玉米种子休眠性的QTL定位

选用两个种子休眠性差异较大的普通玉米自交系R08与A318组配的F2群体共331个单株,构建了包含137个SSR标记的分子遗传连锁图谱,覆盖玉米基因组2 076.7 cM,平均图距15.2 cM。采用复合区间作图法对F_2:3家系种子休眠性数据进行分析,共检测到7个QTL,分别位于玉米第1、3、5和10染色体上。7个QTL的贡献率在2.45%~26.     

基于SNP标记的玉米株高及穗位高QTL定位

为进一步弄清玉米株高和穗位高的遗传机理,为育种生产提供服务,本研究以K22×CI7、K22×Dan3402个F₂群体为作图群体,利用覆盖玉米10条染色体的SNP标记构建了2个连锁图谱。并将这2个F₂群体衍生的分别含237和218个家系的F_2:3群体用于田间性状的鉴定。用复合区间作图模型对2个群体的株高、穗位高表型进行QTL定位分析,结果显示,在武汉和南宁两种环境条件下共定位到21个株高QTL和27个穗位高QTL;单个QTL表型变异贡献率的变幅为4.9%~17.9%;株高和穗位高QTL的作用方式以加性和部分显性为主;第7染色体上可能存在控制株高和穗位高的主效QTL。     

玉米抗纹枯病QTL定位

以玉米自交系R15（抗）×掖478（感）的229个F₂单株为作图群体,构建了包含146个SSR标记位点的遗传连锁图谱,全长1 666 cM,平均图距11.4 cM。通过麦粒嵌入法对F2:4群体进行人工接种纹枯病菌,并以相对病斑高为病级划分标准鉴定了玉米纹枯病的抗性。用复合区间作图法分析抗病QTL及遗传效应,共检测到9个抗性QTL,分布于第1、2、3、4、5、6和10条染色体上,单个QTL可解释表型方差的3.72%~7.19%,其中有2个QTL位于染色体6.01抗病基因簇附近。     

玉米抗穗粒腐病QTL定位

用已构建的包括88个AFLP标记和151个SSR标记的遗传图谱和230个F₂植株用于抗病QTL定位研究,在四川雅安、绵阳对F2株系进行抗病性鉴定,采用复合区间定位法进行抗病QTL检测。在雅安检测到位于第2、3、4、6和9染色体上的抗病QTL 6个,解释表型变异的8.3%~25.7%;在绵阳检测到位于第1、6、7和9染色体上的抗病QTL 4个,解释表型变异的11.3%~26.4%。在10个抗病QTL中,位于第6和第9染色体上的2个同时在两点被检测到,贡献率均超过15%,表明玉米穗粒腐病确实存在遗传抗病性。利用2个环境抗病指数的平均值进行抗性QTL检测,共检测到位于第1、6和7连锁群上的3个抗性QTL,单个QTL的贡献率在8.9%~17.2%之间。结果有助于了解玉米穗粒腐病的抗性机制,并为分子标记辅助选择提供理论支撑。     

陆地棉遗传图谱构建及产量和纤维品质性状QTL定位

利用3 458对SSR引物筛选陆地棉中棉所35和渝棉1号间的多态性引物, 获得173对。以多态性引物检测(渝棉1号×中棉所35)F₂群体180个单株的标记基因型, 共获得178个标记位点。构建的遗传连锁图谱包括148个标记, 36个连锁群, 总长1 309.2 cM, 标记间平均距离8.8 cM, 覆盖棉花基因组的29.5%。36个连锁群中的28个分别被定位于20条染色体, 8个连锁群未定位于染色体。以渝棉1号×中棉所35的F₂、F_2:3群体的产量、纤维品质性状鉴定结果, 利用区间作图方法, 检测到4个产量性状QTL, 即2个衣分(LP)、1个铃重(BW)、1个籽指(SD); 5个纤维品质性状QTL, 即1个纤维长度(FL)、2个纤维比强度(FS)和2个纤维细度(FF)。LP1、BW、SD、FL和FS1被定位于第7染色体, LP2、FS2、FF1和FF2被分别位于第15、21、9和20染色体。5个纤维品质QTL的有利等位基因均来源于渝棉1号。     

