水稻细菌性条斑病抗性QTL微卫星标记的筛选及其在基因聚合育种研究中的应用

以高抗细条病水稻品系Dular和H359R为抗性供体亲本,在筛选与抗病基因紧密连锁的SSR分子标记的基础上,通过混合选择结合MAS技术的方法,将QTL聚合在一起。连锁SSR标记的筛选结果表明,紧密连锁的SSR标记与相应的目标QTL的推测距离在0.4～4.9cM,可以满足MAS对标记选择准确率的要求。MAS选择结果表明,有效聚合2～4个目标QTL是培育广谱抗细条病品种的有效途径。     

水稻第2染色体上细菌性条斑病抗性QTL的检测

 用中抗和高抗细菌性条斑病（简称细条病）的两个籼稻品种明恢86和佳辐占为亲本构建了F2群体，应用SSR标记在水稻第2染色体的RM279～RM154之间检测到1个与水稻细条病抗性有关的QTL，其可解释遗传表型变异的13.7%，其加性效应为0.9576，来自抗病亲本佳辐占。     

Quantitative Trait Loci for Panicle Size and Grain Yield Detected in Interval RM111-RM19 784 on the Short Arm of Rice Chromosome 6

A rice residual heterozygous line （RHL） carrying a heterozygous segment extending from RM111 to RM19784 on the short arm of rice chromosome 6 was selected from a RHL-derived population used previously. The resultant F2：3 population was used to detect quantitative trait loci （QTLs） for three yield traits, the number of spikelets per panicle （NSP）, the number of grains per panicle （NGP） and grain yield per plant （GY）. Two QTLs for NSP, one QTL for NGP and one QTL for GY were detected, all of which were partially dominant and had the enhancing alleles from the maternal line Zhenshan 97B. Analysis based on the genotypic groups of the markers closely linked to the two QTLs for NSP indicated that they did not interact with each other. Two F2 populations and two near isogenic line （NIL） sets segregating in two sub-regions of interval RM111-RM19784 were developed. The two QTLs for NSP were validated, of which one had major effect and was co-segregated with heading date gene Hdl, and the other had smaller effect and was located in an upper region linked to Hdl. The two regions also showed significant effects on the number of filled grain and grain yield, although the effect on the number of filled grain was less consistent.     

深水稻品种赤禾纹枯病抗性QTLs定位

以高抗纹枯病的深水稻品种赤禾及感病品种Lemont为材料,构建了F2群体,以牙签嵌入法对该群体128株单株进行纹枯病抗性鉴定. 采用105个均匀分布于水稻12条染色体上的SSR多态性标记,构建该群体的分子标记连锁图,进行数量性状位点(QTL)分析.以LOD值2.5为阈值,在全基因组范围内搜索,初步检测到3个主效抗病QTLs,暂命名为qSB-2、qSB-5和qSB-11,分别位于第2、5和11染色体上,各自能解释表型抗性变异的17.17 %、14.7 %和27.78 %,其中qSB-5来自抗病亲本赤禾, qSB-2,、qSB-11来自感病亲本Lemont.     

普通野生稻转育后代稻褐飞虱抗性基因的初步定位

通过BR96与白56构建F2群体,利用均匀分布于水稻全基因组的122对多态性引物标记分析F2群体的基因型,构建遗传连锁图谱,考查F2衍生的F3各家系的褐飞虱苗期抗性等级,检测水稻褐飞虱抗性数量性状位点(QTL)。结果显示:分别在第3、4和6号染色体上各扫描到一个抗褐飞虱QTL位点,QBph3位于第3染色体RM489-RM282之间,LOD值为5.1,解释表型变异率是3.8%;QBph4位于第4号染色体RM16605-RM16717之间,LOD值为28.7,解释表型变异率是29.4%;QBph6位于第6号染色体RM276-RM527之间,LOD值为2.7,解释表型变异率是7.1%;3个QTL的联合贡献率为40.3%。Qbph4可解释表型变异率最大,初步判断Qbph4可能是一个控制褐飞虱抗性的主效基因。     

水稻红米色素基因的初步定位

本文运用生产中常用的恢复系蜀恢498为父本,贵州大学水稻研究所培育的贵红一号为母本构建的F4群体为材料,对水稻红米色素基因进行定位。经过经典遗传学分析确定了本实验材料的红米色素是由一对主效基因控制,其它微效基因具有修饰作用。运用基因池法筛选出12对具有多态性的SSR引物,分别位于第2、第4、第5、第6、第7和第10染色体上。运用mapmaker 3.0等定位软件,共检测到2个QTL位点,位于RM258-RM228的qAN-10a和位于RM5414-RM252的qAN-4a。其中qAN-10a在锦屏和惠水2个地点均检测到,具有良好的遗传稳定性,且贡献率较大,认为其为主效QTL,可为后续的精细定位提供参考。     

