水稻单片段代换系抽穗期QTL鉴定及遗传分析

适宜的抽穗期是水稻（Oryza sativa）获得理想产量的前提。本研究利用带有晚抽穗基因的单片段代换系（SSSL）为供体,华粳籼74为受体亲本,发展F2次级分离群体。通过t测验比较单片段代换系与受体亲本华粳籼74之间抽穗期的差异,同时对代换片段上的抽穗期QTL进行鉴定。以P≤10-6为阈值鉴定出抽穗期QTL,此QTL位于水稻的第6染色体。调查记录F2次级分离群体单株抽穗期,并对统计结果进行卡方（χ2）测验。结果显示,F1代单株表现为早抽穗,F2代早抽穗和迟抽穗植株数符合3∶1的分离比,早抽穗表现为显性。     

水稻单片段代换系群体的构建

为构建研究水稻数量性状遗传机制的材料平台,同时对优良水稻品种华粳籼74进行进一步遗传改良,以华粳籼74为受体,以来源广泛的11个水稻品种为供体,通过高代回交和SSR标记辅助选择相结合的方法,构建了水稻的一个单片段代换系群体。该群体由59个单片段代换系组成,每个单片段代换系只含有来自一个供体的一个染色体代换片段,而遗传背景与华粳籼74相同。这些单片段代换系的代换片段分布在除12号染色体之外的其他11条染色体上,59个代换片段的长度在0.4~58.5cM,大多数代换片段的长度为0.4~30cM。     

水稻极早抽穗期基因的鉴定和遗传分析

利用一个带有华粳籼74遗传背景的单片段代换系文库对水稻抽穗期基因进行评价,发现单片段代换系W 23-03-08-9-1带有极早抽穗期基因,在山东和海南种植,抽穗期稳定且表现早抽穗。该代换系代换区间为PSM306-PSM305-PSM304-RM3894-RM3372-RM569-RM231-RM489-RM545-RM251-RM282,在第3染色体上,带有抽穗期基因qHD3-1。利用该代换系与受体华粳籼74杂交,得到F2代分离群体,对分离群体单株进行抽穗期鉴定,发现早抽穗单株数对晚抽穗单株数的分离比例符合3∶1,说明早抽穗基因为一个显性基因控制,且属于基本营养生长型的抽穗期基因。     

水稻极晚抽穗期基因的鉴定和遗传分析

水稻抽穗期是重要的农艺性状。本研究以一个带有华粳籼74遗传背景的单片段代换系为试验材料,对水稻抽穗期基因进行评价,发现单片段代换系W06-26-35-1-5-2带有极晚抽穗期基因,在山东种植,抽穗期稳定且表现为晚抽穗。该代换系的代换区间为PSM152-PSM154-PSM155-RM25-RM547-RM72-RM404,在第8染色体上带有抽穗期基因qHD8-1。对该代换系与受体亲本华粳籼74杂交发展的F2分离群体的单株进行抽穗期鉴定,发现晚抽穗和早抽穗单株数符合3：1的分离比,说明晚抽穗为一个显性基因控制。     

水稻株高和产量相关性状的QTL定位

本试验以带有华粳籼74遗传背景的单片段代换系与华粳籼74杂交得到的F2代次级分离群体为试验材料,利用与华粳籼74农艺性状差异极显著的单株进行重叠群作图分析,在W06-40-48-06-2-1代换片段上鉴定出了一个株高QTL、一个粒长宽比QTL和一个千粒重QTL。     

基于单片段代换系的水稻苗高QTL定位和上位性效应分析

目的 挖掘控制水稻苗高的稳定QTL，并分析其上位性效应，为水稻苗高的分子育种提供QTL和理论参考。方法 以IR65598-112-2为供体、优良品种‘华粳籼74’为受体的单片段代换系(Single segment substitution line，SSSL)为材料，通过测定SSSL与‘华粳籼74’的苗高差异，对苗高QTL进行定位；通过代换作图缩小QTL的区间，并分析2个苗高QTL的上位性效应。结果 在第3号染色体长臂端定位到2个相邻的苗高QTLs (qSH3-1和qSH3-2)，分别位于第3号染色体的32.59—33.08 Mb和33.16—34.81 Mb区间，长度分别为0.49和1.65 Mb；加性效应分别为-0.86和-1.09 cm；加性效应表型贡献值分别为-4.14%和-5.15%；包含这2个QTL的SSSL的苗高与‘华粳籼74’无显著差异。结论 本研究定位到2个苗高QTL，这2个QTL之间可能存在显著的上位性。     

基于单片段代换系的水稻抽穗期QTL上位性互作分析

抽穗期是水稻(Oryza sativa)重要的农艺性状,它决定着水稻品种的地区和季节适应性。本试验利用以华粳籼74为受体亲本发展的带有抽穗期基因的15个单片段代换系为试验材料,通过两两杂交,筛选出15个不同亲本组合的双片段聚合系,结合分子标记辅助选择进行水稻抽穗期QTL鉴定,并研究QTL的聚合及其互作关系。     

