第一篇绪论 3
第1章 高粱在世界农业生产中的地位与作用 3
1.1 高粱在世界粮食生产中的特殊地位 3
1.2 高粱的生物学特点 5
1.2.1 光合效率高 5
1.2.2 抗逆性强 5
1.2.3 杂种优势强 5
1.3 高粱的经济学优势 6
1.3.1 高粱食品业 6
1.3.2 高粱酿酒业 7
1.3.3 高粱饲料业 8
1.3.4 高粱能源业 10
1.3.5 高粱淀粉业 11
1.3.6 高粱色素业 12
1.3.7 其它应用 12
第2章 分子标记技术及其应用 14
2.1 分子标记及其特点 14
2.2 几种主要分子标记简介 15
2.2.1 RFLP 15
2.2.2 RAPD 17
2.2.3 SCAR 19
2.2.4 AFLP 19
2.2.5 SSR 20
2.2.6 ISSR 21
2.2.7 AP-PCR和DAF 22
2.2.8 SNP 22
2.2.9 STS（序列标志位点） 23
2.2.10 RGA标记 24
2.2.11 几种主要分子标记技术的比较 24
2.3 分子标记在植物遗传和育种研究中的应用 25
2.3.1 基因定位 25
2.3.2 构建遗传图谱 32
2.3.3 研究植物遗传多样性 34
2.3.4 鉴定品种纯度 35
2.3.5 用于基因克隆 35
2.3.6 分子标记辅助选择 36
第二篇 高粱丝黑穗病抗性分子机理研究 41
第3章 丝黑穗病及其对高粱生产的影响 41
3.1 高粱丝黑穗病的分布 41
3.2 高粱丝黑穗病的发病症状 42
3.3 高粱丝黑穗病病原菌及其生理分化 42
3.3.1 高粱丝黑穗病病原菌 42
3.3.2 高粱丝黑穗病菌的生理分化 42
3.4 高粱丝黑穗病发病因素与防治措施 43
3.4.1 高粱丝黑穗病的发病因素 43
3.4.2 高粱丝黑穗病的防治措施 44
3.5 高粱抗丝黑穗病鉴定技术 45
3.5.1 土壤接种法 45
3.5.2 病圃鉴定法 45
3.5.3 菌粉拌种法 46
3.5.4 苗期注射接种法 46
3.5.5 苗期鉴定法 46
3.6 高粱抗丝黑穗病遗传机制 47
3.7 高粱抗丝黑穗病育种进展 48
3.7.1 抗病资源鉴定筛选 48
3.7.2 抗病杂交种选育 48
第4章 高粱抗丝黑穗病菌3号生理小种遗传机制研究 50
4.1 材料与方法 50
4.1.1 供试材料 50
4.1.2 试验方法 51
4.1.3 高粱丝黑穗病鉴定分级标准 51
4.2 结果与分析 52
4.2.1 F1代植株抗病性与亲本的关系 52
4.2.2 F2代对丝黑穗病3号生理小种的抗性遗传模型初探 54
4.3 结论与讨论 56
4.3.1 高粱对丝黑穗病3号生理小种的抗性属于质量性状遗传，F1代抗性为显性，只要亲本之一抗病，F1代即表现抗病 56
4.3.2 高粱对丝黑穗病菌3号生理小种的抗性可能受2对彼此独立的非等位基因影响，并且基因之间存在着互作 56
4.3.3 高粱育种选育要有适当的分离群体 56
4.3.4 高粱对丝黑穗病遗传机制研究的结果不完全一致 57
第5章 高粱抗丝黑穗病生理生化机制 58
5.1 材料与方法 62
5.1.1 实验材料 62
5.1.2 实验设计 62
5.1.3 测定指标 63
5.1.4 数据分析 65
5.2 结果与分析 65
5.2.1 苗期抗、感高粱的生理差异 65
5.2.2 拔节期和抽穗期抗、感高粱差异 81
5.3 讨论 92
5.3.1 抗、感高粱防御酶与抗丝黑穗病的关系 92
5.3.2 抗、感高粱可溶性糖与抗丝黑穗病的关系 93
5.3.3 抗、感高粱细胞壁酶与抗丝黑穗病的关系 94
5.4 结论 95
5.4.1 高粱抗丝黑穗作用过程是多种因子起作用 95
5.4.2 酶活性升高来增强植株的抗病性 95
