利用染色体片段置换系定位水稻酚反应基因

水稻谷粒苯酚染色反应是鉴别籼粳稻亚种的指标之一。本研究以9311和日本晴构建的8个染色体片段置换系为材料,采用代换作图法对控制水稻谷粒酚反应的3个QTL进行了定位。结果表明,4个染色体片段置换系材料酚反应级别为4,其余的在0到1级。8个置换系均含有来源于日本晴的1个置换片段,其中3个置换系在第2染色体、2个置换系在第4染色体和3个置换系在第7染色体上分别有1个置换片段,其长度分别为24．9cM、37．8cM、9．7cM、9．5cM、22．7cM、16．7cM、22．2cM和13．0cM,平均长度为19．6cM。3个控制水稻苯酚反应的基因qPH4-1、qPH2和qPH7被界定在第2染色体RM406和RM240、第4染色体RM280和RM5709及第7染色体RM11和RM6574之间,遗传距离分别为12．9cM、9．5cM和16．0cM。qPH4-1、qPH2和qPH7的鉴定和初步定位为其进一步的精细定位和图位克隆奠定了基础。     

利用单片段代换系定位水稻粒形QTL

 【目的】水稻谷粒形状（粒长、粒宽和长宽比）是衡量稻米外观品质的重要指标之一，为更好地开展粒形分子育种，对水稻粒形QTL进行分子定位。【方法】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。【结果】粒宽QTL Gw-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0.3 cM。在此基础上构建了覆盖Gw-8的物理图谱，RM502与RM447位于同一克隆AP005529，两者之间的物理距离为55.0 kb。粒长QTL gl-3被定位于第3染色体着丝粒附近的微卫星标记RM6146和PSM377之间，遗传距离分别为1.5 cM和11.0 cM。【结论】利用单片段代换系能准确地定位水稻粒形QTL，这两个粒形QTL的定位为其克隆及稻米外观品质的分子育种奠定了基础。     

利用染色体片段置换系定位水稻抗纹枯病QTLs

为检测水稻纹枯病抗性基因位点,采用牙签接种法对籼稻9311和粳稻日本晴以及由它们构建的119个染色体单片段置换系进行纹枯病抗性鉴定,并使用该群体的分子连锁图谱进行数量性状座位（QTL）分析。共检测到3个纹枯病相关 QTL（qsb8-1, qsb8-2和 qsb8-3）,分别位于第8染色体相邻标记 RM3262、RM5485和 RM3496附近,所在遗传区间分别为81.7cM-91.7cM、91.7cM-108.1cM和108.1cM-119.6cM。其中 qsb8-2的加性效应为负值,表明感病亲本携带的该片段可以增强纹枯病抗性;qsb8-1和qsb8-3的加性效应为正值,表明感病亲本携带的该片段减弱了纹枯病抗性。     

利用染色体片段置换系定位水稻抗纹枯病QTLs(英文)

为检测水稻纹枯病抗性基因位点,采用牙签接种法对籼稻9311和粳稻日本晴以及由它们构建的119个染色体单片段置换系进行纹枯病抗性鉴定,并使用该群体的分子连锁图谱进行数量性状座位(QTL)分析。共检测到3个纹枯病相关QTL(qsb8-1,qsb8-2和qsb8-3),分别位于第8染色体相邻标记RM3262、RM5485和RM3496附近,所在遗传区间分别为81.7cM~91.7cM、91.7cM~108.1cM和108.1cM~119.6cM。其中qsb8-2的加性效应为负值,表明感病亲本携带的该片段可以增强纹枯病抗性;qsb8-1和qsb8-3的加性效应为正值,表明感病亲本携带的该片段减弱了纹枯病抗性。     

利用染色体片段代换系定位一个水稻显性早熟基因

以水稻染色体片段代换系构建的分离群体为材料,利用微卫星标记(Simple sequence repeat,SSR)定位一个生育期基因,对水稻生育期基因的分子标记辅助选择进行了研究.结果表明,早熟显性基因(暂命名为Hd10-1)定位于第10染色体,SSR标记RM271和RM258之间,与RM 271的遗传距离为1.90 cM,与RM 258的遗传距离为8.40 cM,RM 271与RM 258位于Hd10-1的两侧.     

