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。     

籼粳亚种间杂种育性相关基因座全基因组分析

利用一套以粳稻品种Asominori为遗传背景、籼稻品种IR24为染色体片段供体的覆盖全基因组的CSSL群体，研究了籼粳亚种间组合Asominori/IR24和02428/IR24杂种小穗低育性的遗传基础。结果发现，Asominori/IR24组合的育性主要受第5染色体上的2个育性位点S-24(t)和S-31(t)及第6染色体上的 S-5位点控制，其中S-31(t)为本研究发现的新育性位点，粳稻品种02428带有该位点的亲和性基因。02428/IR24组合的低育性主要受S-24(t)花粉育性位点的影响。育性基因的表达受遗传背景的影响，在粳稻遗传背景中，S-24(t)位点处在Sⁱ/S^j杂合基因型时可使杂种小穗育性下降70%左右，而S-31(t)和 S-5为杂种半不育位点。在籼粳全基因组杂合遗传背景中，当S-5ⁱ/S-5^j基因型置换成S-5ⁱ/S-5ⁱ基因型后，亚种间杂种小穗育性可平均提高22.5%，接近正常育性水平。在S-5ⁱ/S-5^j遗传背景中，S-24(t)和S-31(t)的Sⁱ/Sⁱ纯合基因型不能改善亚种间杂种的小穗育性。说明S-5位点是影响亚种间小穗育性的关键位点，在亚种间杂交稻育种中，必须首先克服S-5位点造成的育性障碍。提出了等位基因置换法克服水稻籼粳亚种间杂种小穗低育性的技术策略。     

控制水稻株高的QTL定位及环境互作分析

为水稻的基因水平研究提供了重要的平台,利用由小穗小粒型品种‘密阳46’和大穗大粒型品种FJCD建立的一个包含130个家系F10的重组自交系群体,分别在武夷山和莆田环境下测定其株高,进行QTL定位及环境互作分析。武夷山环境下检测到2个加性QTL,位于1、2号染色体上,其中主效qPH-2-5解释了26.2%的表型变异;莆田环境下检测到4个加性QTL,分别位于2、2、2、6号染色体上,共解释了20.61%的表型变异。经过GE互作分析,2个背景QTL存在显著的加性×环境互作效应,共解释了17.36%的表型变异。此研究从一定程度上揭示了株高的数量遗传规律,同时为株高分子育种提供理论依据。     

水稻重组自交群体灌浆速率的遗传分析

为了解籽粒灌浆和籽粒产量相关性状的遗传基础,为改良籽粒灌浆特性提供依据,以小穗小粒型水稻Milyang 46和大穗大粒型FJCD建立的包含130个家系的F10重组自交系为研究材料,分析福建省武夷山和莆田环境下水稻籽粒灌浆速率,并结合已构建的遗传图谱进行QTL动态定位及环境互作研究。QTL定位分析共检测到10个加性QTL,位于1、2、5、6、7号染色体上,对表型变异贡献率0.92%~24.41%。同时,qGR-1-4、qGR-2-1、qGR-5-9及qGR-6-7均存在显著的环境互作效应,体现了一因多效。qGR-6-7和qGR-6-8加性均可解释表型变异24.41%。另外,qGR-6-7的环境互作效应可解释表型变异贡献率9.33%。     

水稻孕穗期耐冷性QTLs分析

本研究以籼粳交“密阳23/吉冷1号”的F2∶3 代200个家系为作图群体,在韩国春川进行冷水胁迫下水稻耐冷性鉴定,并以利用SSR标记构建的分子连锁图谱为基础,对水稻孕穗期耐冷性及其相对耐冷性进行数量性状位点（QTLs）分析。研究结果,在第1、2、4、11和12染色体上检测到与孕穗期耐冷性相关的QTL各1个,对表型变异的解释率为5     

水稻粒长主效QTL的分子遗传效应分析

为了探索水稻粒长遗传机制,利用小穗小粒型水稻Milyang 46和大穗大粒型FJCD构建的含130个家系的重组自交群体及其包含119个分子标记的连锁图谱,分别在福建武夷山和莆田对水稻粒长进行数量性状基因位点(Quantitative trait loci,QTL)定位及其环境互作分析。结果共检测到16个控制粒长的加性QTL,包括在武夷山被检测到的7个QTL和在莆田检测到的9个QTL。它们分布在第1、2、4、5、6、7、10、11、12号染色体上,其中有2个QTL在2个环境下被重复检出。qGL-4-6在武夷山和莆田的表型变异贡献率分别为5.69%、3.58%,qGL-10-1在武夷山和莆田的表型变异贡献率分别为15.82%、8.06%。16个加性QTL中,qGL-5-3、qGL-10-1与环境存在显著互作,而互作效应对表型变异的贡献率为0。     