5.4.3 鉴定成熟期高粱抗、感丝黑穗病的生化指标 95
第6章 高粱DNA提取方法的优化与比较 97
6.1 材料与方法 98
6.1.1 实验材料 98
6.1.2 实验方法 99
6.2 结果与分析 101
6.2.1 DNA样品纯度分析 101
6.2.2 DNA的SSR-PCR扩增结果 102
6.2.3 高盐低pH法提取高粱DNA过程的优化 103
6.3 结论 105
第7章 高粱抗丝黑穗病3号生理小种基因RAPD标记的筛选以及SCAR标记的建立 106
7.1 材料与方法 107
7.1.1 实验材料 107
7.1.2 实验方法 108
7.2 结果与分析 111
7.2.1 DNA纯度检测 111
7.2.2 RAPD反应体系的优化 111
7.2.3 抗丝黑穗病基因的RAPD多态性标记筛选 118
7.2.4 抗丝黑穗病基因RAPD多态性差异谱带标记分析 125
7.2.5 抗丝黑穗病基因RAPD多态性差异的共分离分析 128
7.2.6 RAPD多态性标记的回收克隆及测序 130
7.2.7 RAPD标记转化为SCAR标记 133
7.3 结论 136
第8章 高粱抗丝黑穗病3号生理小种基因SSR标记的筛选 138
8.1 材料与方法 138
8.1.1 实验材料 138
8.1.2 SSR引物及PCR扩增试剂 139
8.1.3 仪器设备 139
8.1.4 试剂及其配制 139
8.1.5 实验方法 140
8.2 结果与分析 143
8.2.1 反应体系中各组分对SSR-PCR扩增的影响 143
8.2.2 聚丙烯酰胺凝胶电泳两种染色方法 147
8.2.3 高粱抗丝黑穗病基因近等基因池的SSR分析 149
8.2.4 高粱抗丝黑穗病基因SSR多态性标记 152
8.3 结论与讨论 162
8.3.1 建立了SSR最佳反应体系 162
8.3.2 优化了两种PAGE的电泳方法 162
8.3.3 筛选了SSR引物 162
8.3.4 找到了与抗丝黑穗病基因紧密连锁的SSR分子标记 162
8.4 结论 163
第三篇 高粱抗蚜虫抗性分子机理研究 171
第9章 高粱抗蚜性鉴定方法的研究 171
9.1 材料和方法 171
9.1.1 材料 171
9.1.2 方法 171
9.2 结果分析 172
9.2.1 田间鉴定 172
9.2.2 叶片化学物质含量的分析 173
9.2.3 高粱叶片中游离氨基酸含量的分析 174
9.2.4 叶片形态及组织结构与抗蚜的关系 175
9.3 结论与讨论 178
9.3.1 高粱抗蚜的鉴定采用自然初鉴和人工复鉴相结合的方法 178
9.3.2 测定不同高粱叶片中某种化学物质含量进行抗性鉴定 179
9.3.3 高粱植株抗蚜性与其内部化学物质有关 179
9.3.4 抗性试材单宁的含量高于感性试材且呈显著差异 179
9.3.5 可抗感鉴定为辅助手段，减少田间调查的工作量 180
9.3.6 游离氨基酸的含量作为抗蚜性鉴定的辅助指标 180
9.3.7 以田间鉴定为基础，找出植株本身抗蚜的特征 180
第10章 高粱叶片DNA提取纯化方法的比较及RAPD反应条件的建立及优化 182
10.1 材料和方法 183
10.1.1 植物材料 183
10.1.2 DNA的提取 183
10.1.3 DNA纯度检测方法 184
10.1.4 RAPD反应条件 185
10.2 结果分析 185
10.2.1 不同提取方法所得DNA纯度的检测 185
10.2.2 高粱RAPD反应体系的建立 186
10.3 结论与讨论 190
第11章 应用RAPD技术筛选与抗蚜基因连锁的分子标记并将RAPD标记转化为SCAR标记 192
11.1 材料和方法 193
11.1.1 供试材料 193