控制水稻穗形相关性状的QTL定位

穗是水稻产量的最终表达部位,穗部性状在产量构成因素中占有很重要的地位.该研究采用以粳稻Asominori为遗传背景、籼稻IR24为染色体片段供体的染色体片段置换系(Chromosome segment substitution lines,CSSLs)群体,于2007年和2008年对水稻穗部性状进行了相关分析及其数量性状位点(Quantitative trait loci,QTL)的定位.结果表明:穗部性状与单株产量存在极显著的正相关,并检测到影响5个相关性状的33个QTL,分布在第1、第3、第4、第6和第8条等染色体上,贡献率介于5.35%与37.59%之间,其中两年同时检测到的稳定表达QTL10个,约占30.3%;在第1染色体RM493和RM5496标记附近、第4染色体RM317标记附近、第6染色体RM217标记附近和第8染色体RM331及RM502标记位置均检测到能同时控制穗部多个性状的QTL,可能是因为基因的多效性或基因的紧密连锁所致.在育种中利用与这些QTL连锁的分子标记进行辅助选择,将有助于多个性状的协同改良.     

利用单片段代换系定位水稻抽穗期QTL

 抽穗期是水稻品种的重要农艺性状之一，对抽穗期QTL进行定位并研究其遗传效应在水稻育种中是至关重要的。本研究利用以6个水稻品种为供体的52个单片段代换系为试验材料，通过t测验比较单片段代换系与受体亲本华粳籼74之间抽穗期的差异，对代换片段上的抽穗期QTL进行了鉴定。以P≤0.001为阈值共鉴定出20个抽穗期QTL，这些QTL分布于水稻的10条染色体。QTL加性效应值为-5.9～1.1，加性效应百分率为-7.4%～1.4%。有8个QTL被定位在小于10.0 cM的区段内。利用1个单片段代换系与华粳籼74杂交发展的F2群体对qHD-3-1进行了定位。在作图群体中，早抽穗和迟抽穗植株数符合3:1的分离比，早抽穗表现为显性。利用微卫星标记将qHD-3-1定位于3号染色体短臂，PSM304和RM569分别位于其两侧，遗传距离分别为2.4 cM和5.1 cM。     

基于染色体片段置换系的野生稻粒长QTL——qGL12的精细定位

【目的】利用野生稻染色体片段置换系以及次级群体,精细定位与水稻粒长相关的QTL,发掘野生稻中影响粒长的新基因,为水稻育种提供遗传材料和基因资源。【方法】利用中国农业科学院作物科学研究所野生稻实验室已构建的野生稻染色体片段置换系群体,定位到一个与粒长相关的QTL——qGL12。在此基础上,选择粒长与受体亲本9311差异显著,且携带qGL12片段的置换系CSSL141与9311回交构建次级分离群体,设计区间内分子标记引物,筛选交换单株,结合粒型表型分析与基因型鉴定,对qGL12进行精细定位。通过扫描电子显微镜检测颖壳细胞,观察细胞的长宽变化,对定位区间内的基因进行基因注释以及测序分析,预测候选基因。【结果】根据整套置换系多个环境下的表型鉴定,qGL12初定位于第12染色体标记RM28621附近;选取携带qGL12的置换系CSSL141作为精细定位的亲本,CSSL141携带4个野生稻导入片段,在多年多点的田间试验中,CSSL141粒长、粒宽、粒重均明显高于9311;利用构建的CSSL141/9311 F2群体将qGL12定位于第12染色体标记RM5479与RM28621之间,影响粒长、粒宽以及粒重,对粒长的贡献率最高,为44.61%。在定位区间内设计了7个多态性分子标记引物,选择目标区间基因型杂合的植株种植F3,通过筛选交换单株,结合交换单株的基因型与表型,将qGL12定位于RM5479与RM28586之间50 kb区间内,为进一步缩短定位区间,在此区间内设计了4个多态性分子标记引物,选择交换单株种植下一代,筛选后得到20株交换单株,结合交换单株基因型与籽粒表型,最终将qGL12定位到第12染色体15.69 kb区间,该区间内有3个候选基因,其中Os12g39650编码一种微管蛋白,Os12g39660编码一种质膜钙转运ATP酶,Os12g39670尚未有明确功能,通过测序分析发现,Os12g39650、Os12g39660在编码区内存在变异;对亲本以及后代交换单株的颖壳细胞进行电镜扫描,发现9311颖壳细胞的长度与宽度均比CSSL141小,CSSL141/9311 F4代群体中,目标区间为野生稻基因型的交换单株颖壳细胞的长度与宽度均比目标区间为9311基因型的交换单株大,表明qGL12通过调控颖壳细胞的大小影响水稻粒长。【结论】利用野生稻染色体片段置换系,将野生稻粒长QTL——qGL12定位于第12染色体15.69 kb区间内,通过调控水稻颖壳细胞的大小影响粒长。该区间内有3个基因。来自野生稻的Os12g39650与Os12g39660与栽培稻等位基因相比,存在自然变异,确定为qGL12的候选基因。     

