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利用染色体片段代换系定位水稻叶片形态性状QTL

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作物学报 2017年第11期43卷 1650-1657页

作者：周勇陶亚军姚锐李畅谭文琛裔传灯龚志云梁国华扬州大学农学院/植物功能基因组学教育部重点实验室/江苏省粮食作物现代产业技术协同创新中心江苏扬州225009

水稻叶片形态是理想株型的重要组成部分,控制叶片形态基因的挖掘对于塑造水稻理想株型,实现水稻超高产目标具有重要意义。本研究利用广陆矮4号为受体亲本,日本晴为供体亲本构建的一套染色体片段代换系,对水稻上三叶(倒一叶、倒二叶和倒... 详细信息

水稻叶片形态是理想株型的重要组成部分,控制叶片形态基因的挖掘对于塑造水稻理想株型,实现水稻超高产目标具有重要意义。本研究利用广陆矮4号为受体亲本,日本晴为供体亲本构建的一套染色体片段代换系,对水稻上三叶(倒一叶、倒二叶和倒三叶)形态性状与单株籽粒产量进行了相关性分析,并开展了相关QTL定位。结果表明,除剑叶宽外,水稻上三叶的叶长、叶宽都与单株产量呈极显著正相关。同时,通过单因素方差分析和Dunnett’s多重比较,在两年间重复检测到20个控制叶形的QTL,其中叶长QTL 13个(8个表现正向效应,5个表现负向效应);叶宽QTL 7个(4个表现正向效应,3个表现负向效应)。这些QTL的鉴定为水稻叶形性状的分子改良提供了重要遗传信息。

关键词：水稻叶片形态染色体片段代换系 QTL

江苏近30年审定粳稻品种间的遗传多样性分析

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扬州大学学报（农业与生命科学版） 2024年第3期45卷 1-16页

作者：沈雨晴张晨雨纪萌萌陈玘杨华宋锦花冯嘉欣朱虹张亿吕甜冯志明胡珂鸣陈宗祥左示敏扬州大学农学院/江苏省作物基因组学和分子育种重点实验室/生物育种钟山实验室/植物功能基因组学教育部重点实验室江苏扬州225009 江苏省种子管理站南京210014 扬州大学江苏省粮食作物现代产业技术协同创新中心/江苏省作物遗传生理重点实验室江苏扬州225009

采用79个SSR标记[包含《水稻真实性SSR鉴定标准》(GB/T 39917-2021)中推荐的48个标记]对江苏1989-2021年间审定和推广的230份粳稻品种进行遗传多样性分析。结果表明:79个SSR标记在供试材料中共扩增出599条多态性片段,单个标记平均检测出... 详细信息

采用79个SSR标记[包含《水稻真实性SSR鉴定标准》(GB/T 39917-2021)中推荐的48个标记]对江苏1989-2021年间审定和推广的230份粳稻品种进行遗传多样性分析。结果表明:79个SSR标记在供试材料中共扩增出599条多态性片段,单个标记平均检测出8个多态性位点(变幅为3~19个), 38个SSR标记在供试品种群体中具有较高多态性信息含量(PIC),平均为0.55 (变幅为0.009~0.813)。供试品种间的遗传相似系数均值为0.605 (变幅为0.330~0.971),显示江苏粳稻品种间的亲缘关系总体较近。对品种标记基因型数据进行聚类分析,供试粳稻品种被分为10个类群,其中第10类群品种数占比80.9%,绝大多数是最近5年育成的,说明江苏当前推广的粳稻品种间遗传多样性更低。中熟中粳品种间的遗传多样性总体上高于迟熟中粳、早熟晚粳和中熟晚粳这3种生态型,中熟晚粳品种与其他3种生态型品种间的遗传相似性最低。品种间遗传相似性随时间的推进呈现明显递增趋势,近5年育成的多数品种间的遗传相似性显著高于之前育成品种,且与10年前品种在遗传组成上已发生明显变化。就不同育成单位而言,嘉兴市农业科学研究院、太湖地区农业科学研究所、连云港市农业科学院、江苏徐淮地区淮阴农业科学研究所及江苏省农业科学院宿迁农科所育成的品种之间以及与其他9个主要单位育成的品种之间存在较大的遗传差异。这一研究为江苏粳稻育种中亲本的选择及遗传多样性丰富的粳稻新品种选育提供理论参考。

关键词：水稻江苏粳稻 SSR标记遗传多样性生态类型

小麦地方品种黄方柱中赤霉病主效抗性位点Fhb1的精细定位

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麦类作物学报 2015年第12期35卷 1639-1645页