玉米抗丝黑穗病QTL分析

以Mo17（抗）×黄早四（感）的F₂分离群体（191个单株）为作图群体,构建了含有84个SSR位点和48个AFLP位点的遗传连锁图谱,全长1 542.9 cM,平均图距11.7 cM。在吉林省公主岭和黑龙江省哈尔滨2个地点通过人工接种方法对184个相应的F₃家系（缺失7个）进行抗病鉴定。采用复合区间作图法对抗丝黑穗病数量性状位点（QTL）进行定位及遗传效应分析。在吉林公主岭地区检测到5个QTL,分别位于第1、2、3、8、9染色体上,解释的表型方差为10.0%~16.3%。在黑龙江哈尔滨地区也检测到5个QTL,分别位于第1、2、3、4、7染色体上,解释的表型方差为4.6%~13.4%。比较分析发现,两地一致在第2、3染色体上各检测到1个QTL,其中第2染色体上的表现为超显性效应,第3染色体上的表现为加性效应。研究结果为玉米抗丝黑穗病种质改良提供了重要信息。     

利用种子性状QTL定位高油玉米蛋白质含量QTL

利用普通玉米自交系8984与高油玉米自交系GY220为亲本构建了284个F2∶3家系群体及含有185个SSR标记的玉米遗传连锁图谱。通过包含母体效应的种子性状QTL作图方法对玉米子粒蛋白质含量进行定位和效应分析,共检测到4个QTL,位于第5和第8染色体上。除qPRO8-2遗传作用方式表现为加性外,其余QTL作用方式均为部分显性。单个QTL贡献率为3.86%~5.17%,累计贡献率为18.54%。所有QTL的增效基因均来自高油亲本GY220。     

一个新矮生玉米种质资源矮生性状QTL的定位

用新发现的玉米矮生种质资源矮2003×冀257构建的255个F2:3家系为作图群体, 利用114个覆盖玉米全基因组的SSR标记构建连锁图谱, 图谱总长度2 852.1 cM, 标记间平均距离为27.42 cM。2006年在北京与海南进行随机区组试验, 鉴定了255个F2:3家系成株期株高。用复合区间作图法(composite interval mapping, CIM), 对控制玉米株高性状的遗传位点进行QTL检测。在两个不同环境下均检测到相同的控制玉米株高的QTL位点3个, 分别位于第1和第2条染色体。其中在第1染色体上的1.10~1.11区段存在一个控制株高的主效QTL, 与dwarf plant8 (d8)位置相近, 在北京和海南环境下分别能够解释株高表型变异的50.5%和37.5%, 作用方式表现为显性效应。深入的序列分析结果显示, 该基因/QTL位于已知的d8基因下游20~30 cM的染色体区间, 这可能是玉米中控制株高的一个新基因。     

利用永久F2群体定位小麦株高的QTL

为研究小麦株高的遗传机制,利用DH群体构建了一套包含168个杂交组合的小麦永久F₂群体, 并于2007年种植于山东泰安和山东聊城。构建了一套覆盖小麦21条染色体的遗传连锁图谱并利用该图谱的324个SSR标记对小麦株高进行QTL定位研究,使用基于混合线性模型的QTLNetwork 2.0软件进行QTL分析。在永久F₂群体中定位了7个株高QTL,包括4个加性QTL,一个显性QTL,一对上位性QTL,共解释株高变异的20%,其中位于4D染色体的qPh4D,具有最大的遗传效应,贡献率为7.5%;位于2D 染色体显性效应位点qPh2D,可解释1.6%的表型变异;位于5B~6D染色体上位效应位点,可解释1.7%的表型变异。还发现加性效应、显性效应和上位效应对小麦株高的遗传起重要作用,并且基因与环境具有互作效应,结果表明利用永久F₂群体进行QTL定位研究的方法有助于分子标记辅助育种。     

玉米丝裂病的抗性QTL定位

选用感丝裂病的玉米自交系R08与抗丝裂病的自交系Es40组配F₂群体共348个单株,构建了包含115个SSR标记的分子遗传连锁图谱,覆盖玉米基因组2 178.6 cM,平均图距为18.9 cM。采用复合区间作图法,对F_2:4家系丝裂病数据进行抗性QTL分析,共检测到12个QTL,分别位于第1、2、4、5和7染色体,贡献率为4.22%~37.95%。其中在第1、3染色体上检测到主效QTL,贡献率均大于30%,基因作用方式均为显性,其余10个QTL的作用方式多为加性或部分显性。     

利用重组自交群体检测水稻抗亚铁毒胁迫的QTLs

潜育性水稻田广泛分布于中国、斯里兰卡、印度、印度尼西亚、塞拉里昂、利比亚、尼日利亚、哥伦比亚和菲律宾等国，其中我国南方稻区就有670万公顷低产潜育性水稻田。该类水稻田还原性强，矿质营养失调，尤以Fe2+ 过量积累，对水稻生长发育产生不良的逆境胁迫作用。培育抗亚铁毒的水稻品种是简便、经济有效地提高稻谷产量的重     

