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。     

黄淮麦区4省小麦种质农艺性状的比较分析

为明确小麦种质资源的遗传差异和特点,提高其利用效率,以株高、穗长、小穗数、穗粒数、千粒重5个主要农艺性状为指标,对来自黄淮麦区4省（河北、山东、河南和山西）的263个小麦品种（系）进行统计分析。显著性分析结果表明,除穗粒数外,4个省的小麦种质在其余各农艺性状上差异极显著。变异性分析结果表明,供试材料的5个农艺性状中穗粒数变异系数最大,小穗数变异系数最小;4省中,河北小麦株高、千粒重的变异系数最小,穗粒数变异系数最大;河南小麦穗长、小穗数和穗粒数的变异系数最小,千粒重变异系数最大;山东小麦穗长的变异系数最大;山西小麦株高、小穗数的变异系数最大。相关分析结果表明,株高与穗长呈极显著正相关,与小穗数呈极显著负相关;穗长与小穗数、穗粒数呈极显著正相关;小穗数与穗粒数呈极显著正相关;千粒重与穗粒数呈极显著负相关。因此,在育种实践中,可根据4省小麦种质农艺性状的变异特点筛选符合目标性状的亲本材料,同时加强种质基因库的更新。     

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。     

利用90k芯片技术进行小麦穗部性状QTL定位

小麦穗部性状与产量密切相关,挖掘穗部性状基因及其关联分子标记具有重要意义。本研究以周8425B?小偃81衍生的RIL群体(F8)为材料,利用90k芯片标记构建的高密度遗传图谱对3个环境下的穗长、小穗数、不育小穗数、穗粒数、千粒重进行QTL定位。共检测到19条染色体上的71个QTL,变异解释率(PVE)范围为2.10%~45.25%,其中37个位点为主效QTL(PVE10%)。QSl.nafu-6A.2(穗长)、QSl.nafu-7A(穗长)、QSsn.nafu-2A.1(不育小穗数)、QSsn.nafu-2D(不育小穗数)和QGns.nafu-2B(穗粒数)在多个环境中被检测到,且LOD10,PVE20%。位于同一个基因簇中的QSl.nafu-6A.2(穗长)、QGns.nafu-6A(穗粒数)和QTgw.nafu-6A(千粒重)在多个环境中被检测到,且与已报道的相关位点位置相同或相近,在分子标记辅助育种中具有较大参考价值。     

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。     

用(培矮64s/Nipponbare)F2群体对水稻产量构成性状的QTL定位分析

用水稻测序品种培矮64s和Nipponbare为亲本构建的含137个SSRs标记的连锁遗传图谱和(培矮64s/Nipponbare)F2群体的180个单株,对水稻的单株有效穗数、穗粒数、穗实粒数、结实率、穗着粒密度、千粒重等6个产量构成性状进行了QTL定位分析.共检测到6个性状的22个QTLs,分布在第1、2、4、5、6、9、10、11、12等9条染色体的14个区域,表型贡献率5.0%～19.3%;相关性较强的性状之间具有较多共同或紧密连锁的QTLs;集中分布的QTLs之间既有同向连锁,也有反向连锁.对不同水稻群体定位的同源QTL进行了比较,对QTL在染色体上的集中分布,以及用QTL定位结果和生物信息学方法相结合预测基因的功能等进行了探讨.     

用(培矮64s/Nipponbare)F2群体对水稻产量构成性状的QTL定位分析

用水稻测序品种培矮64s和Nipponbare为亲本构建的含137个SSRs标记的连锁遗传图谱和（培矮64s/Nipponbare）F₂群体的180个单株，对水稻的单株有效穗数、穗粒数、穗实粒数、结实率、穗着粒密度、千粒重等6个产量构成性状进行了QTL定位分析。共检测到6个性状的22个QTLs，分布在第1、2、4、5、6、9、10、11、12等9条染色体的14个区域,表型贡献率5.0%-19.3%;相关性较强的性状之间具有较多共同或紧密连锁的QTLs;集中分布的QTLs之间既有同向连锁.对不同水稻群体定位的同源QTL进行了比较,对QTL在染色体上的集中分布,以及用QTL定位结果和生物信息学方法相结合预测基因的英勇等进行了探讨。     

