基于粳稻F2和F2:6群体的连锁图谱及剑叶性状QTL比较分析

以粳稻沈农265和丽江新团黑谷 (LTH) 为亲本,分别构建了F2群体和F2:6群体,分析并比较了两群体的遗传信息和控制剑叶相关性状(剑叶长、宽和比叶重)的数量性状基因座.结果表明:1)多数标记在染色体上的顺序相同,但标记间距不同.F2群体中30个标记显著偏离预期的1∶2∶1孟德尔分离比例,13个标记极显著偏离预期的1∶2∶1孟德尔分离比例,其中19个偏向沈农265,11个偏向LTH.F2:6群体中62个标记显著偏离预期的1∶1孟德尔分离比例,38个标记极显著偏离预期的1∶1孟德尔分离比例,其中43个偏向沈农265,19个偏向LTH.偏分离标记共形成10个偏分离区域,其中有6个区域同时出现在两个群体中.2) F2:6群体检测QTL的能力强于F2群体.F2群体共检测到7个控制剑叶性状的QTL (2个控制剑叶长,4个控制剑叶宽,1个控制比叶重),而F2:6群体共检测到17个控制剑叶性状的QTL (7个控制剑叶长,5个控制剑叶宽,5个控制比叶重),其中有4个QTL在两群体中同时检测到,分别是第9染色体上控制剑叶长的qFLL9,第4染色体上控制剑叶宽的qFLW4,第12染色体上控制剑叶宽的qFLW12.1和第6染色体上控制比叶重的qSLW6.其中,控制比叶重的qSLW6 (加性效应值为1.956 mg/cm2),极富研究与应用价值.     

水稻顶部三叶与穗重的关系及其QTL分析

 摘要: 对水稻汕优63重组自交系群体顶部3张叶片的长、宽、重和单穗重等10个性状进行了相关分析和QTL定位。穗重与9个叶片性状存在极显著的正相关，其中与倒2叶重的相关系数最大，剑叶重次之。所有性状在重组自交系群体中均存在双向超亲分离，接近正态分布。共检测到44个主效QTL和43对双位点互作影响上述10个性状。主效QTL分布于水稻的除第8染色体外的其余11条染色体上，贡献率介于3.19%~26.23%；互作分布于水稻的12条染色体上，贡献率变幅为2.03%~8.93%。第2染色体的R2510-RM211标记区间同时检测到控制单穗重和倒2叶重的QTL，该QTL对超级稻株型育种具有应用价值。     

用培矮64S/日本晴F2群体对水稻6个农艺性状的QTL定位

 用水稻测序品种培矮64S和日本晴配组建立了由180个单株组成的F2群体，构建了含137个SSR标记的连锁遗传图谱，对水稻的分蘖数、有效分蘖数、分蘖率、株高、剑叶长和穗长等6个相关农艺性状进行了QTL定位分析。共检测到14个QTL，分布在第1、2、4、5、6、7染色体的11个区间。检测到1个控制株高的主效QTL(qPH1 2),位于第1染色体，其表型贡献率为24.0%；1个控制剑叶长的主效QTL(qFL4）,位于第4染色体，其表型贡献率为30.5%。对所定位QTL的价值、QTL在染色体上的区域分布等进行了探讨。     

