水稻剑叶角度与主穗产量的遗传剖析

理想水稻株型的选育与高产育种密切相关,而剑叶角度则是构成水稻理想株型的重要指标之一,同时也是影响水稻产量的重要因素。合理开发利用水稻中控制剑叶角度及产量相关的数量性状基因座位（QTL）,并结合分子育种技术,可更好地为高产制繁种目标服务。通过应用由244个株系组成的珍汕97B/密阳46重组自交系（RIL）群体,构建含256个分子标记的连锁图谱,采用QTL区间作图法对剑叶角度及主穗产量等5个性状进行定位分析,共检测到17个QTL,分布于染色体1、2、3、5、6、9、10、11。这些QTL对相应性状的贡献率介于3.46%~25.64%之间。在第1染色体上检测到控制5个性状的QTL,其中控制剑叶角度的两个QTL;在第2、3、9、10、11染色体上分别检测到各一个QTL;第5染色体上检测到控制剑叶、每穗总粒数和每穗实粒数的3个QTL;1个每穗实粒数和2个每穗实粒重的QTL分布于第6染色体上。多个区间表现出对两个性状的显著作用,其中第1染色体2个,第6染色体1个。相关性分析表明,较小的剑叶角度可通过提高结实率进而显著增加产量。     

应用明恢86和佳辐占的F2群体定位水稻部分重要农艺性状和产量构成的QTL

应用籼稻品种明恢86和佳辐占为亲本建立的F2群体及相应的SSR分子标记连锁图,用区间定位法的Additive和Free两种模型分别对水稻部分重要农艺性状和产量构成性状的QTL进行了定位分析.结果Additive模型共检测到3个QTL,均位于第1号染色体的RM1-RM283区间,分别控制水稻生育期、株高和每穗粒数,基因成簇分布.Free模型共检测到5个QTL,其中控制水稻生育期、株高和每穗粒数的3个QTL的位置和效应大小与Additive模型基本相同;另外还检测到2个影响结实率和千粒重的QTL分别位于第7号染色体的RM180-RM214和第2号染色体的RM279-RM154区间,其贡献率均较小.同时,分析比较了研究结果与前人不同的原因.     

应用明恢86和佳辐占的F2群体定位水稻部分重要农艺性状和产量构成的QTL

应用籼稻品种明恢86和佳辐占为亲本建立的F2群体及相应的SSR分子标记连锁图，用区间定位法的Additive和Free两种模型分别对水稻部分重要农艺性状和产量构成性状的QTL进行了定位分析。结果Additive模型共检测到3个QTL，均位于第1号染色体的RMl-RM283区间，分别控制水稻生育期、株高和每穗粒数，基因成簇分布。Free模型共检测到5个QTL，其中控制水稻生育期、株高和每穗粒数的3个QTL的位置和效应大小与Additive模型基本相同；另外还检测到2个影响结实率和千粒重的QTL分别位于第7号染色体的RMl80-RM214和第2号染色体的RM279-RMl54区间，其贡献率均较小。同时，分析比较了研究结果与前人不同的原因。     

杂交籼稻穗部性状的配合力及遗传力研究

选用不同来源的5个籼型细胞质雄性不育系和7个恢复系,按NCⅡ设计配制35个组合,研究了穗长、穗颈长、结实率、每穗总粒数、每穗实粒数、一次枝梗数、二次枝梗数、千粒重等8个穗部性状的配合力及遗传力.结果表明:(1)所研究的8个穗部性状的加性效应与非加性效应都具有重要作用.但穗长这一性状加性效应占主导地位,二次枝梗数、一次枝梗数、千粒重等3个性状则是非加性效应占主导地位.(2)不育系对所研究8个穗部性状的大多数性状都有重要影响,恢复系对穗长、穗颈长、每穗总粒数等三性状亦有很大的作用.(3)参试的不育系以G 46 A为优良,恢复系以绵恢725为优良,明恢63是一个配制生育期较长高产组合的优良亲本.(4)亲本的自身表现与其一般配合力关系密切,在育种实践中必须注意加强对亲本自身性状的改良.(5)遗传力方面,8个穗部性状的广义遗传力由大到小的顺序是:千粒重>穗颈长>穗长>结实率>每穗实粒数>一次枝梗数>每穗总粒数>二次枝梗数,狭义遗传力由大到小的顺序为:穗长>穗颈长>结实率>每穗总粒数>一次枝梗数>每穗实粒数>二次枝梗数>千粒重.     