水稻籼粳杂种不育性及其类型

克服栽培稻不同亚种间杂种F1的不育性是有效利用亚种间杂种优势的前提.本研究选择了籼粳两亚种不同生态型的19个水稻品种作为试验材料,研究了它们之间杂种不育性的表现特点及遗传特性.试验按p×q设计进行,以籼稻作为母本,共配置了90个籼粳交组合.调查了各组合F1的小穗育性和花粉育性.研究结果表明:(1)各组合的小穗育性和花粉     

利用籼粳交探讨水稻株高和抽穗期的遗传基础

广亲和基因的发现,克服了籼粳交杂种不育的矛盾,但杂种后代株高过高、抽穗期延迟等问题仍然限制着籼粳亚种间杂种优势的利用。本试验利用一个籼粳交(珍汕97/武育粳2号)双单倍体群体(doublehaploidpopulation,DH系)及其分别与两亲本回交构建的两个回交群体,考查了株高和抽穗期的遗传,将三个群体的表型值和两个回交群体的中亲优势值进行了数量性状位点(quantitativetraitlocus,QTL)检测及效应分析,并对结果进行了比较。2个性状在3个相关群体中一共检测到了21个主效QTL和10个上位性QTL,主效QTL的数目和贡献率都比上位性QTL大,而且,在10个上位性QTL中,发生在2个主效QTL间的互作有3个,主效QTL与背景位点间的互作有6个,2个互补位点间的互作仅有1个,进一步说明了主效QTL在株高和抽穗期遗传中的重要作用。比较加性和非加性QTL的作用,发现加性效应、显性效应和上位性效应是籼粳亚种间杂种株高和生育期变化的共同遗传基础。     

基于DArTseq标记的人工合成小麦农艺性状QTL定位

人工合成小麦拥有丰富的有利遗传变异,可用于普通小麦的遗改良。本研究选用两个人工合成小麦改良品系构建了由284个单株组成的F2群体,基于1 671具有染色体位置信息的多态性DAr Tseq标记构建遗传图谱,并结合该群体农艺性状(株高,穗长,穗颈节长,小穗数,穗粒数,单株有效穗数,千粒重,单株重)的表现型,利用QTL作图软件ICIMapping 4.1进行了QTL定位。结果表明,共检测到20个QTL,其中4个为株高QTL,分布于2A、3B、5B染色体上,可解释表型变异的5.4%~10.8%;4个为穗长QTL,分布于2D、3B、5B染色体上,可解释表型变异的1.4%-8.8%;3个为穗颈节长QTL,分布于1A和5A染色体上,可解释表型变异的4.6%~12.2%;2个为穗粒数QTL,分布于3D和5A染色体上,可解释表型变异的18.9%~29.8%;1个为单株有效穗数QTL,分布于2A染色体上,可解释表型变异10.2%;5个为千粒重QTL,分布于1B、5A、5B、5D和7B染色体上,可解释表型变异的8.9%~10.9%;1个为位于7B染色体上的单株重QTL,可解释表型变异的6.1%。同时,在5B和7B染色体上存在控制多个性状的同一QTL位点。利用生物信息学的方法,筛选到1个千粒重相关的候选基因。以上结果可为人工合成小麦农艺性状QTL精细定位、分子标记辅助选择育种和基因克隆奠定基础。     

2种环境下水稻灌浆期穗长的动态遗传研究

为了探知水稻穗长的动态遗传机制,利用由穗型差异大的水稻品种Milyang 46和FJCD建立的包含130个株系的F10重组自交系,测定福建武夷山和莆田环境下穗长灌浆期的动态变化值,并进行了QTL定位及其互作研究。结果检测到35个加性QTL,16个加性×环境互作QTL,1对加加上位性效应。QTL定位分析检测到的35个加性QTL,位于1、2、4、5、7、8、9、10、11号染色体上,对表型变异贡献率0.5%~16.52%。环境互作分析检测到的16个GE互作位点,分布在水稻1、2、3、4、5、7、8、9、11号染色体上,大部分为微效QTL。武夷山环境中,还检出1对加加上位性QTL,对表型变异贡献率达到33.14%。此研究一定程度上揭示了穗长遗传机制,为水稻育种提供了依据。     

QTL mapping for chromium-induced growth and zinc, and chromium distribution in seedlings of a rice DH population

