【文章內(nèi)容簡介】 國內(nèi)核心刊物，Q—— 其它； ② 責(zé)任作者指第一作者或通訊作者 ③ 單位指論文標(biāo)出的單位，應(yīng)同時標(biāo)出排序，如 A 大學(xué)排名第 2，應(yīng)填寫 A 大學(xué)（ 2） 。如有多個單位，只列出排序靠前的一個單位附件 213表五 973 計劃項目發(fā)明專利目錄項目編號： G1998010200 課題編號 發(fā)明名稱項目名稱：農(nóng)作物資源核心種質(zhì)構(gòu)建、重要新基因發(fā) 掘與有效利用研究 發(fā)明人 專利號 （排名） ① 申請日 專利 專利權(quán)人 專利批 準(zhǔn)時間注： ① 只填寫與本項目有關(guān)的發(fā)明人，并在括號中注明排名第幾，如張明（ 3） 。 14表六項目編號： 課題編號 報告人 項目名稱： 報告題目 973 計劃項目特邀報告目錄會議名稱類別 ① 會議時間會議地點注： ①注明國際或國內(nèi)會議 15 篇二： 973 課題結(jié)題報告 973 課題結(jié)題報告課題名稱：大豆重要新基因的發(fā)掘與有效利用研究課題編號：TG1998010206 負(fù)責(zé)人：喻德躍承擔(dān)單位：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)、中國農(nóng)科院品資所、吉林省農(nóng)科院協(xié)作單位： 中國科學(xué)院遺傳發(fā)育所 2020 年 10 月 15 日 1一、計劃任務(wù)完成情況（一）計劃任務(wù) 本課題的任務(wù)： 發(fā)掘大豆抗花葉病毒、抗食葉性害蟲、產(chǎn)量有關(guān)性狀、育性恢復(fù)系等新基因，明 確遺傳規(guī)律，并進行標(biāo)記和定位。具體指標(biāo)如下： １、抗大豆花葉?。ǎ樱停郑┗蚍矫妫? （ 1）標(biāo)記到 2－ 3 個抗性基因 , 納入遺傳圖譜 。 （ 2）育成抗性品系１－２個 ,作為育種新種質(zhì)。 ２、抗食葉性害蟲基因方面： （ 1）標(biāo)記到１－２個抗性主基因 ,納入遺傳圖譜 。 （ 2）育成抗性品系１－２個 ,作為育種新種質(zhì)。 產(chǎn)量有關(guān)性狀基因方面： （ 1）標(biāo)記到 3－ 4 個產(chǎn)量有關(guān)性狀的基因位點 ,納入遺傳圖譜 。 （ 2） 育成具 24 種特異性狀的優(yōu)良共同遺傳背景家系 (類似近等基因系 ),用于聚 合重組。 質(zhì)核互作雄性不育恢復(fù)基因方面 篩選與恢復(fù)基因緊密連鎖的分子標(biāo)記〈 10cM，對恢復(fù)基因進行定位。 發(fā)表 SCI 引用論文五篇以上。（二）完成情況本課題鑒定出一批新的基因資源，包括：抗 SMV（ 133 份） 、感 SMV（ 122 份） 、 抗食葉性害蟲（ 9 份） 、感食葉性抗蟲（ 10 份） 、產(chǎn)量性狀（ 8 份） 、恢復(fù)系（ 10 份） ，建立了重組近 交家系群體（ RIL） 8 個。定位了 9 個新基因，獲得分子標(biāo)記 10 個，培育一批有育種價值的中間材料。共計發(fā)表論文 25 篇，其中 SCI 收錄 6 篇，國際特邀報告 5 篇 ,專著 1 部 ,培養(yǎng)研究生 11 人。總體上超額完成了任務(wù)目 標(biāo)。（三）主要進展 資源鑒定與群體培育 （ 1）抗大豆花葉病毒（ SMV）方面 鑒于國內(nèi)大豆 SMV 株系鑒別寄主體系的混亂，在已經(jīng)使用過的 25 個鑒別寄 主中選拔出 8 個代表性寄主組成一套新的鑒別體系。 