日本水稻品种越光稻米的外观品质性状的QTL遗传剖析

稻米外观品质是稻米品质的一个重要方面,是消费者选择的重要依据之一,在一定程度上影响稻米市场价格。本研究利用一个日本优质粳稻品种越光(轮回亲本)和一个印度的籼稻品种Kasalath杂交产生的回交重组自交系(backcross recombinant inbred lines,BILs)对7个控制稻米外观品质主要性状(粒长、粒宽、粒厚、粒长宽比、垩白粒率、垩白大小和垩白度)数量性状基因位点（quantitative trait locus,QTL）进行定位分析。共检测到影响7个性状的22个QTLs,分布在8条染色体上,贡献率为5.65％-29.20％。其中在第5染色体上的R2232分子标记附近区域检测到影响4个性状的QTLs;在第3染色体上C1448和第6染色体G200分子标记附近区域分别检测到同时影响3个性状的QTLs,表明了这3个染色体区域对控制稻米外观品质性状中的有着重要作用。本研究检测到的QTLs及其两侧的分子标记可以用于改良稻米外观品质的分子辅助育种。     

稻米垩白和粒形的主效QTL定位分析

本研究用珍佳B(佳辐占/珍汕97B//珍汕97B的回交重组自交系F11,即BC1F11)×珍汕97B的F2群体,对稻米粒长、粒宽、长宽比、粒厚和垩白粒率性状进行遗传分析与QTL定位.结果表明,粒宽、长宽比、粒厚和垩白粒率均属于由多基因控制的数量性状,而粒长受一个主效基因控制.共检测到13个控制糙米粒长、粒宽、长宽比、粒...     

稻米外观品质的研究进展与分子改良策略

本文综述了稻米外观品质(长、宽、长宽比和垩白)的经典遗传及分子遗传研究状况，归纳列举了已定位的外观品质性状的QTLs，提出了稻米外观品质改良的分子策略。     

利用单片段代换系定位水稻粒形QTL

稻谷粒长、粒宽和长宽比是衡量稻米外观品质的重要指标，稻谷籽粒形状也是影响水稻产量的重要因素。为更好地开展粒形分子育种，对水稻粒形QTL进行了分子定位。以单片段代换系（SSSL）为材料构建分离群体，利用微卫星标记对控制水稻谷粒长和谷粒宽的2个粒形QTL进行分子定位。粒宽QTLGw-8被定位于第8染色体长臂末端微卫星标记RM502与RM447之间，遗传距离均为0．3cM。     

冷水胁迫下水稻幼苗期根系性状的QTL分析

本研究以籼粳交“密阳23/吉冷1号”的F_2∶3 代200个家系作为作图群体，在自然和12℃冷水胁迫下，进行水稻幼苗期根系性状的鉴定，并以利用SSR标记构建的分子连锁图谱为基础，对水稻幼苗期的根数、最大的根长、最大根的根径、根干重、根/苗比等根系性状进行了数量性状位点（QTLs）分析。结果表明，上述根系性状在F₃代家系群均表现为连续分布，认为是由多基因所控制的数量性状。冷水胁迫下，在第1、2、6、11和12染色体上共检测到与根系性状相关的QTL 17个，对表型变异的解释率为5.8%～15.2%，其中与最大根的根径相关，位于第2染色体RM263-RM6区间的qCRD2和位于第11染色体RM21-RM206区间的qCRD11，以及与根干重相关，位于第2染色体RM262-RM263区间的qCRWT2和位于第11染色体RM229-RM21区间的qCRWT11贡献率较大，分别为15.0%、15.2%、10.6%和12.2%。这些基因的作用方式为部分显性或显性或超显性。     

应用明恢86和佳辐占的F2群体定位水稻部分重要农艺性状和产量构成的QTL

应用籼稻品种明恢86和佳辐占为亲本建立的F2群体及相应的SSR分子标记连锁图,用区间定位法的Additive和Free两种模型分别对水稻部分重要农艺性状和产量构成性状的QTL进行了定位分析.结果Additive模型共检测到3个QTL,均位于第1号染色体的RM1-RM283区间,分别控制水稻生育期、株高和每穗粒数,基因成簇分布.Free模型共检测到5个QTL,其中控制水稻生育期、株高和每穗粒数的3个QTL的位置和效应大小与Additive模型基本相同;另外还检测到2个影响结实率和千粒重的QTL分别位于第7号染色体的RM180-RM214和第2号染色体的RM279-RM154区间,其贡献率均较小.同时,分析比较了研究结果与前人不同的原因.     