普通小麦-野生二粒小麦染色体臂置换系籽粒与品质性状分析

野生二粒小麦在农艺性状和品质性状上具有丰富的遗传变异,这些优异基因的导入对促进优质小麦生产具有重要的意义。以普通小麦品种Bethlehem（BLH）为遗传背景的野生二粒小麦染色体臂置换系（chromosome arm substitution lines,CASLs）为材料,进行2年一点田间试验,考察籽粒（粒长、粒宽和千粒重）与品质相关性状（蛋白质含量、湿面筋含量、沉降值、淀粉含量和灰分含量）。结果表明：CASLs群体中3AL 2年的粒长均显著长于亲本BLH,推测3AL染色体上至少有1个正效QTL控制野生二粒小麦的粒长,至少3个控制粒长的负效QTLs分别位于4BS、6BL和7BL,至少11个控制千粒重的负效QTLs分别位于2AS、5AS、6AL、7AS、1BS、1BL、4BS、4BL、5BL、6BL和7BL,至少6个与蛋白质含量正相关的QTLs分别位于6AL、1BS、2BS、3BL、7BS和7BL,至少3个控制湿面筋形成的正效QTLs分别位于2BL、7BS和7BL,至少3个控制沉降值的主效QTLs分别位于4AL、7AL和7BL,至少1个控制淀粉形成的负效QTL位点位于7BL;至少1个促进小麦籽粒灰分含量增加的QTL位于7BL上。相关性分析表明,千粒重与蛋白质含量、湿面筋含量、沉降值和灰分含量呈显著或极显著的负相关,蛋白质含量与湿面筋含量、沉降值和灰分含量均呈极显著正相关,而与淀粉含量呈极显著负相关。综上所述,CASLs群体具有丰富的遗传多样性,且每个置换系只含有对应野生二粒小麦的染色体臂,各置换系有着不同的遗传特点,因此,可以综合利用置换系的有利性状对小麦目标性状进行遗传改良,进而为小麦育种提供更加丰富的遗传资源。     

干旱胁迫对小麦农艺性状的影响

为了研究干旱胁迫对小麦主要性状的影响及其机理,选用8个抗旱性不同的小麦品种,在干旱胁迫和正常灌溉两种水分环境下,进行随机区组试验,用方差分析、t测验、和通径分析等方法分析试验结果。结果表明：干旱胁迫导致小麦株高降低,单株产量和千粒重下降,单株穗数、总小穗数和穗粒数减少,穗长缩短,不育小穗数增多;各性状对干旱胁迫敏感程度都存在显著的品种间差异;除千粒重外,各性状的环境间差异均达到极显著水平;千粒重和单株产量的品种与环境互作达显著或极显著水平;各品种的抗旱指数差异显著;通径分析表明,各性状对单株产量的直接影响：穗粒数〉单株穗数〉千粒重〉穗长〉不育小穗数〉总小穗数〉株高。干旱胁迫对小麦主要性状的影响显著,晋麦47、新旱1号和洛旱3号对干旱胁迫的抗耐性较好。     

黄淮麦区300个小麦种质的主要农艺性状比较

为了了解现有种质资源间的遗传变异,以黄淮麦区4省的300份小麦品种(系)为研究对象,对5个主要农艺性状进行考察和分析,以期为小麦育种工作提供一定的参考信息。结果表明:这5个农艺性状变异幅度的大小顺序为:穗粒数株高穗长千粒重小穗数。不同省份不同农艺性状之间有不同的显著水平。相关性分析表明,千粒重与穗粒数呈极显著负相关,与小穗数呈显著负相关;穗粒数与穗长和小穗数呈极显著正相关,与株高呈极显著负相关;小穗数与穗长呈极显著正相关,与株高呈极显著负相关;穗长与株高呈极显著正相关。     

长江上游小麦产量与主要农艺性状的相关性分析和通径分析

以30个小麦品种为研究对象,采用随机区组试验,设3个重复,对13个主要农艺性状与产量进行相关分析和通径分析,分析参试品种的农艺指标与产量的关系。结果表明:各性状与产量的相关性表现为千粒重穗长穗粒重苗叶宽有效分蘖数株高苗叶长生物学产量小穗粒数不育小穗数每穗小穗数分蘖数穗粒数,千粒重与产量达到极显著正相关,穗长与产量呈显著负相关。在通径分析中,直接通径系数的变化规律为穗粒重穗粒数千粒重苗叶宽不育小穗数有效分蘖数株高每穗小穗数生物学产量分蘖数苗叶长穗长小穗粒数。因此,高产选育应充分考虑千粒重和穗粒重高的小麦品种。     

