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不同磷、钾处理小麦苗期氮营养性状的QTL分析 总被引:1,自引:0,他引:1
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【目的】深入探究小麦钾效率的遗传基础,定向培育钾高效小麦品种是缓解我国钾肥资源短缺的重要途径。本文拟对不同钾处理条件下小麦苗期钾效率相关性状进行鉴定,并进行差异分子标记关联分析,筛选与钾效率紧密关联的分子标记,为钾效率相关基因的克隆及其在育种中的应用奠定基础。【方法】本研究以不同小麦品种(134份)为试验材料,于2014年和2015年,在山东农业大学温室内进行了营养液培养试验。设置正常供钾和低钾水平两个处理,7cm高、7日龄的幼苗在黑暗中生长28天后收获。将幼苗分为地上部和根部,测定植株干重(生物量)、钾含量,计算植株钾累积量、根冠生物量比和钾累积量比和钾利用效率。分析低钾处理对生物量及钾效率相关性状的影响,并以该群体检测到的15230个差异SNP标记为基础,用TASSEL5.0软件中的GLM模型和MLM模型对钾效率相关性状数据进行标记.性状的关联分析,以确定小麦苗期钾效率稳定关联的分子标记位点。【结果】与正常钾处理相比,低钾处理下植株根、冠及全株钾含量及积累量均显著下降,而根冠生物量比、根冠和全株钾利用率均显著增加。关联分析共获得了1300个关联分子标记,其中1102个标记被定位在19条染色体上,这些分子标记绝大多数仅在特定环境条件下被检测到,三个环境下均可检测到的相对稳定的分子标记位点仅有3个,分别为Excalibur_c14273_1407、Ku_c11150_773、BS00094893_51。同时,试验筛选出4个性状簇集位点标记,这些位点同时与6~7个性状存在显著关联,分别为Excalibur_c8670_972、wsnp_Ex_c12887_20426781、wsnp_Ku_c13311_21255428、IACX5989。【结论】低钾处理对小麦苗期生长及钾效率相关性状遗传控制位点有显著影响,低钾处理下与生物量和钾效率相关性状显著关联的分子标记绝大多数在同一个钾处理环境中被检测到,因此不同钾处理环境下这些性状可能由截然不同的基因控制。试验检测到4个至少与6个性状同时显著关联的热点分子标记位点,这些位点与小麦苗期多个生物量及钾效率相关性状均存在显著关联,可能包含重要的基因信息,值得进一步深入研究。 相似文献
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钠替代部分钾对棉花生长和养分吸收的影响 总被引:5,自引:1,他引:5
钠替代部分钾的盆栽试验结果表明,在供试土壤速效钾和水溶性钠偏低的条件下,钠可以替代部分钾的作用。当Na施用浓度低于500.mg/kg时,对棉花苗期的生长有明显的促进作用;施Na.1000.mg/kg,棉种出苗率仅为60%,病苗死苗率达80%以上,生物量显著降低,可认为是Na对棉花苗期生长的临界值。将土壤速效钾水平调到K2O.120.mg/kg、土壤水溶性钠水平调到Na.80.mg/kg,K2O与Na之比为1∶0.67时,棉花苗期、蕾期和花铃期单株干物质积累量和钾、钠吸收量明显增加,可获得最好的籽棉产量,增产8.96%~10.28%。 相似文献
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应用分子标记研究水稻耐低钾胁迫数量性状位点 总被引:10,自引:2,他引:10
用籼稻IR64与粳稻Azucena杂交发展的水稻双单倍体(DH)群体(共123个系)作试验材进行溶液培养试验。试验设两个处理:K正常供应(40mp/kg)和低K胁迫(5mg/kg)。培养4周后,测定参数包括株高,分蘖数,茎干重,根干重与植株K含量;K吸收量与K利用率根据测定参数计算。175个标记在12条染色体上的分子标记用于耐低钾胁迫数量性状位点分析。耐低钾胁迫数量性状位点定义为仅在低K胁迫条件下检测到的QTLs(低K胁迫诱导QTLs)。分析结果表明,sd-1位点在K充分供应与低K胁迫条件下均对株高有重要影响;但在低K胁迫下检测到4个影响株高的QTLs和3个影响分蘖数的QTLs。K正常供应条件下,影响株高的sd-1位点对其他参数均有重要影响,但在K胁迫条件下没有发现这种影响。检测到的3个影响茎干重和根干重的低K胁迫诱导QTL相同,其中一个QTLs也同时影响植株K含量、K吸收量和K利用率,另有两个QTLs对植株K含量也有影响。与检测到的低K胁迫诱导QTLs联锁的标记基因型参数平均数比较表明,除K利用率外,IR64基因型均优于Azucena基因型。本研究结果对进一步深入研究水稻耐低K胁迫遗传背景提供了参考。 相似文献
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不同氮水平下玉米苗期根系形态和氮吸收量的 QTL 定位 总被引:4,自引:2,他引:2
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缺磷是抑制全球水稻产量主要因素之一。本研究利用Asomonori(粳型)/IR24(籼型)杂交重组自交株系,对5个水稻苗期性状(相对苗高、相对根长、相对根重、相对苗重以及相对总重)在缺磷条件下的响应QTL进行定位。共检测到20个水稻苗期生长对缺磷响应的QTL位点,分别位于第1(4QTLs)、第4(4QTLs)、第5(2QTLs)、第7、第8(4QTLs)、第9(2QTLs)、第11(2QTLs)和第12号染色体上,其中13个QTLs位于与C3029C、XNpb302、C621B、C621C、R2976和C1263分子标记紧密连锁的6个基因组区域上。另外,每个性状均能从双亲中检测到正负效应QTL位点,这些能解释重组自交系群体中出现超亲和连续分布的现象。本文主要报道了水稻第5、第7和第11染色体上存在水稻苗期生长对缺磷响应的QTL位点。研究表明,该结果及其中检测到的QTLs两侧的连锁分子标记可用于水稻苗期耐低磷性分子育种。 相似文献