粳型杂种稻米籽粒外观品质性状分离的初步研究

摘要：以辽宁省近年审定的杂交粳稻组合T优418及其亲本和对照辽粳9为试验材料,对杂种稻米籽粒间外观品质性状的分离程度及遗传控制进行研究。研究结果表明,杂种稻米籽粒在外观品质性状上普遍发生分离,其中垩白面积的分离最严重,变异系数达224.25%,变幅也都表现为超越双亲,其次为粒重、长宽比、粒长和粒宽,变异系数分别为12.16%,7.79%,5.18%,5.03%。虽然杂交种在垩白性状上分离最严重,但双亲却均表现为垩白较少,说明垩白性状是由多基因控制,受父母本遗传背景影响的。因此在杂交稻米品质改良过程中,考虑双亲的品质差异,不能仅从表型出发,更要注重对亲本基因型的选择。     

利用极端材料定位水稻粒形性状数量基因位点

利用极端大粒材料GSL156(千粒重71.9 g)与特小粒材料川七(千粒重12.1 g,轮回亲本)杂交、回交获得的BC₂F₂ 216个个体为作图群体,在北京进行稻谷粒长、粒宽、粒厚、长宽比、千粒重等粒形性状的鉴定。采用单标记分析和复合区间作图法,利用SSR标记对粒形性状进行数量性状基因座检测。结果表明,上述粒形性状在BC₂F₂群体均呈正态连续分布,表现为由多基因控制的数量性状;共检测到与粒形性状相关的QTL 28个,分布于第1、2、3、4、5、6和12染色体上。其中qGL3-2、qGL3-3、qGT12-1、qGT2-1、qGT5-1、qGW1-1、qGW12-1、qGW2-1、qGW5-1、qRLW3-1、qTGW12-1、qTGW2-1、qTGW3-3和qTGW5-1对表型变异的贡献率分别为13.70%、52.51%、21.13%、18.79%、20.92%、14.59%、18.33%、30.03%、20.05%、24.53%、13.47%、11.43%、21.30%和15.68%,为主效QTL。其中,第3染色体上检测出来的QTL最多。在所有检测到的28个QTL中,6个QTL的增效等位基因来源于小粒亲本川七,而其余QTL的增效等位基因均来源于大粒亲本GSL156,基因作用方式主要表现为加性或部分显性。第3染色体RM7580~RM8208区间是分别与粒宽、长宽比和千粒重相关的3个主效QTL的共同标记区间,第2染色体的RM7636~RM5812区间、第5染色体的RM3351~RM26区间和第12号染色体的RM1103~RM17区间是分别与粒宽、粒厚和千粒重相关的3个主效QTL的共同标记区间,这些区间对粒形贡献率较大,为进一步精细定位或克隆这些新的粒重或粒形QTL奠定了基础。同时大粒亲本对稻谷粒长、粒宽、粒厚和千粒重等性状的增效作用显著。     

水稻粒形和垩白的QTL分析

水稻的产量和品质性状一直都是水稻育种长期关注的两个重要方面。本研究利用两个在粒形和垩白上有显著差异的籼稻品种R287和中早35为亲本,构建了一个含有192个单株的F2群体及衍生的F2:3群体,对其粒长、粒宽、长宽比、千粒重和腹白等性状进行了表型鉴定,并结合分子标记遗传连锁图谱进行了QTL(Quantitative trait locus)分析,结果表明:共检测到29个QTL,其中与粒重相关的QTL有6个,与粒形性状相关的QTL有12个,与垩白性状相关的QTL有11个。它们分布在第1号、第2号、第3号、第4号、第5号、第6号、第7号和第11号染色体上,表型变异贡献率介于0.10%~36.84%之间。     

