玉米自交系P178的大斑病抗性QTL定位和效应分析

为了进一步鉴定玉米大斑病的主效抗病位点,以玉米优良抗病自交系P178为供体亲本,感病自交系G41为轮回亲本,发展了包含150个家系的BC2F5群体,用于玉米大斑病抗性遗传分析。2017年在吉林榆树和黑龙江双城2个环境条件下,对群体大斑病抗性进行了鉴定,结合KASP分子标记遗传连锁图谱的构建,对抗病QTL进行检测。结果表明,玉米大斑病抗性在群体家系间表现出广泛的变异。在玉米第1、2、8、9染色体上共检测到6个抗病QTL,分别可以解释4%~23%的表型遗传变异。2个稳定的抗病QTL分别位于第2染色体和第8染色体上,其在2个环境条件下都能检测到,而其他的QTL位点仅在1个环境条件下检测到。     

玉米灰斑病抗病QTL鉴定和效应分析

利用优良抗病自交系K 22为供体亲本,感病自交系B 73为轮回亲本,构建了含有90个家系的BC_2F_4群体,用于玉米灰斑病抗性遗传分析。2016年和2017年对群体灰斑病抗性进行了鉴定,结合KASP分子标记构建遗传连锁图谱,对抗病QTL进行检测。结果表明,在2个环境中共鉴定了3个抗病位点QTL,分别位于第1(bin1.09),2(bin2.04)和7(bin7.04)染色体上,其中位于第2染色体上的QTL有较大的效应值,其加性效应为0.34,可以解释抗性10.2%的表型遗传变异。     

玉米小斑病抗病QTL的鉴定与效应分析

为分析玉米小斑病的遗传抗性，分别利用抗病自交系CIMBL29和感病自交系GEMS41为供体亲本和轮回亲本，通过2次回交和3次自交构建了含有179个家系的BC2F4群体。在2017年(河南长葛)和2018年(河南西平)两个环境条件下对群体小斑病抗性进行了评估，结合SNP分子标记构建的高密度遗传连锁图谱，对抗小斑病QTL进行鉴定。QTL定位结果表明，在2个环境中共鉴定了4个抗小斑病QTL,分布在第1、5、6和8染色体上。其中位于第1染色体和第6染色体上的QTL(qSLB1和qSLB6)在2个环境条件下均可以检测到，是稳定的抗病QTL位点，其中，在2017和2018年，qSLB1分别可以解释9.3%和10.9%的抗性表型变异；qSLB6分别可以解释6.3%和6.6%的表型变异。环境稳定型抗病QTL的鉴定为抗病基因精细定位和分子育种奠定了基础。     

玉米南方锈病抗病QTL鉴定和效应分析

以玉米抗病自交系P 178、感病自交系G 41构建的BC2F5群体为材料,通过遗传连锁图谱构建和表型鉴定,对玉米南方锈病抗性进行了QTL定位。结果表明,在玉米第2,5,6和10染色体上共鉴定出5个抗病位点,可以解释6.88%到45.31%的表型遗传变异。其中,位于第10染色体短臂上的位点q SCR10.01具有最大的效应值。进一步对qSCR10.01进行精细定位的结果表明,抗病基因位于标记UMC1380和C(10)3595071之间,标记间的物理距离为1.34 Mb。     

基于重组自交系的水稻抗纹枯病QTL定位

本研究利用157个家系组成的大关稻/IR28重组自交系群体,采用牙签接种法,鉴定了亲本及157个重组自交系群体对水稻纹枯病的抗性。利用QTL Cartographer软件,对水稻纹枯病抗性基因进行检测分析。检测到qsb1、qsb2、qsb5-1和qsb5-2共4个QTL位点,分别位于第1、第2和第5染色体上,贡献率为10.41%~36.92%。qsb5-1的加性效应为负值,表明来自供体亲本IR28相应QTL使纹枯病病斑比值变小;qsb1、qsb2和qsb5-2的加性效应为正值,表明来自供体亲本大关稻相应QTL使纹枯病病斑比值变大。     

