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小麦扬辐麦4号辐射诱变突变体筛选和突变体库构建

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江苏农业科学 2021年第22期49卷 88-94页

作者：刘建凤张容陈士强王建华范德佳何震天江苏里下河地区农业科学研究所江苏扬州225007

人工诱变是选育小麦新品种、创制新种质和挖掘新基因的有力工具之一。以丰产、稳产、广适的小麦品种扬辐麦4号为材料,通过60Co-γ辐射诱变,对获得的2869个M2代穗系进行农艺性状和生物学性状表型筛选,结果获得89个幼苗、叶、茎、穗、生... 详细信息

人工诱变是选育小麦新品种、创制新种质和挖掘新基因的有力工具之一。以丰产、稳产、广适的小麦品种扬辐麦4号为材料,通过60Co-γ辐射诱变,对获得的2869个M2代穗系进行农艺性状和生物学性状表型筛选,结果获得89个幼苗、叶、茎、穗、生育期等生物学和主要农艺性状变异的突变体,突变频率为3.102%。经M3代验证,共发现22个表型稳定的突变体,其中叶部突变体4个、茎部突变体5个、穗部突变体11个、生育期突变体2个。对M2代中茎部突变体和穗部突变体衍生的M3代株系,收获后进行考种,数据分析表明,其中8个突变体在穗长、穗粒数、小穗数、不孕小穗数、硬度、千粒质量、粒长、粒宽等性状上有一个或多个优于对照扬辐麦4号。这些优良突变体可作为新的种质资源为培育小麦新品种提供基础,此外,构建的突变体库将有助于开展小麦功能基因组学的研究。

关键词：小麦辐射诱变 60Co-γ射线突变体

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小麦黄花叶病抗性研究及育种应用进展

核农学报 2024年第5期38卷 861-869页

作者：范德佳王汝琴何震天张容王建华韩燕陈士强江苏里下河地区农业科学研究所江苏扬州225007

小麦黄花叶病是一种全球性的土传病毒病,严重时会导致小麦产量大幅下降。小麦黄花叶病毒(WYMV)是主要的病原体之一,属于马铃薯Y病毒科(Potyviridae)大麦黄花叶病毒属(Bymovirus),以禾谷多黏菌(Polymyxa graminis)为媒介感染小麦。目前... 详细信息

小麦黄花叶病是一种全球性的土传病毒病,严重时会导致小麦产量大幅下降。小麦黄花叶病毒(WYMV)是主要的病原体之一,属于马铃薯Y病毒科(Potyviridae)大麦黄花叶病毒属(Bymovirus),以禾谷多黏菌(Polymyxa graminis)为媒介感染小麦。目前已鉴定出14个抗WYMV的基因位点,图位克隆了1个抗病基因,证实了3个基因具有抗病性调控功能,已育成多个抗病小麦品种(系)。本文从小麦黄花叶病毒的病原体特性、病害分布、小麦抗性遗传和抗病育种等方面,综述了WYMV及小麦抗病性的研究进展,并对WYMV抗性基因挖掘和小麦抗病育种应用进行了展望。

关键词：小麦黄花叶病病毒特性抗病基因抗病育种

长江中下游麦区279个品种(系)小麦黄花叶病抗性研究

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核农学报 2024年第6期38卷 1005-1011页

作者：王汝琴范德佳何震天张容王建华韩燕陈士强江苏里下河地区农业科学研究所江苏扬州225007 扬州大学江苏省粮食作物现代产业技术协同创新中心江苏扬州225009

小麦黄花叶病是影响长江中下游麦区小麦(Triticum aestivum L.)产量的重要病害之一。为了筛选抗小麦黄花叶病种质资源,本研究对近30年来长江中下游麦区选育的279个小麦品种(系)进行田间小麦黄花叶病抗性鉴定,同时利用与抗小麦黄花叶病... 详细信息