利用2个相关群体定位和比较水稻株高与抽穗期QTL

利用一个共同亲本构建的2个重组自交系群体对控制水稻株高和抽穗期进行基因定位和比较分析。结果表明:2个群体共定位到11个控制抽穗期的数量性状位点(QTLs)和11个株高QTLs。控制抽穗期的主效QTL在珍汕97/南洋占群体内位于第7染色体RM500-RM445标记之间;在珍汕97/德陇208群体内定位于第7染色体RMRG4499-RM445标记之间。而控制株高的主效QTL在2个群体中分别定位于第1染色体RM472-RM104之间和第7染色体MRG4499-RM445之间。比较定位结果发现,抽穗期主效QTL在2个群体内都被定位于第7染色体中部位置并且有共同标记RM445,很有可能是同一个基因。说明抽穗期是由主效QTL控制的数量性状,遗传稳定。株高主效QTL在珍汕97/南洋占群体内被定位于第1染色体接近末端标记RM104附近。在珍汕97/德陇208群体内则定位于第7染色体,与该群体控制抽穗期QTL共享RM445标记。     

Dissection of QTLs for Yield Traits on the Short Arm of Rice Chromosome 6

This study was undertaken to dissect quantitative trait loci （QTLs） controlling yield traits on the short arm of rice chromosome 6. A residual heterozygous line that carries a heterozygous segment extending from RM587 to RM19784 on the short arm of rice chromosome 6 was selected from an F7 population of the indica rice cross Zhenshan 97B/Milyang 46. An F2：3 population consisting of 221 lines was derived and grown in two trial sites. Six yield traits including number of panicles per plant, number of filled grains per panicle, total number of spikelets per panicle, spikelet fertility, 1 000-grain weight, and grain yield per plant were measured. An SSR marker linkage map was constructed and employed to determine QTLs for yield traits with Windows QTL Cartographer 2.5. QTLs were detected in the target interval for all the traits analyzed except NP, with phenotypic variance explained by a single QTL ranging between 6.3% and 35.2%. Most of the QTLs for yield components acted as additive QTLs, while the three QTLs for grain yield had dominance degrees of 1.65, 0.84, and -0.42, respectively. It was indicated that three or more QTLs for yield traits were located in the target region. The genetic action mode, the direction of the QTL effect, and the magnitude of the QTL effect varied among different QTLs for a given trait, and among QTLs for different traits that were located in the same interval.     

水稻抗白叶枯病新基因的初步定位

【目的】通过与目前国际上已报道的抗白叶枯病基因进行分析比较,推测水稻抗源C4059含有1个新的抗白叶枯病基因,暂命名为Xa36(t)。将水稻抗源C4059的白叶枯病抗性转育到IR24遗传背景下,培育近等基因系并借助分子标记将其抗白叶枯病基因进行定位。【方法】以IR24/C4059的1个F3分离群体为材料,采用分离集团分析法,借助SSR、EST标记对Xa36(t)进行分子标记定位。【结果】找到13个与Xa36(t)连锁的标记,最近的4个标记RM2136、RM7443、RM1233和RM224与目标基因间的遗传距离分别为3.2、3.8、1.9和1.3 cM。其中标记RM2136和RM7443位于染色体近端粒一侧,标记RM1233和RM224位于目标基因的另一侧。【结论】通过分子标记检测,将基因Xa36(t)定位于水稻第11染色体长臂末端附近。     

水稻卷叶突变新基因的遗传分析和初步定位

利用60Co-γ射线辐照水稻优良恢复系南花6号,获得一个水稻新型卷叶突变材料,整个生育期叶片表现为向内卷曲。经遗传分析表明,该突变性状受一对隐性基因控制。利用突变体南花6号／籼稻品种DularF2君羊体中的141个卷叶单株进行基因定位,在双亲、卷叶和正常叶的DNA池中筛选N2个多态性标记RM285和RM342,并确定该基因位于水稻第9染色体长臂上,与前人报道的r19（f）相距54．7cM,是一个未曾报道的基因,暂时命名为r113（t）。利用SSR标记将该基因定位于第9染色体RM285和RM342之间,遗传距离分别为6．74cM和11．35cM。类似于r113（t）卷叶突变体表型未见报道,该研究结果对揭示卷叶机理及在株型改良应用中具有重要意义。     