Chromium contamination in soil has become a severe threat to crop production and food safety. The experiment was conducted using a rice DH population to detect the QTLs associated with Cr tolerance. Seventeen putative QTLs associated with growth traits included three additive loci and fourteen epistatic loci. These loci were distributed on 11 rice chromosomes, and their contribution to the phenotypic variation ranged from 2.44 to 10.08%. Two QTLs located at the similar genetic region on chromosome ten were associated with shoot Cr concentration and translocation from roots to shoots, respectively; and they accounted for 11.65 and 11.22% of the phenotypic variation. In addition, six QTLs related to Zn concentration and translocation was found on chromosomes 1, 2, 4, 5, 7 and 12. Meanwhile epistatic effect existed in the two additive QTLs of qRZC1 and qRZC7. Most of QTLs controlling Zn concentration had small genotypic variance and qSRZ4 related to Zn translocation showed growth condition-dependent expression.     

Identification of quantitative trait loci for seedling cold tolerance using RILs derived from a cross between japonica and tropical japonica rice cultivars

Cold tolerance at the seedling stage of rice is an important phenotypic trait that causes normal plant growth and stable rice production in temperate regions as well as tropical high-lands in Asia and Africa. In order to find quantitative trait loci (QTLs)/genes associated with cold tolerance, we constructed a linkage map using 153 recombinant inbred lines (RILs) derived from a cross between a cold-tolerant temperate japonica cultivar, Geumobyeo, and a cold-sensitive tropical japonica breeding line, IR66160-121-4-4-2. The RILs were phenotyped for cold tolerance or sensitivity based on the degrees of cold tolerance as cold tolerance indices at the seedling stage. The seedlings for cold-tolerance/-sensitive traits were scored on the 7th day of the recovery period at 25°C after cold treatment at 10°C. Two QTLs (qCTS4a and qCTS4b) associated with cold tolerance at the seedling stage were identified on the long and short arms of chromosome 4 with an LOD score of 2.89 and 2.75, respectively, using composite interval mapping. The QTLs were flanked by simple sequence repeat (SSR) markers RM3648-RM2799 and RM3375a-RM558 that explained 8.3 and 7.8% of the total phenotypic variation, respectively. Seven of the selected RILs expressed cold tolerance at both the seedling and reproductive stages. The SSR markers associated with the QTLs will be useful for tracking favorable QTLs/genes into cold-sensitive elite cultivars and may have potential for pyramiding different QTLs for the improvement of cold tolerance in rice.     

Mapping QTLs related to salinity tolerance of rice at the young seedling stage

Using a population of recombinant inbred lines of the 164 genotypes derived from a cross between ‘Milyang 23’ (indica) and ‘Gihobyeo’ (japonica) in rice (Oryza sativa L.), salt tolerance was evaluated at a young seedling stage in concentrations of 0.5% and 0.7% NaCl. Mapping quantitative trait loci (QTLs) related to salt tolerance was carried out by interval mapping using Qgene 3.0. Two QTLs (qST1 and qST3) conferring salt tolerance at young seedling stage were mapped on chromosome 1 and 3, respectively, and explained 35.5–36.9% of the total phenotypic variation in 0.5% and 0.7% NaCl. The favourable allele of qST1 was contributed by ‘Gihobyeo’, and that of qST3 by ‘Milyang 23’. The results obtained in 0.5% and 0.7% NaCl for 2 years were similar in flanked markers and phenotypic variation.     

旱稻渗入系抽穗期根系性状定位

摘 要：[目的]研究稻作抗旱的根系特征及其遗传机理,发掘旱稻有利基因,从水旱稻杂交中选育高产耐旱的稻作品种提供理论基础和研究材料。[方法]以旱稻豪格劳为供体亲本,水稻沈农265为受体亲本,利用187个SSR标记构建了一套具有180个家系的旱稻渗入系群体,并采用单标记分析法,对拔节期根系6个性状：最长根长、粗根数、总根数、平均最粗根粗、根干重、总干重进行QTL定位。[结果]抽穗期共检测到QTL38个,其中影响上述六个性状的QTL数目分别是6、6、4、6、4和12,它们的总贡献率分别为29%、27%、21%、33%、23%和61%。除此,在粗根数和总根数中分别检测到3个和1个来自豪格劳的等位基因的加性效应为负,其余均为正。除平均根粗外,其它5个性状的加性效应都较大。[结论]89.5%的渗入位点对以沈农265为遗传背景的渗入系的6个性状根系有促进作用;定位到的影响不同根系性状的QTL多数成簇、集中分布;RM3853附近定位到影响四个性状的QTL,推测是一个在抽穗期与根系性状和抗旱密切相关的基因簇。     