Both major and minor QTL associated with plant height can be identified using near-isogenic lines in maize

Plant height (PH) and ear height (EH) are important agronomic traits in maize (Zea mays L.) breeding. To investigate the influence of the genetic background on the detection of quantitative trait locus (QTL) conferring PH and EH, related mapping populations were developed from a near isogenic line (NIL) and its recurrent parent. Through joint-environment analyses, a total of four QTLs for PH were identified within the introgressed regions of the used NIL. Compared with the mapping results of RILs, extra PH QTLs could be detected within the target region of the used NIL on chromosome 4, but a previous PH QTL within this region was lost. The missed detection of a previous PH QTL also occurred on chromosome 6. As such, the genetic background of the recurrent parent exerted its influence on the detection of height QTL in this study. Meanwhile, according to the analyses of recombination events, qPEH6, a major height QTL on chromosome 6, was narrowed down to a region of approximately 1 Mb. Sequence analysis revealed that GRMZM2G014119, which encodes an ubiquitin-like protein related to the auxin response, was roughly assumed to be the candidate gene responsible for qPEH6.     

甜玉米穗位高的QTL定位

选用穗位高有显著差异的甜玉米自交系T14和T4为亲本配制杂交组合,以330个F2单株为作图群体,用复合区间作图法在玉米全基因组上检测穗位高QTL。结果显示,在F2:3群体中检测到7个与甜玉米穗位高相关的QTL,分别位于玉米第3、4、8、9、10染色体上,可解释3.2%~13.3%的表型变异。这一结果有望为加快高产、耐密和抗倒伏育种进程,实现分子标记辅助选择提供理论依据。     

QTL mapping of a partial resistance to the corn delphacid‐transmitted viruses in Lepidopteran‐resistant maize line Mp705

A partial resistance to maize mosaic virus (MMV) and maize stripe virus (MStV) was mapped in a RILs population derived from a cross between lines MP705 (resistant) and B73 (susceptible). A genetic map constructed from 131 SSR markers spanned 1399 cM with an average distance of 9.6 cM. A total of 10 QTL were detected for resistance to MMV and MStV, using composite interval mapping. A major QTL explaining 34–41% of the phenotypic variance for early resistance to MMV was detected on chromosome 1. Another major QTL explaining up to 30% of the phenotypic variation for all traits of resistance to MStV was detected in the centromeric region of chromosome 3 (3.05 bin). After adding supplementary SSR markers, this region was found to correspond well to the one where a QTL of resistance to MStV already was located in a previous mapping study using an F₂ population derived from a cross between Rev81 and B73. These results suggested that these QTL of resistance to MStV detected on chromosome 3 could be allelic in maize genome.     

基于多重相关RIL群体的玉米株高和穗位高QTL定位

株高和穗位高是玉米育种中的重要农艺性状。本研究利用我国玉米育种中骨干亲本黄早四与来自不同杂种优势群的其他11个骨干自交系组配11个RIL群体,开展基于单环境、联合环境的QTL分析,分别检测到269个和176个QTL。通过区段整合,检测到21个株高主效QTL及15个穗位高主效QTL,这些QTL分布在第1、第2、第3、第6、第7、第8、第9、第10染色体上。相对于共同亲本黄早四而言,部分QTL在不同RIL群体中的效应方向一致,来自共同亲本黄早四的等位基因在不同群体中能够稳定地表达。同时,还分别定位到在多环境下稳定表达的5个株高、4个穗位高“环境钝感QTL”。此外,进一步鉴定出5个重要的株高和穗位高QTL富集区段(bin 1.01-1.02,1.08-1.11,3.05,8.03-8.05和9.07),这些区段均包含多个株高和穗位高相关QTL,如bin3.05位点包含7个QTL,bin8.03-8.05位点分别包含9个QTL,且这些QTL至少在3个不同环境中能够被检测到,这些区域对QTL的精细定位和克隆有重要参考价值。     