用近等基因池法定位与水稻柱头外露率相关的QTL

利用水稻柱头外露率差异极显著的亲本Ⅱ-32B和冈46B杂交,对亲本、F1和F2群体进行柱头外露率鉴定,F1柱头外露率介于高、低柱头外露率亲本Ⅱ-32B和冈46B之间;F2群体柱头外露率表现正态分布,说明柱头外露率是由多基因控制的数量性状.在498个F2单株群体中选择极端高柱头外露率和极端低柱头外露率的单株分别组成高、低柱头外露率池,利用914对SSR引物对其进行PCR扩增多态性检测结果发现,引物RM3437、RM31、RM3188、RM5310和RM3395在两亲本和两池间均检测到多态性;单标记分析法表明,第5染色体上的RM3437和RM31,第2染色体上的RM3188,第1染色体上的RM5310和第8染色体上的RM3395与柱头外露率呈极显著连锁关系,对该群体柱头外露率的贡献率分别为13.65%、13.62%、7.09%、4.63%和4.83%.第5染色体上的RM3437、RM31可能与同一个主效QTL连锁,该两标记可用于水稻高柱头外露率不育系的分子标记辅助选择育种.     

Validation of qGSIO,a quantitative trait locus for grain size on the long arm of chromosome 10 in rice (Oryza sativa L.)

Grain size is a major determinant of grain weight and a trait having important impact on grain quality in rice.The objective of this study is to detect QTLs for grain size in rice and identify important QTLs that have not been well characterized before.The QTL mapping was first performed using three recombinant inbred line populations derived from indica rice crosses Teqing/IRBB lines,Zhenshan 97/Milyang 46,Xieqingzao/Milyang 46.Fourteen QTLs for grain length and 10 QTLs for grain width were detected,including seven shared by two populations and 17 found in one population.Three of the seven common QTLs were found to coincide in position with those that have been cloned and the four others remained to be clarified.One of them,qGS10 located in the interval RM6100-RM228 on the long arm of chromosome 10,was validated using F_(2:3) populations and near isogenic lines derived from residual heterozygotes for the interval RM6100-RM228.The QTL was found to have a considerable effect on grain size and grain weight,and a small effect on grain number.This region was also previously detected for quality traits in rice in a number of studies,providing a good candidate for functional analysis and breeding utilization.     

Comparison and analysis of QTLs for grain and hull thickness related traits in two recombinant inbred line(RIL) populations in rice(Oryza sativa L.)

Grain traits are major constraints in rice production, which are key factors in determining grain yield and market values. This study used two recombinant inbred line(RIL) populations, RIL-JJ(japonica/japonica) and RIL-IJ(indica/japonica) derived from the two crosses Shennong 265/Lijiangxintuanheigu(SN265/LTH) and Shennong 265/Luhui 99(SN265/LH99). Sixty-eight quantitative trait loci(QTLs) associated with 10 grain traits were consistently detected on the 12 chromosomes across different populations and two environments. Although 61.75% of the QTLs clustered together across two populations, only 16.17% could be detected across two populations. Eight major QTLs were detected on the 9, 10 and 12 chromosomes in RIL-JJ under two environments, a novel QTL clustered on the 10 chromosome, q GT10, q BT10 and q TGW10, have a higher percentage of explained phenotypic variation(PVE) and additive effect; 15 major QTLs were detected on the 5, 8, 9, and 11 chromosomes in RIL-IJ under two environments, a novel clustered QTL, q GT8 and q TGW8, on the 8 chromosome have a higher additive effect. Finally, the analysis of major QTL-BSA mapping narrowed the q TGW10 to a 1.47-Mb region flanked by simple sequence repeat markers RM467 and RM6368 on chromosome 10. A comparison of QTLs for grain traits in two different genetic backgrounds recombinant inbred line populations confirmed that genetic background had a significant impact on grain traits. The identified QTLs were stable across different populations and various environments, and 29.42% of QTLs controlling grain traits were reliably detected in different environments. Fewer QTLs were detected for brown rice traits than for paddy rice traits, 7 and 17 QTLs for brown rice out of 25 and 43 QTLs under RIL-JJ and RILIJ populations, respectively. The identification of genes constituting the QTLs will help to further our understanding of the molecular mechanisms underlying grain shape.     

