机采棉主要农艺性状相关性分析和QTL定位

[目的]分析机械化采收棉花(以下简称机采棉)主要农艺性状之间的相关性和QTL定位.[方法]利用机采棉新陆早33号和陆地棉遗传标准系TM-1杂交的F2群体,分析出苗-现蕾、现蕾-开花、开花-吐絮天数及生育期等物候性状和株高、果枝始节、第一果枝高度、叶片大小、节间长度等农艺性状之间的相关性以及QTL定位分析.[结果]株高、果枝始节、叶片大小、出苗-现蕾、现蕾-开花与第-果枝高度呈极显著或显著正相关,节间长度、开花-吐絮、生育期与第一果枝高度正负相关不显著.用复合区间作图法检测到5个QTL.检测到控制第一果枝高度的QTL 3个,位于在Chr5,可解释表型变异为0.04; ～8.18;;在此染色体还检测到控制果枝始节的1个QTL位点,解释的表型变异率为0.01;,在LG02连锁群上检测到了控制出苗-现蕾的1个QTL位点,解释的表型变异率为12.64;.[结论]通过机采棉品种新陆早33号F2群体进行QTL定位共获得了控制3个机采棉性状的5个QTL位点,覆盖的遗传距离为142.05 cM,机采棉农艺性状的相关性及QTL的研究为提高机采棉育种效率提供初步技术信息.     

新疆棉花生产品种机采农艺性状分析

【目的】通过对新疆棉花主推品种的机采农艺性状研究,筛选出适宜机械化采收的品种类型。【方法】对100个新疆棉花生产品种的12个农艺性状进行变异、相关性、主成分和聚类分析。【结果】12个农艺性状中变异大于10%有7个性状,分别为叶枝(64.0%)、吐絮铃数(25.8%)、上部果枝第1果节长度(20.2%)、吐絮率(17.1%)、中部果枝第1果节长度(16.8%)、单株结铃数(16.0%)和果枝始节高度(11.5%)。生育期与株高呈显著正相关,与单株结铃数、吐絮铃数呈极显著负相关。株高与果枝数、果枝始节高度和单株结铃数呈极显著正相关。果枝(中部夹角,下同)夹角与中部果枝第1果节长度呈极显著正相关,与吐絮铃数呈显著负相关。果枝始节与果枝始节高度呈极显著正相关,与吐絮率呈极显著负相关。叶枝与上部果枝第1果节长度呈极显著正相关。5个主成分累计贡献率达到81.15%,主要和生育期、株高、果枝夹角、果枝始节高度、果枝始节有关。将100个棉花品种在遗传距离为44.0时划分为7类,初步筛选出第二类群中的11个品种更符合机采品种性状要求。【结论】筛选出11个更适宜机采的棉花品种。     

精细化水氮运筹对棉花适宜机采性状的调控效果

[目的]精细化水氮运筹对棉花适宜机采性状的调控效果,为水肥耦合调控棉花机采性状的技术研究提供参考途径.[方法]采用行距66 cm+10 cm、株距9.5 cm机采棉种植模式,在施氮量和灌溉定额相同基础上,将生育期各次追氮量和灌水量分别设计为3个方案,完全组合成9个水氮运筹处理,研究机采棉机采性状差异.[结果]各处理间株高、株宽均有差别,株高差异不显著,有些处理间株宽差异达显著;棉花始果枝节位高都在18 cm以上,其中仅3个高产处理在21.5 ～19.2 cm;处理间棉花内外围铃比例差别大,内围铃比例远大于外围铃;处理间下中上部棉铃比例有明显差异,其中高产处理的下中上部棉铃分别为35;、40;和25;,是较理想高产和适宜机采的棉铃垂直分布.[结论]生育期不同的精细化水氮运筹方案,可以对机采棉收获时的株高、株宽、始果枝节位高、果枝台数、棉铃内外围铃分布、棉铃垂直分布等性状产生影响,对机采棉株宽、始果枝节位高、棉铃内外围铃分布和棉铃垂直分布等机采性状的调控效果最明显,在棉花生育期实行精细化水氮运筹,不仅能调控一些棉花性状达到采棉机收获要求,同时还能实现高产.     