作者：董晶晶钱丹李磊李长成顾世梁李韬扬州大学江苏省作物遗传生理国家重点实验室培育点/粮食作物现代产业技术协同创新中心教育部植物功能基因组学重点实验室江苏扬州225009

位于小麦3BS染色体上的赤霉病抗性主效基因Fhb1的效应较大而且比较稳定,是培育抗赤霉病品种最常用和最可靠的位点。我国小麦地方品种黄方柱(HFZ)高抗赤霉病且在3BS染色体上携带Fhb1基因。本研究对HFZ/Wheaton重组自交系(RIL)群体的Fhb1... 详细信息

位于小麦3BS染色体上的赤霉病抗性主效基因Fhb1的效应较大而且比较稳定,是培育抗赤霉病品种最常用和最可靠的位点。我国小麦地方品种黄方柱(HFZ)高抗赤霉病且在3BS染色体上携带Fhb1基因。本研究对HFZ/Wheaton重组自交系(RIL)群体的Fhb1位点进行分子标记检测,筛选到两个杂合子株系,并对这两个杂合子株系连续自交3代,衍生出2个次级分离群体(L30和L112),将这两个次级分离群体在扬州大学农学院试验田种植,并在扬花期进行单花滴注接种鉴定赤霉病,调查这两个群体中各株系的病小穗数、病小穗率、病粒数和病粒率。结果表明,L30和L112两个群体的病小穗数和病小穗率均显著正相关,病粒数和病粒率均显著正相关。同时依据小麦3B染色体参考序列开发了7个新的多态性标记,分别是X1550、X2214、X2300、X2357、X2455、X2460和X2467。用这些多态性分子标记进行基因型检测,在目标位点发现5个交换株系,根据基因型和病小穗率,进一步将Fhb1定位在分子标记X2214与X2357之间,在ctg0954b上这两个分子标记之间的物理距离约为143kb,NCBI预测该区间有3个候选基因,但是FGENESH在相同区段预测了29个基因,说明目标区段所具有的基因数目很可能多于3个,但少于29个。

关键词：小麦次级群体赤霉病 Fhb1 精细定位

敲除DTH8和Ghd2基因缩短优良食味粳稻品种南粳46抽穗期

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中国水稻科学 2024年

作者：陈伟叶元妹赵剑华冯志明陈宗祥胡珂鸣左示敏植物功能基因组学教育部重点实验室/江苏省作物基因组学和分子育种重点实验室/扬州大学农学院江苏瑞华农业科技有限公司

【目的】抽穗期是决定水稻品种种植区域和生态适应性的关键农艺性状。本研究通过对优良食味中熟晚粳品种南粳46（简称NJ46）的抽穗期基因进行编辑，以缩短NJ46的生育期，扩大其种植区域。【方法】利用CRISPR/Cas9技术，以DTH8和Ghd2为... 详细信息

【目的】抽穗期是决定水稻品种种植区域和生态适应性的关键农艺性状。本研究通过对优良食味中熟晚粳品种南粳46（简称NJ46）的抽穗期基因进行编辑，以缩短NJ46的生育期，扩大其种植区域。【方法】利用CRISPR/Cas9技术，以DTH8和Ghd2为靶基因，构建pCAMBIA1305-Actin:Cas9-sgRNADTH8与pCAMBIA1305-Actin:Cas9-sgRNAGhd2编辑载体，用农杆菌介导的植物转化方法转化NJ46，筛选不含外源成分的纯合编辑系，并考查其抽穗期、农艺性状及品质相关性状。【结果】对DTH8的编辑获得了3个比NJ46抽穗期提早22-36天的无外源成分纯合突变系（NJ46-dth8-1～-3），对Ghd2的编辑获得了3个比NJ46抽穗期提早14-15天的无外源成分纯合突变系（NJ46-ghd2-1～-3）。分别在苏中和苏北不同区域测定了各基因纯合突变系的抽穗期、主要农艺性状及品质性状，与相应生态区推广品种南粳9108、南粳518进行比较，发现NJ46-ghd2-1单株产量显著高于南粳9108，但抽穗期和品质性状与之相当，好于另外2个敲除系；NJ46-dth8-1与南粳518在单株产量、主要品质性状上均无显著差异，好于另外2个敲除系。【结论】定向编辑南粳46中的DTH8和Ghd2基因，获得分别适宜苏北和苏中生态区种植的优良食味粳稻新种质，有助于扩大优良食味水稻品种的推广种植区域。