不同环境基于高密度遗传图谱的稻米外观品质QTL定位

为解析稻米外观品质遗传基础, 挖掘稳定存在的控制稻米外观品质性状的QTL, 本研究以籼稻品种V20B和爪哇稻品种CPSLO17作为亲本, 构建包含150个重组自交家系(recombinantion inbred line, RIL)的RIL作图群体, 进行外观品质性状QTL定位分析。利用特定位点扩增长度测序(SLAF-seq)技术, 构建了一个由12个连锁群包含8602个标记, 平均间距为0.29 cM的高密度遗传图谱。采用IciMapping 4.0软件的ICIM-ADD方法在3种环境(贵阳、贵定、三亚)对4个外观品质性状(粒长、粒宽、垩白度和垩白粒率)进行QTL (quantitative trait locus)定位分析。结果表明: 3种环境共检测到9个粒长QTL、6个粒宽QTL、3个垩白度QTL和4个垩白粒率QTL; 有5个QTL在多个环境被重复检测到, 其中3种环境都定位到的粒宽QTL qGW5-1和垩白度QTL qCha5-1为同一定位区间(第5染色体的Marker1642127-Marker1514505); 此外, 垩白度QTL qCha5-2的定位区间(Marker1554573-Marker1554589)和垩白粒率QTL qCGP5-2也是一样的。序列比对发现QTL qCha5-1定位区间仅51.5 kb, 是新的垩白性状主效QTL。本研究结果不仅为挖掘新的外观品质性状基因奠定基础, 也有助于开发新的分子标记进行水稻外观品质性状遗传改良。     

Improvement of Appearance Traits of elite Rice Zhenshan 97B by Molecular Introgression of Targeted about 800 kb Interval from Indica Rice Jiafuzhan Genome

Rice appearance trait is mainly mean grain length (GL), grain width (GW), ratio of length and width (L/W), chalkiness (CH) and transparence (TR). Appearance is the first impression, and rice appearance traits effect significantly the value of commodity. Hybrid rice is relatively low quality, especially on rice appearance quality,which restricts partially its extend and badly export of hybrid seed and rice in China.Shanyou 63, the most famous hybrid rice combination of China, could not be also sustainable application because of its poor qualities. In this studies, We attempt to improve appearance quality of the elite rice maintainer of Zhenshan 97B by using molecular approach of genomic interval targeted introgression. Three F2 populations were constructed to study the classical and molecular genetic of rice appearance traits, at the same time, molecular marker-asisted toimprove the main maintainer line, Zhenshan 97B were performed. There some following results:Three F2 populations were constructed based on crosses of Guangluai 4×Jiafuzhan (GJ popu.), Minghui 86×Jiafuzhan (MJ popu.) and Zhenshan 97B×Jiafuzhan (ZJ popu.). ZJ popu and GJ popu were produced to reconstruct the linkage maps related with rice appearance traits based on BSA, and detect QTL of target traits based on IM.In ZJ popu, 9 QTLs of target traits were detected. The interval, RM169～RM516 on Chromosome 5, was genetic locus of GW, L/W, CH and BW, and the explained variances were 10.9%, 14.9%, 12.0% and 14.2%, respectively.RM214 on chromosome 7, RM339 on chromosome 8 were genetic loci if CH and BW, and the explained variances were 9.4%, 10.0%, 11.0% and 12.1%. besides there is a genetic locus, RM347, of G/W on chromosome 3, and the explained varance was 10.3%. In GJ popu, 5 QTLs of rice appearance traits were detected. The interval, RM169-RM516 on Chromosome 5, were also the genetic loci of GW, CH and BW, and the explained variances were 9.0%, 12.5%, and 13.6%, respectively. RM264～RM80 on chromosome 8 was the genetic loci of GW amd L/W,and the explained variances were 14.7% and 13.4%. The genotypes of all QTLs, except RM214, from Jiafuzhan contributed to improving riee appearance traits.The research was to improve the rice appearance quality of Zhenshan 97B by introgressing QTLs of rice appearance traits from Jiafuzhan, a donor parent, by means of MAS in the process of recurrent backcrossing, 4 SSR markers were used to detect the target genotypes from donor parent, and 70 SSR primers to identify the genetic background of recurrent parent. Consequently, there were 19 target individuals in BC3, in which the mean value of GL, GW, L/W, CH and BW were 6.06±0.04mm, 2.50±0.02mm, 2.43±0.02, 29.5±2.7 and 29.4±2.7%, respectively,and the mean homologous degree (HD) to recurrent parent is up to 98.22%. Compared to Zhenshan 97B, GL, CH and BW decreased 0.17 mm, 34.9% and 34.5% respectively and however L/W increased 0.19. which accounted separately for 25.37%, 54.79%, 54.57% and 10.50% of thedifference of every trait between two parents. It is very luckly to find a individual, 13BC2-3BC3 line, whose GL, GW, G/W, CH and BW were 6.04 mm, 2.43 mm, 2.49,2.5% and 2.5% separately, There is very important signification for it to be used in hybrid rice breeding improving appearance traits. In the research, MAS efficiency of 3 loci (with 4 markers ) was 5.68% and coincident degree was 73.08%.     