水稻耐冷性鉴定及定位研究概况

为了更好研究水稻耐冷机理,对水稻耐冷基因进行定位克隆,通过分子育种来选育水稻耐冷品种,由此对水稻耐冷研究现状进行分析。对水稻发芽期、芽期、苗期、孕穗期的耐冷鉴定方法,室内与大田鉴定方法进行比较分析,对各时期耐冷指标的应用及相关定位研究进行总结。从生理生化方面阐述了水稻耐冷机理的研究,分析水稻在受到冷害后水稻膜相的改变,酶活的改变情况。并概括了近年来水稻在冷害敏感时期的耐冷性数量性状QTL定位研究方面取得的进展,研究的群体有用近等基因系,重组自交系,DH系,其中多数利用近等基因系来进行研究。其中研究集中在芽期、发芽期的耐冷QTLs定位,苗期、孕穗期的QTLs研究较少。介绍了第一个水稻芽期耐冷基因克隆情况。并展望水稻耐冷研究方面今后的方向,很长一段时期内,研究依然集中在QTLs的定位上,水稻耐冷基因的克隆正在逐步开展,耐冷机理的研究应关注蛋白间的互作。     

利用重组自交系群体检测水稻耐铝毒数量性状基因座

利用Kinmaze / DV85 81个重组自交家系(RIL)作图群体,采用苗期单营养液水培鉴定方法,以相对根伸长量（RRE）作为耐铝毒性状的表型值,分析亲本和重组自交系群体对铝毒的耐性表现。利用Windows QTL Cartographer 1.13a软件共检测到5个耐铝毒QTLs,分别位于第1、5、8、9和11染色体上,各个QTL的贡献率在8.64%～18.60%之间,其     

Molecular mapping of quantitative trait loci for domestication traits and β-glucan content in a wheat recombinant inbred line population

Genetic maps are useful for analysis of quantitative trait loci (QTLs) and for marker-assisted selection (MAS) in breeding. A simple sequence repeat (SSR) marker linkage map of common wheat was constructed based on recombination inbred lines (RILs) derived from a cross between Chinese Spring and spelt wheat. The map included 264 loci on all wheat chromosomes covering 2,345.2 cM with 962, 794.6, and 588.6 cM for the A, B, and D genomes, respectively. Using the RILs and the map, we detected 42 putative QTLs on 15 chromosomes for ear length, spikelet number, spike compactness, kernel length, kernel width, kernel height and β-glucan content. Each QTL explained 4–45% of the phenotypic variation. Five QTL cluster regions were detected on chromosomes 1A, 5AL, 2B, 2D, and 4D. The first QTLs for β-glucan content in wheat were identified on chromosomes 3A, 1B, 5B, and 6D.     

一个水稻苗期耐冷性的主效QTL精细定位研究

苗期耐冷性是影响水稻生长发育的重要因素之一。此实验以低温导致叶片卷曲的卷曲度作为水稻苗期耐冷性指标,采用182个越光（粳型）/kasalath（籼型）//越光回交重组自交系（backcross recombinant inbred lines,BILs）和162个RFLP分子标记,对苗期耐冷性进行QTL（quantitative trait loci,QTL）定位分析。结果表明,BIL群体中苗期耐冷性均呈连续分布,属于数量性状遗传,并检测到4个控制苗期耐冷性的QTL,分布在第1、3、11、12染色体上,其贡献率为7.4%～21.9%,所有能增强耐冷性等位基因均来自越光;并在其目标区域内进一步设计分子引物把位于第12染色体上的主效qCTS-12定位在约77kb区域内。此研究结果及其检测到的QTLs两侧的连锁分子标记可为水稻苗期耐冷性分子育种以及相关基因克隆提供理论依据。     

水稻耐冷性遗传及基因定位研究进展

综述了水稻芽期、苗期、孕穗期和开花灌浆期耐冷性的遗传研究概况和耐冷性基因定位的研究进展,并对今后水稻耐冷性研究提出了建议和展望。     

杂草稻种子休眠数量性状位点的定位

利用杂草稻与粳稻品种衍生的分离群体对控制种子休眠性的遗传基础进行了研究。检测到4个控制种子休眠性的QTL, 分别位于第1、第2和第6(2个)染色体上, 贡献率分别为7.8%、7.1%、5.5%和4.5%, 其中第2染色体上的QTL可能是一个新的控制种子休眠性的位点, 多项方差分析表明这4个位点的作用具有累加效应。种子发芽率与开花时间存在显著的负相关关系, 检测到的唯一一个控制抽穗期的QTL与位于第6染色体上的一个控制种子休眠性的QTL连锁或具有多效性, 这可能是造成其显著相关的主要原因。