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。     

不同生长环境下水稻结实率数量性状位点的检测

以籼稻密阳23与粳稻吉冷1号配制所获得的F_2:3群体200个家系作为作图群体，在北京、昆明、三亚、公主岭和韩国春川等5个点进行水稻结实率的鉴定，并利用SSR标记对水稻结实率数量性状位点进行检测。结果表明，水稻结实率表型值及其在F₃家系群中的分布以及所检测到的QTL数目因生长环境不同而有较大差异，说明QTL与环境有明显的互作效应。水稻结实率在F₃家系群中呈接近正态或偏态的连续分布，是多个基因所控制的数量性状。共检测到与水稻结实率相关的QTL 14个，分布于第1、2、3、4、6、7、8、10和12染色体上，对表型变异的贡献率为4.9%～15.3%。分别位于第1、2、6和12染色体RM1~RM259、RM263~RM6、RM340~RM30、RM270~RM17区间的qSSR1、qSSR2、qSSR6和qSSR12至少在2种生长环境下均检测到，对表型变异的贡献率分别为4.9%～8.4%、4.8%～7.2%、7.6%～10.7%和7.4%～10.4%。以上多数QTL增效等位基因均来自吉冷1号，基因作用方式主要为部分显性或显性或超显性。     

水稻剑叶QTL定位及遗传偏分离分析

利用TY319/8B的籼粳杂交F3群体的121个单株,对剑叶长、剑叶宽及剑叶长宽比3个性状进行QTL检测,同时利用116对共显性标记对作图群体进行偏分离分析。共定位到6个控制剑叶形态QTL,其中2个剑叶长QTL,3个剑叶宽QTL,1个剑叶长宽比QTL,分别位于第4、第6、第7、第8、第10染色体,LOD值介于2.51~3.44,解释表型变异贡献率介于5.53%~11.44%,所有QTL均为已经报道过的。偏分离结果显示:有39对标记表现为偏分离,占总标记数量的33.62%,同时检测到4个偏分离热点区域,即第1染色体上RM283~RM3738,第3如染色体上InDel8~InDel12,第6染色体上RM510~RM3183,第12染色体上RM1880~RM235。     

模拟干旱条件下水稻苗期形态性状的QTL定位

以抗旱性差异较大的亲本小白粳子和空育131以及其后代180个F2∶3家系群体为试验材料,构建了包含99个SSR分子标记的遗传连锁图谱,利用浓度为15％PEG-6000模拟干旱胁迫条件.在两种条件下,共检测到影响胚芽鞘长、苗高、主根长和根数的QTL 26个,分别位于水稻的第1、2、3、4、5、6、7、8、12条染色体上,贡献率变幅在4.53％～37.22％之间.其中控制苗高的QTL11个,控制胚芽鞘长的QTL 5个,控制主根长的QTL 5个,控制根数的QTL 5个.在第2条染色体的RM1358-RM1347区间和第6条染色体上的RM461-RM162区间发现了控制多个性状的QTL,在第2条染色体的RM1358-RM1347区间和第8条染色体的RM1384-RM547区间还检测到了在两种条件下同时控制胚芽鞘长和主根长的QTL.     

籼稻资源WD15515中抗褐飞虱QTL的定位研究

褐飞虱是我国水稻生产上最严重的虫害之一, 培育和种植抗褐飞虱水稻品种是控制褐飞虱的有效途径。WD15515是一份高抗褐飞虱的籼稻种质资源。利用9311与WD15515杂交培育了F₂群体, 对F₂植株进行SSR分子标记分析, 测定植株上褐飞虱的蜜露分泌量、虫体增重量和增重比, 作为抗虫性指标。通过QTL IciMapping3.0进行作图分析, 在第2、第4、第9染色体上共检测到4个抗褐飞虱QTL。其中第2染色体上检测到2个QTL, 以蜜露分泌量检测到的qBph2-1位于SSR标记RM71~RM6911之间, LOD值为3.68, 表型贡献率为11.08%;以虫体增重量和增重比检测到的qBph2-2位于标记RM6911~RM521之间, LOD值分别为3.31、4.05, 表型贡献率分别为7.81%、9.38%。以蜜露分泌量、虫体增重量和增重比为指标在第4染色体上检测到qBph4, 定位于标记RM16996~RM17075之间, LOD值分别为11.11、13.81、15.41, 表型贡献率达到44.38%、45.24%、52.40%。同样, 以蜜露分泌量、虫体增重量和增重比在第9染色体上检测到qBph9, 定位于标记RM219~RM6444之间, LOD值分别为2.59、4.04、3.63, 表型贡献率分别为10.91%、12.39%、10.01%。上述结果表明, qBph4是一个抗褐飞虱主效基因。本项研究结果为抗褐飞虱水稻育种提供了新的基因资源。     