水稻抽穗期数量性状基因的定位及遗传效应分析

本研究利用特早抽穗粳稻品种石狩白毛和籼稻品种明恢63杂交的F2分离群体共116株,构建了含88个共显性分子标记的连锁图谱,对水稻(Oryza sativA L．)抽穗期进行基因定位。利用2种分析软件MAPMAKER／QTL和QTLMapper进行分析,共检测到3个抽穗期的数量性状基因座(QTLs)。2个软件共同发现第7染色体上RM214与A5106标记区间内存在1个主效QTL Hd7a（Hd7c),来自明恢63的这个位点的等位基因可使抽穗期延迟。其余2个QTLs分别位于第7、9染色体上。同时检测到有5对位点间存在上位性作用,但相对贡献率较小,表明上位性效应也是影响抽穗期的遗传基础。     

水稻对稻曲病致病菌株 Pi-1抗病位点检测及效应分析

为了鉴定水稻对稻曲病的抗病基因,利用157个家系组成的大关稻（ Japonica ）/IR28（ Indica ）重组自交系（ Recombinant inbred lines ,RIL）群体,采用人工接种方法,以发病病情指数作为表型值。2012和2013年,接种鉴定亲本及RILs对水稻稻曲病致病菌株Pi-1的抗性。利用QTL Cartographer 分析软件,对水稻抗Pi-1菌株基因进行检测分析。2年共检测到7个QTL,分别为位于第2、7、8、11和12染色体上的qFsr2a、qFsr2b、qFsr7、qFsr8a、qFsr8b、qFsr11、qFsr12,单个位点的贡献率为8．5％～17．2％。其中,2012年检测到qFsr2a、qFsr2b、qFsr8a、qFsr11共4个位点;2013年检测到qFsr7、qFsr8b、qFsr11、qFsr12共4个位点。 qFsr11在2年中均被检测到,对性状的解释率为13．5％和17．2％,作用效应使病情指数下降9．9％和14．3％,提高了抗病性。根据抗性位点加性效应方向,qFsr2a、qFsr8a、qFsr8b、qF-sr11和qFsr12等位点是来自于亲本IR28的增效等位基因,而位点qFsr2b和qFsr7的抗性效应方向相反,是来自于大关稻。稳定遗传的抗病位点qFsr11及其紧密连锁的分子标记可以在分子标记辅助选择育种中得以应用。     

利用已测序水稻品种分析其农艺性状基因座

水稻重要农艺性状的基因定位研究在育种上具有重要意义。2004年在海南陵水县种植两个完全测序水稻品种日本晴与9311的F₂群体及双亲，分别考察了其单株分蘖数、穗数、有效分蘖数、穗长、主穗长、抽穗期、株高和剑叶8个农艺性状3次重复的平均值。用已构建的连锁遗传图谱（Nipponbare/9311-F₂遗传图谱）及Excel 2000和Mapmaker/QTL 1.1b软件对这8个性状间的相互关系和基因位点进行了分析。结果在LOD>2.0和P＜0.005的条件下共检测到41个QTLs，它们分布在水稻所有染色体上，单个QTL对性状表型贡献率11.0%～46.4%，其中大于20%的有22个。对选用已测序材料为亲本构建图谱来探讨水稻农艺性状的分子基础及其育种意义进行了讨论。     

水稻抗稻曲病数量性状座位及效应分析

利用157个家系组成的大关稻(japonica)/IR28 (indica)重组自交系(recombinant inbred lines, RIL)群体,采用高效引发稻曲病人工接种方法,以病情指数作为稻曲病的表型值。2007和2009年,鉴定亲本及RILs对水稻稻曲病的抗性。利用QTL Cartographer 软件,对水稻稻曲病抗性基因进行检测分析。两年共检测到qFsr1、qFsr2、qFsr4、qFsr8、qFsr10、qFsr11、qFsr12等7个QTL,分别位于第1、第2、第4、第8、第10、第11和第12染色体上,贡献率在9.8%~22.5%之间。其中,2007年检测到qFsr1、qFsr4、qFsr10、qFsr11、qFsr12等5个位点;2009年检测到qFsr2、qFsr8、qFsr10、qFsr11等4个位点,qFsr11、qFsr12在两年中均被检测到,对性状的解释率在18.0%~19.3%之间,使病情指数下降8.0%~16.3%,提高了抗病性。根据抗性位点加性效应方向,在qFsr1、qFsr2、qFsr8、qFsr10、qFsr11和qFsr12位点上,亲本IR28存在抗稻曲病的增效等位基因,大关稻具有减效等位基因,而位点qFsr4的抗性效应来源正好相反。qFsr11、qFsr12及其附近的标记可望在稻曲病抗性分子标记辅助选择育种中加以应用。     