玉米GY220×1145组合粗缩病抗性的QTL定位分析

玉米粗缩病是近年严重影响中国玉米生产的病害,研究其QTL定位有助于利用分子标记辅助选择提高玉米粗缩病抗性育种效率。该研究调查了GY220×1145杂交衍生的重组自交系(RIL)群体109个家系(F10∶11)在2个环境下粗缩病的抗感表型值,结合该组合由272个DNA分子标记构建的遗传连锁图谱,分别采用基于多元回归模型的Win QTL Cartographer 2.5软件的复合区间作图法(CIM)和基于混合线性模型的QTL Network 2.0软件中CIM方法,检测了玉米粗缩病的抗性位点。结果表明:(1)运用Win QTL Cartographer 2.5软件中CIM法,检测到5个抗玉米粗缩病的QTL,解释表型变异的6.9%～17.6%,其中有3个QTL在2个环境下都检测到。5个QTL的加性效应变异幅度为-8.57～11.94。(2)用QTL Network 2.0软件中CIM法,检测到1个控制玉米粗缩病的位点MRDD2-22,解释表型变异的9.0%,加性效应为6.93。在第5连锁群与13连锁群之间存在1对非主效QTL间的互作,解释表型变异的7.4%,互作效应为-7.70。运用多元回归模型和混合线性模型都检测到的位点是MRDD2-22,位于第4染色体长臂g7M7806～n142标记区间,抗性等位基因来自自交系1145,平均加性效应为9.3。MRDD2-22位点可用于分子标记辅助选择进行玉米自交系粗缩病抗性的改良。     

籼稻恢复系昌恢891抗褐飞虱基因定位

褐飞虱是危害水稻生产最重要的虫害之一。培育抗褐飞虱水稻品种被认为是最有效的减少虫害的方法。目前,我国在栽培品种中陆续发现并鉴定了大量抗褐飞虱材料,而鉴定和定位抗褐飞虱基因是培育抗虫水稻的基础。昌恢891是一个优良的抗褐飞虱籼稻恢复系品种,为定位其中控制褐飞虱的基因,对亲本昌恢891,02428及其杂种Fl,F2:3单株129个分离群体进行抗褐飞虱鉴定,结果表明该抗性性状由一对显性主效基因控制,并受到微效基因的修饰。利用昌恢891/02428 F2群体,构建了含有129个单株的F2群体的遗传连锁图谱。该连锁图包含108个SSR标记,覆盖整个水稻基因组2 038.6 cM,每两个标记之间的平均距离为18.8 cM。利用Windows QTL Cartographer V2.0的复合区间作图法对F2群体的抗褐飞虱基因进行定位,在第4染色体上检测到一个主效抗性QTL位点,LOD值为10.53,贡献率分别为39.8%,位于第四染色体标记RM518和RH007之间,暂时命名为qBPH4(t)。     

水稻细菌性条斑病抗性基因bls2 SSR分子标记开发

【目的】开发水稻细菌性条斑病（简称细条病）抗性基因bls2 SSR分子标记,为利用分子标记辅助选择培育水稻细条病抗性品种提供技术支撑。【方法】基于本课题组前期对细条病抗性基因bls2初定位结果,设计SL03与SL04分子标记区间的SSR引物,从中筛选出在亲本间具有多态性的引物,用于检测由普通野生稻DY19与籼稻9311为亲本构建的BC₃F₂群体中各单株的基因型,并结合细条病病斑长度测定结果,利用MapQTL 5.0精细定位bls2基因,鉴定出与之紧密连锁的SSR分子标记,并比较单标记或双标记的选择效果。【结果】通过田间细条病抗性鉴定发现,BC₃F₂群体抗、感分离符合理论比1∶3的孟德尔单基因遗传分离规律。利用筛选鉴定出的11个多态性分子标记对BC₃F₂群体共244个单株进行单株基因型检测,并结合单株抗性表型值,将细条病抗性基因bls2精细定位于2号染色体上RM13592和RM13599分子标记之间,物理距离240 kb;RM13592和RM13599分子标记在BC₃F₂群体上的分离比均符合1∶2∶1的单基因遗传分离规律。利用单标记和双标记均可有效选择BC₃F₃群体中的感病单株和抗病单株。RM13592和RM13599分子标记辅助选择符合率分别达92.62%和93.44%,使用双标记的选择符合率为93.44%。【结论】RM13592和RM13599与细条病抗性基因bls2紧密连锁,具有易于PCR扩增,易于识别,准确性高的特点,可作为水稻抗细条病育种上分子标记辅助选择的有效标记。     

