973课题结题报告

973课题结题报告

课题名称：大豆重要新基因的发掘与有效利用研究

课题编号：TG1998010206

负责人：喻德跃

承担单位：南京农业大学、中国农科院品资所、吉林省农科院协作单位：中国科学院遗传发育所

2003年10月15日

一、计划任务完成情况

（一）计划任务

本课题的任务：

发掘大豆抗花叶病毒、抗食叶性害虫、产量有关性状、育性恢复系等新基因，明确遗传规律，并进行标记和定位。具体指标如下：

１、抗大豆花叶病（ＳＭＶ）基因方面：

（1）标记到2－3个抗性基因, 纳入遗传图谱;

（2）育成抗性品系１－２个,作为育种新种质。

２、抗食叶性害虫基因方面：

（1）标记到１－２个抗性主基因,纳入遗传图谱;

（2）育成抗性品系１－２个,作为育种新种质。

3、产量有关性状基因方面：

（1）标记到3－4个产量有关性状的基因位点,纳入遗传图谱;

（2）育成具2-4种特异性状的优良共同遗传背景家系(类似近等基因系),用于聚合重组。

4、质核互作雄性不育恢复基因方面

筛选与恢复基因紧密连锁的分子标记〈10cM，对恢复基因进行定位。

5、发表SCI引用论文五篇以上。

（二）完成情况

本课题鉴定出一批新的基因资源，包括：抗SMV（133份）、感SMV（122份）、抗食叶性害虫（9份）、感食叶性抗虫（10份）、产量性状（8份）、恢复系（10份），建立了重组近交家系群体（RIL）8个。定位了9个新基因，获得分子标记10个，培育一批有育种价值的中间材料。共计发表论文25篇，其中SCI收录6篇，国际特邀报告5篇,专著1部,培养研究生11人。总体上超额完成了任务目标。

（三）主要进展

1、资源鉴定与群体培育

（1）抗大豆花叶病毒（SMV）方面

鉴于国内大豆SMV株系鉴别寄主体系的混乱，在已经使用过的25个鉴别寄主中选拔出8个代表性寄主组成一套新的鉴别体系。在长江中下游地区广泛采集病样（近300个样），以寄主鉴定为主、结合SMV的组织印迹检测技术和RT-PCR 检测技术，发现自20世纪80年代至今，SMV群体已经产生根本改变，尚未发现原先鉴定过的株系。根据新鉴别体系的鉴定结果，确定了10个新株系（SC-1至SC-10），其中SC-8为强毒性株系群。发现：SMV株系群组成复杂，同一株系

群在不同地区的流行存在差异，同时不同株系群在同一地区的分布也有所

不同。综合1998-2002年的分析结果，认为：在株系组成上，黄淮地区以SC-3和SC-7为主。长江中下游地区以SC-9为主。

测定了106份大豆品种（品系）对SC-7 、SC-8、SC-9三个株系群的抗性反应，筛选出17份对三个株系均表现高抗的材料；18份能兼抗三个株系中的两个株系的材料。

构建了抗X感杂交组合衍生的RIL群体：科丰1号X南农1138-2，F

7：12

，206个家系（见表1）。

用东北3号株系（SMV3）对355份大豆种质资源进行了SMV抗性鉴定（包括“七五”初鉴抗SMV材料40份，“八五”初鉴抗SMV材料91份，各地推广品种100份，农科院品资所新育成的品系35份，美国引进材料42份，韩国引进材料36份，泰国2份，日本1份）。共筛选出116份高抗资源，117份中抗材料，122份高感资源。

（2）抗食叶性害虫基因方面

综合1993-2002年的田间鉴定结果，获得一批高抗食叶性害虫和高感食叶性害虫的大豆种质。高抗（HR）的品种9份：黄皮小青豆、日本、Larmar、PI227687、矮杆黄、York、阜阳170、SP26、早16号，抗（R）的品种15份，表现中间（M）的品种17份，感（S）的品种7份，高感（HS）的品种10份：大浦大粒黄、中豆19、南农86-4、南农86-4、江宁中老鼠豆、监利牛毛黄、花柒黄毛豆、沔阳白毛豆、吴江青豆、PI229358。

合成重组近交家系群体2个，包括：先进2号（感）X赶泰-2-2（抗）已

推进到F

7：9

世代，含162个家系；和皖82-178（感）X 通山薄皮黄豆甲（抗）

也推进到F

7：9

代，含159个家系（见表1）。

（3）产量性状基因方面

获得了与提高产量潜力有关的资源8份，包括百粒重高（>40ｇ）、主茎节数多（>30）、短叶柄(<10cM)、曲茎、顶生长花序等。

构建了RIL群体2个，包括：南农87-23 X NG94-156（F

7：8

，175个家系）；

波高（963069）X NG94-156（F

7：8

，156个家系）。（见表1）

（4）恢复基因方面

获得利于大豆杂种优势应用的恢复系：10个。

阐明了细胞质不育的遗传模式：以栽培大豆不育系YA、保持系YB和含有不育细胞质的原始母本167为基础材料，配制了二个单交组合，四个三交组合，根据后代的育性和分离比例判断遗传模式。试验结果表明：S(Rfrf)基因

型F

1花粉为半不育，F

2

可育与半不育分离比例为1：1；母本为不育细胞质S

时，携带rf的雌配子有生活力，能传给后代，而携带rf的雄配子无生活力，

不能传给后代。母本为正常可育细胞质N时，携带rf的雌、雄配子均有生活力，可传给后代。分离比例是单基因遗传模式。因此该不育系属“单基因配子体不育”，即不育性由不育细胞质基因S和一对隐性基因rfrf控制，一个显性基因Rf的存在即可恢复育性。

明确了育性的稳定性：利用人工气候箱，设不同温度和光照长度处理，研究野生型大豆细胞质雄性不育系OA和保持系OB的育性稳定性。鉴于试材原产于高温短日照的夏大豆区，本试验以14小时光照和昼夜温度30℃/20℃为对照处理，在14小时不变光照条件下，温度处理为35℃/25℃，30℃/20℃，25℃/15℃；在昼夜温度固定为30℃/20℃条件下，光照处理为15.5小时，14小时，12.5小时。在上述所有处理中，不育系OA花粉败育率均保持在99%以上。只有保持系在15.5小时光照时，花粉败育率上升到14.3%，这一结果表明，不育系OA在温度与光照大幅度变化的情况下，不育性极为稳定。

从细胞学方面明确了不育发生的时期：细胞学观察发现该不育系小孢子减数分裂正常，绒毡层亦无明显异常，不育发生的时期是在单核期以后。

表1 本课题培育的RIL 群体