东乡野生稻BIL群体孕穗期抗旱性综合评价

以协青早B//东乡野生稻/协青早B回交重组系(Backcross Inbred Lines,BIL)为材料,测定了水分胁迫和非水分胁迫2种环境下株高、有效穗、穗长、穗总粒数、穗实粒数、着粒密度、结实率、千粒重、单株产量、叶片相对含水量和卷叶级别11个抗旱相关性状,经方差分析显示,除穗长外,其余产量相关性状对水分胁迫均表现为敏感或极为敏感。采用基于主成分分析的隶属函数综合评价法分析表明,BIL群体中337、186、275、174、207、306、255、219、236、332株系不仅抗旱性强,而且产量高,可作为水稻高产抗旱遗传改良材料进行深入研究。以抗旱性综合评价值为因变量,各单项指标相对值为自变量,建立了评价群体抗旱性的最优回归方程,筛选出结实率、单株产量和叶片含水量3个性状与水稻抗旱性相关显著,可作为孕穗期抗旱性鉴定指标。     

水稻第6染色体短臂每穗实粒数和每穗颖花数QTL的精细定位

对水稻第6染色体短臂上一个控制每穗实粒数和每穗颖花数的QTL进行精细定位研究。针对前期定位的RM587-RM6119区域,应用在目标区间内杂合片段呈交叉排列的3个剩余杂合体,自交后获得3套F2∶3群体,对每穗实粒数、每穗颖花数和单株产量进行QTL分析。在3套群体中均检测到控制每穗实粒数、每穗颖花数和单株产量的QTL,其遗传作用均以加性作用为主,增效等位基因来自母本珍汕97B,且QTL的效应在各群体间相近。因此,该目标区间存在一个共同的QTL,通过控制每穗粒数来调控单株产量。通过比较3个剩余杂合体共有的杂合区间,最终将控制每穗实粒数和每穗颖花数的QTL定位于RM3414-RM19417之间约96.4kb的区域内。     

利用双向导入系剖析水稻源、库相关性状的QTL

以我国高产籼稻特青和美国优质粳稻Lemont为亲本培育的双向回交导入系为材料,采用单核苷酸多态性标记定位源相关性状(剑叶长、剑叶宽、剑叶面积、叶干重和比叶重)和库相关性状(穗总粒数、千粒重和穗实粒重)的QTL.特青剑叶长、穗总粒数和穗实粒重显著大于Lemont,剑叶宽则显著小于Lemont.双向导入系群体检测到影响源、库相关性状的QTL 62个,平均每个QTL解释群体表型变异的9.0％,变幅为3.0％ ～27.9％.Lemont背景导入系在第2、3、4、6、9和11等6个染色体的区段同时定位到影响源、库相关性状QTL 17个,占Lemont背景导入系定位QTL总数的50％.特青背景导入系在第1、3、4、8和12等5个染色体区段同时定位到影响源、库相关性状的QTL 13个,占特青背景导入系定位QTL总数的28.3％.Lemont背景下绝大多数位点导入特青等位基因均增加性状值,而特青背景绝大多数位点导入Lemont等位基因都减小性状值.两个背景共同检测到影响源、库相关性状的QTL有18个,占定位到62个QTL的29.0％,表明源、库相关性状QTL定位存在明显的遗传背景效应.发现第3染色体影响剑叶长、剑叶面积、叶片干重、每穗总粒数和穗实粒重的35576704 ～36341768区间和第4染色体影响比叶重、穗总粒数和穗实粒重的4560663 ～13503095区间,在以往不同群体中均被检测到,是影响水稻源、库相关性状的重要染色体区域,对标记辅助选择培育源、库协调的超高产水稻品种具有重要的应用价值.     

小麦收获指数和其它几个农艺性状的基因效应分析

本利用Ｈａｙｍａｎ的双列杂交法对９个产量性状进行了遗传分析。结果表明：籽粒产量、生物学产量、每穗小穗数和穗长存在上位性效应，收获指数、每穗粒数、株高、千粒重和每穗不孕小数符合加－显遗传模型。株高以加性效应为主，表面为部分显性；收获指数、每穗粒数、千粒重和每穗不孕小穗数以显性效应为主，表面为超显性。多数产量性状的显性基因为增效基因。株高的狭义遗传率最高，其次为收获指数和千粒重。株高在早代选择就有效     