水稻回交群体剑叶性状综合评价及QTL定位

【目的】通过对水稻剑叶性状的综合评价,明确剑叶相关性状间及与6个农艺性状的关系。检测剑叶相关性状的QTL,为优良株型品种选育,剑叶性状基因的精细定位和克隆奠定基础。【方法】以日本优质粳稻品种越光和葡萄牙粳稻地方种Bertone构建的回交群体两个世代为实验材料,利用BC₃F₁群体基因型构建遗传连锁图谱;测定亲本和BC₃F₂群体各株系剑叶SPAD、剑叶长、剑叶宽,计算剑叶长宽比、剑叶面积;利用隶属函数和标准差系数赋予权重法获得剑叶性状综合评价值(D值),分析其与6个农艺性状间的关系。分别利用单标记分析(SPA)和区间作图(IM)检测水稻剑叶相关性状QTL。【结果】在抽穗灌浆期,两亲本剑叶SPAD值呈现先升高后降低的动态变化。BC₃F₂群体的5个剑叶相关性状变异丰富,总体表现趋向轮回亲本越光。4个剑叶形态性状间相关性均达到极显著水平,与剑叶SPAD的相关性不显著。主成分和逐步线性回归分析表明剑叶宽、剑叶SPAD、剑叶长、剑叶面积是影响剑叶综合评价值(D值)的主要因子。高D值株系的株高、穗长、茎基粗和单株产量均极显著高于低D值株系,两者的分蘖数和有效穗数差异不显著。共检测到18个控制剑叶性状的QTL,分布在水稻第1、4、7和8染色体上,贡献率分布范围为4.00%~28.00%(SPA)和3.41%~27.00%(IM),除qFLSPAD1之外的17个QTL增效基因均来自Bertone。在第8染色体上的RM22720-RM404区间发现1个QTL簇,含6个主效QTL,分别为qFLL8.1、qFLL8.2、qFLA8.1、qFLA8.2、qD8.1和qD8.2。【结论】获得了剑叶宽、剑叶SPAD、剑叶长和剑叶面积4个评价剑叶性状的关键指标;明确了剑叶性状与单株产量之间的正相关关系;检测到18个剑叶相关性状QTL,位于第8染色体RM22720-RM404区间的QTL簇,是影响剑叶性状的1个重要染色体区域。     

大穗材料高麦1号/ 密小穗F2群体穗长性状的QTL初步定

为了解小麦穗长性状的遗传特性,并将其应用于分子标记辅助育种,以大穗材料高麦1号/密小穗的292个植株的F2群体为材料,利用SSR标记对穗长进行了QTL定位分析.结果表明,选用500对SSR引物对高麦1号和密小穗两个亲本进行多态性检测,共获得180对在双亲问有多态性的引物,多态性引物检出率为36.0％.利用这180对引物进一步进行F2群体筛选,有96对引物在群体中表现出多态性,占多态性标记的53.3％.利用QTL_IciMapping软件构建出小麦染色体组的8个连锁群图谱,并将96对SSR引物定位到遗传连锁图谱上.图谱全长1 383.29 cM,标记间的平均遗传距离15.37 cM.平均每个连锁群有11.25个标记,含有标记最多的是4A和6B染色体,各有17个标记,其次是3A和7B染色体,含有9～14个标记,1B和5D染色体含有的标记最少,只有5～7个.共检测出7个与穗长相关的QTL位点,包括6个加性QTL和1个加性+显性QTL.7个QTL的加性效应值均为正值,单个QTL的贡献率为2.04％～15.26％.其中3A染色体上的QTL位点距离其最近标记只有0.58 cM,为连锁最紧密的一个位点,并且其加性效应值最大,可解释表型变异的15.26％.因此,3A染色体上存在控制穗长的主效基因.     

不同遗传背景下水稻剑叶形态性状的QTL分析

以典型的籼粳交窄叶青8号/京系17的加倍单倍体（DH）群体和籼籼交珍汕97/明恢63的重组自交系（RIL）群体为材料,并应用这两种群体已构建的分子图谱,对剑叶形态性状中的叶面积、周长、叶长、叶宽、长宽比等进行了QTL分析。在这两个群体中,剑叶的这些形态性状均呈连续性分布,存在一定数量的超亲分离。在DH群体中, 4个剑叶性状共检测到8个QTL,分布在4条染色体上,其中第4、8染色体上各有1个QTL同时影响了叶长、 叶周长和面积。 在RIL群体中,5个剑叶性状共检测到16个QTL,分布在5条染色体上。其中第1染色体上有1个QTL同时影响叶长、叶周长、长宽比3个性状,第6染色体上有2个影响叶面积的QTL同时也影响叶宽,还有1个QTL同时影响叶长、叶周长2个性状,第11染色体上有1个QTL同时影响叶长、叶周长、叶面积3个性状。研究表明,不同群体的QTL初级定位结果存在较大差异,影响叶片相关性状的一些QTL位于同一染色体的相同或者相邻区域上。     