玉米尾孢灰斑病抗性QTL分析

选用玉米尾孢灰斑病抗病自交系R225与感病的自交系掖478组配F2群体共345个单株,选用多态性好的127个SSR标记构建了分子遗传连锁图谱,覆盖整个玉米基因组1738cM,平均图距为13.6cM。2013、2014连续两年采用田间自然诱发进行多年多点表型鉴定,利用QTL IciMapping分子标记作图软件分析2个环境的表型数据QTL,有5个QTL在2个环境都能检测到,分别位于2号、5号、8号和9号染色体上,单个QTL表型遗传变异介于4.78%～37.77%之间,除9号染色体抗病QTL来源于感病亲本掖478外,其余QTL均来自抗病亲本R225,其中以2号染色体效应最高。研究结果为玉米尾孢菌灰斑病抗性基因发掘提供了科学依据。     

基于重组自交系的水稻抗纹枯病QTL定位（英文）

利用157个家系组成的大关稻/IR28重组自交系群体,采用牙签接种法,鉴定亲本及157个重组自交系群体对水稻纹枯病的抗性。利用QTL Cartographer软件,对水稻纹枯病抗性基因进行检测分析。结果表明,共检测到qsb1、qsb2、qsb5-1和qsb5-2 4个QTL位点,分别位于第1、2和5染色体上,贡献率为10.41%~36.92%。qsb5-1的加性效应为负值,表明来自供体亲本IR28相应QTL使纹枯病病斑比值变小;qsb1、qsb2和qsb5-2的加性效应为正值,表明来自供体亲本大关稻相应QTL使纹枯病病斑比值变大。     

玉米抗矮花叶病毒B株系的QTL定位

为明确玉米对矮花叶病的抗病机制,以代表国内外两大玉米杂种优势类群的优良自交系黄早4和Mo 17为亲本,构建了含239个重组自交系的F9代分离群体,并利用该群体构建了包含101个SSR标记的遗传连锁图谱,图谱全长1422.7 cM,标记间的平均图距为15.6 cM。通过人工接种病毒鉴定,评价了亲本及群体对玉米矮花叶病毒B株系的抗性反应。采用复合区间作图法对玉米矮花叶病抗性QTL进行了定位及其遗传效应分析,在第5、6染色体上,各定位了控制发病率的1个微效QTL和1个主效QTL,分别与标记Bnlg602和Bnlg161连锁,其遗传效应能分别解释表型方差的2.3%和33.8%。     

鲜食甜玉米籽粒蛋白质含量的QTL定位

【目的】研究鲜食甜玉米籽粒蛋白质含量的QTL定位,为加快高蛋白质含量甜玉米的育种进程及实现分子标记辅助选择提供理论依据。【方法】以籽粒蛋白质含量有极显著差异的超甜玉米自交系T8和T48为亲本配制杂交组合,以232个F2单株为作图群体,构建了包含245个SSR标记位点、全长1 527.76cM的玉米遗传连锁图谱,标记间的平均距离为6.23cM,用复合区间作图法在F2和F2:3家系中检测籽粒蛋白含量相关QTL。【结果】在F2群体和F2:3家系中共检测到10个鲜食甜玉米籽粒蛋白含量QTL,分别位于第2、4、5、6和9号染色体上,其中F2群体、F2:3家系分别定位到4和6个籽粒蛋白含量QTL,单个QTL可解释5.97%～16.52%的表型变异。【结论】有2个主效QTL在F2群体和F2:3家系中均可被检测到,分别位于2号染色体的bnlg1017-umc1823区间和9号染色体上的umc2119两侧,1个主效QTL在F2:3家系的2个重复中均可检测到,位于第4号染色体的umc1808-umc1871区间。这些QTL可以作为利用分子标记辅助育种途径进行玉米遗传改良的依据。     