水稻芽期与幼苗前期耐碱性状QTL定位

利用包含120个株系的籼粳交来源(春江06/TN1)的加倍单倍体群体, 在Na₂CO₃胁迫下, 以发芽期和幼苗前期的相对发芽势等10个性状作为耐碱性评价指标, 进行水稻耐碱性的QTL定位。相关性分析表明, 相对发芽势和相对发芽率显著正相关, 相对苗高、相对根数和相对根长之间显著正相关。采用QTLNetwork统计软件共定位到14个加性QTL和13个上位性QTL。在第3染色体RM251~RM3280间有2个QTL, 在第7染色体RM3286~RM1279区域有3个QTL; 在第1、2和7染色体同一位置同时检测到2个上位性QTL, 在第12染色体RM1246~RM5199之间集中了4个上位性QTL, 耐碱数量基因表现出一因多效或紧密连锁现象。耐碱性盐QTL可能包括两类, 一类与K+、Na+等离子胁迫有关, 另一类与高pH胁迫有关。不同类型的水稻品种都具有一些耐碱基因, 可以通过有性杂交和分子标记辅助选择的方法选育优良的耐碱品种。     

水稻抽穗期数量性状基因的定位及遗传效应分析

本研究利用特早抽穗粳稻品种石狩白毛和籼稻品种明恢63杂交的F2分离群体共116株,构建了含88个共显性分子标记的连锁图谱,对水稻(Oryza sativA L．)抽穗期进行基因定位。利用2种分析软件MAPMAKER／QTL和QTLMapper进行分析,共检测到3个抽穗期的数量性状基因座(QTLs)。2个软件共同发现第7染色体上RM214与A5106标记区间内存在1个主效QTL Hd7a（Hd7c),来自明恢63的这个位点的等位基因可使抽穗期延迟。其余2个QTLs分别位于第7、9染色体上。同时检测到有5对位点间存在上位性作用,但相对贡献率较小,表明上位性效应也是影响抽穗期的遗传基础。     

水稻品种魔王谷粒形、剑叶性状和株高QTL定位

以粳稻魔王谷和籼稻CO39配组衍生的280个重组自交系为材料, 2015年和2016年对其粒形、剑叶形态、株高性状进行了相关性分析和QTL检测。剑叶长分别与粒厚和株高存在极显著负相关和正相关, 剑叶宽与粒宽存在极显著正相关。检测到17个粒形QTL, 分布于第1、第2、第3、第4、第5、第6、第7、第9和第10染色体上, 贡献率为3.51%~48.65%; 其中, 第3染色体RM6080-RM6283区间对粒长和千粒重兼具显著作用, 第5染色体RM8211-RM3381区间同时影响粒宽和粒厚。检测到12个控制剑叶形态性状的QTL, 分布于第1、第3、第4、第6、第7和第9染色体上, 贡献率为4.26%~38.40%; 有5个多效QTL区间, 其中, 第4染色体RM252-SFP4_6区间同时控制剑叶长、剑叶宽、剑叶面积和粒长, 第9染色体RM257-RM3909区间同时影响剑叶面积和粒长。只检测到一个控制株高的QTL, 位于第1染色体的RM6333-RM5536区间, 是一个主效QTL, 贡献率为28.76%。这些结果为进一步开展粒形、剑叶形态、株高基因的精细定位、克隆和分子辅助育种奠定了基础。     