在長江中下游地區(qū)廣泛采集 病樣（近 300 個樣） ，以寄主鑒定為 主、結(jié)合 SMV 的組織印跡檢測技術(shù)和 RTPCR 檢測技術(shù)，發(fā)現(xiàn)自 20 世紀(jì) 80 年代至今，SMV 群體已經(jīng)產(chǎn)生根本改變，尚未發(fā)現(xiàn) 原先鑒定過的株系。根據(jù)新鑒別體系的鑒定結(jié)果，確定了 10 個新株系（ SC1 至 SC10） ，其中 SC8 為強毒性株系群。發(fā)現(xiàn)： SMV 株系群組成復(fù)雜，同一株系 2群在不同地區(qū)的流行存在差異，同時不同株系群在同一地區(qū)的分布也有所 不同。綜合 19982020 年的分析結(jié)果，認(rèn)為：在株系組成上，黃淮地區(qū)以 SC3 和 SC7 為主。長江中下游地區(qū)以 SC9 為主。 測定了 106 份大豆品種（品系）對 SC7 、 SC SC9 三個株系群的抗性反應(yīng)， 篩選出 17 份對三個株系均表現(xiàn)高抗的材料； 18 份能兼抗三個株系中的兩 個株系的材料。 構(gòu)建了抗 X 感雜交組合衍生的 RIL 群體： 科豐 1 號 X 南農(nóng) 11382， 7： 12， F 206 個家系 （見表 1） 。 用東北 3 號株系（ SMV3）對 355 份大豆種質(zhì)資源進行了 SMV 抗性鑒定（包括 “ 七五 ” 初鑒抗 SMV 材料 40 份， “ 八五 ” 初鑒抗 SMV 材料 91 份，各地推廣品 種 100 份，農(nóng)科院品資所新育成的品系 35 份，美國引進材料 42 份，韓國引進材料 36 份，泰國 2 份，日本 1 份） 。共篩選出 116 份高抗資源，117 份中抗材料， 122 份高感資源。 （ 2）抗食葉性害蟲基因方面 綜合 19932020 年的田間鑒定結(jié)果， 獲得一批高抗食葉性害蟲和高感食葉性 害蟲的大豆種質(zhì)。 （ HR） 高抗 的品種 9 份： 黃皮小青豆、 日本、 Larmar、 PI22768 矮桿黃、 York、阜陽 170、 SP2早 16 號，抗（ R）的品種 15 份，表現(xiàn)中 間（ M） 的品種 17 份，感（ S）的品種 7 份，高感（ HS）的品種 10 份：大浦大粒黃、中 豆 1南農(nóng) 86南農(nóng) 86江寧中老鼠豆、監(jiān)利牛毛黃、花柒黃毛豆、沔陽 白毛豆、吳江青豆、 PI229358。 合成重組近交家系群體 2 個，包括： 先進 2 號（感） X 趕泰 22（抗）已 推進到 F7： 9 世代，含 162 個家系；和 皖 82178（感） X 通山薄皮黃豆甲（抗） 。 也推進到 F7： 9 代，含 159 個家系 （見表 1） （ 3）產(chǎn)量性狀基因方面 獲得了與提高產(chǎn)量潛力有關(guān)的資源 8 份，包括百粒重高（ 40ｇ） 、主莖節(jié)數(shù) 多（ 30） 、短葉柄 (10cM)、曲莖、頂生長花序等。 構(gòu)建了 RIL 群體 2 個，包括：南農(nóng) 8723 X NG94156（ F7： 8， 175 個家系） ； 波高（ 963069） X NG94156（ F7： 8， 156 個家系）（見表 1） 。（ 4）恢復(fù)基因方面 獲得利于大豆雜種優(yōu)勢應(yīng)用的恢復(fù)系： 10 個。 