小麦抗纹枯病种质创新及QTL定位的初步研究

【目的】纹枯病已成为影响中国小麦高产、稳产的主要病害之一，创造抗纹枯病小麦种质，并探讨其抗性遗传特点，是启动小麦抗纹枯病遗传育种研究的基础。【方法】以中国育种中很少利用的ARz和Niavt14为纹枯病抗源，以大面积推广品种扬麦158等为受体亲本，通过复交组合，聚合抗病基因；用单粒传法构建含137个重组自交系ARz/扬麦158遗传群体为材料，以致病力较强的R-46菌株为纹枯病病原，分别用沟带接菌法和牙签接菌法进行抗纹枯病的接菌鉴定。【结果】创造出02P12、02P315等兼抗纹枯病、赤霉病或白粉病的新种质；ARz/扬麦158群体在牙签接菌法中，病情指数介于29.8%～64.4%之间，在沟带接菌法中，病情指数介于25%～75%之间，病情指数均呈正态分布，具数量遗传的特点；单标记分析法对97个在抗感池或亲本间呈多态性的位点进行回归分析，获得Xgdm67等11个与纹枯病抗性极显著相关的SSR标记，能解释群体纹枯病病情指数变异的5.0%～13.0%，其中Xgwm247、Xgdm67、Xwmc94和Xgwm437在牙签接菌法和沟带接菌法的抗性资料中都能检测到；用MapManager QTXb17 建立了14 条连锁区段,并用区间作图法检测到与小麦纹枯病抗病相关的2个QTL位点，其中，Xgdm67～Xbarc172之间的QTL在两种接种条件下都能检测到，LOD值分别为4.0和3.63，能够解释表型变异14.36%和12.3%；Xwmc94～Xwmc273.2之间的QTL只能在牙签法中检测到，其LOD值和贡献率分别为2.3和14.68%。【结论】初步认为在7D上存在抗小麦纹枯病的主效QTL。     

小麦抗赤霉病基因的SSR标记筛选

以望水白／安农8455的一粒传(SSD)产生的重组自交系群体为材料，对抗赤霉病QTLs的微卫星(SSR)标记进行筛选。结果表明：75个SSR引物在两亲本间有多态性，多态性达32．47％，其中5个SSR引物在2个亲本和抗、感池间均具相同的多态性。经标记-抗性关联分析和区间作图，引物Xgwm512、Xgwm114、Xgwm340和Xgwm3经2年关联分析F值均极显著，LOD值均大于阈值2．4，表明在2AS、3BL和3DL各有1个抗赤霉病QTL位点存在。区间作图分析表明，3BL上的1个QTL位于Xgwm340和Xgwm114之间，距Xgwm340位点约10cM，能够解释20．45％的赤霉病抗性变异。     

3个小麦重组自交系群体抗赤霉病QTLs的SSR分析

 对3个重组自交系群体(RILs)苏麦3号/Alondra F_7、望水白/Alondra F_8、894037/Alondra F_8进行SSR分析,用单个标记方差及回归分析方法,结合接种鉴定资料,寻找与抗赤霉病性有关的的SSR分子标记。结果显示,在这3个抗病亲本的3B染色体上都存在一个主效抗赤霉病QTL,分别能解释2.6％～6.7％(苏麦3号)、47.4％(894037)、8.9％～27.0％(望水白)的抗性表型变异。在其它一些染色体上也发现一些微效QTLs,如2D、4B、4D、7A、6B染色体上,其中存在于4B染色体上的一个QTL来源于感病品种Alondra。在望水白/Alondra F_8群体中检测到了1个存在于2D染色体的抗赤霉病QTL,来源于抗病品种望水白,而在894037/Alondra F_8群体上检测到的1个存在于2D染色体的抗赤霉病QTL,则来源于感病品种Alondra,对其真实性将进一步研究。     

ARz×扬麦158群体对小麦抗赤霉病性的QTL分析

通过单粒传法构建了含130个家系的AR z×扬麦158 F6∶7重组自交系群体(R IL),并采用田间病圃自然发病和喷洒悬浮孢子液两种方法对该群体进行赤霉病田间抗性鉴定;利用SSR标记对群体中控制抗赤霉病性的QTL进行定位分析。结果表明:群体中各家系的病情指数在所有试验中都存在很大的变异,在2002年、2003年和2005年其变异幅度分别为20.0%~80.0%,10.6%~74.6%和33.2%~89.0%;不同年份间的病情指数具有中等程度的相关性,且都达到了极显著水平(P<0.000 5);Xgwm114、Xgwm296、Xgwm111.2等15个SSR标记位点与群体抗赤霉病性显著相关,这些位点分别位于2DL、3BL和7DL等染色体上;经区间作图分析发现位于染色体7D上的Xwm c 94~Xwm c273.2区间存在一个抗赤霉病QTL,它在3年试验中的LOD值分别为1.5、2.6和2.0,可解释病情指数变异率的5.8%、8.7%和6.7%,Xgwm114是与该抗赤霉病QTL紧密连锁的标记位点,位于该抗性QTL的峰值区域。     

