长度为3897 bp,其中启动子区为2001 bp,基因序列为1896 bp,编码244个氨基酸,在50~91位氨基酸处有一个RING(really interesting new gene)保守结构域。RT-qPCR结果显示,TaSINA-3A基因在小麦的各个发育阶段的不同组织中均有表达。序列多态性分析表明,在TaSINA-3A的启动子区存在33个SNP(single nucleotide polymorphism)位点,编码区有4个SNP位点。基于启动子区的变异位点SNP-159、SNP-418和SNP-1286开发分子标记,扫描小麦自然群体,并与表型性状进行关联分析。结果表明,标记CAPS-159与多种环境下的株高和倒二节长显著相关,SNP-159-C是倒二节较短的矮秆等位变异,标记dCAPS-418分别与多种环境下的穗长和千粒重显著关联,SNP-418-A是长穗、高千粒重的优异等位变异;TaSINA-3A负调控穗和籽粒的发育,TaSINA-3A的表达可能受到MYC转录因子的抑制;在我国小麦育种进程中SNP-418-A受到正向选择,在育成品种中的频率逐步增加,但尚未充分利用。研究结果为深入探讨小麦株高、倒二节长及产量的形成机制提供参考,并为培育高产稳产广适新品种提供了基因资源。 展开更多
关键词 分子标记 株高 穗长 千粒重 关联分析
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谷子微核心种质的构建 被引量：1
8
作者 梁红凯 赵苏蒙 +4 位作者 陆琼 周鹏 智慧 刁现民 贺强 《作物学报》 北大核心 2025年第6期1435-1444,I0001-I0004,共14页
种质资源是作物遗传研究、种质创新和新品种培育的重要基础。然而,随着种质资源数量的快速增长,如何高效研究和利用这些遗传资源成为亟待解决的重要问题。本研究基于全球范围的967份谷子种质资源的基因组数据,通过遗传多样性、遗传距离... 种质资源是作物遗传研究、种质创新和新品种培育的重要基础。然而,随着种质资源数量的快速增长,如何高效研究和利用这些遗传资源成为亟待解决的重要问题。本研究基于全球范围的967份谷子种质资源的基因组数据,通过遗传多样性、遗传距离、地理分布等信息,构建出一个具有代表性的200份谷子微核心种质资源群体。该微核心种质保留了原始种质的遗传多样性和群体结构的代表性,同时具有广泛的地理分布和丰富的表型变异。本研究进一步通过全基因组关联分析鉴定出10个与农艺性状关联的QTL,包括调控谷子叶枕颜色的PPLS1基因和与抽穗期相关的Ghd7.1基因,表明该微核心种质具有高的实用性。研究结果为谷子种质资源的高效利用提供了重要的材料基础。 展开更多
关键词 谷子 种质资源 微核心种质 全基因组关联分析 PPLS1 Ghd7.1
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