闡明了細(xì)胞質(zhì)不育的遺傳模式：以栽培 大豆不育系 YA、保持系 YB 和含有 不育細(xì)胞質(zhì)的原始母本 167 為基礎(chǔ)材料，配制了二個單交組合，四個三交組 合，根據(jù)后代的育性和分離比例判斷遺傳模式。試驗結(jié)果表明： S(Rfrf)基因 型 F1 花粉為半不育， F2 可育與半不育分離比例為 1： 1；母本為不育細(xì)胞質(zhì) S 時，攜帶 rf 的雌配子有生活力，能傳給后代，而攜帶 rf 的雄配子無生活力， 3不能傳給后代。母本為正常可育細(xì)胞質(zhì) N 時，攜帶 rf 的雌、雄配子均有生活 力，可傳給后代。分離比例是單基因遺傳模式。因此該不育系屬 “ 單基因配 子體不育 ” ，即不育性由不育細(xì)胞質(zhì)基因 S 和一對隱性基因 rfrf 控制，一個 顯性基因 Rf 的存在即可恢復(fù)育性。 明確了育性的穩(wěn)定性： 利用人工氣候箱，設(shè)不同溫度和光照長度處理， ： 研究野生型大豆細(xì)胞質(zhì)雄性不育系 OA 和保持系 OB 的育性穩(wěn)定性。鑒于試材 原產(chǎn)于高溫短日照的夏大豆區(qū)，本試驗以 14 小時光照和晝夜溫度 30℃/20℃ 為對照處理， 14 小時不變光照條件下， 在 溫度處理為 35℃/25℃ ， 30℃/20℃ ， 25℃/15℃ ；在晝夜溫度固定為 30℃/20℃ 條件下，光照處理為 小 時， 14 小時， 小時。在上述所有處理中，不育系 OA 花粉敗育率均保持在 99%以 上。只有保持系在 小時光照時，花粉敗育率上升到 %，這一結(jié)果表 明，不育系 OA 在溫度與光照大幅度變化的情況下，不育性極為穩(wěn)定。 從細(xì)胞學(xué)方面明確了不育發(fā)生的時期：細(xì)胞學(xué)觀察發(fā)現(xiàn)該不育系小孢子 減數(shù)分裂正常，絨氈層亦無明顯異常，不育發(fā)生的時期是在單核期以后。表 1 本課題培育的 RIL 群體 名稱 世代 主要性狀差異群體大小親本 NJ(RS)XGF7﹕ 9 抗感食葉性害蟲 161♀ 先進 2 號（感） ♂ 趕泰 22（抗） NJ(RS)WTF7﹕ 9抗感食葉性害蟲 159♀ 皖 82178（感） ♂ 通山薄皮黃豆甲（抗） NJ(SP)NNF7﹕ 8株形差異 175♀ 南農(nóng) 8723（直莖） ♂NG94 156 （曲莖） NJ(SP)BNF7﹕ 8株形差異 156♀ 波高 （直莖） ♂NG94 156（曲莖） NJ(RN)P7F8﹕ 10 抗感孢囊線蟲258♀Peking （抗） ♂7605 （感） NJ(RN)R7F8﹕ 10 抗感孢囊線蟲 256♀RN 9（抗） ♂7605 （感） NJ(TF)SXF2﹕ 7 豆腐產(chǎn)量指標(biāo) 184♀ 蘇 88M23（ 低） ♂新沂小黑豆（高） NJRIKYF7﹕ 12 抗感大豆花葉病 206♀ 科豐 1 號（抗） ♂ 南農(nóng) 11382（感） 4新基因發(fā)掘與分子標(biāo)記 、 2 、 抗大豆花葉病毒 （ SMV） 基因方面通過對 P（科豐 1 號） P（南農(nóng) 11382） 1 F 1 和 F 7： 11 184 個家系的田間抗性鑒定和遺傳分析，發(fā)現(xiàn)科豐 1 號對 SMV 株 系群 SC SC SC9 的抗性分別由一對顯性基因控制， 并將 Rsc Rsc Rsc9 基因定位于 N8D1b+W 連鎖群上，與已經(jīng) 定位的三個抗性基因（ Rsa、 Rn Rn3）位于同一連鎖群，成簇排列。