基于高密度SNP遗传图谱的粳稻芽期耐低温QTL鉴定

水稻直播由于省时、省工和节约成本而备受农户关注。然而,芽期耐冷性不强致使现行推广的许多优良水稻品种不适于直播生产。因此,挖掘鉴定芽期耐冷位点,为后续的辅助育种提供基因资源就日益受到重视。本研究利用丽江新团黑谷和沈农265构建的重组自交系群体及其重测序构建的包含2818个bin标记的遗传图谱对水稻芽期的耐冷性进行QTL定位分析。共检测到5个芽期耐冷QTL,分布在水稻的1号、3号、9号和11号染色体上,增效等位基因均来自耐冷亲本丽江新团黑谷。这些QTL的LOD值的范围从3.05到24.01,表型贡献率为8.0%～53.5%。其中,表型贡献率最大的主效QTL是qCTB11b,位于11号染色体长臂端的21.24 Mb～22.03 Mb之间,物理图谱区间为790 kb。随后利用"选择作图"的策略进行了QTL验证和累加效应分析,明确了可以通过QTL的累加聚合实现芽期耐冷能力的遗传改良,聚合的增效QTL越多,耐冷能力提升越明显。上述研究结果不仅可以增强人们对芽期水稻耐冷能力遗传基础的认识和理解,也可以为后续直播品种的遗传改良提供理论依据和技术指导。     

作物学报第33卷(2007年)总目次

1两个抗小麦白粉病新基因的遗传分析与染色体定位马强罗培高任正隆蒋华仁杨足君9谷子几种农艺性状基因染色体定位及连锁关系的初步研究王润奇高俊华关中波毛丽萍15中国特有小麦与斯卑尔脱小麦和密穗小麦高分子量谷蛋白亚基多态性比较分析杜金昆杨新泉张义荣倪中福孙其信20以丽江新团黑谷为遗传背景的抗稻瘟病基因累加系的选育及其抗性鉴定刘新展赵明富何月秋陈大洲肖叶青雷财林25水稻品种IR24抗条纹叶枯病相关QTL的检测孙黛珍江玲张迎信程遐年翟虎渠万建民31种植方式对陆稻中旱3号和水稻武香粳99-8米质的影响张亚洁周然孙斌刁广华林强森杨…     

水稻抽穗期的QTL剖析

利用沈农265/丽江新团黑谷的F2群体对抽穗期进行定位分析表明,该群体共定位到7个控制抽穗期的 QTLs,分别位于第2,3,6和7染色体上.单个QTL对性状表型贡献率在9.7%～23%之间.与其他研究结果比较表明,多数控制抽穗期的QTLs在不同的材料、不同遗传背景下重演性较好.同时,发现一个新的QTL位点,这些为北方粳稻育种的生育期选择提供基础性数据.     

水稻黑条矮缩病抗性QTL分析

利用珍汕97B/明恢63的重组自交系群体,采用自然发病鉴定的方法,以穴发病率为表型值,对各株系进行黑条矮缩病抗性鉴定。群体的穴发病率偏向于抗病亲本,且呈连续性分布,表明水稻黑条矮缩病抗性受数量性状基因控制。利用WinQTLcart 2.5软件对黑条矮缩病抗性QTL进行分析,共检测到6个QTL,其中第6、11染色体上各有2个,第7、9染色体各有1个。第6、7、9染色体上的4个QTL在两个地点都能检测到,是稳定表达的QTL,尤其是第6染色体上的2个QTL,LOD值分别为12.09和9.77,贡献率分别为20.20%和18.68%,是主效QTL,能在分子标记辅助选择育种中加以利用。     