主栽品种镇稻88对水稻条纹叶枯的抗性特征及其遗传研究

 【目的】明确镇稻88对水稻条纹叶枯病的抗性特征及其抗性遗传模式,寻找与抗条纹叶枯病基因连锁的分子标记。【方法】利用单分蘖鉴定、苗期接种鉴定、非嗜性测验和抗生性测验分析镇稻88对水稻条纹叶枯病和介体灰飞虱的抗性;分别采用单分蘖鉴定和苗期接种鉴定方法对武育粳3号与镇稻88构建的F2群体、F2:3家系进行水稻条纹叶枯病抗性遗传分析;以SSR标记连锁分析方法对抗病基因进行定位。【结果】镇稻88表现出较强的病毒抗性和较弱的抗虫性;其对水稻条纹叶枯病的抗性表现为显性单基因的遗传模式;SSR标记分析显示该抗病基因位于水稻第11染色体上,与标记RM229间的遗传距离为4.7 cM。【结论】镇稻88对水稻条纹叶枯病的抗性主要来自于对病毒的抗性,由一对主效核基因控制,以镇稻88为抗病亲本结合本研究结果,可望加快水稻条纹叶枯病抗性品种选育的速度。     

水稻细菌性条斑病抗性微卫星(SSR)标记的筛选及其在标记辅助选择中的应用

为了标记辅助选择的需要,在利用RFLP和AFLP标记对控制水稻细菌性条斑病(简称细条病)的数量性状基因座(QTL)进行定位的基础上,进一步筛选了与3个效应较大的QTL连锁的SSR标记,并应用于把高抗细条病的品种Acc8558中的抗病基因导入到高感细条病的品种珍汕97B中的回交育种中.通过4次回交和1次自交,育成了5个遗传背景基本上与珍汕97B相同,导入了来自Acc8558的不同抗病区段的株系.本研究证明了将标记辅助选择技术应用于旨在改良单个数量性状的回交育种的可行性.这些抗病区段导入系为抗细条病QTL的精细定位以及研究不同QTL间的互作提供了条件.     

水稻第6染色体短臂产量性状QTL簇的分解

【目的】将水稻第6染色体短臂上产量性状QTL分解到更小的区间中。【方法】从珍汕97B/密阳46重组自交系群体筛选到针对第6染色体短臂RM587-RM19784区间的剩余杂合体,衍生了一个由221个株系组成的F2:3群体,种植于海南和浙江两地,考察每株穗数、每穗实粒数、每穗总粒数、千粒重、结实率和单株产量,建立SSR标记连锁图,应用Windows QTL Cartographer 2.5检测QTL。【结果】在所分析的6个性状中,除穗数外在第6染色体短臂上的目标区间均检测到QTL,分别座落于目标区域中3个以上的不同区间中,单个QTL对群体性状表型变异的贡献率为6.3%～35.2%;控制产量构成因子的QTL基本以加性作用为主,但3个单株产量QTL的显性度分别为1.65、0.84和0.42。【结论】目标区间存在3个以上的产量性状QTL,且同一区间控制不同性状的QTL、不同区间控制同一个性状的QTL在遗传作用模式、效应方向和效应大小上存在一定差异。     

水稻苗期抗旱性的关联分析(英文)

[目的]此研究旨在检测水稻苗期抗旱性的数量性状位点。[方法]通过对 184 份水稻品种的田间苗期抗旱性鉴定,同时利用每 3Mb 为一区间随机分布于水稻 12 条染色体上的 156 个 SSR 标记子对卷叶、枯叶及复水恢复率 3 个苗期抗旱性性状进行标记,通过关联分析检测此 3 个性状的数量性状位点。[结果]水稻品种对苗期干旱具有不同的反应,卷叶、枯叶及复水恢复率这3个性状具有显著的相关性,对该群体在群体结构K=3 和 K=7 时进行了分析。[结果]该组水稻品种存在一定程度的遗传混杂,品种间的相互遗传相关性范围从 0 到 0.924 5。SSR 标记子间存在着明显的连锁不平衡。该试验共检测到与苗期抗旱性关联的16个SSR标记子,其中4个与卷叶性状,8个与枯叶性状,4个于复水恢复率紧密关联,而且大多数的标记子与2个以上的性状关联,表明某个单一抗性机理可能与多个不同性状的表达相关,如:渗透势调节。位于第九染色体上的RM107 标记子与所有 3 个苗期抗旱性性状关联,并且位于以前研究所报道的区间之内,为苗期抗旱性的主要位点,位于第八染色体上的 RM477与复水恢复率显著关联,且与卷叶性状的关联达到极显著水平,该位点可能是苗期抗旱性的另一个主要数量性状位点。[结论]关联分析是用于分析复杂性状(如抗旱性)非常有效的方法。