水稻籽粒中5种微量元素含量的QTL定位

利用超级杂交稻协优9308(协青早B×中恢9308)重组自交系(RIL)177个株系,分别种植于杭州(HZ)和富阳(FY)两地,成熟后收获种子,采用石墨炉原子吸收(GFAAS)、全谱直读电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP-AES)方法测定籽粒中镉(Cd)、铜(Cu)、铁(Fe)、锰(Mn)和锌(Zn)等5个微量元素含量.应用由163个SSR标记构建的遗传连锁图来确定这5个微量元素含量QTL的位置和效应.结果表明,5个微量元素含量的表现犁在两个环境下均为连续分布,且都存在一定数晕的双向超亲遗传类型.两地共检测到12个QTL,分布在水稻第1、3、4、5、7、8和11染色体上,其中在HZ试验中检测到9个,在FY试验中检测到5个,两地都检测到的共同QTL有2个,分别是qCUCN-4和qMNCN-3.就元素而言,Cd检测到3个,Cu检测到2个,Mn检测到5个,Zn检测到2个.单个QTL对群体性状表型变异的贡献率为4.23%～14.84%,控制微量元素含量的QTL以加性作用为主,未检测到上位性效应.研究发现控制微量元素含量QTL的一个可能聚集区间在第7染色体着丝粒附近RM2-RM320之间.     

利用双向导入系解析水稻抽穗期和株高QTL及其与环境互作表达的遗传背景效应

利用粳稻Lemont和籼稻特青相互导入构建的遗传背景基本一致的双向回交导入系群体,分别在北京和海南环境定位影响抽穗期和株高的主效QTL及其环境互作,分析QTL及其与环境互作表达的遗传背景效应。在北京和海南分别检测到影响抽穗期和株高的主效QTL 16个和17个,其中有5个主效QTL (QHd2、QHd8a、QPh3、QPh5和QPh12)在两种背景下同时被检测到,表明多数主效QTL的表达具有遗传背景特异性。两种背景下检测到影响抽穗期的3个主效QTL (QHd8a、QHd9和QHd10b)存在环境互作,其中QHd8a与海南环境的互作在两种背景下提早抽穗2~3 d,与北京环境的互作则延迟抽穗2~3 d,是影响抽穗期的一个重要主效QTL。通过与以往相同亲本来源的7个不同定位群体在不同环境下定位结果的比较,鉴定出一些在不同遗传背景和环境下稳定表达的主效QTL,如QHd3、QHd8a、QPh3和QPh4,适宜用于水稻抽穗期和株高的分子标记改良。基于QTL定位结果,本文对如何通过分子标记辅助改良品种在不同环境下的抽穗期进行了深入探讨。     

QTL mapping of sheath blight resistance in a deep-water rice cultivar

Sheath blight, caused by the pathogen Rhizoctonia solani Kühn, is one of the most serious diseases of rice and leads to severe yield loss worldwide. A recombinant inbred line (RIL) population consisting of 121 lines was constructed from a cross between HH1B and RSB03, the latter of which is a deep-water rice variety. Five traits were used to evaluate sheath blight resistance, namely disease rating (DR), lesion length (LL), lesion height (LH), relative lesion length [RLL, the ratio of LL to plant height (PH)], and relative LH (RLH, the ratio of LH to PH). Using the RIL population and 123 molecular markers, we identified 28 quantitative trait loci (QTLs) for the five traits in two environments. These QTLs are located on nine chromosomes and most of them are environment specific. A major QTL for DR (qSBR1) on chromosome 1 was identified with contributions of 12.7% at Shanghai and 42.6% at Hainan, and it collocated with a QTL for PH. The allele at this locus from RSB03 enhances sheath blight resistance and increases PH. Another QTL for DR on chromosome 7 was adjacent to QTLs for heading date (HD) and four other disease traits. RSB03 also carries the resistant allele at this locus and shortens HD. The susceptible parent, HH1B, provides the resistance allele at the locus qSBR8, where QTLs for four other disease traits were identified. QTL mapping results showed that most QTLs for LL, LH, RLL, and RLH are collocated with QTLs for DR. Three QTLs for DR are independent from HD, PH, and four other disease traits, while four QTLs are closely related to HD and PH. Four QTLs for LL, LH, RLL, and RLH are independent from DR, HD, and PH, while there is only one region harboring QTLs for these four traits and HD. Correlation analysis and QTL mapping results indicated that LL, LH, RLL, and RLH might be important indices, like DR, for evaluating the level of resistance to rice sheath blight.     