水稻中胚轴长度QTL分析

为分析水稻中胚轴伸长与赤霉素的关系及其遗传基础,以沈农265(长中胚轴)和丽江新团黑谷(短中胚轴)的RIL群体为材料,结合其连锁图谱,对水和赤霉素溶液两种培养条件下的中胚轴长度进行QTL定位。结果表明,浓度为1.50μmolL~(-1)的赤霉素可显著促进中胚轴的伸长。两种培养条件下,共检测到控制中胚轴长度的5个QTL,分布在第1、第2、第3、第6和第11号染色体上,LOD值在3.65～15.52范围内,单个QTL对表型贡献率在7%～33%之间。其中qML3、qML6和qML11在2种处理条件下均被检测到,qML1和qML2仅在水培条件下被检测到。与其他研究比较发现,主效基因qML3可以在不同群体和不同环境下稳定表达。     

水稻黑条矮缩病抗性QTL定位

发掘水稻黑条矮缩病的抗性基因有助于抗病品种的选育,减少黑条矮缩病对水稻生产的危害。本研究构建了包含222个家系的L5494/IR36重组自交系群体。对该群体进行黑条矮缩病的田间诱发鉴定,抗性亲本IR36发病率为28.70%,感病亲本L5494发病率为84.26%,群体发病率范围为11.21%～89.81%。利用134对分子标记构建覆盖12条染色体的遗传连锁图谱,总遗传距离为1475.97 cM,平均标记间距为11.1 cM。利用QTL IciMapping 4.0对抗黑条矮缩病QTL进行分析,共检测到4个QTL,其中第1、第2、第9染色体上QTL的表型贡献率分别为12.64%、16.00%和8.43%,抗病等位基因来自抗病亲本IR36;第6染色体上QTL的表型贡献率为10.82%,抗病等位基因来自感病亲本L5494。在此基础上,利用93-11为供体、日本晴为背景的近等基因系材料,在qRBSDV-1定位区间内检测到来自93-11的抗性QTL。本研究结果为水稻黑条矮缩病抗性基因定位及分子标记辅助选择育种提供借鉴。     

Basmatic370突变体BTX抗稻瘟病遗传分析及基因标记定位

BTX是由Basmatic370突变而来的优质抗源籼稻品种,它对稻瘟病菌(Mangnaporthe grisea(Hebert)Barr)具有广谱抗性.为了挖掘和定位BTX含有的稻瘟病抗性基因,首先利用7个对丽江新团黑谷(LTH)致病,但对BTX非致病的稻瘟病菌株95-59a、98-288a、00-193a、05-20a、05-135a、06-138a和RB6分别接种以BTX为抗性供体、LTH为感病亲本获得的102个重组自交系(recombinant inbred lines,RILs).其中3个菌株95-59a、98-288a和05-20a在RILs后代群体的抗感比率符合R:S=3:1,其抗性由两对显性基因控制;而其余4个菌株00-193a、05-135a、06-138a和RB6在RILs后代群体的抗感比率符合1R:IS,它们的抗性由一对基因控制.本研究选用致病谱较广的菌株00-193a进行抗性基因标记定位,旨在鉴定出对华南稻区具有广谱抗性的稻瘟病基因.用菌株00-193a接种由BTX和LTH杂交获得的F2群体后代个体,F2后代群体的抗感比率符合R:S=3:1,表明BTX对接种菌株的抗性受一对显性主效基因控制.并由此构建了由400个极端感病个体组成的作图群体用于基因的分子定位.选用250个平均分布于水稻12条染色体上的SSR标记对由00-193a接种的RILs群体构建的抗病池和感病池进行筛选和连锁分析.结果发现,位于第11染色体上的1个微卫星标记RM224与抗性基因连锁.进一步连锁分析表明,共有5个标记RM27181、RM27272、RM224、RM27334和RM37363与目的抗性基因Pibt(t)连锁,遗传距离分别为7.74 cM、1.50 cM、0.25 cM、10.59 cM和13.24 cM.基因被初步定位于RM224和RM27334之间约10.84 cM的遗传区域.     