小麦黄花叶病是影响长江中下游麦区小麦(Triticum aestivum L.)产量的重要病害之一。为了筛选抗小麦黄花叶病种质资源,本研究对近30年来长江中下游麦区选育的279个小麦品种(系)进行田间小麦黄花叶病抗性鉴定,同时利用与抗小麦黄花叶病主效数量性状基因座(QTL)***-5A.1和***-2D连锁的分子标记检测,以分析抗病QTL在品种(系)中的传递过程。结果显示,抗病材料为174个,占62.4%,其中仅含***-5A.1和***-2D的材料分别为30、98个,两个QTL均含的材料为9个,两个QTL均无的为37个,表明还存在其他抗病基因或QTL;感病材料为105个,占37.6%,其中仅含***-5A.1和***-2D的分别为6、25个,两个QTL均无的为74个。进一步分析小麦品种(系)系谱发现,长江中下游麦区小麦品种(系)的***-5A.1主要来自于西风小麦,通过宁麦9号传递;***-2D主要来自于苏麦6号、扬辐麦9311、郑麦9023,其中苏麦6号中的抗性QTL主要通过镇麦9号传递。本研究结果为长江中下游麦区小麦黄花叶病抗性分子育种及新抗病基因挖掘与利用提供了理论支撑。

关键词：小麦小麦黄花叶病抗性鉴定分子标记

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小麦穗型突变体表型及其转录组分析

核农学报 2023年第3期37卷 433-441页

作者：张容陈士强刘建凤王建华范德佳韩燕何震天江苏里下河地区农业科学研究所江苏扬州225007

为了明确突变体小麦穗型变化的分子机制,对源自扬辐麦4号的穗型突变体sui1进行表型分析,并在不同的穗生长阶段(孕穗期T1、灌浆期T2),对突变体sui1与野生型的穗轴节和穗下节进行转录组分析。结果发现,相较于野生型,突变体的穗轴节、穗下... 详细信息

为了明确突变体小麦穗型变化的分子机制,对源自扬辐麦4号的穗型突变体sui1进行表型分析,并在不同的穗生长阶段(孕穗期T1、灌浆期T2),对突变体sui1与野生型的穗轴节和穗下节进行转录组分析。结果发现,相较于野生型,突变体的穗轴节、穗下节长度变短,株高降低,赤霉病发病程度加重。转录组分析结果表明,相同时期穗下节差异表达基因多于穗轴节,相同组织孕穗期差异表达基因多于灌浆期,筛选出差异表达基因2526个,其中上调基因890个,下调基因1636个;对差异表达基因进行基因本体论(GO)分类发现,不同组织的分子功能注释基因在两个时期富集相同,大部分集中在三磷酸腺苷(ATP)结合上;差异表达基因京都基因与基因组百科全书(KEGG)富集分析结果发现,植物-病原体互作通路富集基因最多,不同时期生物中的碳固定通路富集因子最高,不同组织光合作用-天线蛋白通路富集因子最高;对差异表达基因进行植物-病原体互作通路基因筛选,筛选出相关基因160个,其中防御反应基因63个(39%),蛋白激酶活性基因21个(13%),二磷酸腺苷(ADP)结合基因18个(11%),推测这些基因可能对小麦突变体sui1穗轴节及穗型性状变化具有重要作用。本研究结果为今后探究小麦穗型变异的分子机制和基因调控网络提供了数据支持,也为小麦产量、抗病育种提供了重要信息。

关键词：小麦穗型突变体转录组

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扬辐麦系列新品系赤霉病抗性鉴定与评价

江苏农业科学 2022年第18期50卷 164-168页

作者：刘建凤何震天张容王建华韩燕范德佳王汝琴陈士强江苏里下河地区农业科学研究所江苏扬州225007

为明确新选育的扬辐麦系列新品系对赤霉病的抗性,以苏麦3号、扬麦158、扬麦15、安农8455分别作为抗、中抗、中感、感赤霉病对照品种,采用土表接种及单花滴注接种对341个扬辐麦系列新品系进行赤霉病抗性鉴定。结果表明,所有品系均未达到... 详细信息