水稻广亲和品种农艺性状的配合力分析

用９个水稻不育系与３个广亲和品种进行不完全双列杂交，对其杂交组合１０个性状的配合力效应分析结果表明，就杂种Ｆ１主要农艺性状而言，亲本的一般配合力效应比组合特殊配合力效应更为重要；株高、单株有效穗数、穗长、每穗实粒数、结实率、单株粒重、千粒重等性状，以一般配合力作用为主，而每穗总粒数、生育期、着粒密度等性状虽以一般配合力作用为主，但特殊配合力的作用也不可忽视；株高、单株有效穗数、穗长、每穗实粒数。结实率、单株粒重等性状以广亲和品种的一般配合力作用为主；生育期、每穗总粒数、千粒重、着粒密度等性状以不育系的一般配合力作用为主。     

利用重组自交系剖析大穗型香稻保持系川香29B产量相关性状的遗传基础

为了剖析大穗型香稻保持系川香29B产量相关性状的遗传基础,本研究以川香29B为母本,美国水稻品种Lemont为父本杂交,构建包含177个家系的重组自交系群体。采用SSR分子标记构建遗传连锁图谱,对单株产量(grain yield per plant,GY)、单株有效穗数(number of panicles per plant,NP)、穗长(panicle length,PL)、一次枝梗数(number of primary branches per panicle,NPB)、二次枝梗数(number of secondary branches per panicle,NSB)、每穗总粒数(total number of spikelets per panicle,TNS)、每穗实粒数(number of filled grains per panicle,NFG)、着粒密度(spikelet density,SD)、结实率(seed setting ratio,SSR)和千粒重(1 000-grain weight,TGW)10个性状进行QTL分析,共检测到31个加性效应QTLs,分布在1、2、3、4、5、6、8和10染色体上,贡献率介于0.01%~11.76%。控制穗长、二次枝梗数和每穗总粒数的3个QTLs(q PL-5-1,q NSB-3-2和q TNS-3-1)效应较大,LOD值分别是10.33、8.31和8.62,贡献率为11.76%、9.27%和9.76%。在第3染色体区间RM569-RM489、RM5532-RM3513、RM3684-RM570和RM570-RM514均检测到2个及以上控制不同产量相关性状的QTLs。在育种中利用与这些QTL连锁的SSR标记进行辅助选择,将可能有助于多个性状的协同改良。     

基因枪法转基因水稻后代主要性状的多元遗传分析

对超级稻恢复系E 32及其20个基因枪法转基因T4代株系的生育期、纹枯病抗性及产量性状进行多元遗传统计分析。结果表明:12个性状主要载荷在5个主因子上,其相关信息占性状间总信息的92.44%。第一主因子中起主要作用的性状是穗总粒数、着粒密度和穗实粒数等粒数因子;第二主因子中载荷量较高的性状是病情指数、平均病级、病秆率等纹枯病抗性因子;第三主因子中起支配作用的性状是播始日数和生长日数等生育期因子;第四、五主因子中分别只有单株穗数、结实率起主导作用。根据斜交因子得分值把转基因后代株系分为4类,不同类型株系具有不同的生育期、抗病性和产量特征,育种中可依据转基因水稻各因子的相对重要性及各类群的特征,采取相应的育种改良措施以提高选择效率。     