关键词：水稻 CRISPR/Cas9 基因编辑抽穗期 DTH8 Ghd2

水稻抗纹枯病QTL qSB-11的育种价值及其进一步定位

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中国水稻科学 2007年第2期21卷 136-142页

作者：左示敏殷跃军张丽张亚芳陈宗祥潘学彪扬州大学植物功能基因组学教育部重点实验室/江苏省作物遗传生理重点实验室江苏扬州225009

在相对感纹枯病品种Lemont的第11染色体上存在1个抗性QTLqSB-11(抗性等位基因为qSB-11Le)。对qSB-11Le的育种效应即挽回产量损失率进行了研究。在纹枯病较轻发生(4级左右)情况下,qSB-11Le基本未表现出明显的育种效应,相反在重发生(8级左... 详细信息

在相对感纹枯病品种Lemont的第11染色体上存在1个抗性QTLqSB-11(抗性等位基因为qSB-11Le)。对qSB-11Le的育种效应即挽回产量损失率进行了研究。在纹枯病较轻发生(4级左右)情况下,qSB-11Le基本未表现出明显的育种效应,相反在重发生(8级左右)条件下,qSB-11Le能挽回的产量损失率达到10.71%。利用发展的多态性分子标记及BC4F2代分离群体,qSB-11Le的存在区间被缩小到分子标记Z405与Z286之间,物理距离在1000kb左右。可以认为,在水稻抗纹枯病分子育种中,qSB-11Le具有较大的育种价值,利用研究发展的多态性标记可以提高qSB-11Le的选择效率。

关键词：水稻纹枯病抗性数量性状座位育种价值

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玉米快速叶绿素荧光参数QTL定位

农业生物技术学报 2021年第5期29卷 825-835页

作者：卢峰李露露陈婉莹李贝姚苏怡孙玉刘欢欢印志同扬州大学植物功能基因组学教育部重点实验室/江苏省粮食作物现代产业技术协同创新中心/教育部农业与农产品安全国际合作联合实验室/江苏省作物基因组学和分子育种重点实验室

作物的光合作用与产量密切相关。快速叶绿素荧光参数可以灵敏地反映光合作用中的电子传递效率,解析快速叶绿素荧光参数的遗传基础对培育高光效玉米(Zea mays)品种具有指导意义。本研究以玉米杂交种’先玉335’连续自交7代衍生的160个重... 详细信息

作物的光合作用与产量密切相关。快速叶绿素荧光参数可以灵敏地反映光合作用中的电子传递效率,解析快速叶绿素荧光参数的遗传基础对培育高光效玉米(Zea mays)品种具有指导意义。本研究以玉米杂交种’先玉335’连续自交7代衍生的160个重组自交系(recombinant inbred line, RIL)为材料,构建高密度遗传图谱,并在4个大田种植条件下测量5个快速叶绿素荧光参数ABS/CSo、TRo/CSo、ETo/CSo、ETo/TRo和PIcs。利用20K芯片构建总长为1 896.423 cM的高密度遗传图谱,包含2 915个bin标记,标记间平均距离为0.66 cM。结合多环境快速叶绿素荧光参数的最佳线性无偏预测值(best linear unbiased predictor, BLUP),共检测到15个相关QTLs,似然函数比值对数值(logarithm of odds, LOD)为2.52～7.35,表型变异贡献率为4.56%～14.81%;其中qREC2-1、qREC3-1、qRET3-1在多环境中稳定表达。本研究为进一步精细定位快速叶绿素荧光参数QTLs和利用分子标记辅助选择开展高光效育种提供参考依据。

关键词：玉米快速叶绿素荧光参数遗传图谱 QTL定位

基于不完全双列杂交设计的水稻农艺性状配合力基因组预测

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中国水稻科学 2019年第4期33卷 331-337页

作者：王欣马莹胡中立徐辰武江苏省作物遗传生理重点实验室/植物功能基因组学教育部重点实验室/江苏省作物基因组学和分子育种重点实验室/扬州大学农学院江苏扬州225009 扬州大学信息工程学院江苏扬州225009 杂交水稻国家重点实验室/武汉大学生命科学院武汉430072

[目的]在亲本一般配合力的基础上优选特殊配合力高的杂交种,是水稻杂种育种的关键。基因组选择基于覆盖全基因组的分子标记和样本的表型数据建立预测模型,实现对品种更加可靠的选择。[方法]本研究利用一组基于不完全双列杂交(NCII 设计... 详细信息