为明确新选育的扬辐麦系列新品系对赤霉病的抗性,以苏麦3号、扬麦158、扬麦15、安农8455分别作为抗、中抗、中感、感赤霉病对照品种,采用土表接种及单花滴注接种对341个扬辐麦系列新品系进行赤霉病抗性鉴定。结果表明,所有品系均未达到抗赤霉病水平,其中,经土表接种鉴定发现,69个新品系中抗赤霉病,248个新品系中感赤霉病,24个新品系感赤霉病;经单花滴注接种鉴定发现,49个新品系中抗赤霉病,241个新品系中感赤霉病,51个新品系感赤霉病;利用抗赤霉病主效基因Fhb1紧密连锁分子标记对单花滴注接种鉴定的49个中抗赤霉病新品系进行检测,发现7个新品系携有Fhb1基因,其赤霉病抗性水平明显高于中抗对照扬麦158。由此可见,扬辐麦系列新品系中对赤霉病的抗性达中抗以上的品系占比为14.4%~20.2%,中感以上的品系占比为85.0%~92.9%,是选育扬辐麦新品种的基础材料。该研究为选育抗赤霉病的小麦新品种提供了理论依据。

关键词：小麦扬辐麦新品系赤霉病土表接种单花滴注接抗性鉴定

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广西野生稻Y11抗白背飞虱QTL定位

作物学报 2022年第11期48卷 2715-2723页

作者：杨明李丹婷范德佳谭嵩娟程遐年刘裕强万建民南京农业大学作物遗传与种质创新国家重点实验室江苏南京210095 广西壮族自治区农业科学院水稻研究所广西南宁530007 中国农业科学院作物科学研究所北京100081

白背飞虱是危害水稻生产最严重的害虫之一。培育抗性品种是防治白背飞虱最经济有效的措施。本研究发现广西野生稻‘Y11’高抗白背飞虱,‘Y11’植株上白背飞虱的数量及存活率均显著低于感虫品种‘广恢998’,表现出较强的排趋性和抗生性... 详细信息

白背飞虱是危害水稻生产最严重的害虫之一。培育抗性品种是防治白背飞虱最经济有效的措施。本研究发现广西野生稻‘Y11’高抗白背飞虱,‘Y11’植株上白背飞虱的数量及存活率均显著低于感虫品种‘广恢998’,表现出较强的排趋性和抗生性。为解析‘Y11’抗白背飞虱的遗传基础,以‘Y11’为供体亲本,籼稻品种‘广恢998’为轮回亲本,构建了BC_(3)F_(9)回交重组自交系群体,并完成了该群体白背飞虱苗期抗性鉴定及全基因组连锁图谱的构建,进行了抗白背飞虱QTL (quantitative trait locus)检测。结果发现,在水稻2号、6号和11号染色体上检测到3个抗性位点,分别命名为qWBPH2^(Y11), qWBPH6^(Y11)和qWBPH1^(Y11),其LOD值分别为4.8、2.5和3.7,分别解释表型变异的9.3%、2.3%和5.6%,且3个QTL的抗性等位基因均来自于广西野生稻‘Y11’。进一步从BC_(3)F_(9)回交群体中挑选携带qWBPH2位点的家系继续与‘广恢998’回交2次,经标记辅助选择,获得了qWBPH2的近等基因系,近等基因系的白背飞虱抗性显著高于背景亲本‘广恢998’。上述抗白背飞虱QTL的定位及近等基因系的构建,为抗性基因克隆及通过分子标记辅助选择培育抗性品种奠定了基础。

关键词：水稻白背飞虱数量性状基因座基因定位

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籼稻品种‘IR13427-45-2-1-2-2-2’抗白背飞虱QTL定位

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南京农业大学学报 2017年第6期40卷 957-962页

作者：沈子杰范德佳何俊黄捷江玲程遐年刘裕强万建民南京农业大学作物遗传与种质创新国家重点实验室江苏南京210095 中国农业科学院作物科学研究所北京100081

[目的]白背飞虱及其传播的南方黑条矮缩病危害日益加剧,严重危及水稻生产。本研究旨在发掘水稻抗白背飞虱基因,为抗白背飞虱品种培育提供有用的基因资源。[方法]利用高抗白背飞虱水稻品种‘IR13427-45-2-1-2-2-2’(简称‘IR13427’)与... 详细信息