日本晴/R1126水稻重组自交系群体粒形性状QTL定位

为阐明大穗型籼稻品系R1126稻谷籽粒性状的遗传机制,以其与粳稻日本晴构建的重组自交系F10为材料,通过连续2年田间种植并测定各株系的籽粒粒长、粒宽和粒厚等表型性状,结合利用SSR和SFP等分子标记构建的遗传图谱,对控制该群体的稻谷粒形性状进行了QTL分析。2年试验共检测到10个控制粒长、粒宽和粒厚性状的QTL,其中q GL3-1、q GL3-2和q GL9这3个粒长QTL,以及q GW2和q GW5这2个粒宽QTL在2年试验中能被重复检测;而粒厚性状在2年试验中检测到5个QTL,但均只在1年试验中出现。根据连锁的分子标记信息,q GL3-2、q GW2和q GW5可能分别与已报道的主要粒形基因GS3、GW2和GW5等位;而q GL3-1和q GL9可能为新的粒长QTL,且在2年试验中具有很好的重演性和稳定性,两者的加性效应均能使粒长增加0.2 mm以上,对于改善稻谷外观品质性状具有较好的潜在应用价值。     

利用单片段代换系研究水稻产量相关性状QTL加性及上位性效应

产量及其相关性状如单株有效穗数、千粒重、穗实粒数、穗总粒数和结实率等是水稻重要的农艺性状,了解产量及其相关性状QTL的加性及上位性效应对以分子标记聚合育种改良水稻产量具有重要意义。本文以16个单片段代换系及15个双片段代换系分析了水稻产量相关性状QTL的加性及上位性效应。共检出影响产量及其相关性状的13个QTL,包括产量性状1个、单株有效穗数1个、千粒重4个、穗实粒数4个、穗总粒数2个和结实率1个,分布于第2、第3、第4、第7和第10染色体上。此外,检出12对双基因互作。结果显示,2个正向(或负向)产量性状QTL聚合,往往会产生负向(或正向)的上位性效应,能否产生更大(或更小)的目标性状,取决于双片段遗传效应(加性效应与上位效应代数和)绝对值与单片段最大加性效应绝对值的差。本研究结果对实施高产分子标记聚合育种方法有重要参考价值。     

利用选择导入系QTL聚合设计方法改良水稻产量相关性状

培育和种植高产水稻品种是解决粮食短缺危机最有效的方法之一。利用轮回亲本明恢86和供体亲本ZDZ057、辐恢838和特青构建了3个BC2F4高产选择导入系群体,从中选择5个稳定的高产导入系培育了4个聚合群体WD135/WD190、WD190/WD250、WD208/WD258、WD135/WD258。通过对4个F4聚合群体进行大田表型鉴定,考察产量及其相关性状。选取55个SSR多态性标记对聚合群体进行基因型鉴定,并利用性状-标记间的单项方差分析进行产量及相关性状的QTL检测和根据遗传搭车理论对增产的聚合系基因型的分析结果进行卡方检测。方差分析结果表明,穗长和单株产量在所有4个聚合群体中都存在显著或者极显著基因型差异,抽穗期没有差异,其余性状在不同群体中表现不尽一致。在4个聚合群体中,一共有57个聚合系产量高于轮回亲本,增产幅度从0.36%～72.7%,其中有40个聚合系高于其各自的聚合亲本。与轮回亲本和导入系亲本相比,高产聚合系的单株有效穗数、每穗实粒数和每穗颖花数有了一定程度的提高。高产聚合系增产的主要原因是由于单株有效穗数、每穗实粒数和每穗颖花数得到了改良。利用卡方检验和单项方差分析分别检测到22和20个与产量及相关性状有关的QTLs,其中10个QTL与前人定位的结果一致。聚合亲本携带的QTL在聚合群体的效应与导入系群体估算的不完全一致。说明利用选择回交导入系进行复杂性状聚合改良虽然可以部分消除QTL与遗传背景的互作,但是QTL之间的上位性互作可能仍然起着一定的作用。本研究采取的产量聚合系定位方法可靠性较好,为复杂性状的聚合系定位提供了一个新途径。     