利用水稻MAGIC群体关联定位抽穗期和株高QTL

利用多亲本高代互交系(multi-parent advanced generation inter-cross,MAGIC)群体(DC1、DC2和8way)及其复合群体DC12(DC1+DC2)和RMPRIL(DC1+DC2+8way)进行关联分析定位水稻抽穗期和株高QTL。2015年和2016年分别在江西和深圳收集3个MAGIC群体抽穗期数据,2016年在两地收集株高数据,结合Rice 55K SNP芯片进行基因分型,利用关联分析方法检测到3个影响抽穗期的主效QTL(q HD3、q HD6和q HD8),分别位于第3、第6和第8染色体,且分别与已知抽穗期基因DTH3、Hd3a和Ghd8在同一区域。检测到5个影响株高的QTL(q PH1.1、q PH1.2、q PH1.3、q PH4和q PH6),其中q PH1.1和q PH1.2位于已知基因Psd1和sd1附近,其余3个QTL为影响株高的新位点,但仅在1个群体和单个环境下被检测到,QTL表达受遗传背景和环境影响大。不同MAGIC群体定位抽穗期和株高的效果不同,在8亲本MAGIC群体8way及复合群体DC12和RMPRIL分别检测到5、5和6个抽穗期和株高QTL,明显多于4亲本群体DC1的2个和DC2的4个,而且作图的精度更高,表现在定位到的QTL显著水平高和与已知基因距离更近,尤其是复合群体的联合分析(如DC12和RMPRIL)的作图优势更为明显。     

甘蓝型油菜株高、第一分枝高和分枝数的QTL检测及候选基因筛选

株高、分枝数及第1分枝高是油菜重要的农艺性状。本研究利用甘蓝型油菜GH06和P174杂交,F2通过单粒法连续自交至F11构建重组自交系群体,利用油菜60K芯片对该群体进行基因分型,构建高密度遗传连锁图谱。结果表明,该图谱包含2795个SNP多态性标记位点,总长1832.9 c M,相邻标记间平均距离为0.66 c M。在此图谱基础上采用复合区间作图法(CIM),检测到3个农艺性状的24个QTL。其中11个株高QTL分别位于A01、A06、A07、A08、A10和C06染色体,单个QTL解释5.00%~15.26%的表型变异;7个第1分枝高QTL分别位于A06、C05和C06染色体,单个QTL解释5.04%~12.99%的表型变异;6个分枝数QTL分别位于A03、A07、C01、C04和C06染色体,单个QTL解释5.95%~8.14%的表型变异。将156个拟南芥株高相关基因、10个拟南芥第1分枝高相关基因和148个拟南芥分枝数相关基因与QTL对应置信区间序列进行同源比较分析(E1E–20),分别找出了20个株高候选基因、3个第1分枝高候选基因以及12个分枝数候选基因。2个环境中在A07染色体上重复检测到的QTL置信区间检测到与株高相关的候选基因ATGID1B/GID1B和WRI1,A08染色体上重复检测到的QTL置信区间检测到SLR/IAA14和AXR2/IAA72个与株高相关的候选基因。在具有部分置信区间重叠的q2013FBH-C05-1和q2014FBH-C05-2区间均检测到第1分枝高候选基因PHT1;8,在A03和C06染色体上的QTL置信区间内,分别检测到4个分枝数候选基因,匹配E值介于0~3E–56之间。     

Identification of QTL for stalk sugar-related traits in a population of recombinant inbred lines of maize

Increasing sugar content in silage maize stalk improves its forage quality and palatability. The genetic mapping and characterization of quantitative trait loci (QTLs) is considered a valuable tool for trait enhancement, yet little information on QTL for stalk sugar content in maize has been reported. To this end, we investigated QTLs associated with stalk sugar traits including Brix, plant height (PHT), three ear leaves area (TELA), and days to silking (DTS) in two environments using a population of 202 recombinant inbred lines from a cross between YXD053, which has a high stalk sugar content, and Y6-1, which has a low stalk sugar content. A genetic map with 180 SSR and 10 AFLP markers was constructed, which spanned 1,648.6 cM of the maize genome with an average marker distance of 8.68 cM, and QTLs were detected using composite interval mapping. Seven QTLs controlling Brix were mapped on chromosomes 1, 2, 6 and 9 in the combined environments. These QTLs could explain 2.69–13.08 % of the phenotypic variance. One major QTL for Brix on chromosome 2 located between the markers bnlg1909 and umc1635 explained 13.08 % of the phenotypic variance. Y6-1 also contributed QTL allele for increased Brix on chromosome 6. One major QTLs controlling PHT on chromosome 1 and TELA on chromosome 4 were also identified and accounted for 13.68 and 12.49 % of the phenotypic variance, respectively. QTL alleles for increased DTS were located on chromosomes 1 and 5 of YXD053. Significant epistatic effects were identified in four traits, but no significant QTL × environment interactions were observed. The information presented here may be valuable for stalk sugar content improvement via marker-assisted selection in silage maize breeding programs.