自然高低温胁迫下粳稻穗粒数相关性状稳定位点的发掘

为发掘自然高低温胁迫下粳稻穗粒数3个相关性状的稳定位点,本研究对日本晴/越光//日本晴染色体片段置换系(CSSL)群体的48个株系在2015年庐江正常年份(E1)、2016年陵水自然低温(E2)以及2016年庐江自然高温(E3)3个不同温度环境下的每穗总粒数(GNP)、每穗实粒数(FGP)和结实率(SF)进行非条件QTL定位和将生育期矫正到相同水平下的条件QTL定位。结果表明,控制3个性状的QTL均以加性效应为主。CSSL群体中检测到控制每穗总粒数的稳定位点qGNP7.1,控制每穗实粒数的稳定位点qFGP6.1和qFGP11,控制结实率的稳定位点qSF9和qSF11。其中,qGNP7.1、qFGP11和qSF11的增效等位基因来自越光,qFGP6.1和qSF9增效等位基因来自日本晴。位于相同染色体片段的qFGP11和qSF11在3个环境中均能检测到,表明控制该位点的等位基因在自然高低温下均能稳定表达;qGNP7.1在E1和E2中均能检测到,表明该位点等位基因的表达不受自然低温的影响;qFGP6.1和qSF9均在E1和E3中检测到,表明以上2个位点等位基因的表达不受自然高温的影响。本研究结果为利用分子标记改良粳稻穗粒数3个相关性状及耐高低温新材料的选育提供了参考。     

水稻产量性状一般配合力QTL定位

为了定位与发掘水稻产量性状高配合力数量性状座位(QTL),本研究按照不完全双列杂交(NCⅡ)设计,以泸恢8285与扬恢34杂交构建的重组自交系群体(RIL),分别与泸98A、Ⅱ-32A、冈46A杂交构建的双列杂交群体作为试验材料,在德阳、遂宁和泸州3种环境下对单株生物量、收获指数、单株产量、有效穗数、每穗颖花数、每穗实粒数、结实率和千粒重等性状的一般配合力进行QTL定位。结果表明,3种环境下共检测到50个QTL,单个QTL对表型的贡献率变幅在3.26%~34.26%之间,其中qEP2-2、qSP2-2、qFGP2-2、qTGW1和qTGW2 5个QTL在3种环境下均有检出,qHI3、qEP7、qSP7、qSSR12-1和qTGW3-2 5个QTL在2种环境下检出,其他的QTL仅在其中1种环境下检出。此外,有27个QTL增效等位基因来自泸恢8258。本研究结果为进一步开展相关基因的精细定位、克隆和分子辅助选择育种奠定了基础。     

水稻杂种后代丰产性状预测及其遗传规律的研究

通过奇选42、广二矮104等7个水稻品种,分别配制不同的杂交组合,研究了水稻主要经济性状的遗传力,F_1与两亲本的相关,杂种各世代之间的相关,F代的主要经济性状之间的相关,F_4代构成产量的经济性状与单株谷粒产量的复相关和多元回归分析。结果表明,水稻的株高、千粒重、结实率、单株谷粒重和穗粒数的遗传力较高,这些经济性状在 F_1与两亲本的相关中,在杂种各世代之间的相关中,都表现出中度或高度的显著或极显著的正相关。每株穗数和每穗实粒数与单株谷粒产量,每株穗数和每穗粒数与单株谷粒产量,每株穗数和结实率与单株谷粒产量,在复相关和多元回归中,都表现为显著或极显著的水平。     