培矮64S/93-11重组自交系分子图谱构建及千粒重QTL检测

利用光、温敏核不育系培矮64S与常规品种93-11进行杂交,以单粒传方法建立含217个单株的重组自交系(R ILs)群体。选用775对SSR引物进行亲本多态性筛选,共有170对检测到多态性,频率为21.9%。构建的水稻分子遗传图谱共包含141个标记座位,总图距约2 060.4 cM,标记间平均图距为14.6 cM。群体中标记偏分离情况较严重。以该R ILs群体217个株系为材料,对千粒重性状进行了QTL分析。结果表明:在R ILs群体中检测到3个与千粒重相关的QTL,分别在第1、5、8染色体上,命名为qTGW-1、qTGW-5、qTGW-8,其LOD值为5.51、3.31、4.94,贡献率为17.90%、6.12%、9.59%。qTGW-1控制千粒重的增效基因来自低值亲本培矮64S,qTGW-5和qTGW-8控制千粒重的增效基因来自高值亲本93-11。通过相应的含有154个家系的全基因组染色体片段置换系(CSSLs)群体图示基因型分析,证实了在第1染色体上标记RM315附近存在控制千粒重的增效基因,来源于染色体片段供体亲本培矮64S,使千粒重增加1.03 g;在第5、8染色体上标记RM3663、RM310附近...     

水稻粒形相关性状及千粒重QTL的稳定性分析

以Nipponbare（japonica）／Kasalath（indica）／／NipponbareBC1F10的98个家系为材料,在3种环境下对水稻粒形相关性状及千粒重进行数量性状基因位点（quantitative traitloci,QTL）的定位分析。利用QTLmapper1．6软件在全基因组水平上检测了粒形相关性状及千粒重QTL。结果表明,在3种环境下共检测到4、1、4、5、5个QTL,分别控制粒长、粒厚、粒宽、粒形和千粒重。鉴定了以Nipponbare为背景、Kasalath为置换片段的染色体片段置换系群体在3种环境中的表型值,发现与背景亲本相比,置换片段包含qGL-6的株系NK28、包含qGL-12的株系NK32粒长均明显变长;置换片段包含qGW-1和qGW～7的株系NK9和NK32粒宽均明显变窄;置换片段包含qLWR-5的株系NK22和NK32、包含qLWR-12的株系NK32粒形明显变大;置换片段包含qTGW—1—1的株系NK9千粒重显著降低。上述结果表明,这些QTL是稳定表达的主效QTL。     

QTL Detection and Epistasis Analysis for Heading Date Using Single Segment Substitution Lines in Rice(Oryza sativa L.)

Heading date of rice is a key agronomic trait determining cultivated areas and seasons and affecting yield. In the present study, five primary single segment substitution lines with the same genetic background were used to detect quantitative trait loci(QTLs) for heading date in rice. Two QTLs, q HD3 and q HD6 on the short arm of chromosome 3 and the short arm of chromosome 6, respectively, were identified under natural long-day(NLD). Nineteen secondary single segment substitution lines(SSSLs) and seven double segments pyramiding lines were designed to map the two QTLs and to evaluate their epistatic interaction between them. By overlapping mapping, q HD3 was mapped in a 791-kb interval between SSR markers RM3894 and RM569 and q HD6 in a 1 125-kb interval between RM587 and RM225. Results revealed the existence of epistatic interaction between q HD3 and q HD6 under natural long-day(NLD). It was also found that q HD3 and q HD6 had significant effects on plant height and yield traits, indicating that both of the QTLs have pleiotropic effects.     