番茄早熟性及QTL定位的研究

试验选用晚熟番茄13592和早熟番茄13493杂交后代F2代进行早熟性相关性分析,运用SSR和AFLP构建遗传连锁图谱,进行QTL分析,为选育早熟、高产、品质高的番茄新品种奠定基础。结果表明,成熟期与始花期、开花至成熟天数呈极显著正相关,与始花节位、早期产量、早期结果数、平均单果重呈正相关。利用数量性状基因完备区间作图法(ICIM)进行QTL分析,共检测出23个QTLs,其中有6个QTLs控制始花期,7个QTLs控制始花节位,控制开花至成熟天数和早期结果数各3个QTLs,控制平均单果重QTLs检测出2个,控制成熟期和早期产量QTL各1个。     

种植密度对早熟陆地棉主要性状的影响

以新陆早33号为供试材料,设置6个种植密度梯度(9.0万～31.5万株/hm2),分析密度对早熟陆地棉主要性状的影响,并探讨最佳种植密度。结果表明,密度与株高、叶片数、蕾数显著拟合于直线模型;与果枝数、铃数、吐絮期总干质量极显著拟合于对数曲线模型;与始节高极显著拟合于幂指数曲线模型。密度与开花初期总干质量极显著拟合于S型曲线模型;与花铃期总干质量极显著拟合于三次曲线模型;与铃期总干质量极显著拟合于逆曲线模型。密度与铃质量、下部铃质量极显著拟合于二次曲线模型;与下部铃衣分显著拟合于S曲线模型;与籽棉、皮棉产量显著拟合于二次曲线模型。综合铃质量、衣分、产量等性状,北疆种植早熟陆地棉的最佳密度是22.5万株/hm2。     

新疆早熟棉花主要农艺性状相关性及多项式趋势分析

以新疆早熟陆地棉预备试验品系为材料,对其主要农艺性状进行了相关性和多项式趋势分析,结果表明:生育期、单铃质量及籽指与霜前皮棉产量成负相关,影响力顺序为生育期>籽指>单铃质量;果枝始节位、株高、单株铃数及衣分与霜前皮棉产量成正相关,影响力大小为衣分>株高>单株铃数>果枝始节位。并提出新疆早熟棉区棉花育种的主要农艺性状目标为:生育期127～132 d、果枝始节位4.4～5.3、株高(7月15日打顶后自然株高)62～74 cm、单株铃数6.5～9个、单铃质量5.2～5.9 g、籽指10.1～11.3、衣分42%左右。     

密植条件下陆地棉不同果枝节位铃期、铃重、纤维品质性状空间分布研究

[目的]对阿拉尔垦区早、中熟陆地棉品种(系)不同节位铃、不同开花时间段铃期、铃重、纤维品质空间分布特性加以研究探讨,为该区机采模式下获得优质陆地棉提供理论依据.[方法]对阿拉尔垦区4个早熟、中熟陆地棉品种(系)不同节位铃定点、定期挂牌、调查、考种、测试,总结铃期、及纤维品质性状变化规律.[结果]在高密植(26.4×104株/hm2)条件下,无论早熟、中熟品种(系)中下部果枝节位铃期较短、纤维长度和比强度较优;中上部果枝节位铃单铃重、衣分、整齐度和麦克隆值则优于下部节位铃;6月底到7月中旬开花形成的棉铃成熟度最好、纤维品质优异,是形成该区优质棉品级的主体部分.[结论]栽培上应采取适当降低第一果枝节位、确保中下部成铃的综合配套技术措施争取棉花优质.     

陆海杂交棉产量及重要农艺性状QTL定位

[目的]通过海7124和军棉1号构建的陆海杂交棉产量及重要农艺性状的QTL定位研究,筛选与产量及重要农艺性状紧密连锁的分子标记,提高棉花育种效率.[方法]选用陆地棉品种军棉1号和海岛棉品种海7124配制的一个包含148株F_2单株的群体,利用97对SSR标记构建了一个包含17个连锁群,长673.3 cM,标记间平均距离为17.3 cM的遗传图谱,覆盖整个棉花基因组12.2;.在此基础上对果枝始节、果枝台数、结铃数、单铃重、衣分和叶面积6个农艺性状进行了QTL定位研究.[结果]检测到3个稳定的QTL:1个与衣分相关的QTL,位于第4连锁群上;1个与果枝台数相关的QTL,位于第1连锁群上;1个与叶面积相关的QTL,位于第6连锁群上.[结论]这些QTL的效应值较大,对今后的棉花育种的分子辅助选择具有较大的意义.     