[目的]白背飞虱及其传播的南方黑条矮缩病危害日益加剧,严重危及水稻生产。本研究旨在发掘水稻抗白背飞虱基因,为抗白背飞虱品种培育提供有用的基因资源。[方法]利用高抗白背飞虱水稻品种‘IR13427-45-2-1-2-2-2’(简称‘IR13427’)与感虫品种‘宁粳3号’构建1个包含92个家系的F2:3群体,进行白背飞虱抗性鉴定,选取极端个体进行连锁分析,构建有连锁迹象的染色体连锁图谱,运用MAPMAKER/EXP Version 3.0软件进行QTL(quantitative trait locus)检测。[结果]利用10个极感和12个极抗个体,在第5、6和9染色体上发现连锁迹象,构建了这3条染色体的连锁图谱,进行QTL检测,结果在第5和第6染色体检测到2个QTL,分别命名为q WBPH5和q WBPH6,贡献率分别为11.90%和18.30%,LOD值为2.42和3.28。[结论]籼稻品种‘IR13427’对白背飞虱的抗性由数量性状位点控制,本研究检测到2个抗白背飞虱QTL,为水稻抗白背飞虱基因的克隆及品种培育奠定基础。

关键词：水稻白背飞虱抗虫基因定位

利用CRISPR/Cas技术改良作物抗病性的研究进展

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江苏农业学报 2020年第5期36卷 1312-1321页

作者：范德佳陈士强王建华张容刘建凤陈秀兰何震天江苏里下河地区农业科学研究所江苏扬州225007

病原体引起的作物病害日益增多,严重威胁世界粮食安全。CRISPR/Cas等基因组编辑技术能够实现基因组DNA片段插入或缺失、碱基编辑以及基因表达调控,已成为作物抗病育种的重要方法。植物具有模式触发免疫反应(PTI)和效应子触发免疫反应(E... 详细信息

病原体引起的作物病害日益增多,严重威胁世界粮食安全。CRISPR/Cas等基因组编辑技术能够实现基因组DNA片段插入或缺失、碱基编辑以及基因表达调控,已成为作物抗病育种的重要方法。植物具有模式触发免疫反应(PTI)和效应子触发免疫反应(ETI)两层免疫机制,相关基因可分为抗性基因(R)和感病基因(S)。通过基因组编辑技术改造R基因或S基因,能够改良作物对病原体的抗性,以及定向降解病毒基因组可增强作物对病毒的抗性。水稻、小麦、番茄等作物已成功运用基因组编辑技术改良抗病性。基因组编辑技术发展迅速,效率不断提高,但仍应在相关法规的监管下依法进行研究。本文介绍了作物的抗病免疫机制和CRISPR/Cas技术在基因组编辑中的应用,总结了改良作物抗病性的基因组编辑策略以及利用CRISPR/Cas技术提高作物抗病性的研究现状,并展望了CRISPR/Cas技术在改良作物抗病性中的发展前景。

关键词：基因组编辑技术 CRISPR/Cas 作物抗病性

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超高产小麦扬辐麦4号的抗倒特性研究

扬州大学学报（农业与生命科学版） 2022年第6期43卷 21-28页

作者：陈士强张容王建华刘建凤范德佳韩燕王汝琴何震天江苏里下河地区农业科学研究所江苏扬州225007 扬州大学江苏省粮食作物现代产业技术协同创新中心江苏扬州225009

扬辐麦4号是江苏里下河地区农业科学研究所于2008年育成的超高产、抗倒、广适性小麦品种,为江苏淮南麦区主推小麦品种之一。为充分解析扬辐麦4号抗倒特性,比较扬辐麦4号、其亲本宁麦8号和宁麦9号、同源品种宁麦16以及大面积栽培品种宁... 详细信息

扬辐麦4号是江苏里下河地区农业科学研究所于2008年育成的超高产、抗倒、广适性小麦品种,为江苏淮南麦区主推小麦品种之一。为充分解析扬辐麦4号抗倒特性,比较扬辐麦4号、其亲本宁麦8号和宁麦9号、同源品种宁麦16以及大面积栽培品种宁麦13、扬麦20的农艺性状、茎秆机械组织、抗倒力及秸秆中矿质元素含量,对抗倒连锁分子标记及抗倒位点进行初步探讨。结果表明:扬辐麦4号株高85.72 cm,株高适宜,秸秆基部节粗壮且偏短、穗下节间占比高、机械组织发达、硅和钾总含量高,抽穗后3、5、7周茎秆平均抗倒力达0.077 kg,显著高于其他品种,抗倒能力强,抗倒相关位点可能位于其与易倒伏品种宁麦16差异较大的13个SNPs及93个Indels位点中。

关键词：小麦扬辐麦4号超高产抗倒特性相关性