水稻剑叶气孔性状QTL分析

为剖析水稻叶片气孔性状的遗传机理,以典型籼稻七山占和典型粳稻秋光构建的F10重组自交系群体为材料,用该群体包括122个SSR标记的遗传连锁图谱对水稻齐穗期剑叶气孔性状进行了QTL分析。共检测到9个控制气孔相关性状的QTL。包括4个控制气孔密度的QTL(qSD-1、qSD-4、qSD-7和qSD-8),分别位于第1、4、7和8染色体上,贡献率分别为7.2%、8.1%、9.1%和5.9%;2个控制气孔长度的QTL(qSL-4和qSL-6),位于第4和6染色体上,贡献率分别为6.6%和10.5%;3个控制气孔宽度的QTL(qSW-5、qSW-7和qSW-10),位于第5、7和10染色体上,贡献率分别为12.4%、9.7%和5.6%。与其他研究结果相比较发现,除qSD-1外,其余8个QTL过去均未曾报道过,其中位于第4染色体上控制气孔密度的qSD-4与前人检测到的控制光合速率的QTL重叠。     

栽培稻与普通野生稻BC2F2群体产量相关性状的QTL分析

以广陆矮4号(Oryza sativa ssp. indica)为母本及轮回亲本,普通野生稻（Oryza rufipogon）为父本,分单株连续回交2次,构建BC2F2群体。首先用241对具有双亲多态性的SSR标记对BC2F1单株进行代换片段分析,在此基础上,根据BC2F1的表型选产量较优的单株自交获得BC2F2群体,用代换片段上具有双亲杂合型基因型的24对SSR标记进行QTL定位。在所选的BC2F1单株上,共检测到分布于7条染色体上的20个野生稻的代换片段,平均每条染色体上有2.86个;代换片段长度最小为0.55 cM,最大为33.00 cM,平均长度为12.36 cM,总覆盖长度为247.20 cM,覆盖率为16.21%。利用BC2F2群体对14个产量相关性状进行QTL定位,共检测到控制8个性状的20个QTL。对性状表型值起增效作用的有11个,占总检出数的55%。控制产量相关性状的QTL存在簇状分布现象,这与表型相关分析结果相符合。     

扬麦17/ 宁麦18的F2群体穗部性状QTL定位

小麦穗部性状特别是穗顶部、基部结实性对穗粒数的建成及产量具有重要影响。为给QTL精细定位、基因克隆及穗部性状分子标记的开发和辅助选择奠定基础,本研究以扬麦17与宁麦18杂交获得的310个F₂群体及其衍生的F_2:3家系为材料,构建了一个由215个SSR标记组成的全长为1 717 cM的遗传连锁图谱,共覆盖19条染色体（1D和6A未涉及）,标记间平均距离为7.99 cM,并对6个穗部性状进行QTL定位。利用复合区间作图法共检测出22个QTL,分布在1A、1B、2B、2D、3B、3D、4B、5A、5B和7A染色体上。其中,穗顶部结实粒数QTL有7个,穗基部结实粒数QTL有2个,穗长QTL有5个,总小穗数QTL有3个,不育小穗数QTL有2个,穗粒数QTL有3个,表型贡献率为2.56%～13.66%。控制穗顶部和基部结实粒数QTL的增效基因来源于宁麦18,表明该品种可作为具有高产潜力的小麦育种材料加以利用。     