特异玉米种质四路糯的穗行数遗传解析

【目的】玉米穗行数与产量密切相关,剖析其遗传基础对指导玉米育种实践具有重要意义。【方法】以只有4行籽粒的中国特异地方品种四路糯选系和多穗行数的自交系农531为亲本,采取单粒传法（single seed descend method, SSD）构建正反交F2:3分离群体。在北京昌平和河南新乡采用随机区组试验设计进行分离群体家系的穗行数表型鉴定。与此同时,根据玉米基因组数据库上公布的标记信息,在全基因组范围内筛选获得173个具有多态性的SSR标记,用于群体基因型鉴定及遗传图谱构建。采用完备区间作图法（ICIM）和复合区间作图法（CIM）进行玉米穗行数QTL定位和遗传效应分析,利用SAS软件GLM程序估计主效QTL对分离群体穗行数遗传变异的贡献率。【结果】表型鉴定结果表明,亲本四路糯选系与农531的穗行数平均值分别为4.0行与19.2行,F2:3家系穗行数变化范围为4.0-17.4行。利用完备区间作图法,分别对北京昌平、河南新乡的正交F2:3群体进行穗行数QTL定位,2个环境下共检测到12个穗行数QTL,分布于除第1、7染色体外的其他8条染色体上。等位变异来源分析表明,本研究定位的QTL减效等位变异全部来自少穗行数亲本四路糯选系。共有5个主效QTL在2个环境下均被检测到,其中,位于bin2.04区间内的主效位点qKRN2-1在单环境下最大可解释群体穗行数变异的18.48%,其余4个主效位点及其单环境下解释的最大表型变异分别为qKRN4-2（11.58%）、qKRN5-1(13.55%)、qKRN8-2（16.91%）和qKRN9-1(9.66%)。利用复合区间作图法,在联合环境条件下共检测到5个穗行数QTL,分布在第2、4、5、8、9染色体上,每个QTL解释的表型变异范围为6.13%-10.05%,除位于第5染色体的QTL以外,其余4个位点与完备区间作图法定位到的主效QTL区间一致。一般线性模型分析显示,在2个环境下,5个主效QTL可分别解释正交F2:3群体51.5%（北京昌平）和54.0%（河南新乡）的表型变异。还定位到2对穗行数上位性QTL位点,分布于第2,、4、9染色体上,但表型贡献率分别仅为2.90%和1.80%。【结论】穗行数减效等位变异全部来自四路糯选系,鉴定出5个玉米穗行数主效QTL,分别位于bin2.04、bin4.09、bin5.04、bin8.05和bin9.03。表明该四路糯选系可作为重要的穗行数遗传研究材料,而定位到的主效QTL可作为玉米穗行数候选基因图位克隆和玉米遗传基础研究的重要候选区段。     

玉米弯孢菌叶斑病抗性的QTL分析

 通过利用AFLP和SSR标记 ,对丹 340×沈 135的F2∶3 群体 (113个家系 )进行玉米弯孢菌叶斑病抗性基因的遗传作图和QTL分析 ,得到如下结论 :(1)玉米弯孢菌叶斑病抗性是由多基因控制的 ;(2 )应用复合区间作图法 ,对 1999年的玉米全株抗病性 ,检测到 4个QTL ,分别位于第 6、6、8和 10染色体上 ,可解释表型变异的 4 9.9% ;对 2 0 0 0年的玉米全株抗病性 ,检测到 6个QTL ,2个位于第 6染色体上 ,3个位于第 7染色体上 ,1个位于第 10染色体上 ,可解释表型变异的 77.6 % ;第 10染色体上的QTL是 2年间共同的QTL ,来自抗病亲本沈 135 ;(3)对每个QTL(定量特征点位分析 ) ,均检测到加性和显性效应 ,但相对大小有不同 ,各QTL以部分显性、显性和超显性为主要遗传方式 ;(4)控制玉米弯孢菌叶斑病抗性的QTL之间存在上位性互作。     

玉米抗穗粒腐病 QTL 定位研究

【目的】在连作程度高且更利于发病的广西等一年两熟玉米种植地区开展玉米穗粒腐病抗性数量性 状位点（QTL）定位研究,揭示玉米穗粒腐病抗性遗传变异的基本规律,为这些地区玉米穗粒腐病抗性育种提供一 定的理论依据。【方法】用 Mapmaker 3.0 软件对 148 个多态性 SSR 标记在 215 个 F2 单株间的基因型数据构建遗传 图谱。在广西南宁用针刺法对由 215 个 F2 单株发展而来的 F2:3 家系抗病性进行田间接种鉴定,记录家系内各单株 的病级,将家系内各单株的病级换算成家系的抗病指数。利用 winQTLCart2.5 软件中的复合区间作图法对各家系的 抗病指数进行抗病 QTL 分析。【结果】148 个 SSR 标记构建了覆盖玉米 10 条染色体组总长度 1 396.3 cM 的连锁图谱, 标记间的平均遗传图距 9.43 cM。抗病指数在 α= 0.05 显著水平下进行 500 次排列检验计算得到 LOD 阈值为 2.2。 以 2.2 这个阈值为依据共检测到 3 个抗病指数 QTL 位点。这 3 个 QTL 的基因作用方式分别为超显性、超显性和 部分显性。各 QTL 的加性效应值有正有负,说明抗感亲本中均含有微效抗病基因。【结论】检测到的 3 个穗粒 腐病抗病 QTL 分别位于第 2、3、10 染色体上,可解释表型变异的 4.6%~6.6%,它们均为微效 QTL。未检测到较 大效应值的主效 QTL。     