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以超级杂交稻协优9308(协青早B/中恢9308)衍生的234个重组自交系(RIL)为材料,在正常水分和20%聚乙二醇(PEG-6000)模拟水分胁迫处理下对水稻苗期最长根长、总根长、根表面积、根体积、根平均直径、根尖数、根鲜重和根冠比进行QTL定位分析。采用复合区间作图法,共检测到影响8个根部性状的21个QTL,单个QTL可解释的表型变异介于4.80%~11.35%。其中,正常水分条件下检测到7个QTL,分布在第2、3、9、10、11染色体上;水分胁迫条件下检测到14个QTL,分布在第2、3、5、6、9染色体上。不同水分条件下检测到的QTL位点差异很大,表明不同水分条件下的遗传机制不同。在第3和第6染色体上各检测到1个根部性状的QTL簇,尤其在第3染色体RM6283-RM7370区间发现苗期根系性状与抗旱性及产量相关性状之间存在连锁关系,利用这些QTL紧密连锁的分子标记进行辅助选择,可望同时对多个相关性状进行遗传改良。 相似文献
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不同品种油葵对盐胁迫响应研究 总被引:1,自引:0,他引:1
通过盆栽试验,研究了盐胁迫对不同品种油葵出苗、生长、产量及植株Na+和K+吸收的影响,明确不同品种油葵对盐胁迫效应的差异。结果表明,随土壤盐浓度的升高,油葵的出苗率、株高、产量和生物量均有所下降,新葵杂6号受到的抑制作用更加明显;与全生育期的相比,各品种在出苗阶段的耐盐性远高于成苗至成熟期阶段,低盐胁迫对油葵的出苗和后期生长均有一定的促进作用。研究发现当盐胁迫对油葵苗期生长的相对抑制率超过40%时不能完成其生活史,超过50%时则不能生长至成熟期,在显蕾或花期枯死。随着盐胁迫程度的加剧植株中Na+的含量成倍增加,K+/Na+显著降低,而K+含量变化较小,适宜的盐浓度可促进植株对钾的吸收,但品种间存在较大的差异,在同一盐浓度下油葵植株中Na+含量陇葵杂1号<法A15<新葵杂6号,而K+含量与K+/Na+则刚好相反,各品种对盐胁迫的敏感性均为花期、显蕾期>苗期>成熟期;减少植株对Na+的吸收,维持K+的稳定性,保持较高K+/Na+是品种耐盐的重要机制之一,三个油葵品种中,陇葵杂1号耐盐性最强,其次为法A15,新葵杂6号耐盐性较差。 相似文献
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施氮和不施氮对玉米子粒品质性状的影响及QTL分析 总被引:2,自引:0,他引:2
本研究以玉米杂交种农大108的F2:4、F2:5家系为材料,构建了包含199个SSR标记,覆盖玉米10条染色体的遗传连锁图谱,图谱总长度2101.1 cM,平均间距为10.6 cM。在施氮(+N)和不施氮(-N)两种条件下对群体进行了鉴定,利用近红外反射光谱(NIRS)方法测定了群体子粒的蛋白质、淀粉、油分和赖氨酸含量。结果表明,在不施氮条件下子粒的蛋白质、脂肪和赖氨酸含量下降,而淀粉含量上升,但不同材料的变化幅度不同。采用复合区间作图法共检测到24个与玉米子粒品质性状相关的QTLs,其中施氮条件下13个,不施氮条件下11个,涉及21个不同位点的QTLs,分布在1,2,3,4,7,9染色体上,且集中在第3染色体上的QTLs有6个,第9染色体上的QTLs有7个,分别占测到总QTLs的28.57%和33.33%。单个QTL贡献率在8.05%~34.31%之间,其中,qPro1a是不施氮条件下与蛋白质含量相关的主效QTL,qOil3b是不施氮条件下与油分含量相关的主效QTL,贡献率分别达34.31%和17.66%。在21个不同的QTLs中,9个表现加性效应,8个表现部分显性。 相似文献
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Xiao-Ping Gong Xue Liang Chun-Hong Wu Ying Guo Yan Zhao Si-Shen Li 《Journal of plant nutrition》2016,39(8):1087-1102
A nutrient solution culture experiment was conducted in the greenhouse to investigate the effects of selenium (Se) on biomass and the mineral nutrient efficiency of macroelements phosphorus, potassium, calcium and magnesium (P, K, Ca and Mg) and microelements iron, manganese, copper and zinc (Fe, Mn, Cu and Zn) in wheat at the seedling stage using a set of recombinant inbred lines (RILs). Quantitative trait locus (QTL) analysis was also performed for all 60 traits. The results showed that 0.1 μmol/L Se can significantly affect the phenotypic traits relation to biomass and nutrient efficiency and the corresponding QTLs. A total of 