[目的]在亲本一般配合力的基础上优选特殊配合力高的杂交种,是水稻杂种育种的关键。基因组选择基于覆盖全基因组的分子标记和样本的表型数据建立预测模型,实现对品种更加可靠的选择。[方法]本研究利用一组基于不完全双列杂交(NCII 设计)的水稻数据集,考查其多个农艺性状配合力的基因组预测能力。并比较了不同训练群体构建方法对杂交种表型预测能力的影响。[结果]8个农艺性状一般配合力的预测能力由其遗传率主导,从0.3888 到0.7367。杂交种特殊配合力的预测能力较低,但是直接预测杂交种的表型可以获得较高的预测能力。[结论]基因组预测水稻亲本一般配合力是有效的,能够帮助育种家实现对亲本的科学选择。如果要选配杂交种,直接预测杂交种表型是最有效的手段。此时让更多的亲本均衡地参与杂交种训练集的组配,有利于获得更高的预测能力。

关键词：水稻不完全双列杂交表型配合力基因组预测

分子标记辅助选择改良武育粳3号的条纹叶枯病抗性

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中国水稻科学 2009年第3期23卷 263-270页

作者：张宏根李波朱正斌崔小芬汤述翥梁国华顾铭洪扬州大学江苏省作物遗传生理重点实验室/教育部植物功能基因组学重点实验室江苏扬州225009

在对抗水稻条纹叶枯病品种Dular进行抗性基因定位的基础上,以它为抗性供体亲本,武育粳3号为抗性受体亲本,通过杂交和回交,从BC1F1开始利用与条纹叶枯病抗性QTLqSTV-11b和qSTV-11c紧密连锁的4个分子标记进行辅助选择,改良武育粳3号的条... 详细信息

在对抗水稻条纹叶枯病品种Dular进行抗性基因定位的基础上,以它为抗性供体亲本,武育粳3号为抗性受体亲本,通过杂交和回交,从BC1F1开始利用与条纹叶枯病抗性QTLqSTV-11b和qSTV-11c紧密连锁的4个分子标记进行辅助选择,改良武育粳3号的条纹叶枯病抗性和选育抗病新品种。对检测到抗病基因的回交后代进行主要性状的聚类分析,分别有9个抗病基因纯合的BC3F2单株和31个抗病基因杂合的BC4F1单株与武育粳3号聚为一类。经进一步纯合稳定,有望筛选到抗性得到改良、性状回复到武育粳3号的株系。对18个抗病基因纯合的BC2F3株系进行鉴定,其条纹叶枯病的抗性均达到抗的水平,有5个株系丰产性较武育粳3号有明显提高,其中2个株系外观品质也较武育粳3号有了明显改进,达到国家优质稻谷标准。

关键词：粳稻条纹叶枯病抗性育种分子标记辅助选择

利用近等基因系研究3个抗水稻纹枯病QTL的聚合效应

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中国水稻科学 2008年第4期22卷 340-346页

作者：殷跃军左示敏王辉陈宗祥马玉银张亚芳顾世梁潘学彪扬州大学江苏省作物遗传生理重点实验室/植物功能基因组学教育部重点实验室江苏扬州225009

利用特青/Lemont组合的回交群体,证实了特青第7染色体上存在抗纹枯病QTLqSB7Tq。以Lemont为轮回亲本,通过分子标记辅助连续回交结合性状鉴定,构建了qSB7Tq与另外两个抗水稻纹枯病QTLqSB9Tq(位于特青第9染色体)和qSB11Le(位于Lemont第11... 详细信息

利用特青/Lemont组合的回交群体,证实了特青第7染色体上存在抗纹枯病QTLqSB7Tq。以Lemont为轮回亲本,通过分子标记辅助连续回交结合性状鉴定,构建了qSB7Tq与另外两个抗水稻纹枯病QTLqSB9Tq(位于特青第9染色体)和qSB11Le(位于Lemont第11染色体)的一套近等基因系,对各抗性QTL的单个效应及其聚合效应进行了研究。3个抗性QTL单独存在或在聚合状态下均能显著提高水稻品种对纹枯病的抗性水平。但是,不同抗性QTL之间可能普遍存在一定的负向互作关系。讨论了一致的遗传背景对QTL研究的重要性,以及不同QTL的聚合效应及互作关系对育种实践的意义。

关键词：水稻纹枯病抗性数量性状座位基因聚合近等基因系