不同钾处理下小麦重组自交系群体主要农艺性状的表型变异及其相关分析

以"山农483×川35050"组合衍生的小麦重组自交系(recombinant inbred lines,RIL)群体的131个株系及其亲本为试验材料,于2008年和2009年采用盆栽土培法,对低、中、高钾处理条件下[0、0.1 g(K2O).kg 1、0.3 g(K2O).kg 1]小麦RIL群体的株高、单株穗数、穗长、小穗数、穗粒数、千粒重、粒长、粒宽和单株籽粒产量共9个农艺性状进行了鉴定和统计分析。结果表明,在2008—2009年3个钾处理中,9个农艺性状在RIL群体中的表型变异均呈近似正态分布,其遗传力分别为80.6%(株高)、44.7%(单株穗数)、69.9%(穗长)、71.4%(小穗数)、76.0%(穗粒数)、74.8%(千粒重)、64.9%(粒长)、40.0%(粒宽)和33.2%(单株籽粒产量)。株高、小穗数、穗粒数和粒长4个性状的表型变异以基因型控制为主,千粒重和粒宽以基因型×年份互作效应为主,穗长以基因型和基因型×年份互作效应为主,单株穗数以基因型×钾水平互作效应为主,单株籽粒产量的表型变异则主要受基因型×年份×钾水平互作效应控制。在不同钾处理条件下,RIL群体的平均单株籽粒产量与单株穗数、穗长和穗粒数呈极显著或显著正相关,但与千粒重的关系不稳定。千粒重与穗粒数、单株穗数无关或显著负相关(r为0.07~0.28);穗粒数与单株穗数的关系不稳定(r为0.03~0.27)。千粒重、穗粒数和单株穗数在遗传过程中的相关系数较低,彼此具有较强的相对独立性,不存在绝对的顾此失彼现象。单株籽粒产量与小穗数、穗粒数、千粒重、粒长和粒宽间的相关系数受年份间环境差异的影响较大。     

转SCK基因水稻后代农艺性状变异的研究

研究了转SCK水稻及其对照栽培后的各项农艺性状的变化。对轨基因水稻及其对照的生育期、主茎叶数、株高、剑叶长、剑叶宽、穗数、穗长、穗粒数、穗实粒数、千粒重、着粒密度等农艺性状进行了研究。结果表明:与对照相比，转基因水稻植株都在1个或多个农艺性状上发生不同程度的变异，其中株高均趋向矮化，穗数增加，其它性状变异的方向和幅度并不一致，如转SCK的C162的穗粒数、实粒数及千粒重都明显少于对照；转SCK的R527和M81结实率下降；转SCK的O2428的实粒数、结实率和千粒重增加；转SCK的D62实粒数、千粒重和结实率均增加。     

水稻长穗颈高秆突变体协青早eB1的遗传分析及其euil(t)定位

通过γ-射线辐射诱变水稻(Oryza sativa ssp.indica)协青早B获得的长穗颈高秆突变体协青早eB1，与起始品系协青早B相比，其株高和倒一、二、三节间长度都显著伸长。遗传分析表明，协青早eB1的长穗颈高秆特性由隐性单基因控制，且该基因与IR50eui的最上节间伸长基因(源自76：4512)等位。研究进一步以协青早eB1／矮脚南特的后代群体为定位群体，采用BSA(Bulk segregated analysis)方法，获得了与长穗颈高秆基因euil(t)分别相距18．4cM和7．9cM分子标记：RM164和AC9，并将euil(f)基因定位到第5染色体长臂中部。     

Genome-wide association study to identify chromosomal regions related to panicle architecture in rice (Oryza sativa)

Panicle architecture directly affects the grain yield of rice; meanwhile, crop domestication has increased the complexity of rice panicle size and branching pattern. Genome-wide association study (GWAS) was performed to investigate the genetic basis underlying panicle architecture using 183 rice accessions from around the world and a 7 K SNP array. Phenotyping was conducted at Texas A&M AgriLife Research Center in Beaumont, TX. GWAS was performed using MLM (Q?+?K) model using GAPIT software. At p-value?<?0.001, a total of 49 GWAS QTLs controlling various panicle architecture traits were mapped. Considering the recurring and linked SNPs across the panicle architecture traits, 42 independent QTL regions were identified. Among these, 27 QTL regions co-localized with known genes or previously reported QTLs or significant SNP markers, while 15 were potentially novel QTL regions. The results of our study offer useful information on genetic bases controlling panicle architecture in rice, which could be further validated and utilized for designing markers for use in markers assisted selection (MAS) in rice breeding programs.

     