玉米抗纹枯病QTL定位

为明确玉米对纹枯病的抗病机制,以玉米自交系CML429 (抗)×DM9 (感)的182个F2单株为作图群体,构建了包含82个SSR标记位点的遗传连锁图谱,覆盖玉米基因组的1530.9cM,标记间平均图距为18.67cM.通过人工接种分析F2∶ 3群体对纹枯病病菌的抗性表现,用复合区间作图法分析抗病QTL及遗传效应,共检测到4个抗性QTLs,分布于第6、7和10条染色体上,在第6染色体上检测到2个QTLs,分别与标记bnlg107、umc1796连锁,其遗传效应分别能解释表型方差的12.63 %和0.27 %;在第7、10染色体上各检测出1个QTL,分别与标记bnlg1161、phi059连锁,其遗传效应能分别能解释表型方差的15.21 %和5.42 %.     

水稻地方品种高抗性淀粉含量QTL挖掘与定位

以高抗性淀粉籼稻品种扎西玛和江苏省著名优质粳稻南粳46为亲本构建的重组自交系为材料,运用AOAC法测定了群体家系的抗性淀粉含量,用于QTL分析的分子连锁图谱包含202个SSR分子标记.本研究共检测到2个加性QTL:qRS-6和qRS-8,分别位于第6和第8染色体上,共解释58.38％的表型变异.其中,来源于高值亲本扎西玛的qRS-6贡献率高达51.38％,是一个主效的QTL位点;来源于低值亲本南粳46的qRS-8贡献率只有7％.结果可为高抗性淀粉水稻育种提供资源,进一步挖掘紧密连锁分子标记奠定基础.     

小麦株高的QTL分析

【目的】研究控制小麦株高的数量性状位点(QTL)。【方法】利用SSR和AFLP分子标记构建连锁图谱,在3种不同试验环境(2003~2004年北京、2004~2005年北京和河南安阳)下分析百农64×京双16组合的218个F2:3株系群体的株高。【结果】构建了由158个分子标记(100个SSR标记和58个AFLP标记)位点组成的遗传连锁图谱,覆盖了除1D连锁群外小麦全基因组的3 114 cM;检测到3个控制株高的QTL,分别位于2B、4D和6A染色体上,贡献率分别为7.3%~11.5%,7.4%~12.9%和5.7%~11.3%。【结论】3个株高QTL位点在不同环境下表现稳定,其紧密连锁的分子标记可用于矮秆、半矮秆小麦的标记辅助育种。     

基于水稻RIL群体的稻瘟病抗性QTL分析

为了挖掘和利用抗稻瘟病基因,培育抗稻瘟病品种,以抗稻瘟病亲本京宁11(父本)和感稻瘟病亲本2013ZJP-3(母本)培育的包含189份株系的F6和F7重组自交系(RIL)群体作为试验材料,利用99对亲本间有多态性的SSR标记构建遗传连锁图谱;同时,利用宁夏地区优势稻瘟病菌生理小种,采用人工接种和自然诱发相结合的方法对其进行叶瘟、穗颈瘟抗性鉴定,并用QTL IciMapping 4.0软件对叶瘟抗性和穗颈瘟抗性进行QTL分析.结果表明,F7群体的抗叶瘟性状呈连续性分布,且大部分材料偏向于抗病亲本京宁11.QTL定位结果显示,共检测到11个QTL:与叶瘟抗性有关的QTL有4个,分别位于6、6、6、10号染色体上,贡献率达到5％～8％,其中贡献率最大的QTL位于6号染色体上;与穗颈瘟抗性有关的QTL有4个,分别位于6、10、10、11号染色体上,贡献率为5％～8％;与综合抗病指数有关的QTL有3个,位于6、10、10号染色体;此外,在10号染色体上的RM1125单标记区间内有2个控制穗颈瘟与综合抗病指数的QTL,分别解释了 8％、6％的表型变异,加性效应分别为-0.75、-0.40,这个QTL对应的增效基因均来自于父本京宁11.     