小麦旗叶与幼苗性状的QTL分析

为挖掘控制小麦幼苗性状与旗叶性状的QTL,并探讨两者的遗传基础,以京冬8号和矮抗58构建的RIL群体(207个家系)为材料,田间试验测定旗叶相关性状,水培试验测定幼苗期相关性状,通过完备区间作图对这些性状进行QTL研究。结果共检测到10个控制旗叶性状的QTL,单个QTL可解释1.98%～9.89%的表型变异,其中有6个QTL为主效QTL,分别位于1A、4D和5D染色体上;共检测到22个控制幼苗性状的QTL,单个QTL可解释1.14%～10.52%的表型变异,仅有2个QTL为主效QTL,分别位于1A和4D染色体上。除3D染色体上控制幼苗根长的QTL以及5D染色体上控制旗叶面积和旗叶宽的QTL表现为部分显性效应外,与其他性状有关的QTL均表现为超显性效应。1A、2D、4D、5A、5D和7A染色体上的分子标记存在多效性,其中2D(wmc170)和4D(barc308)染色体上与幼苗性状QTL紧密连锁的分子标记(wmc170和barc308)也与旗叶性状QTL紧密连锁。     

生态环境对籼粳交后代株型特性和产量构成的影响

 以两个籼粳稻杂交F2群体（F2 A：晚轮422/沈农265;F2 B：泸恢99/沈农265）为试材,在四川和辽宁同年种植,研究生态环境对株型特性、产量构成及其相互关系的影响。结果表明,生态环境对株型特性和产量构成因素具有较为明显的影响。从四川到辽宁,株高和穗弯曲度显著提高,而穗长、剑叶长、剑叶宽及剑叶张角则表现出降低趋势。在辽宁,有效穗数、千粒重、结实率以及产量均显著高于四川,每穗粒数则显著低于四川。千粒重、结实率和产量表现为Cw（长剑叶、弯穗）> Cz（长剑叶、直穗） > Dw（短剑叶、弯穗） > Dz（短剑叶、直穗）,穗数和每穗粒数以Dz最低,Cz和Cw较高。剑叶长与产量构成因素间的相关性均未达到显著水平,而剑叶宽与每穗粒数均呈显著或极显著正相关,在辽宁,剑叶宽与结实率呈显著负相关。穗弯曲度只在四川分别与结实率及产量显著或极显著正相关,在辽宁则表现为与大多数产量构成因素相关不显著。     

春小麦旗叶长度、宽度及叶绿素含量QTL分析

为了提高高产和理想株型小麦的选育效率,以普通小麦(Triticum aestivum L.)宁春4号和宁春27号杂交得到的128个F9代重组自交系(RILs)为试验材料,利用从1 001个SSR标记中筛选出的307个在亲本之间存在多态性的标记对该群体进行遗传分析和QTL检测.构建了覆盖小麦21对染色体的包含291个SSR标记的遗传连锁图谱,遗传距离总计2 576.09 cM,标记间平均遗传距离为8.85 cM.以复合区间作图法(ICIM)分别对旗叶长度、宽度和叶绿素含量进行加性QTL检测,分别检测到6、8和4个QTL.多数QTL只在单一生态环境下检测到,说明这些性状受一定环境因素的影响.     

小麦旗叶相关性状的QTL定位

旗叶相关性状是影响小麦植株结构、光合能力和产量潜力的重要因素。为发掘控制小麦旗叶性状相关的数量性状位点(QTL),以品冬34和MY11847为亲本构建的含有356个株系的F_7:8重组自交系(recombinant inbred line, RIL)群体为材料,基于本课题组前期利用简化基因组测序(specific-locus amplified fragment sequencing, SLAF-seq)结合传统分群分析法(bulk segregant analysis, BSA)技术构建的高密度遗传连锁图谱,对小麦灌浆期旗叶长、旗叶宽和旗叶面积进行QTL定位。结果表明,共检测到9个旗叶长QTL、7个旗叶宽QTL和8个旗叶面积QTL,可解释1.71%～14.71%的表型变异。其中,旗叶长位点QFLL.nwafu-3D和QFLL.nwafu-2D.1、旗叶宽位点QFLW.nwafu-6B以及旗叶面积位点QFLA.nwafu-3D的表型贡献率均大于10%,为主效QTL,且QFLL.nwafu-3D和QFLA.nwafu-3D共定位于相同遗传区间。     