利用高密度SNP 遗传图谱定位小麦穗部性状基因

小麦穗部性状之间相关性密切, 其中穗粒数和千粒重是重要的产量构成要素, 挖掘与穗部性状相关联的基因位点对分子标记辅助育种及解释基因效应具有重要意义。本研究以RIL群体(山农01-35×藁城9411) 173个F_8:9株系为材料, 利用90 k小麦SNP基因芯片、DArT芯片技术及传统的分子标记技术构建的高密度遗传图谱, 在5个环境下进行穗部相关性状QTL定位。检测到位于1B、4B、5B、6A染色体上7个控制千粒重的加性QTL, 解释表型变异率6.00%~36.30%, 加性效应均来自大粒母本山农01-35; 检测到8个控制穗长的加性QTL, 解释表型变异率14.34%~25.44%; 3个控制穗粒数的加性QTL; 5个控制可育小穗数的加性QTL; 3个控制不育小穗数的加性QTL, 贡献率为8.70%~37.70%; 4个控制总小穗数的加性QTL; 6个控制小穗密度的加性QTL。通过基因型与环境互作分析, 检测到32个加性QTL, 解释表型变异率0.05%~1.05%。在4B染色体区段EX_C101685–RAC875_C27536检测到控制粒重、穗长、穗粒数、可育小穗数、不育小穗数、总小穗数的一因多效QTL,其贡献率为5.40%~37.70%, 该位点在多个环境中被检测到, 是稳定主效QTL。在6A染色体wPt-0959-TaGw2-CAPS区间上检测到控制粒重、总小穗数的QTL。研究结果为穗部性状的分子标记开发、基因精细定位和功能基因克隆奠定了基础。     

小麦穗部性状和株高的QTL定位

穗粒数是小麦的重要产量性状之一,减少基部不育小穗数是提高小麦穗粒数的重要途径。利用EMS诱变小麦品系山农1186获得基部2-4个小穗不育突变体M7652。本研究利用M7652与山农1186回交获得的BC3F2群体及其衍生的BC3F2:3株系(MS)群体,M7652与泰农18杂交获得的F2群体及其衍生的F2:3株系(MT)群体为材料,进行遗传作图和QTL定位。通过SSR标记检测构建了分别覆盖38.9 c M、73.1 c M的两个4B染色体的遗传连锁图。对两个群体的穗部性状和株高进行QTL分析表明,MS回交群体在3个环境下都检测到6个QTL,包括5个控制穗部性状和1个株高性状的QTL位点,其贡献率为18.22%~47.23%,且位于染色体的相同区段,形成一个QTL簇;MT群体在1个环境中检测到4个控制穗部性状、1个控制株高的QTL位点,其贡献率为1.51%~39.15%,形成一个QTL簇。利用MS和MT群体检测到的QTL簇在染色体上的位置相同,都覆盖swes24标记,这个区域与增加小麦穗粒数、降低株高有关,为小麦穗粒数、株高的精细定位、基因克隆奠定了基础。     

籼稻开花期耐热性鉴定与QTL定位分析

高温热害是水稻生产的重要制约因素之一。本研究利用籼稻恢复系蜀恢527为轮回亲本,以来自不同来源的6个籼稻品种为供体亲本构建了131个BC2F3:4选择导入系群体,在正常大田和温室大棚高温胁迫条件下进行连续两年(2011年和2012年)的耐热性鉴定,并结合基因型分析进行产量相关性状和耐热性QTL定位。耐热表型分析结果表明,尽管轮回亲本和供体本身不具备很强的耐热性,但绝大多数导入系后代出现了耐热性的超亲分离。本研究通过分子标记基因型和表型分析的单向方差分析进行产量相关性状(每穗总粒数,结实率,千粒重,单株产量)和耐热性(热胁迫指数)QTL发掘,共定位的到39个产量相关性状QTL,贡献率为7.3%~39.7%和12个耐热性QTL,贡献率为14.7%~30.2%。12个耐热性QTL中,有9个也在产量相关性状中检测到。40例QTL有利等位基因来自供体亲本,61.5%的QTL能在不同群体或环境中被重复检测到。产量性状和耐热性QTL在染色体上大多成簇分布,每个簇往往同时影响几个性状(多效性)。其中,第2染色体上RM341(Bin2.8)对每穗总粒数、千粒重和单株产量影响较大;第7染色体RM051(Bin7.1)则是主要控制结实率、单株产量和耐热指数等性状。第10染色体RM258(Bin10.5)则是主要控制每穗总粒数和耐热指数等性状。研究结果将为水稻耐热性改良及其分子标记辅助育种提供有益信息。     