不同磷、钾处理小麦苗期氮营养性状的QTL分析

【目的】 对不同浓度磷、钾处理下小麦苗期氮养分效率相关性状进行QTL分析，以深入理解磷、钾与氮养分效率的相互关系，为氮营养相关性状的图位克隆及分子标记辅助选择育种奠定基础。 【方法】 采用苗期液培试验，以“川35050 ×山农483”组合衍生的小麦重组自交系群体(131个株系)为研究材料，设置了中磷中钾(MPMK)、高磷(HP)、低磷1 (LP1)、低磷2 (LP2)、低磷3 (LP3)，高钾(HK)、低钾1 (LK1)、低钾2 (LK2)、低钾3 (LK3)共9个处理，对不同磷、钾处理下的氮养分效率相关性状进行研究，并结合分子标记遗传图谱，从整个基因组水平对与小麦苗期氮养分效率相关的10个性状进行QTL定位及遗传分析。 【结果】 不同处理下的10个性状共检测到137个QTL，位于除3D外的20条染色体上，大部分QTL (89.05%)仅在单一处理下被定位到，有3个QTL (QRnue-1A.2、QSnue-1A.1和QTnue-1A.1)可在至少4个处理中被检测到，有5个QTL (QRnue-1A.1、QTnue-1A.1、QSnc-4A、QRnc-6A.3和QSnue-6B)可同时在低磷和低钾环境中被检测到。本研究还检测到至少包含3个以上QTL的QTL簇17个，分别位于1A、1B、2B、2D、3A、3B、4A、4B、5D、6A、6B、6D和7A染色体上，共涉及66个QTL，占QTL总数的48.18%。其中，有5个QTL簇仅与特定磷、钾处理有关，大多数QTL簇均同时定位了不同磷、钾处理的不同性状，许多QTL簇位点还与前人定位的生物量、产量及其他养分有关。 【结论】 磷、钾的供应能够显著影响小麦苗期对氮素的吸收利用及其相关QTL的表达。影响苗期小麦氮养分效率相关性状的QTL大多数仅在特定处理下被检测到，但大多数QTL会形成QTL簇，构成了控制氮养分效率的QTL热点，许多热点区域也与前人定位的许多成株期性状如生物量、产量及其他养分效率有关，这些QTL/基因密集区域及其特点的发现，为我们深入理解小麦氮养分效率的遗传控制特点及其与磷、钾养分供应的关系提供了新的视角，也为这些重要位点的克隆及其应用提供数据支持。     

转拟南芥NPR1基因桂99 T3代植株的抗病性及农艺性状表现

以转拟南芥AtNPR1基因的恢复系品种桂99T3代纯合株系为材料,考查其农艺性状及其抗病性,并比较转基因植株与桂99侵染水稻白叶枯病菌后的农艺性状。结果表明：转基因植株表现出对水稻白叶枯病的抗性显著增强77%以上;穗长、剑叶长、有效穗数、一次枝梗数、每穗实粒数、单株产量和谷粒宽等农艺性状与未转基因桂99无显著差别。在受到水稻白叶枯病菌侵染后,转基因植株的一次枝梗数、每穗粒数、每穗实粒数和单株产量等方面均比对照桂99高出13%～78%。说明AtNPR1基因增强了水稻的抗病能力,从而降低了病害引起的产量损失。转基因植株的恢复力不受影响,稻米品质比桂99更加优良。本工作为转基因水稻抗病育种的研究奠定了基础。     

冬水田杂交中稻品种适应氮肥后移的筛选指标

【目的】水稻采用前氮后移的施肥方式有利于提高氮肥利用效率并获得高产,但不同杂交组合是否适应尚无研究报道。为此,本文以20个杂交中稻组合为材料,研究了施氮方式与杂交组合间的产量及库源结构的互作效应。【方法】在冬水田高产栽培条件下,试验设前氮后移(底肥:促花肥:保花肥=6:2:2)与重底早追(底:蘖=7:3)两种施氮方式,采用裂区设计,以施氮方式为主处理,杂交组合为副处理进行田间试验。对两种施氮方式的产量差值与各施氮方式下产量性状间进行了相关、 回归与通径分析。【结果】20个杂交组合分别在两种施氮方式下的产量相关性状均达极显著,方差分析F值8.89~149.08(P＜0.01)。两种施氮方式下,20个杂交组合的产量性状及粒叶比的成对数据平均值的差异显著性分析表明,前氮后移处理的有效穗数比重底早追显著降低,但其结实率和千粒重分别显著或极显著提高,最高苗数、 穗粒数和粒叶比在两种施氮方式间差异不显著。不同杂交组合在两种施氮方式间的产量表现不尽相同。20个杂交组合前氮后移平均产量8981.90 kg/hm2,比重底早追增产1.62%;前氮后移处理中,内5优306、 蓉18优447、 内5优317和川谷优7329四个组合不仅产量较高,而且均分别比重底早追法极显著增产。前氮后移比重底早追的增产效果与两种施氮方式下杂交组合的穗粒数呈极显著负相关,相关系数分别为-0.7870和-0.7986(P＜0.01)。其原因在于,穗粒数较少的组合,其分蘖力较强,在前氮后移情况下,仍能确保较多的有效穗数,而且穗粒数和结实率因施用穗肥有一定提高,最终表现为前氮后移比重底早追法显著或极显著增产;而穗粒数过大的组合,其分蘖力较弱,在前氮后移前期施氮量较少情况下,因最高苗数明显不够,有效穗数显著下降,加之穗粒数有所降低而减产。【结论】前氮后移增产量(y)与杂交组合穗粒数(x)的关系可表述为 y =2607.9-11.02x (R2=0.6308)。大面积生产中,穗粒数237粒可作为采用前氮后移施肥法的杂交组合品种的选择指标。     