以丽江新团黑谷为遗传背景的抗稻瘟病基因累加系的选育及其抗性鉴定

以丽江新团黑谷（LTH）近等基因系为亲本,构建了3个F₆重组自交系群体,以具鉴别能力的菌株进行抗稻瘟病筛选,共获得3组携带两个抗病基因的累加系5个,即：1) F-Kpib-3（Pi-k^p/Pi-b）,F-Kpib-6（Pi-k^p/Pi-b）;2) F-Kita²-7（Pi-k/Pi-ta²）,F-Kita2-9（Pi-k/Pi-ta²）;3) F-Kmita（Pi-km/Pi-ta）。基因组成相同的累加系抗性相同,它们的抗病频率均高于相应的近等单基因系,3组抗病频率分别达100.0%、91.7%和50.0%。这些累加系可用于稻瘟病菌致病型鉴定、田间稻瘟病菌致病性变异监测和作为抗病亲本用于抗病育种。     

粳稻叶绿素含量QTL与其合成降解相关基因的比较分析

为剖析水稻叶绿素不同时期的表达规律及后期持绿的遗传机制,以沈农265和丽江新团黑谷的粳-粳交重组自交系为材料,对水稻分蘖期、抽穗期和成熟期的叶绿素含量以及生育后期的持绿能力进行QTL定位分析。检测到5个控制分蘖期叶绿素含量的QTL、7个控制水稻抽穗期叶绿素含量的QTL和10个控制成熟期叶绿素含量的QTL,分布在除第5染色体以外的11条染色体上。比较它们与编码叶绿素合成及降解过程中的重要酶的基因发现,虽然生育前期检测到的QTL较少,但对应的叶绿素合成降解相关基因却较多。随生育期的推移,检测到的QTL数目增多,但对应的叶绿素合成降解相关基因却减少。暗示生育前期大多数叶绿素合成(降解)相关基因表达的水平差异不大,后期控制叶绿素合成降解的个别关键基因表达水平增加。并以此为基础提出了叶片生育后期持绿的两种可能遗传基础。     

优质稻“粤农丝苗”白叶枯病抗性遗传分析及主效QTL qBB-11-1的精细定位

白叶枯病是对水稻危害最大的细菌性病害,严重危及我国乃至全球粮食安全。挖掘新的抗病基因是改良水稻对白叶枯病抗病性的重要措施。本研究以广东省及华南稻区主栽的优质抗病水稻品种粤农丝苗为材料,利用抗病品种粤农丝苗和感病品种丽江新团黑谷为亲本构建重组自交系(recombinant inbred lines, RILs)及回交群体,进行接种鉴定及基因定位分析。遗传分析表明:粤农丝苗的抗性由不完全显性的白叶枯病抗病基因控制;重组自交系抗病表型结合重测序结果初定位到一个抗性QTL qBB-11-1,位于11号染色体长臂末端;利用片段重叠群分法将qBB-11-1精细定位在InDel标记P89和P54之间,物理距离约为63kb,区间内包含6个候选基因,且粤农丝苗中的白叶枯病抗性基因可能是未被报道的新基因。这些研究结果对于主栽品种粤农丝苗的抗性基因挖掘与利用将对华南稻区白叶枯病抗性育种具有重要的代表性意义。     

水稻第11染色体抗稻瘟病基因研究进展

随着稻瘟病抗性基因的不断发掘与分离克隆,抗病基因在水稻基因组遗传图谱和物理图谱的分布及不同类型抗病基因的结构特点逐渐明了。目前鉴定的水稻抗稻瘟病基因主要分布在除第3染色体以外的其余染色体上,其中第11染色体上分布的稻瘟病抗性基因数目至少有24个。此文概述了水稻抗瘟病基因在基因组的分布和抗性基因的结构特点,重点介绍了水稻基因组第11染色体稻瘟病抗性基因的定位、克隆以及抗病基因类似物和抗性基因在该染色体上的分布特点,并对稻瘟病抗性基因在水稻育种中的应用提出了展望。     