棉花机采模式下株行距配置对农艺性状及产量的影响

[目的]研究机采棉不同株行距配置对棉花主要农艺性状及产量的影响,调整棉花株行距配置,达到适宜机采、提高产量及改善品质的目的.[方法]选用棉花杂交种鲁棉研24号、常规品种新陆早60号为供试材料,设置适宜机采的一膜3行等行距低密度、一膜6行宽窄行高密度及一膜3行等行双株高密度3种配置方式,研究不同株行距配置对棉花生育进程、果枝始节高度、脱叶率、吐絮率及产量的影响.[结果]等行距低密度下,两种基因型棉花花铃期(开花-吐絮)生长发育较快,其中杂交棉鲁棉研24号果枝始节高度较宽窄行高密度及等行双株高密度高6.3;、2.8;;喷施脱叶催熟剂6d后,棉株脱叶率较宽窄行高密度高9.8;～11.4;,棉铃吐絮率较宽窄行高密度高8.7; ～12.1;;单铃重较宽窄行高密度及等行双株高密度高4.0;～8.0;、6.3;～17.4;;等行距低密度下,杂交棉鲁棉研24号收获籽棉产量最高.[结论]等行距低密度下,棉花主要农艺性状符合机械化采收要求,杂交棉鲁棉研24号能充分发挥单株结铃数多及铃重较高的优势而获得高产.     

长江流域杂交棉主要农艺性状与产量和品质的关系

选用长江流域20个杂交棉新品种(系),就其主要农艺性状与产量、品质的关系进行研究.结果表明,品种间皮棉产量存在着显著或极显著差异,主要农艺性状与产量、品质存在相关性.相关性分析结果表明,皮棉产量与单株铃数、衣分分别呈显著、极显著正相关,而与生育期、子指纤维长度、断裂比强度呈负相关;除断裂比强度、果枝数、始果节位、单株铃数和霜前花率外,其余各主要农艺性状与纤维长度均呈负相关,其中与株高的相关性达显著水平;各主要农艺性状与马克隆值相关程度依次为:衣分＞单铃重＞株高＞单株铃数＞果枝数＞生育期＞子指＞始果节位;断裂比强度与生育期、衣分呈显著负相关,与其余各性状相关不显著.     

利用2个相关群体定位和比较水稻株高与抽穗期QTL

利用一个共同亲本构建的2个重组自交系群体对控制水稻株高和抽穗期进行基因定位和比较分析。结果表明:2个群体共定位到11个控制抽穗期的数量性状位点(QTLs)和11个株高QTLs。控制抽穗期的主效QTL在珍汕97/南洋占群体内位于第7染色体RM500-RM445标记之间;在珍汕97/德陇208群体内定位于第7染色体RMRG4499-RM445标记之间。而控制株高的主效QTL在2个群体中分别定位于第1染色体RM472-RM104之间和第7染色体MRG4499-RM445之间。比较定位结果发现,抽穗期主效QTL在2个群体内都被定位于第7染色体中部位置并且有共同标记RM445,很有可能是同一个基因。说明抽穗期是由主效QTL控制的数量性状,遗传稳定。株高主效QTL在珍汕97/南洋占群体内被定位于第1染色体接近末端标记RM104附近。在珍汕97/德陇208群体内则定位于第7染色体,与该群体控制抽穗期QTL共享RM445标记。     

QTL consistency for agronomic traits across three generations and potential applications in popcorn