甜玉米株高的多世代遗传分析与QTL定位

【目的】研究甜玉米株高的遗传模式和QTL定位,为玉米高产、耐密和抗倒伏育种提供理论依据。【方法】以株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,采用主基因+多基因混合遗传模型和P1、P2、F1、B1、B2和F26个世代联合分析的方法,对甜玉米株高性状进行遗传分析;以330个F2单株为作图群体,采用复合区间作图法和群体分离分析法(BSA法),在F2和F2:3家系中检测株高QTL。【结果】玉米株高受2对加性-显性-上位性主基因控制,在各个分离世代都以主基因遗传为主;在F2群体中,检测到的3个QTL位于第1染色体,2个QTL位于第5染色体上,对表型变异的贡献率为7.8%~28.8%;在F2:3家系中,检测到的4个QTL位于第1染色体,4个QTL位于第5染色体上,对表型变异的贡献率为4.8%~27.4%。【结论】在F2和F2:3家系中检测到的株高QTL都集中在第1和第5染色体上,形成了2个明显的株高QTL簇,这一结果与2对主基因+多基因的遗传模型相吻合。     

玉米雄穗主要性状QTL定位分析

研究以RA×M5P构建而成的包含205个家系的RIL群体为作图群体,结合2个环境下的表型鉴定,运用复合区间作图法(CIM)对玉米雄穗长(TL)、雄穗分枝数(TBN)和雄穗重(TW)等雄穗性状进行QTL定位分析。结果表明,2个环境条件下,共检测到3个与TL性状连锁的QTL位点,分别位于第3、5、8号染色体上,可解释表型变异的5.19%~5.97%;共检测到5个与TBN性状连锁的QTL位点,分别位于第1、2、3、9号染色体上,可解释表型变异的3.66%~8.41%,在染色体bin值1.04、9.03位置,2个环境中均稳定检测到与TBN连锁的QTL位点;共检测到3个与TW性状连锁的QTL位点,分别位于第4、8号染色体上,可解释表型变异的4.39%~13.65%,在染色体bin值4.04~4.06、4.08位置,2个环境中均稳定检测到与TW连锁的QTL位点。这些不同环境条件下稳定检测到的雄穗性状QTL位点可以为进一步的遗传研究提供理论基础。     

基于水稻RIL群体的稻瘟病抗性QTL分析

为了挖掘和利用抗稻瘟病基因,培育抗稻瘟病品种,以抗稻瘟病亲本京宁11(父本)和感稻瘟病亲本2013ZJP-3(母本)培育的包含189份株系的F6和F7重组自交系(RIL)群体作为试验材料,利用99对亲本间有多态性的SSR标记构建遗传连锁图谱;同时,利用宁夏地区优势稻瘟病菌生理小种,采用人工接种和自然诱发相结合的方法对其进行叶瘟、穗颈瘟抗性鉴定,并用QTL IciMapping 4.0软件对叶瘟抗性和穗颈瘟抗性进行QTL分析.结果表明,F7群体的抗叶瘟性状呈连续性分布,且大部分材料偏向于抗病亲本京宁11.QTL定位结果显示,共检测到11个QTL:与叶瘟抗性有关的QTL有4个,分别位于6、6、6、10号染色体上,贡献率达到5％～8％,其中贡献率最大的QTL位于6号染色体上;与穗颈瘟抗性有关的QTL有4个,分别位于6、10、10、11号染色体上,贡献率为5％～8％;与综合抗病指数有关的QTL有3个,位于6、10、10号染色体;此外,在10号染色体上的RM1125单标记区间内有2个控制穗颈瘟与综合抗病指数的QTL,分别解释了 8％、6％的表型变异,加性效应分别为-0.75、-0.40,这个QTL对应的增效基因均来自于父本京宁11.     