利用SSR标记定位粳稻云引抗稻瘟病基因

稻瘟病是由子囊菌Magnaporthegrisea(Hebert)Barr[无性世代为Pyriculariagrisea(cooke)Sacc.]引起的广泛发生在我国南北稻区及世界各稻区的主要水稻病害之一,严重阻碍水稻高产与稳产。挖掘和利用广谱稻瘟病抗源,通过基因累加手段将不同抗稻瘟病基因聚集于一体,可延长抗稻瘟病品种应用年限。本研究应用6个稻瘟病菌系四川-1、四川-4、四川-9、四川-31、四川-39和四川-41,对广谱抗性粳稻品种云引F2群体进行田间注射接种,结果表明云引F2群体对所用的6个稻瘟病菌系均表现为3(抗病):1(感病)的分离比例,说明这些抗性均为单显性基因控制。本研究利用Mapmaker3.0/QTL将云引对四川-1菌系的抗稻瘟病基因初步定位在水稻的第11染色体上,云引对四川-4、四川-9、四川-31、四川-39和四川-41的抗稻瘟病基因初步定位在第2染色体上。     

利用高世代回交群体定位水稻广谱抗稻瘟病QTL

稻瘟病是水稻(Oryza sativa L.)三大病害之一,对水稻产量和品质造成了严重的影响。本研究利用优良恢复系R287与广谱抗稻瘟品种细麻线的BC3F1回交群体构建的分子标记遗传连锁图谱,并通过全生育期自然诱发稻瘟病进行抗性鉴定。结果显示,全基因组分析共定位到16个抗叶瘟和13个抗穗颈瘟相关的QTLs,所有抗性QTL均来源于细麻线。其中q BR3是位于第3染色体上同时控制水稻叶瘟和穗颈瘟抗性效应的QTL,其能够提高叶瘟抗性2个数量级和降低穗颈瘟发病率40%左右。q BR3对叶瘟和穗颈瘟的抗性LOD值分别为18.63和22.77,解释的表型变异率分别为21.20%和26.10%。通过对水稻已有稻瘟病抗性位点的定位结果分析,发现q BR3可能是一个新的广谱抗性QTL位点。本研究结果为稻瘟病抗性育种提供了新的基因资源。     

水稻材料IR65482抗稻瘟病基因鉴定与定位

水稻材料IR65482对不同地区的稻瘟菌小种具有广谱抗性,已知其第6号染色体上具有一个抗稻瘟病病基因Pi40(t)。本研究应用极端分离混合池重测序策略,对IR65482抗稻瘟病基因进行鉴定,并在其第11号染色体上鉴定到另一个抗稻瘟病基因。进一步利用IR65482与日本晴配置的F2群体进行基因定位,将IR65482抗稻瘟病基因定位在水稻第11染色体末端InDel标记OSL3-2和OSL3-5之间约425 kb的区间。本研究结果对利用IR65482开展水稻抗稻瘟病育种具有指导意义,也为后续克隆IR65482的抗病基因提供了理论依据。     

丽江新团黑谷近等基因系抗稻瘟病分析

利用31个稻瘟病菌株对由国际水稻研究所育成以不具有主效抗性基因的丽江新团黑谷为轮回亲本的一套单基因近等基因系和8个抗性基因组合进行接种鉴定，结果表明，不同抗性基因的抗谱存在显著差异，其中IRBLZ-Fu(Pi-z)、IRBLZ5-CA(Pi-z-5)、IRBLZt-T(Pi-z-t)、IRBL9-W(Pi-9(t))的抗性频率分别为93%、97％、90％和96％，可初步认为Pi-z、 Pi-z-5、 Pi-z-t、Pi-9(t)为广谱抗性基因；不同抗性基因组合的抗谱均较其亲本宽，主要表现为抗性基因间的互补效应和积加效应，本研究为基因聚合培育广谱持久的抗性品种提供了理论依据。     