水稻紫色叶鞘基因的遗传分析

紫色叶鞘是水稻重要的农艺性状。本研究利用带有紫色叶鞘的水稻染色体单片段代换系W23—07—6—02—14与受体亲本华粳籼74杂交,发展17：次级分离群体,对水稻紫叶鞘基因进行鉴定。该代换系的代换区间为RM190-RM204-RM225-RM217-RM253-RN50-RM402-RM539-RM136-PSM388-RM3-RM541-RMl62-RM275-RM340,在第6染色体上,叶色基因暂时被命名为PSH（t）。研究发现F1代单株表现为紫色,F2代单株紫色与绿色分离比例符合3：1,证明紫色是由一对显性基因控制的。本研究为叶色基因的精细定位和克隆奠定了基础。     

水稻CSSL-Z481代换片段携带的穗部性状QTL分析及次级代换系培育

【背景】粮食安全是保障国家安全的重要基础,水稻是人民赖以生存的主要粮食作物,提高其产量是重要的育种目标。水稻产量由每株有效穗数、每穗实粒数和粒重等性状构成,其中,粒重与籽粒形状、充实程度等密切相关。但这些性状都是由多基因控制,遗传基础复杂。染色体片段代换系(CSSL)可将这些复杂性状的QTL较准确地分解为单个孟得尔因子研究,且与育种工作紧密衔接,因而是理想的遗传研究和育种材料。【目的】前期以4代换片段的水稻染色体片段代换系Z481精细定位了一个易落粒基因SH6,但Z481与受体日本晴间还存在多个显著差异的穗部性状。明晰控制这些差异性状的QTL在代换片段上如何分布,并分解为单片段代换系,对目标QTL的图位克隆及应用于水稻分子设计育种有重要应用价值。【方法】利用受体亲本日本晴与Z481杂交构建的次级F₂分离群体以SAS9.3统计软件的混合线性模型(mixed linear model,MLM)法进行穗部性状QTL定位(P<0.05),然后,根据基因型和表型,从F₂选择42个单株在F₃株系利用MAS法培育单片段及双片段代...     

水稻染色体片段代换系群体的构建及应用研究进展

定位和克隆水稻重要农艺性状QTL,是水稻功能基因组学研究的重要方向,是分子标记辅助选择选育高产、优质、多抗水稻新品种的重要基础。染色体片段代换系是进行QTL分析的理想材料。介绍了水稻染色体片段代换系群体的构建原理,综述了其构建及应用研究进展,并对其研究方向进行了展望。     

利用染色体单片段代换系定位水稻粒重QTL

粒重是决定水稻产量的三要素之一,是由多基因控制的数量性状。本研究以广陆矮4号为受体,日本晴为供体的119个染色体单片段代换系群体为试验材料,利用 SPSS软件分析了粒重与粒形性状之间的相关性,通过单因素方差分析和 Dunnett’s多重比较,测验单片段代换系与受体亲本广陆矮4号之间粒重的差异,以2年都能检测到的显著差异位点作为稳定表达的 QTL。结果表明：千粒重与粒长、长宽比呈极显著正相关,与粒宽、粒厚相关性不显著;以 P≤0.001为阈值,2年都能检测到的千粒重相关 QTL 19个,分布在除第10、12染色体以外的10条染色体上。其中,10个QTL的加性效应表现为增效作用,其加性效应值的变化范围为0.49~2.74 g,加性效应百分率的变化范围为2.00%~11.05%;9个 QTL加性效应表现为减效,加性效应值的变化范围为0.60~2.35 g,加性效应百分率的变化范围为2.40%~9.48%。这些QTL的鉴定,为进一步精细定位或克隆相应 QTL奠定了基础。     

Molecular Mapping of QTLs for Cold Tolerance at the Budburst Period in Rice

The quantitative trait loci (QTLs) for cold tolerance at the budburst period (CTBP) was identified using a F2:3 population including 200 lines derived from a cross of indica and japonica Milyang23/Jilengl. A molecular linkage map of 97 SSR markers was constructed using interval mapping and covered a total length of 1 357.3 cM with an average distance of 13.99cM, between adjacent markers in rice genome. The CTBP of F3 lines was evaluated at 5℃, and the survival seedling rate after treating under low temperature at the budburst period was used as cold tolerance index for CTBP. A continuous distribution near to normal for CTBP was observed in F3 lines, CTBP is a quantitative trait which was controlled by some genes. Three QTLs on chromosomes 2, 4 and 7 which are associated with CTBP were detected on location of RM6-RM240, RM273-RM303, RM214-RMll, respectively,which explained the range of the observed phenotypic variance from 11.5 to 20.5%. qCTBP4detected on RM273-RM303 of chromosome 4 explained 20.5% of the observed phenotypic variance. The effect of qCTBP4's allelic gene comes from Jileng 1.