基于扬麦158/CI12633重组自交系群体的籽粒千粒重QTL分析

利用高产广适亲本扬麦158和抗纹枯病种质资源CI12633构建的重组自交系(RIL)群体为研究对象,采用ddRAD-seq技术开发SNP标记并构建遗传连锁图,结合RIL群体2018—2020年的千粒重表型数据进行千粒重相关QTL的定位。结果表明：RIL群体的千粒重存在超双亲分离,且基本符合正态分布,RIL群体家系间及年度间的差异均达极显著水平;2018—2020年共检测到5个QTL位点,分别位于1A、4A、6A、6B和7D染色体,单个QTL可解释9.70%～21.80%的表型变异,其中位于4A和6B染色体的2个QTL位点可在不同年份重复检测到,可能为主效QTL,可用于分子标记辅助选择育种。     

利用染色体片段置换系定位水稻抗纹枯病QTLs(英文)

为检测水稻纹枯病抗性基因位点,采用牙签接种法对籼稻9311和粳稻日本晴以及由它们构建的119个染色体单片段置换系进行纹枯病抗性鉴定,并使用该群体的分子连锁图谱进行数量性状座位(QTL)分析。共检测到3个纹枯病相关QTL(qsb8-1,qsb8-2和qsb8-3),分别位于第8染色体相邻标记RM3262、RM5485和RM3496附近,所在遗传区间分别为81.7cM~91.7cM、91.7cM~108.1cM和108.1cM~119.6cM。其中qsb8-2的加性效应为负值,表明感病亲本携带的该片段可以增强纹枯病抗性;qsb8-1和qsb8-3的加性效应为正值,表明感病亲本携带的该片段减弱了纹枯病抗性。     

SSR Markers for Fusarium Head Blight Resistance QTLs in Three Wheat Populations

The objective of this research is to identify DNA markers linked to QTLs controlling FHB resistance in wheat, and to compare if the QTLs in three resistant germplasm are common. Three wheat recombinant inbred populations derived from the crosses between Alondra (susceptible) and three resistant lines, Wangshuibai, Sumai3, and 894037, respectively, were evaluated for reaction to Fusarium graminearum in greenhouse and in field conditions over years. Simple sequence repeat (SSR) markers were screened in the populations and regression analysis was used to identify markers associated with FHB resistance. For the population of Sumai3 (resistant)/Alondra (susceptible), which contained 161 recombinant inbred lines, two SSR markers located on chromosome 3B were found to be associated with resistant QTLs. These markers accounted for 2.6-6.7% phenotypic variation. The 894037 (resistant)/Alondra (susceptible) population was consisted of 147 recombinant inbred lines. A total of 59 SSR primers were screened in this population and seven of them were linked to resistant QTLs. The QTLs on chromosome 3B accounted for 47.4% phenotypic variation. Minor QTLs were also located on 2D, 7A, 6B, and 4B chromosomes, and the resistant QTLs on 2D and 4B chromosomes were from Alondra. The last population of 80 recombinant inbred lines was from the cross Wangshuibai (resistant)/Alondra (susceptible). A total of 120 SSR primers were screened in this population, eight of which were linked to resistant QTLs. These markers were located on 3B, 4B, 2D, 4D, and 6D (uncertain) chromosomes respectively. The QTLs on chromosome 3B accounted for 8.9-27.0% phenotypic variation. The resistant QTLs on chromosomes 4B and 6D (uncertain) were from Alondra. The other QTLs were from Wangshuibai. SSR markers linked to resistant QTLs on chromosome 3B were found in all three populations, and account for higher phenotypic variation. So these markers should be useful in marker-assisted selection.     

鲜食甜玉米南方锈病抗性QTL定位分析

为挖掘新的抗南方锈病基因资源,本研究以甜玉米组合M5×M114的216个F2单株为遗传作图群体,应用BSA方法从500对SSR引物中筛选出2对在F2代抗病和感病DNA池间具有多态性的引物,分别位于4和9号染色体上;在4和9号染色体上重新设计100对SSR引物,构建了包含33个标记位点总长为241.2cM的连锁遗传图,各个标记间的平均距离为7.53cM。结合F2单株对南方锈病的抗性表现,用复合区间作图法在4和9号染色体上共检测到7个显著的南方锈病抗性QTLs,其中:4个QTLs位于4号染色体上,可解释12.1%、7.8%、18.2%和14.9%表型变异;3个位于9号染色体上,分别解释17.0%、13.3%与19.2%的表型变异。研究结果可为抗南方锈病的精细定位、主效基因克隆和抗南方锈病鲜食甜玉米品种选育提供理论依据。     

QTL Mapping for Drought Tolerance at Stages of Germination and Seedling in Wheat (Triticum aestivum L.)Using a DH Population