Favorable agronomic traits are important to improve productivity of popcorn. In this study, a recombinant inbred line(RIL) population consisting of 258 lines was evaluated to identify quantitative trait loci(QTLs) for nine agronomic traits(plant height, ear height, top height(plant height subtracted ear height), top height/plant height, number of leaves above the top ear, leaf area, stalk diameter, number of tassel branches and the length of tassel) under three environments. Meta-analysis was conducted then to integrate QTLs identified across three generations(RIL, F2:3 and BC2F2) developed from the same crosses. In total, 179 QTLs and 36 meta-QTLs(m QTL) were identified. The percentage of phenotypic variation(R2) explained by any single QTL varied from 3.86 to 28.4%, and 24 QTLs with contributions over 15%. Nine common QTLs located in the same or similar chromosome regions were detected across three generations. Five meta-QTLs were identified including QTLs in three independent studies. Seven important m QTLs were composed of 11–26 QTLs for 4–7 traits, respectively. Only 11 m QTLs were commonly identified in the same or similar chromosome regions across agronomic traits, popping characteristics(popping fold, popping volume and popping rate) and grain yield components(ear weight per plant, grain weight per plant, 100-grain weight, ear length, kernel number per row, ear diameter, row number per ear and kernel ratio) by meta-QTL analysis. In conclusion, we identified a list of QTLs, some of which with much higher contributions to agronomic traits should be valuable for further study in improving both popping characteristics and grain yield components in popcorn.     

大豆产量有关性状QTL的检测

 【目的】研究大豆产量和生物量、叶面积指数、冠层以及产量构成因素间的相关性,定位控制这些性状的QTL。【方法】以地理和遗传来源均有较大差异的北方亲本科丰1号和南方亲本南农1138-2所衍生的184个重组自交家系2年有重复的田间试验结果进行产量有关性状的QTL分析。【结果】（1）产量与地上部生物量、叶面积指数、根重、冠层宽和高等均有极显著正相关,相关系数0.5～0.7。（2）地上部生物量检测到7个QTL,贡献率6.2%～21.1%,其中2年重复检出1个（qSBO-1）;根重8个QTL,贡献率5.2%～20.1%,重复检出1个（qRTB1-1）。（3）开花期叶面积指数5个QTL,贡献率6.4%～17.2%;结荚期叶面积指数5个QTL,贡献率7.3%～26.2%,重复检出1个（qLAIR3A2）;冠层宽4个QTL,贡献率6.3%～13.1%,重复检出1个（qCWD1b-2）;冠层高11个QTL,贡献率5.2%～9.2%,重复检出4个（qCHH-1、qCHO-1、qCHO-2和qCHO-3）。（4）百粒重6个,荚粒数2个,荚数1个QTL,贡献率6.9%～15.7%;分枝荚数5个,主茎荚数3个QTL,贡献率6.3%～11.1%;主茎节数8个QTL,有效分枝数3个QTL,贡献率4.7%～15.2%。（5）根重和地上部生物量各有1个,R1(始花期)和R3(始荚期)叶面积指数各有2个,冠层宽和高各有2个,产量与荚数各有1个,百粒重和分枝荚数各有1个,荚粒数和主茎节数各有1个,分枝荚数与有效分枝数各有1个共享的QTL。【结论】大豆产量有关的13个性状共检测到68个QTL;年份间有重复检出的,但不多,其表达较大程度上与环境有关;尽管性状间普遍有相关、有共享的QTL,但不多,各有其遗传体系;产量有关性状中很少有贡献率大的主效QTL,产量育种要考虑多数基因聚合的技术。     