影响水稻穗部性状及籽粒碾磨品质的QTL及其环境互作分析

利用优质恢复系测258为轮回亲本与粳型糯稻新品系IR75862杂交创制的BC₁F₇回交导入系群体,在广西南宁和海南三亚定位了产量相关性状(二次枝梗数、穗总粒数、穗实粒数、粒重和穗重)、粒型(粒长、宽、厚)和碾磨品质(糙米率、精米率和整精米率)的主效QTL并剖析其环境互作效应。双亲在穗实粒数、千粒重、粒长和粒宽及整精米率等性状上存在显著差异。各产量相关性状间呈极显著正相关,而与千粒重和粒长呈极显著负相关。多数产量及粒型相关性状与3种碾磨品质相关不显著。在南宁和三亚环境下检测到影响产量相关性状、粒型及碾磨品质的主效QTL共计57个,包括二次枝梗数的6个,穗实粒数4个,穗总粒数、粒重和穗重各5个,粒长9个,粒宽7个,粒厚1个,糙米率4个,精米率5个和整精米率6个,分布在除第11染色体外的所有染色体上。多数影响枝梗数、穗粒数和粒重的QTL成簇分布,而且与影响BR、MR和HR的QTL分布在不同染色体区域。在第2、第3、第4、第5和第6染色体上鉴定出影响穗粒数、粒重、粒型及碾磨品质的重要QTL,这些QTL在以往不同遗传背景和环境下被多次检测到。在第8染色体RM152~RM310区间鉴定到1个影响粒长和粒宽的新的QTL,能同步增加粒宽和粒长。鉴定出的这些稳定表达的QTL具有标记辅助选择育种的应用价值。整精米率是受环境影响最大的性状,其QTL的环境互作效应明显。对QTL的环境互作效应特点及其在品种标记辅助改良中的作用进行了深入探讨。     

安徽中籼稻主要产量因子结构研究

以安徽省2000—2005年的中籼稻区域试验和联合鉴定试验的424个品种(组合)为材料,对产量性状作了相关分析及主成份分析。分析结果表明:产量和每穗总粒数、每穗实粒数、结实率、千粒重均呈极显著正相关,与有效穗呈显著正相关,每穗总粒数、每穗实粒数、结实率与有效穗呈极显著负相关,千粒重与有效穗呈负相关。所以在中籼品种(组合)的高产育种中,应以选每穗总粒数、每穗实粒数为主攻目标,即要选育穗大粒多型品种,不必过于追求有效穗和千粒重。穗实粒数、产量与全生育期存在一定的正相关关系,但不显著,即生育期短的品种(组合)也可以实现高产。主成份分析也表明穗实粒数、穗总粒数是高产育种主攻的关键。并在分析基础上提出了中籼稻品种(组合)高产育种策略建议,为中籼新品种(组合)的选育提供参考。     

低磷胁迫下水稻产量性状变化及其QTL定位

为研究低磷胁迫对水稻产量及其构成因素QTL表达的影响, 以耐低磷旱稻IRAT109和磷敏感水稻越富杂交的116个株系的DH群体为材料, 在低磷和正常栽培条件下, 调查了千粒重、结实率、有效穗数、穗粒数及单株产量等性状。结果表明, 结实率、有效穗数和单株产量对低磷胁迫的敏感性较大, 而千粒重、穗粒数对低磷胁迫的敏感性较小。利用水稻分子连锁图中94个RFLP标记和71个SSR标记, 依据以上5性状低磷胁迫下与对照的差值进行QTL定位。共检测出17个QTL, 其中12个对表型变异的贡献率大于10%。3、6和7号染色体上3个标记区域存在QTL成簇分布, 这些高贡献率QTL及成簇分布QTL可作为水稻耐低磷产量性状分子育种的重要候选区域。     