Drought is a major constraint in many wheat(Triticum aestivum L.) production regions. Quantitative trait loci (QTLs) conditioning drought tolerance at stages of germination and seedling in wheat were identified in a double haploid (DH) population derived from the cross, Hanxuan10×Lumai14, using amplified fragment length polymorphism (AFLP) and simple sequence repeat (SSR) markers. Interval mapping analysis revealed that QTLs for drought tolerance at germination stage were located on chromosomes 1B, 2B, 5A, 6B, 7A and 7B, respectively, and the most effective QTL was mapped on chromosome 2B, explaining 27.2% of phenotypic variance. The QTLs for drought tolerance at seedling stage were located on 1B, 3B and 7B, respectively, and the most effective QTL was mapped on chromosome 3B, explaining 21.6% of phenotypic variance. Their positions were different from those of QTLs conferring drought tolerance at germination stage, indicating that drought tolerance at germination stage and seedling stage was controlled by different loci. Most of the identified QTLs explained 18% or more of phenotypic variance for drought tolerance at germination and seedling stage, and would be useful in future for marker assisted selection programs and cultivar improvement.     

盐胁迫下调控小麦苗期性状的QTL分析

【目的】定位盐胁迫下调控小麦苗期性状的QTL位点,为分子标记辅助选择小麦耐盐性状提供基因位点和连锁标记。【方法】以小偃54×京411重组自交系群体为材料,在盐胁迫条件下检测调控小麦苗期MRL、     RDW、SDW和TDW及其相对性状的QTL位点。【结果】共检测到调控小麦苗期4个性状及其相对性状的25个QTL位点,分布在1A、2A、2D、3A、4A、4B、5B、5D、6B、7A和7B共11条染色体上,贡献率在4.4%-25.5%。其中有15个QTL位点成簇分布于3A、4A、4B、5B、5D染色体的5个遗传区间,其余10个QTL位点各自分布于不同的染色体区段。检测到的5个贡献率大于10%的位点分别位于3A染色体的Xgwm497.1-Xcfa2193和4A染色体的Xbarc78-Xgwm350.1。【结论】多数调控小麦耐盐性的QTL位点成簇分布于3A、4A、4B、5B和5D染色体上,3A染色体的Xgwm497.1-Xcfa2193和4A染色体的Xbarc78-Xgwm350.1携带所有5个贡献率在10%以上的QTL位点。     

不同环境条件下水稻株高的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SSR标记的连锁遗传图谱和(培矮64s/Nipponbare)F2、F2∶3群体的180个单株(株系)对水稻的株高性状进行了2年2点的QTL定位分析。2年2点共检测到8个QTL分别位于第1、2、3、4、5、7、10染色体,表型贡献率6.9%～47.7%。F2群体(成都试点)共检测到6个QTL,分布在第1、1、3、4、5、7染色体上,F2∶3群体(海南试点)共检测到4个QTL,分布在第1、2、4、10染色体上,其中位于第1、4染色体上的qPH1-2和qPH4为重复检测到的QTL。对所定位QTL的价值、用QTL定位预测基因的功能等进行了探讨。     

玉米抗矮花叶病QTL的定位分析

以黄早四（抗）和Mo 17（感）为亲本建立了239个RIL系的群体,利用该群体构建了包含101个SSR标记的遗传图谱,覆盖玉米基因组1422．7cM,标记间的平均距离为15.6cM。通过人工接种鉴定,评价了亲本及239个RIL系对MDMV病毒B株系的抗性反应。采用复合区间作图法对玉米矮花叶病抗性QTL进行了定位及其遗传效应分析,在第5,6染色体上各定位了控制发病率的1个微效QTL和一个主效QTL,分别与标记bnlg602,bnlg161连锁,其遗传效应能分别解释表型方差的2．3％和33．8％。在第6染色体上定位了控制病情指数的2个主效QTL,分别与标记bnlg161,y1 ssr连锁．其遗传效应分别能解释表型方差的56．5％和76．8％。     

玉米抗矮花叶病毒B株系的QTL定位

为明确玉米对矮花叶病的抗病机制,以代表国内外两大玉米杂种优势类群的优良自交系黄早4和Mo 17为亲本,构建了含239个重组自交系的F9代分离群体,并利用该群体构建了包含101个SSR标记的遗传连锁图谱,图谱全长1422.7 cM,标记间的平均图距为15.6 cM。通过人工接种病毒鉴定,评价了亲本及群体对玉米矮花叶病毒B株系的抗性反应。采用复合区间作图法对玉米矮花叶病抗性QTL进行了定位及其遗传效应分析,在第5、6染色体上,各定位了控制发病率的1个微效QTL和1个主效QTL,分别与标记Bnlg602和Bnlg161连锁,其遗传效应能分别解释表型方差的2.3%和33.8%。