斯洛伐克104份冬小麦种质资源农艺性状的分析及评价

为丰富我国冬小麦遗传多样性,为其遗传改良提供物质保障,对引进的104份斯洛伐克冬小麦种质资源的株高、株穗数、穗长、小穗数、穗粒数和千粒质量等主要农艺性状进行了调查分析。研究结果表明：引进的资源主要表现为株高偏高、穗子较大、千粒质量偏低的特点,且株高、穗长与千粒质量三性状均与对照品种存在极显著差异;6个性状变异系数幅度为0．08～0．37,变异系数的顺序为株穗数＞株高＝主茎穗粒数＞千粒质量＞穗长＞小穗数,表现了丰富的遗传多样性;64份冬性种质与40份春性种质的千粒质量差异达到极显著水平,株高和主茎穗粒数差异达到0．05显著水平,株穗数、穗长和小穗数差异不显著;株高与株穗数、株高与穗长、穗长与小穗数、穗长与穗粒数、小穗数与穗粒数呈极显著正相关,穗长与千粒质量、穗粒数与千粒质量呈显著正相关;聚类分析将104份种质分为4类;筛选出综合农艺性状优良的种质3份,可直接作为亲本材料应用于黄淮冬麦区的小麦遗传改良研究。     

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。     

柴达木盆地小麦产量相关性状QTL定位

柴达木盆地特殊的气候条件创造了世界春小麦高产记录,但该地区关于小麦产量相关性状的QTL定位分析未有报道。本研究测定了114个W7984/Opata重组自交系(RIL)在柴达木盆地生态环境下6个年份7个产量相关性状(株高,穗长,穗粒数,小穗数,穗密度,千粒重和产量)的表现型,利用QTL作图软件Ici Mapping 4.1进行了QTL定位。结果表明,在2011-2016年里共鉴定49个与产量相关性状的QTL,其中5个为株高QTL,6个为穗长QTL,2个为小穗数QTL,8个为穗粒数QTL,7个为穗密度QTL,16个为千粒重QTL,5个为产量QTL,分布在染色体1A、1B、1D、2A、2B、2D、3A、3D、4A、4B、5A、5B、5D、6A、6B、6D、7A、7B和7D上。单个QTL可解释表型变异的5.82%~31.53%,特别是位于染色体6A上的千粒重QTL可在多年份(2011年/2013年/2014年)中检测到。这些QTL位点的鉴定为柴达木地区小麦产量相关性状QTL精细定位和分子标记辅助选择育种提供理论基础。     

10个小麦推广品种戊聚糖含量、若干农艺和品质性状的分析

为了综述安徽小麦推广品种的概况,并为生产优质专用小麦以及从中发掘具有优异农艺性状与品质性状的材料提供参考,选用安徽麦区推广的10个小麦品种,采用地衣酚-盐酸法、近红外谷物分析仪等测定了若干品质性状和农艺性状。结果表明,不同品种间水溶性戊聚糖含量的差异达到了极显著水平,非水溶性戊聚糖含量和总戊聚糖含量品种间差异不显著,不同品种间株高、穗长、总小穗数、千粒重和硬度的差异达到了极显著水平,穗粒数品种间差异达到显著,不育小穗数、蛋白质、湿面筋、沉降值含量品种间差异不显著。     

小麦D基因组产量性状QTL定位

粗山羊草是普通小麦的D染色体组供体,为了寻找粗山羊草中对小麦产量性状遗传改良有益的基因,通过对四倍体硬粒小麦与粗山羊草杂交合成的双二倍体Am6-1和普通小麦品种Ph85-16的回交一代进行产量性状变异特点分析,发现粗山羊草的D组染色体对小麦的产量性状具有显著影响,千粒重、穗长、穗粒数和每穗小穗数明显高于Ph85-16;同时利用130对SSR引物对几个与产量性状相关的QTL位点进行了定位,初步寻找到4个主效QTL,它们分别为与穗长相关的QSl．sdau-5D,其贡献率为31．58％,与株高相关的QPh．sdau-1D,其贡献率为25．38％,与穗粒数相关的QGs．sdau-5D,其贡献率为44.65％,与千粒重相关的QTgw．sdau-3D,其贡献率为61．62％。     