优质香稻黔香优302农艺性状与产量的相关性分析

对全香型杂交水稻新组合黔香优302的主要农艺性状及其在贵州省5个试验点的产量构成因素进行了分析。结果表明,黔香优302每穗实粒数、有效穗数和结实率变异系数较大,各农艺性状中对产量影响最大的产量因子是每穗实粒数、千粒重、有效穗数,其中有效穗数对产量的直接正向作用最大,有效穗数与每穗粒数之间存在一定的负相关。在栽培技术上,应主攻有效穗数、每穗总粒数与结实率,并协调有效穗数与每穗实粒数之间的关系。     

应用导入系群体进行水稻产量相关性状的遗传剖析

以优质高产水稻品种丰矮占为轮回亲本, 以Khazar和IR64作供体亲本, 经连续回交分别构建了2套导入系(introgression lines)群体。对导入系后代分别在广州早造和晚造两种环境下进行重复产量鉴定。对两环境下产量及其组分性状的相关分析表明, 在广州早造和晚造环境下水稻产量构成因素存在很大差异。在早造, 每穗实粒数对产量供献最大, 而在晚造, 单株有效穗数对产量供献最大。应用SSR分子标记对这些导入系的供体片段进行全基因组扫描并应用单向方差分析(one-way ANOVA)剖析了导入系基因型与其产量及其组分的关系, 共检测到27个染色体区段与产量及组分性状相关, 包括10个产量QTL、9个单株穗数QTL、9个每穗实粒数QTL和14个千粒重QTL。大多数QTL只在一个环境条件下表达。在第3、7和9染色体上有3个QTL区域与产量及其两个组分有较大的效应, 值得关注。最终, 本研究在同步进行复杂农艺性状的改良和遗传剖析的研究上做出了有益的尝试。     

小麦籽粒产量及穗部相关性状的QTL定位

由小麦品种花培3号和豫麦57杂交获得DH群体168个株系,种植于3个环境中,利用305个SSR标记对籽粒产量和穗部相关性状(穗长、穗粒数、总小穗数、可育小穗数、小穗着生密度、千粒重和粒径)进行了QTL定位。利用基于混合线性模型的QTLNetwork 2.0软件,共检测到27个加性效应和13对上位效应位点,其中 8个加性效应位点具有环境互作效应。相关性高的性状间有一些共同的QTL位点,表现出一因多效或紧密连锁效应。5D染色体区段Xwmc215–Xgdm63,检测到控制籽粒产量、穗粒数、总小穗数、可育小穗数和小穗着生密度5个性状的QTL位点,各位点的遗传贡献率较大且遗传效应方向相同,增效等位基因均来源于豫麦57,适用于分子标记辅助育种和聚合育种。控制千粒重与穗粒数的QTL位于染色体不同区段,有利于实现穗粒数与粒重的遗传重组。     

福建省龙岩市杂交早稻产量相关性状的基因型与环境变异

摘要：基于龙岩市1997-2002年连续6年在新罗、长汀、连城、上杭、武平和漳平6个不同生态条件的杂交早稻联合区域试验数据资料,应用AMMI模型和相应统计分析方法,分析了产量、生育期、有效穗、株高、穗长、每穗粒数、每穗实粒数、结实率、千粒重等9个产量相关性状的基因型与环境变异。结果表明,环境和基因型与环境互作（G×E）效应对考察的9个性状影响较大。其中,株高以基因型效应为主,产量、穗长、穗总粒数和穗实粒数以环境效应为主,生育期、有效穗、结实率和千粒重以基因型与环境间互作效应为主。穗实粒数、穗总粒数和产量的稳定性在多数年份都是最低的,受栽培环境及G×E互作效应影响较大;千粒重、穗长、生育期和有效穗则相对稳定,受栽培环境及G×E互作效应影响较小。今后选育、引种和利用适合龙岩市杂交早稻品种时,需考虑性状的基因型、环境、基因型与环境间互作效应,才可提高效率。