非洲栽培稻基因渗入系粒形和剑叶形态性状的QTL定位

非洲栽培稻作为重要的水稻种质资源,其基因渗入系可以为普通栽培稻的遗传背景提供新的有利基因,如果能将这些优良基因引入普通栽培稻中,可为水稻分子设计育种提供新的基因资源。本研究以非洲栽培稻基因渗入系YIL60与轮回亲本中9B(Z9B)杂交衍生的包含188个株系的F₂和F_2:3群体为材料,对粒形性状包括粒长、粒宽、籽粒长宽比、千粒重,剑叶形态性状包括剑叶长、剑叶宽进行数量性状点位(QTL)检测。结果共检测到16个QTL,包括2个粒长QTL、3个粒宽QTL、2个籽粒长宽比QTL、2个千粒重QTL、1个剑叶长QTL、6个剑叶宽QTL,分布于第1、第6、第7、第10和第11号染色体上,贡献率为2.25%~25.64%;有4个多效性QTL区间,有4个QTL qGW7-1、qFLL10、qFLW10、qTGW7在F₂和F_2:3群体中被重复检测到,其中在第7号染色体RM3859-RM3394区间检测到同时控制粒长、粒宽、籽粒长宽比和千粒重的QTL,贡献率最高达17.10%,是一个来源于非洲栽培稻的新粒形QTL。本研究为进一步开展粒形、剑叶形态性状基因的精细定位、克隆和分子标记辅助育种工作奠定了一定的理论基础。     

不同水分条件下水稻苗期根系性状的QTL分析

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。     

江西省双季早稻直播适宜播种期的区域划分

以江西省3个主栽常规早籼稻品种为材料,于2017−2018年在南昌县进行9个播期的水稻分期播种试验,各播期分别为3月6日（B1）、11日（B2）、16日（B3）、21日（B4）、26日（B5）和31日（B6）,以及4月5日（B7）、10日（B8）和15日（B9）,研究播期对直播早稻产量、成苗率和生育期的影响,并分析近59a（1961−2019年）内江西地区早稻安全直播初日的时空变化规律。结果表明,随着播期推迟,直播早稻全生育期缩短,B9处理较B1缩短21～25d。播期对直播早稻成苗率、有效穗数、穗粒数及千粒重有明显影响,本试验条件下,成苗率达50%及以上时,能获得足够基本苗和有效穗数,确保较高的产量。确保50%及以上成苗率前提下,试验水稻品种安全直播初始温度为11.64℃。此温度下,近59a内80%保证率下江西早稻安全直播初日呈提前趋势,但赣北、赣中、赣南3个区域的变化有所不同,近9a（2011−2019年）稳定通过11.64℃初日最早,其中赣北为3月29日,赣中为3月28日,赣南为3月21日。     

东乡野生稻原位圃遗传多样性的微卫星标记分析

遗传多样性的分析是收集与利用种质资源的重要前提。利用微卫星标记对113份东乡野生稻(Oryza rufipogon Griff.)(简称"东野")进行多样性分析,24对SSR引物共得到114个等位基因,平均每对引物得到4.75个,表明东野具有丰富的遗传多样性。聚类分析表明,东野群体内来自同一居群的部分材料遗传距离较近,3个居群中有2个居群最小遗传距离为0,1个居群最小遗传距离为0.018,但也有些材料间的遗传距离很大,最大达0.851。东野3个居群居群内的平均遗传距离为0.171~0.435,居群间的平均遗传距离为0.432~0.652,表明东野群体内的遗传变异以居群间为主,因此必须对东野原生地的现有居群实行有力的保护。