东北地区水稻主要株型性状比较分析

以2006年和2007年辽宁、吉林、黑龙江3省水稻区域试验品种(系)为材料,分别在辽宁沈阳、吉林公主岭和黑龙江五常研究了水稻的株型特征及其与产量的关系。结果表明东北地区多数品种是穗型直到半直立(82.6%)、着粒密度中到稀(80.2%)、穗重轻到中(72.8%)、二次枝梗分布下部优势型(98.8%)。黑龙江主要是弯、半直立穗型品种,吉林以半直立穗型品种为主,辽宁则以直立穗型品种为主。吉林和黑龙江品种多数是中、稀穗型和中、轻穗型,辽宁主要是中、密穗型和中、重穗型。穗颈大、小维管束数和第2节间大、小维管束数平均值表现为辽宁＞吉林＞黑龙江。辽宁上三叶长、宽大于吉林和黑龙江,但叶基角较小。穗颈大、小维管束数和第2节间大、小维管束数与一、二次枝梗数和一、二次枝梗粒数及二次枝梗粒率呈极显著正相关,与一、二次枝梗结实率和千粒重呈负相关。聚类分析结果表明,东北地区育种单位选育的品种多数处于中、高产量水平,总体上有穗型直立、着粒密度大、重穗型、穗颈维管束数多、上三叶长且宽而角度小、株高和生物产量高有利于高产的趋势。     

水稻叶鞘相关性状的遗传分析

本研究以典型釉粳交(春江06/台中本地1号)的F1代花药加倍的DH群体为材料,系统考察了DH群体及其双亲在抽穗期的叶鞘长、叶鞘重、叶鞘厚等性状上的分布情况.结果表明,叶鞘长度的遗传力较高,受环境的影响相对较小,叶鞘长与叶鞘厚及叶鞘干重间大多呈极显著的正相关.QTL分析共检测到31个与叶鞘有关的QTL,分布于水稻第1、第...     

水稻品种IR24抗条纹叶枯病相关QTL的检测

为探明籼稻品种IR24是否携有新的抗条纹叶枯病基因,利用衍生于Asominori/IR24的重组自交系（RIL）群体和以Asominori为遗传背景IR24插入片段的染色体片段置换系（CSSL）群体,进行抗条纹叶枯病相关QTL的检测。利用疫区田间自然条件鉴定的方法,在RIL群体中共检测到4个控制条纹叶枯病的QTL,分别位于第3、5、7、11染色体上（qSTV3、qSTV5、qSTV7、qSTV11）, 其中qSTV3、qSTV7和qSTV11增强抗性的等位基因来自抗性亲本IR24。采用图示基因型比较法,在CSSL群体中将4个抗条纹叶枯病相关基因位点分别定位在染色体片段置换系CSSL4、L17、L39、L61、L62的IR24插入片段上。对比分析RIL群体和CSSL群体的分子连锁图谱,发现qSTV3所在的标记区间与CSSL17的IR24片段相吻合,qSTV7所在的标记区间与CSSL4的杂合片段、CSSL39的IR24片段相吻合,qSTV11所在的标记区间与 CSSL61的IR24片段以及CSSL62的杂合片段相吻合,表明确实存在这3个位点。与前人的研究结果相比较,发现位于第3染色体上的qSTV3区域存在抗刺吸性害虫的基因簇,是一个表达稳定的抗灰飞虱基因座;位于第7染色体上的qSTV7不同于已报道的抗性基因座,表明IR24携有新的抗性基因,这些基因不同于主基因Stvb-i,为防止广泛使用单一基因而造成的遗传脆弱性提供了新的抗性基因源,并且为利用分子标记辅助选择,聚合不同抗性基因培育抗性稳定的条纹叶枯病抗性品种创造了条件。     

水稻叶片保绿相关性状的QTL分析

以籼稻窄叶青8号（ZYQ8）与粳稻京系17（JX17）为亲本的DH群体为材,考察叶片保绿相关性状,并利用该群体的分子连锁图谱进行QTL分析。共检测到7个与水稻叶片保绿有关的QTL,包括与黑暗下保绿面积相关的3个QTL,位于第1、6和8染色体上,贡献率分别为11.07%、10.31%和11.21%;与黑暗下保绿程度相关的2个QTL,位于第1和12染色体