260 QTLs were located on 19 chromosomes, and 96.54% of these QTLs were only detected in one treatment. A total of 23 important QTL clusters and 31 cooperative uptake and utilization (CUU) loci that colocalized with QTLs for nutrient uptake and/or utilization of at least two elements were also identified. These CUU loci involved 190 out of the 248 QTLs (76.66%) for nutrient efficiency traits, indicating that CUU-QTLs were common for macroelements (P, K, Ca and Mg) and microelements (Fe, Mn, Cu and Zn). Additionally, these loci may be hot spots for genetic control of mineral nutrient efficiency traits. 相似文献
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Pinus tabulaeformis seedlings were grown under a factorial design to measure biomass accumulation and P, Na and K concentrations of plants, with 3 different ectomycorrhizal fungus (EMF) strains (Boletus edulis, Xerocomus chrysenteron and Gomphidius viscidus) and two P treatments (with or without extra P). Growth and mineral nutrition of pine seedlings were stimulated by three EMF under salinity stress. Na concentrations were changed and plant K and P concentrations were increased significantly by EMF. Adding extra P made no difference in accumulation of seedlings biomass, and did not assist element absorption of plants. Although three strains of EMF can all enhance the tolerance of pine seedlings to salinity stress, they may utilize different mechanisms because of different performance in absorption of elements. The increased P and K accumulation and the balance of ion concentrations might be due to the enhanced tolerance of EMF-inoculated plants to saline conditions. 相似文献
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【目的】鉴定影响水稻氮、磷、钾利用相关性状的QTL,为开展水稻养分高效利用分子标记辅助选择育种和肥高效基因的图位克隆提供依据。【方法】以云南强耐冷(2级)粳稻地方品种丽江新团黑谷与十和田杂交、回交获包含105个株系的孕穗期耐冷性近等基因系BC4F8及双亲为材料,在云南白邑(冷水胁迫)、寻甸(自然低温胁迫)和玉溪(正常生长环境)3种生长环境下进行水稻氮、磷、钾养分吸收相关性状的鉴定,并利用构建的含有180个SSR标记,全长为1820.6 c M,标记间平均距离为15.67 c M的遗传图谱,用基于完备区间作图法的QTL Ici Mapping V3.2软件对16个性状进行QTL定位分析。【结果】3种环境下共检测到56个QTL,分布在第1、2、3、4、5、6、7、9和10染色体上,单个性状QTL数为1~10个,单个QTL可解释的各自性状表型贡献率为8.88%~35.30%。其中,氮、磷、钾利用效率QTLs数分别为12个、27个和17个。而q TNA-1a、q TPA-1、q PHI-1、q PHI-6、q PHI-7b和q KHI-6共6个QTL在冷害和正常环境下均能检测到,稳定性较高,其贡献率变幅为10.63%~31.57%。在第1、3、4、5、6、7和10染色体上有13个标记区域存在QTL成族分布,单个QTL位点控制的性状数为2~5个,其中共同控制磷总吸收量、磷素干物质生产效率、磷素收获指数、每100 kg籽粒需钾量和钾素收获指数等性状的位点数最多。【结论】获得56个影响氮、磷、钾利用相关性状的QTL,且发现的13个QTL富集区可作为水稻氮、磷、钾高效利用分子育种的重要候选区域。 相似文献
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Liaqat Ali Rahmatullah M. Aamer Maqsood Shamsa Kanwal M. Ashraf A. Hannan 《Journal of plant nutrition》2013,36(10):1657-1673