此外，篩選到與抗性基因連鎖的 SCAR 標(biāo)記和 RAPD 標(biāo)記，距 Rsa 和 Rsc 的距離分別為 和 。 由于 SC SC SC9 是新鑒定的 SMV 株系群，而鑒定的抗性基因位點與 已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的 SMV 抗性位點位置不同，因而初步認(rèn)為： Rsc Rsc Rsc9 是新的抗 SMV 基因。 此外，選育出 NJR25 NJR32 NJR441 等綜合性狀優(yōu)良、抗性好的中 間材料。 利用高 抗 SMV3 號株系的大豆品系 955383 與感病品種（品系） HB1，鐵豐 21，Amsoy， Williams，和抗病品種 PI486355 配制雜交組合，對各組合的 F F2 代接種 SMV3 號株系進行抗性鑒定，結(jié)果表明， 955383 與各感病品種的雜交組 合 F1 代表現(xiàn)為感病，抗病為隱性， F2 群體分離比例為 1R： 3（ S+N） ，表明 955383 對 SMV3 號株系的抗性是受一對隱性基因控制。 PI486355X955383 的 F2 代有感病 植株分離， 955383 的抗病基因 與 PI486355 不在同一位點。 利用 BSA 法對 955383HB1 的 99 株 F2 個體進行鑒定，篩選出與 SMV 抗病基 因緊密連鎖的共顯性 RAPD 標(biāo)記 OPN11980/1070。 RAPD 引物 OPN11 在 955383 和抗池 擴增出 OPN11980 片段， HB1 和感池擴增出 OPN111070 片段， F1 同時擴增出 OPN11980 在 在 和 OPN111070 。 用該引物分析 955383HB1 的 F2 個體，共顯性的 RAPD 標(biāo)記 OPN11980/1070 與抗病基因的遺傳距離為 。 從 955383 和 HB1 中分別回收 OPN11980 和 OPN111070 特異片段，序列分析結(jié)果 表明 OPN11980 和 OPN111070 的實際長度分別為 986bp 和 1084bp，同源性為 %， 主要差別是在兩個不同區(qū)段插入（缺失） 54bp 和 35bp 的堿基。用克隆的 RAPD 片段 OPN11980 作探針（ SOPN11）對親本基因組 DNA 進行 Southern 雜交，結(jié)果表 明 OPN11980 和 OPN111070 在大豆基因組中是以低拷貝形式存在。根據(jù)克隆片段 OPN11980 和 OPN111070 的序列設(shè)計合成了一對 SCAR 引物 SCN11， SCN11 在 95538 HB1 和 955383HB1 的 F2 群體擴增結(jié)果與 RAPD 引物 OPN11 完全吻合。 用 RAPD 引物 OPN11 和 RFLP 探針 SOPN11 分析科豐 1 南農(nóng) 11382 重組近交 群體（南京農(nóng)業(yè)大學(xué) /中國科學(xué)院遺傳發(fā)育所聯(lián)合構(gòu)建） ，將 OPN11 和 SOPN11 定 位于 F 連鎖群的抗病 基因簇上。由于 955383PI486355 的 F2 代接種后有感病植 株分離且抗病基因位于 F 連鎖群上與 Rsv1 不等位，表明可能定位的是新的抗病 基因。 此外，用 OPN11 分析了 68 份抗性資源，其中有 25 份擴增出 OPN11980，表明 這些品種可能攜帶與 955383 相同的抗性基因，而其它擴增出 OPN11980/1070 和 5OPN111070 的抗性品種可能攜帶不同