小麦旗叶大小及穗部相关性状的QTL定位

为了发掘更多控制小麦旗叶大小及穗部相关性状的QTL,以兰考906和小偃81创制的133个F6~F7重组自交系为试验材料,在6个环境下利用SSR标记对旗叶大小及穗部相关性状进行QTL定位。结果表明,有202对SSR标记被用于构建遗传连锁图谱,图谱覆盖小麦21条染色体,全长1 678.93cM,标记间平均距离8.30cM。采用完备区间作图法共检测到30个QTL,分布在1B、2A、3D、4A、4B、4D、5D、6A、6B、6D和7D染色体上。其中,旗叶宽QTL有7个,穗长QTL有9个,小穗数QTL有5个,穗粒数QTL有5个,小穗着生密度QTL有4个,不同环境下单个QTL可解释的表型变异率为4.94%~23.14%,有14个QTL的表型贡献率大于10%,有8个QTL可在2个或2个以上环境中被检测到。其中,Qflw-4A在3个环境中被检测到,贡献率为10.13%~20.77%,是控制旗叶宽的稳定主效QTL;Qsl-4D.2在4个环境中被检测到,贡献率为12.58%~23.14%,是控制穗长的稳定主效QTL;Qker-5D在2个环境中被检测到,贡献率为11.44%~14.32%,是控制穗粒数的稳定主效QTL。这3个稳定主效QTL可作为改良叶宽和增加穗粒数的功能QTL作进一步研究。     

水稻生育后期剑叶形态和生理特性的QTL定位

为了探讨水稻生育后期功能叶尤其是剑叶的形态性状及生理特性对水稻高产的影响,利用来源于籼稻珍汕97/HR5后代的重组自交系群体,对水稻生长后期剑叶形态（长、宽、长宽比）、剑叶代谢产物（鲜质量、干质量、含水量）和剑叶叶绿素含量（叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量）进行了考查分析和QTL定位。共检测到26个QTL,单个QTL的表型贡献率为4.77%~31.67%。其中控制剑叶形态的QTL主要位于第1和第4染色体,控制剑叶代谢产物的QTL主要位于第3、7和10染色体,控制剑叶叶绿素含量的QTL主要位于第3、4和9染色体上。其中位于第9染色体上的QTL,在后期功能型超级稻育种上具有一定的应用价值。     

野生二粒小麦粒重QTLs位点分析

为了挖掘野生二粒小麦的优异基因资源,对从以色列魏茨曼科学院引进的一套以普通小麦品种中国春为遗传背景的野生二粒小麦染色体臂渐渗系(Introgression lines,渐渗系)进行了一年两点的田间试验,考查了构成粒重的三个重要因子即粒长、粒宽和千粒重。结果表明,8个渐渗系(3AS、7AL、5AS、1BS、7AS、3BL、2AL、1BL)的籽粒显著宽于亲本,推断在这些染色体臂上至少有一个正效QTL控制野生二粒小麦的粒宽;同样可以推断,12个控制野生二粒小麦粒长的正效QTLs分别定位在2AS、7AL、1BL、4BS、3AS、7BS、4BL、7AS、5BS、2BS、3AL、6AS上;5个控制野生二粒小麦千粒重的正效QTLs分别定位在7AS、4BS、7AL、1BS、6AS上。各粒重构成因子关联性分析表明,粒长、粒宽和千粒重主要受遗传因素调控,粒长和粒宽都与千粒重显示出较高的遗传相关性。