ABSTRACT Potassium (K) deficiency affects cotton (Gossypium hirsutum L.) growth. Sodium (Na) can substitute K for some non-specific functions in plants. Four cotton genotypes were evaluated for their growth rates and K use efficiency grown at various K:Na. The cotton genotypes and treatments had significant (p < 0.01) effect on biomass production, growth rate related parameters, K use efficiency, and K: Na ratio. Maximum total dry matter (2.57 g plant-1) was accumulated by ‘NIBGE-2’ and minimum (1.91 g plant?1) was by ‘FH-1000’. Maximum K:Na ratio in shoot was obtained by ‘MNH-786’ and minimum was by ‘NIBGE-2’when 1/3rd K was replaced with Na. Genotypes and various treatments significantly (p < 0.05) influenced specific utilization rate (SUR) and K transport rate (KTR). There was a significant relationship (R2 = 0.84, n = 60) between shoot dry matter and K: Na ratio in shoot. Overall, the growth was better when K and Na were added in ratio of 3:1. 相似文献
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《Journal of plant nutrition》2013,36(9):1399-1408
Phosphorus (P)-deficiency in rice (Oryza sativa L.) may cause yields reductions. This research was conducted to map quantitative trait loci (QTL) for tolerance to low-P stress in a double-haploid (DH) line, and to verify these loci in another SSD9 population, which is the ninth generation of single-seed-distribution population derived from the same parents. Two populations were cultured solution at different period. By using the linkage map, QTLs for traits associated with tolerance to low-P stress were located. Results indicated that for DH population, one restricted fragment length polymorphism (RFLP) marker located on chromosome 6 was closely associated with relative root dry weight, relative shoot dry weight, and relative total dry weight. Two QTLs affected relative P uptake content. One micro-effect QTL was found to be associated with relative P utilization efficiency. For relative amounts of root exuded acid phosphatase, relative P allocation between shoot and root, relative plant P concentration, and relative shoot P concentration, one micro-effect QTL was detected for each one. Quantitative trait loci for 3 traits were detected for both DH and SSD9 populations, but the loci for each located trait were inconsistent between two populations; the reason for inconsistency in QTLs was analyzed. The main reason could be the difference in solution environment. 相似文献