11.1.2 F2分离群体抗蚜性鉴定 193
11.1.3 仪器设备 193
11.1.4 近等基因池的建立 194
11.1.5 RAPD分析 194
11.1.6 产物检测 194
11.1.7 连锁分析 194
11.1.8 多态性片段的回收 195
11.1.9 回收片段的克隆与鉴定 195
11.1.10 含有目的片段的重组质粒的测序 199
11.1.11 RAPD标记转化为SCAR标记 199
11.2 结果分析 200
11.2.1 高粱抗蚜基因近等基因池的RAPD分析 200
11.2.2 高粱抗蚜基因的RAPD多态性标记 202
11.2.3 高粱抗蚜基因的RAPD多态性标记图谱分析 203
11.2.4 与抗蚜基因连锁的RAPD多态性标记 205
11.2.5 与抗蚜基因连锁的RAPD多态性标记的回收，克隆及测序 208
11.2.6 将RAPD标记转化为SCAR标记 211
11.2.7 抗蚜基因连锁群的建立 212
11.3 结论与讨论 213
第12章 对高粱F3代及部分抗感品种的SCAR分析 215
12.1 材料和方法 216
12.1.1 材料 216
12.1.2 方法 216
12.2 结果与分析 217
12.2.1 对BTAM428×ICS-12B杂交F3代的跟踪鉴定 217
12.2.2 对几种抗感品种的SCAR分析 219
12.3 结论与讨论 220
12.4 结论 221
第四篇 高粱抗螟虫抗性分子机理研究 227
第13章 高粱抗螟育种研究进展 227
13.1 玉米螟的为害 227
13.2 玉米螟的研究进展 228
13.3 高粱的抗螟机制 228
13.4 高粱抗螟性筛选与鉴定 229
13.5 抗螟育种的方法及现状 231
13.6 高粱抗螟育种的发展趋势和建议 232
第14章 亚洲玉米螟高粱上蛀孔分布及其与产量损失的关系 233
14.1 材料和方法 233
14.1.1 供试材料 233
14.1.2 蛀孔分布的调查 233
14.1.3 产量损失测定 234
14.2 结果分析 234
14.2.1 两代蛀孔在高粱植株上的分布 234
14.2.2 蛀孔及其在植株上的部位对高粱产量的影响 236
14.3 讨论 237
第15章 高粱抗螟虫SSR分子遗传图谱的构建及偏分离分析 239
15.1 材料与方法 240
15.1.1 作图群体 240
15.1.2 SSR引物 240
15.1.3 样品总DNA提取 241
15.1.4 SSR标记分析 241
15.1.5 数据收集和连锁分析 242
15.2 结果与分析 242
15.2.1 SSR多态性引物筛选 242
15.2.2 SSR标记在作图群体中的分离检测与分析 242
15.2.3 遗传图谱的构建 245
15.3 讨论 246
15.4 结论 247
参考文献 248
附录 266
附录Ⅰ 抗丝黑穗病基因SSR分析中所用引物名称（165对） 266
附录Ⅱ 抗螟虫基因SSR分析中所用引物名称（104对） 279
附录Ⅲ RAPD分析中的随机引物表（生工——400条） 288
附录Ⅳ RAPD分析中的随机引物表（Operon公司500条） 292
附录Ⅴ OPN-07727及OPN-08373克隆菌落 298
附录Ⅵ pMD 18-T Vector克隆及酶切位点 299
附录Ⅶ OPN-07727酶切位点图谱 300
附录Ⅷ OPN-08373酶切位点图谱 301
附录Ⅸ 特异片段OPN-07727R端测序彩色波形图 302
附录Ⅹ OPN-07727F端测序彩色波形图 303
附录Ⅺ OPN-08373测序彩色波形图 304
附录Ⅻ 英文缩写的中文名称 305
附录ⅩⅢ Marker图谱 307
作者发表的相关论文和著作 308
后记 312