以标记辅助选择改良江苏主栽粳稻品种“淮稻5号”黑条矮缩病抗性

水稻黑条矮缩病是由灰飞虱传播的一种病毒病,最近在江苏、浙江等省暴发给水稻生产造成严重威胁。本研究在前期对水稻黑条矮缩病抗性基因初步定位的基础上,针对第6染色体短臂上紧密连锁的两个抗性QTL,以抗性亲本“明恢63”为供体,感病亲本“淮稻5号”为轮回亲本,通过标记辅助选择,构建了携带目标抗性QTL的系列近等基因系。自然接种和人工接种鉴定表明新培育的近等基因系其发病率较对照轮回亲本下降25%左右,抗性得到显著改良。农艺性状调查结果显示大多数近等基因系其生育期、株高及产量构成性状等与轮回亲本相似,表明目标区段存在较少的累赘连锁。此外,对有关如何实现目标QTL的精细定位,以及利用标记辅助选择聚合多个抗性QTL培育抗病品种的策略也进行了探讨。     

水稻种质资源稻瘟病抗性全基因组关联分析

稻瘟病是一种对全球水稻生产威胁极大的真菌性病害,鉴定抗稻瘟病基因并将其导入到现有感病品种改良品种的抗性是控制这种病害的有效途径。本研究利用5个稻瘟病菌株鉴定了212份籼稻和235份粳稻种质资源的苗瘟抗性,分别筛选到8个和12个抗全部5个菌株的籼稻和粳稻种质材料。采用全基因组关联分析在籼粳混合群体、籼稻和粳稻种质资源中共定位到43个影响水稻苗瘟抗性的QTL,抗GD00-193、GD08-T19、GD17-CQ16、HB1708和HLJ13-856菌株的QTL分别为9、4、14、14和2个。其中, 12个抗病QTL仅在籼稻亚群中检测到, 7个仅粳稻亚群中检测到,1个为籼粳2个亚群共同检测到,说明籼稻抗稻瘟病总体好于粳稻,而且稻瘟病抗性存在明显的籼粳分化。同时影响水稻对2个及2个以上菌株的抗性或在2个及2个以上群体中同时被定位到的QTL共计11个,利用候选区间关联分析和单倍型分析鉴定到23个抗病候选基因,不同抗病候选基因在籼、粳群体中的分布频率不同。研究结果为水稻品种稻瘟病抗性分子改良提供种质资源和有利基因信息及不同抗病基因的育种利用策略。     

一个粳稻来源抗稻瘟病基因的鉴定、遗传分析和基因定位

7001S是一个广谱抗稻瘟病的粳稻两用核不育系,对来自全国不同稻区的22株稻瘟病菌系均表现为高度抗性。通过构建7001S/80-4B F2群体的遗传分析和初步定位表明,F2分离单株对稻瘟病菌的抗性呈明显的抗、感双峰分布,抗感分离符合3﹕1的理论比例,说明粳稻7001S对稻瘟病菌的抗性由1对显性核基因或一个显性QTL位点控制,并将该基因初步定位于第11染色体长臂末端。进一步通过扩大遗传群体和分子标记开发,利用基于BSA的隐性群体分析技术,将目的基因精细定位于P21-2415和RM27322之间约310 kb的范围内,并获得了可用于分子标记辅助选择的紧密连锁和共分离分子标记,同时对目标基因所在区域进行基因预测,初步确定了候选基因。为进一步开展该抗稻瘟病基因的克隆、功能验证和抗病机理研究,以及通过分子标记辅助选择技术培育抗稻瘟病水稻新品种等工作奠定了基础。     

水稻稻瘟病抗性基因定位与候选基因辅助选育

本试验研究了304个来源于中156／谷梅2号的重组自交系（RIL）和80个来源于Vandana／Moroberekan的高世代回交群体（BC3B和BC3F4）。在RIL中，利用RFLP，RAPD，SSLP，RGA和候选基因标记定位了一个对菲律宾稻瘟病菌株Ca89（谱系4）的抗性主基因，该基因来源于谷梅2号，暂定名为Pi-26（t），位于第6染色体上的两个RGA标记之间，距离标记RGA24a为4．9cM，距离RGA6a为8．4cM。同时，定位了对浙江稻瘟病菌株92-183的两个抗性基因，其中一个基因来自于中156，