利用水稻MAGIC群体关联定位抽穗期和株高QTL

利用多亲本高代互交系(multi-parent advanced generation inter-cross,MAGIC)群体(DC1、DC2和8way)及其复合群体DC12(DC1+DC2)和RMPRIL(DC1+DC2+8way)进行关联分析定位水稻抽穗期和株高QTL。2015年和2016年分别在江西和深圳收集3个MAGIC群体抽穗期数据,2016年在两地收集株高数据,结合Rice 55K SNP芯片进行基因分型,利用关联分析方法检测到3个影响抽穗期的主效QTL(q HD3、q HD6和q HD8),分别位于第3、第6和第8染色体,且分别与已知抽穗期基因DTH3、Hd3a和Ghd8在同一区域。检测到5个影响株高的QTL(q PH1.1、q PH1.2、q PH1.3、q PH4和q PH6),其中q PH1.1和q PH1.2位于已知基因Psd1和sd1附近,其余3个QTL为影响株高的新位点,但仅在1个群体和单个环境下被检测到,QTL表达受遗传背景和环境影响大。不同MAGIC群体定位抽穗期和株高的效果不同,在8亲本MAGIC群体8way及复合群体DC12和RMPRIL分别检测到5、5和6个抽穗期和株高QTL,明显多于4亲本群体DC1的2个和DC2的4个,而且作图的精度更高,表现在定位到的QTL显著水平高和与已知基因距离更近,尤其是复合群体的联合分析(如DC12和RMPRIL)的作图优势更为明显。     

QTL mapping for heading date,leaf area and chlorophyll content under cold and drought stress in two related recombinant inbred line populations (Japonica rice) and meta‐analysis

Rice is highly susceptible to drought and cold. The goal of this study was to identify the QTLs affecting the rice heading date (HD), leaf area (LA) and chlorophyll content (CC) under cold and drought stress. A total of twenty‐nine and thirty‐eight additive QTLs were detected from two crosses of ‘Dongnong422’/‘Kongyu131’ and ‘Xiaobaijingzi’/‘Kongyu131’, respectively. qHD1‐7‐1, qHD1‐7‐2, qHD1‐2‐1, qLA1‐7‐1, qLA1‐6‐3 and qCC1‐7‐1 show adaptive effects under cold treatment, while qHD2‐2‐3, qHD2‐2‐2, qLA2‐7‐3 and qCC2‐5‐1 were important for explaining the genetic mechanism during drought tolerance. Additionally, nine and five additive × environment interaction QTLs were detected for two RILs, respectively. RIL26 and RIL73 were two lines that are associated with cold and drought for HD. 339 QTLs related to HD, CC and LA of rice from database and our research were projected onto the genetic map. Nine cloned genes and nineteen homologous candidate genes related to HD, CC, cold tolerance and drought tolerance were mapped by meta‐analysis. These results lay the foundation for the fine mapping of QTLs related to HD, LA and CC for marker‐assisted selection.     

Effects of environment, disease progress, plant height and heading date on the detection of QTLs for resistance to Fusarium head blight in an European winter wheat cross

In order to characterise quantitative trait loci (QTLs) for Type I and Type II resistance against Fusarium head blight (FHB) in wheat, a population of recombinant inbred lines derived from the cross Cansas (moderately resistant)/Ritmo (susceptible) was evaluated in spray-inoculated field trials over three seasons. Map-based QTL analysis across environments revealed seven QTLs on chromosomes 1BS, 1DS, 3B, 3DL, 5BL, 7BS and 7AL (QFhs.whs-1B, QFhs.whs-1D, QFhs.whs-3B, QFhs.whs-3D, QFhs.whs-5B, QFhs.whs-7A, QFhs.whs-7B) associated with FHB resistance. They accounted for 56% of the phenotypic variance. QFhs.whs-1D primarily appeared to be involved in resistance to fungal penetration, whereas the other QTLs mainly contributed to resistance to fungal spread. FHB resistance was significantly correlated with plant height (PH) and heading date (HD). Including all single environments, corresponding overlaps of QTLs for FHB resistance and QTLs for PH/HD occurred at six loci, among them two consistently detected QTLs, QFhs.whs-5B and QFhs.whs-7A. When significant effects of PH and HD on FHB resistance were eliminated by covariance analysis, a second QTL analysis revealed possible escape mechanisms for the majority of the coincidental loci.     