不同环境下水稻株高和穗长的QTL分析

【目的】水稻株高和穗长是影响水稻产量的2个重要因素,选育长穗大粒和株高适中的品种将对水稻的增产有非常重要的意义。通过对株高和穗长进行多环境QTL分析,鉴定稳定表达的株高和穗长的主效QTL,增加对株高和穗长遗传行为的了解,为水稻株型育种提供参考。【方法】首先,以辽宁省超级粳稻品种沈农265和云南省的地方粳稻品种丽江新团黑谷杂交衍生的粳-粳交重组自交系（recombinant inbredline,RIL）群体为试验材料,采用QTL IciMapping v3.0软件基于完备复合区间作图法在多环境条件下（沈阳,2011;海南,2012年;沈阳,2013年）对株高和穗长进行QTL分析;其次,基于上面定位的结果,结合已发表的文献和水稻数据库中的相关数据,对在3种环境条件下检测到的主效QTL进行比较分析,确定其可靠性;最后,采用主效QTL-BSA法（Bulked Segregant Analysis of Major QTL）对3种环境条件下检测到的主效QTL进行分析,进一步缩小目标QTL的区间范围。【结果】在3种环境条件下,沈农265和丽江新团黑谷的株高和穗长均存在显著差异,在RIL群体中,株高和穗长存在较大幅度变异,呈现双向超亲分离,近似于正态分布,这表明株高和穗长均为多基因控制的数量性状。在3种环境下,共检测到9个与株高和穗长相关的QTL,包括5个株高QTL,分布于第6、7、9和12染色体上,LOD介于2.67-19.39,加性效应值在-17.68-2.90,单个QTL贡献率为4.25%-37.35%;4个穗长QTL,分布于第6、7和9染色体上,LOD介于3.57-23.18,加性效应值在-3.22-1.42,单个QTL贡献率为11.30%-61.62%。有5个QTL被单独检测到,仅有4个QTL能在2个或3个环境中被检测到。其中,位于第9染色体上相同区间的qPL9a和qPH9能在3种环境中被检测到,而位于第7染色体上相同区间的qPH7和qPL7b分别能在2种或3种环境中被检测到,增效等位基因均来自丽江新团黑谷。同时,依据已发表的相关文献和Gramene网站对所定位的主效QTL进行整合分析,在第7染色体上的RM10-RM248区域存在一个油菜素内酯的信号转导调控因子基因OsBZR1和8个控制株高或穗长相关的QTL,在第9染色体上的RM566-RM242区域存在多个赤霉素合成或油菜素内酯合成相关基因和9个控制株高或穗长相关的QTL,进一步验证了所检测到的主效QTL的可靠性。利用主效QTL-BSA分析法将第9染色体上控制株高和穗长的QTL-qPHL9（qPL9a和qPH9）定位在RM1189-RM24457,物理距离522.46 kb,而将新发现的第7染色体QTL-qPHL7（qPL7b和qPH7）定位在RM478-RM429,物理距离为856.49 kb。【结论】3种环境中,在沈农265和丽江新团黑谷的RILs群体分别检测到5个控制株高和4个控制穗长的QTL,其中位于第9染色体上的主效QTL-qPHL9同时影响株高和穗长,在3种环境中均能被检测到,位于第7染色体上的主效QTL-qPHL7同时影响株高和穗长,该位点能在2种环境中被检测到,是一个新的多效性QTL位点。     

利用永久群体在不同环境下定位黄瓜株高QTL

【目的】黄瓜（Cucumis sativus L.）株高相关性状与其产量及植株生长发育有密切关系,对其进行QTL定位及比较分析,不仅为基因的精细定位及克隆奠定基础,也可实现该性状已有研究结果的信息整合,为黄瓜株型改良及分子标记辅助选择提供理论依据。【方法】利用以黄瓜材料9930和9110Gt为亲本构建的F9代RILs群体遗传图谱,结合4次黄瓜株高相关性状的表型数据,采用MapQTL4.0软件进行多座位QTL模型(Multiple-QTL model,MQM)检测。基于基因组序列信息,对本研究和前人已有研究结果进行比较作图并对株高QTL位点区域序列进行BLAST分析。【结果】共检测到11个与株高、节间长度、节数相关的QTLs,分布在Chr.1、Chr.2、Chr.5、Chr.6这4条染色体上,各QTLs的LOD值在3.03-12.73,可解释6.2%-32.1%的表型变异。其中主效QTLs 5个,可在春秋两季重复检出的QTLs 3个,占QTL总数的27.3%。在Chr.1上有QTL成簇聚集的现象。【结论】控制黄瓜株高的基因至少有4个,分别位于第1、3、5、6这4条染色体上。在Chr.6长臂上定位的应是有限生长基因de。     