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。     

基于SNP标记的玉米雄穗主要性状QTL定位分析

【目的】雄穗性状是玉米生长发育过程中重要的农艺性状,对其遗传特性的研究具有重要的理论意义。【方法】本研究以Z58×Y915构建的192个F_(2:3)家系作为作图群体,结合2个环境下的表型鉴定,运用复合区间作图法(CIM)对玉米雄穗长(TL)、雄穗分枝数(TBN)和雄穗重(TW)等雄穗性状进行QTL定位分析。【结果】2个环境条件下,共检测到15个与TL性状连锁的QTL位点,分别位于第1、3、4、5、6、7、8号染色体上,可解释表型变异的0.66%～22.58%;在染色体bin值1.09、3.09位置,2个环境中均稳定检测到与TL连锁的QTL位点;共检测到12个与TBN性状连锁的QTL位点,分别位于第1、2、3、5、6、7、9号染色体上,可解释表型变异的3.05%～23.80%;在染色体bin值2.08、3.09位置,2个环境中均稳定检测到与TBN连锁的QTL位点;共检测到9个与TW性状连锁的QTL位点,分别位于第1、3、4、6、7、9号染色体上,可解释表型变异的4.52%～27.55%,在染色体bin值3.09、9.05位置,2个环境中均稳定检测到与TW连锁的位点。【结论】在不同环境下能够稳定存在的QTL位点可为玉米雄穗主要性状进一步遗传研究提供理论基础。     

玉米种子内部拟轮枝镰孢菌抗性的QTL定位

为探究玉米种子内部对拟轮枝镰孢菌的抗性,利用由抗病自交系BT-1与感病自交系N6构建的RIL群体为材料,进行4个环境的联合QTL分析。结果表明,6个控制种子内部对拟轮枝镰孢菌抗性的QTL分布在第1、3、4、9、10染色体上,表型贡献率介于1.32%～7.62%。其中,表型贡献率最高的QTL qSIR3-1位于第3染色体,解释7.62%的表型贡献率,抗病效应来自于抗病亲本BT-1。6个QTL中的1个与已知种子外部抗性QTL一致,表明玉米种子内部对拟轮枝镰孢菌的抗性是独立的性状。     

CIMMYT小麦Pavon 76和PBW 343叶锈成株抗性QTL分析

CIMMYT(墨西哥国际玉米小麦改良中心)小麦多数携带成株慢锈基因,Pavon 76和PBW343在田间对我国叶锈菌种表现为抗病,其可能携带有多个成株慢锈QTL位点。为了检测和定位Pavon 76和PBW 343中的成株慢锈QTL位点,以Pavon 76和PBW 343杂交、多次自交获得的包含有178个家系的重组自交系(RIL)群体为材料,将其种植在河北农业大学试验田和CIMMYT的Obregon小麦试验田,分别接种不同的小麦叶锈菌混合小种进行田间抗叶锈鉴定,获得群体的表现型数据,同时利用480个在亲本间有多态性的DArT(多样性序列芯片技术)标记检测178个家系,获得群体的基因型数据。结合表现型数据和基因型数据,利用Map Manager QTXb20和QTL IciMapping软件,进行复合区间作图法分析,在2个环境共检测到4个QTL位点。其中位于1BL染色体上来源于亲本Pavon 76的QTL位点解释5.5%的表型变异,另外3个QTL位点都来源于亲本PBW 343,其中的2个QTL位点位于1AL和2DL染色体上且只在墨西哥试验点检测到,分别解释7.0%和4.3%的表型变异,另外1个QTL位点只在保定试验点检测到,位于3AL染色体上,解释5.7%的表型变异。位于1A和3A染色体上的QTL可能为新的成株抗叶锈QTL,其丰富了现有的小麦成株慢锈基因库,与其紧密连锁的分子标记可以用于标记辅助育种、培育持久抗病品种。     

利用重组自交系群体检测水稻种子休眠性数量性状位点

利用由 191个家系组成的密阳 2 3/秋光重组自交家系 (recombinantinbredlines,RIL)F10 代群体 ,进行种子休眠性数量性状基因座 (quantitativetraitlocus,QTL)的检测和遗传效应分析。以抽穗后 35d的种子发芽率作为种子休眠性的表型值 ,分析亲本和 191个RIL的休眠性表现。通过WinQTLCart软件分析 ,检测到分别位于第 5和第 8染色体上的 2个水稻种子休眠性QTL ,其中位于第 8染色体上QTL的加性效应为负值 ,表明该休眠性基因位点来源于亲本秋光 ;第 5染色体上QTL的加性效应为正值 ,表明该休眠性减效基因来源于亲本密阳 2 3。