水稻苗期耐淹相关性状QTL分析

以相同淹水条件下存活率差异较大的籼稻TN1与粳稻春江06(CJ06)为亲本构建的DH群体为试材,考察了DH群体及其双亲与苗期耐淹相关的5个性状,各性状均表现为连续分布,且都存在一定数量的双向超亲遗传类型,受多基因控制。使用分子连锁图谱进行QTL分析,共检测到16个与苗期耐淹有关的QTL,包括4个中胚轴长度QTL、3个株高QTL、3     

Detection and characterization of epistasis between QTLs on plant height in rice using single segment substitution lines

Hua-jing-xian 74 and its 12 single segment substitution lines (SSSLs) in rice were used as crossing parents to construct a half diallel crossing population. A total number of 91 materials were grown under three planting densities. By analysis of average plant height (PH) over all environments 10 SSSLs were detected with significant additives and 6 SSSLs with significant dominances. These SSSLs were further tested under different densities respectively, indicating that some of single locus effects were sensitive to densities and the conditions under the density of 16.7 cm × 16.7 cm maybe inhibited the expressing of these PH QTLs. Qualitative and quantitative analyses of each four participating genotypes indicated that digenic interactions among these QTLs were prevalent. Of 66 tested interactions, about 42.4% were epistatic (P < 5%). Although some QTLs hadn’t single locus effects, they were possible to form digenic interactions. A significant finding was that the detected epistases were mostly negative. Additionally, these epistases were also found being sensitive to planting densities, the conditions under the density of 10 cm × 16.7 cm perhaps promoted the expressing of epistatic interactions among PH QTLs.     

水稻染色体片段代换系对氮、磷胁迫反应差异及其QTL分析

利用来源于9311(籼稻)与日本晴(粳稻)杂交后代衍生的遗传背景为9311的染色体片段代换系群体,分析其在大田正常、低氮和低磷条件下的单株有效穗和单株产量的差异。结果表明,低磷、低氮胁迫对单株有效穗和单株产量影响较大。代换系对低磷和低氮的反应存在明显差异。在低氮(磷)水平下共检测到26个单株有效穗和单株产量片段或QTL,以及12个相对单株有效穗和相对单株产量QTL。源于日本晴的等位基因均呈减效作用。低磷和低氮下共同检测到5个导入片段影响单株有效穗或单株产量。而大部分(约81%)QTL只在单胁迫处理下被检测到。表明水稻对磷胁迫和氮胁迫的反应既存在不同的遗传基础,也存在共同的遗传机制。     

利用重组自交群体检测水稻抗亚铁毒胁迫的QTLs

潜育性水稻田广泛分布于中国、斯里兰卡、印度、印度尼西亚、塞拉里昂、利比亚、尼日利亚、哥伦比亚和菲律宾等国，其中我国南方稻区就有670万公顷低产潜育性水稻田。该类水稻田还原性强，矿质营养失调，尤以Fe2+ 过量积累，对水稻生长发育产生不良的逆境胁迫作用。培育抗亚铁毒的水稻品种是简便、经济有效地提高稻谷产量的重     

水稻第2染色体上抗旱相关性状QTL的精细定位

水资源危机使得水稻抗旱性的遗传与育种研究成为当今的研究热点之一。鉴定与水稻抗旱性直接相关的性状和产量的QTL,可为通过标记辅助选择培育抗旱水稻品种提供标记信息。以从供体IRAT109渗入到珍汕97B背景的269个高代回交渗入系中筛选出覆盖第2染色体目标区段的87个近等基因系为材料,在抗旱鉴定大棚中采用控制式供水,精细定位了水处理(对照)与干旱胁迫条件下影响水稻水分生理及产量相关性状的QTL。共检测到20个影响叶水势(LWP)、冠层温度(CT)、茎基粗(BCT)等性状相关QTL和百粒重(HGW)、每穗颖花数(SN)、着粒密度(SPD)等产量相关QTL。根据在不同环境下的表达情况,将其分为3类,第1类7个QTL,在两种环境下均被检测到;第2类4个,只在对照条件下检测到;第3类2个,分别控制叶水势和颈基粗,受干旱胁迫诱导,只在胁迫条件下被检测到,其中,叶水势定位在RIO02037-RIO02038约8.2 kb的区段上, 其加性效应和贡献率分别为-1.0361和13.03%,增效等位基因来自IRAT109;茎基粗定位在RIO02017-RIO02022约37.7 kb的区段内,加性效应和贡献率分别为0.2682和49.20%,增效等位基因来自珍汕97B。在水、旱2种条件下均检测到的相对稳定的7个QTL及干旱胁迫条件下的2个QTL可能对抗旱性有直接贡献。