河南小麦品种穗粒数性状的动态变化及全基因组关联分析

穗粒数是小麦产量构成的重要因子,研究小麦穗粒数及其相关性状的变化规律与遗传机制对于高产育种具有指导意义。以198份河南种植或审定的小麦品种(系)为材料,在4个环境下鉴定穗粒数相关性状表现,选用660K SNP芯片检测材料的基因型并进行全基因组关联分析。发现穗粒数存在着广泛的变异,穗粒数、穗长、总小穗数、可育小穗数和不育小穗数的广义遗传力分别为77.43%、87.54%、85.45%、79.70%和68.08%,2002年以前、2003-2008年、2009-2014年和2015年以来育成品种的平均穗粒数分别为35.71个、36.85个、37.40个和37.98个,随着育种时期的推进总小穗数和可育小穗数也表现出逐渐提高的趋势。共发现41个和穗粒数等性状相关联的位点,分布在除了1D、3A、3D、4B和4D的16条染色体上,单个关联位点的表型变异贡献率(R2)范围为6.19%~20.83%,其中10个位点至少在2个环境中稳定表达。对关联位点进一步分析发掘了多个与穗粒数性状相关的优异等位变异,如7A上AX-109368219(A)能增加穗粒数1.86粒,2A上AX-111674224(C)能提高总小穗数0.96个,2D上AX-111582877(G)能提高可育小穗数0.73个。研究揭示近五十年河南小麦穗粒数性状的动态变化及其规律,获得了多个和穗粒数等性状关联位点及等位变异,为小麦产量性状的遗传改良及分子设计育种提供了技术支持和基因资源。     

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。     

小麦骨干亲本繁6产量相关性状关键基因组区段的遗传效应

繁6是中国小麦育种最重要的骨干亲本之一, 明确其优良特性的遗传机制对小麦育种具有重要意义。本研究鉴定了39个繁6衍生品种的7个产量相关性状, 并利用全基因组SSR标记分析了繁6中控制这些性状重要遗传区段和基因位点在子代中的遗传效应。表型鉴定结果表明, 繁6产量相关性状在不同世代衍生品种中表现无显著差异, 表明这些性状在衍生品种选育过程中受到选择并稳定遗传。利用已获得的控制小麦产量相关“一致性” QTL区段的417个SSR标记进行分子扫描, 发现11个繁6特异SSR标记在其衍生后代中被高频率遗传。性状-标记关联分析表明, 21个来自繁6的特异SSR标记与产量相关性状极显著关联(P < 0.01)。同时鉴定出分别位于2A和5A染色体的Xgdm93.3-Xgwm526.2和Xbarc100-Xgwm156.1区段, 前者控制株高和小穗数, 后者控制千粒重。本研究证实, 上述两个与小麦产量相关性状关联的位点或区段在小麦产量育种进程中受到强烈的人为定向连续选择, 并在四川乃至西南麦区小麦产量育种中发挥了重要作用。     

利用籼粳交“热粳35/协B”F_2群体对水稻再生力的QTL分析

为了揭示水稻再生力和再生后期耐寒的遗传基础,本研究以"热粳35/协B"226个F2单株为材料,构建了1张含156个SSR标记的分子图谱。分别在水稻成熟、再生和再生后期调查单株穗数、再生穗数和再生后期穗数,利用Excel 2003和MAPMAKER 3.0软件进行性状相关分析和QTL检测。结果表明,3个性状在F2群体呈现连续正态分布,表现为数量性状遗传特征。再生穗数分别与单株穗数和再生后期耐寒穗数呈极显著正相关(0.37和0.36)。3个性状共检测到10个QTLs,分布在第1、2、6、7、8、11和12号染色体上。其中,数6个单株穗QTLs,LOD值介于2.61~79,贡献率介于0.67%~22.72%。2个再生穗数QTLs,LOD值分别为3.08和3.90,贡献率分别为16.01%和23.35%。2个再生后期穗数QTLs,LOD值分别为2.75和5.12,贡献率分别为12.18%和25.12%。3个性状各检测到1对上位性QTL,相同染色体上相同标记区间没有重复检测到同时控制3个性状QTLs。说明3个性状受独立的遗传因子控制,在分子层面上单株穗数、再生穗数以及再生后期耐寒穗数各性状间没相关性。