基于西双版纳黄瓜的遗传图谱构建 及其重要农艺性状QTL定位分析

【目的】以西双版纳黄瓜与北京截头黄瓜为亲本构建的F9重组自交系群体为作图材料进行遗传图谱的构建,并对叶绿素含量、果实大小、侧枝多少及其第一分枝节位等重要农艺性状进行QTL定位分析,为黄瓜品种的选育及高产、稳产育种提供有益参考和帮助。【方法】以北京截头黄瓜与西双版纳黄瓜为亲本杂交得到F1,之后按单粒传方式得到含有124个F9重组自交系（RILs）群体。以该F9重组自交系（RILs）群体为作图群体,以995对SSR标记为筛选引物,采用joinmap4.0软件进行遗传图谱的构建。并利用构建的遗传图谱,采用WinQTLcart2.5软件复合区间作图法,结合统计的叶片叶绿素含量,商品瓜的瓜长、瓜粗,种瓜的瓜长、瓜粗、瓜把,以及侧枝数、第一分枝节位等相关的共12个黄瓜重要农艺性状的QTL位点进行检测。【结果】构建了含有7个连锁群,137个SSR标记的遗传图谱,图谱总长591.2 cM,平均图距为4.3 cM;共检测到与12个黄瓜农艺性状相关的QTL位点29个,分布在第1、2、3、4、6、7染色体上。其中,叶绿素性状相关的QTL有6个,商品瓜性状相关的QTL有7个,种瓜性状相关的QTL有9个,侧枝性状相关的QTL有7个,单个QTL位点的可解释的表型变异范围为5.30%-19.24%。Ldr4.2的贡献率最小,为5.30%,Lbn1.2的贡献率最大,为19.24%。【结论】构建了西双版纳黄瓜RIL群体遗传图谱,并对叶片叶绿素含量、果实及侧枝等相关的12个农艺性状进行了QTL定位分析,共获得29个相关QTL。     

利用水稻F_2群体对其抽穗期和株高的QTL定位

利用遗传作图群体对水稻抽穗期和株高进行QTL定位,以明确控制性状的基因,揭示性状的遗传机制。将粳型品种月之光与籼型品种明恢63杂交(月之光×明恢63),获得一个含189个家系的F2遗传作图群体;利用该群体建立含127个SSR标记的遗传连锁图谱,图谱覆盖12条染色体,连锁群总长度2 123cM,标记间平均距离16.7cM。F2群体抽穗期和株高均表现为连续的数量变异,呈正态分布,且出现明显的双向超亲分离,抽穗期和株高之间呈现极显著的正相关。以QTL作图软件Cartgrapher 2.5对F2群体抽穗期和株高性状进行了QTL定位分析,共定位到4个与抽穗期相关的QTLs,分别分布于第1、6、8、12号染色体上,第8号染色体上的qHD8 LOD值为10.70,贡献率达48.0%,是主效基因,与已克隆的DTH8在相近位置,可能是DTH8。定位到4个与株高相关的QTLs,分别位于第1、3、8、12号染色体上,表型贡献率为6.3%～21.1%,第1号染色体上检测到的qPH1能解析21.1%的表型变异,是主效基因,位于矮秆基因sd1附近,可能是sd1。定位到的这些QTLs是进行分子标记辅助选择改良相应性状的候选基因位点。     

水稻第6染色体短臂产量性状QTL簇的分解

【目的】将水稻第6染色体短臂上产量性状QTL分解到更小的区间中。【方法】从珍汕97B/密阳46重组自交系群体筛选到针对第6染色体短臂RM587-RM19784区间的剩余杂合体,衍生了一个由221个株系组成的F2:3群体,种植于海南和浙江两地,考察每株穗数、每穗实粒数、每穗总粒数、千粒重、结实率和单株产量,建立SSR标记连锁图,应用Windows QTL Cartographer 2.5检测QTL。【结果】在所分析的6个性状中,除穗数外在第6染色体短臂上的目标区间均检测到QTL,分别座落于目标区域中3个以上的不同区间中,单个QTL对群体性状表型变异的贡献率为6.3%～35.2%;控制产量构成因子的QTL基本以加性作用为主,但3个单株产量QTL的显性度分别为1.65、0.84和0.42。【结论】目标区间存在3个以上的产量性状QTL,且同一区间控制不同性状的QTL、不同区间控制同一个性状的QTL在遗传作用模式、效应方向和效应大小上存在一定差异。