基于高密度遗传图谱定位新的水稻抽穗期QTLs

【目的】挖掘新的控制水稻抽穗期的QTLs,为水稻花期调控的遗传机理研究和分子育种提供新的基因资源。【方法】以籼稻品种特籼占空间诱变突变体CHA-1和籼稻航恢7号空间诱变突变体H335为亲本进行杂交,构建包含275个株系的重组自交系(RIL)作图群体,利用由两亲本重测序及RIL群体简化基因组测序所构建的高密度遗传图谱,在2个环境下进行水稻抽穗期QTL定位。【结果】经两亲本重测序及RIL群体简化基因组测序,构建了包含2 498个Bin标记的高密度遗传图谱。该图谱覆盖水稻12条染色体,各染色体标记数平均208.17,标记间平均遗传距离为0.95 cM。在2个环境下共定位到4个影响抽穗期的QTLs,分布于第3、第6和第8号染色体,其中qHD-6和qHD-8-1位于前人已报道定位的区域并被克隆,另外2个QTLs(qHD-3和qHD-8-2)尚未见报道,并且qHD-8-2能在2个环境中被重复检测到,贡献率分别为8.30%和10.89%。【结论】通过构建的高密度遗传图谱在2个环境中共检测到4个影响抽穗期的QTLs,其中qHD-3和qHD-8-2是新的抽穗期QTL位点,可用于后续抽穗期调控基因的精细定位及克隆研究,也可用于水稻抽穗期的分子调控机理研究与育种。     

利用染色体片段置换系定位水稻粒型QTL

水稻粒型是衡量稻米外观品质的重要指标之一,鉴定和定位水稻粒型QTL对开展水稻粒型分子育种具有重要意义.本研究以8个染色体片段置换系为材料,选用分布水稻12条染色体上的153个SSR标记检测染色体片段置换系的置换片段,采用代换作图法对控制水稻粒型的3个主效QTL进行定位.结果表明:153个SSR标记中有104个标记在亲本间具有多态性,多态率为68.0%;8个染色体片段置换系在第3和第5染色体分别有6个和2个置换片段,置换片段长度分别为14.8 cM、16.6 cM、 15.5 cM、18.9 cM、29.1 cM、35.0 cM、17.9 cM 和17.0 cM,平均长度为20.6 cM;8个置换片段上共鉴定出3个粒型QTL,控制粒长的qGL-3-1 和qGL-3-2分别被界定在水稻第3染色体RM5551与RM6832及RM6832与RM3513之间,遗传距离分别为14.8 cM和5.3 cM的范围内,控制粒宽的qGW-5被界定在水稻第5染色体RM267与RM169之间遗传距离约11.7 cM的范围内.利用染色体片段置换系能准确地定位水稻粒型QTL,qGL-3-1、qGL-3-2和qGW-5的鉴定和初步定位为其进一步精细定位及分子标记辅助选择奠定了基础.     

利用单片段代换系定位水稻粒形QTL

 【目的】水稻谷粒形状（粒长、粒宽和长宽比）是衡量稻米外观品质的重要指标之一，为更好地开展粒形分子育种，对水稻粒形QTL进行分子定位。【方法】以单片段代换系（SSSL）为材料构建分离群体，利用微卫星标记对控制水稻谷粒长和谷粒宽的2个粒形QTL进行分子定位。【结果】粒宽QTL Gw-8被定位于第8染色体长臂末端微卫星标记RM502与RM447之间, 遗传距离均为0.3 cM。在此基础上构建了覆盖Gw-8的物理图谱，RM502与RM447位于同一克隆AP005529，两者之间的物理距离为55.0 kb。粒长QTL gl-3被定位于第3染色体着丝粒附近的微卫星标记RM6146和PSM377之间，遗传距离分别为1.5 cM和11.0 cM。【结论】利用单片段代换系能准确地定位水稻粒形QTL，这两个粒形QTL的定位为其克隆及稻米外观品质的分子育种奠定了基础。     

基于单片段代换系的水稻抽穗期QTL定位及上位性分析

抽穗期是水稻重要的农艺性状,它决定水稻品种的地域适应性和季节适应性,是重要的育种目标之一。本研究从两个水稻单片段代换系杂交分离群体中筛选到8个次级单片段代换系和2个双片段聚合系,经重叠群作图分析,鉴定出2个与抽穗期有关的QTL。qHD3位于第3染色体短臂,qHD6位于第6染色体的短臂中部。在长日照条件下,Lemont的qHD3等位基因可促进水稻早抽穗,Tetep的qHD6等位基因则延迟水稻抽穗。另外,上位性分析表明,在长日照条件下,qHD3和qHD6之间存在着显著的上位性互作效应。     

QTL Detection and Epistasis Analysis for Heading Date Using Single Segment Substitution Lines in Rice(Oryza sativa L.)

Heading date of rice is a key agronomic trait determining cultivated areas and seasons and affecting yield. In the present study, five primary single segment substitution lines with the same genetic background were used to detect quantitative trait loci(QTLs) for heading date in rice. Two QTLs, q HD3 and q HD6 on the short arm of chromosome 3 and the short arm of chromosome 6, respectively, were identified under natural long-day(NLD). Nineteen secondary single segment substitution lines(SSSLs) and seven double segments pyramiding lines were designed to map the two QTLs and to evaluate their epistatic interaction between them. By overlapping mapping, q HD3 was mapped in a 791-kb interval between SSR markers RM3894 and RM569 and q HD6 in a 1 125-kb interval between RM587 and RM225. Results revealed the existence of epistatic interaction between q HD3 and q HD6 under natural long-day(NLD). It was also found that q HD3 and q HD6 had significant effects on plant height and yield traits, indicating that both of the QTLs have pleiotropic effects.     

水稻抽穗期QTL鉴定及重叠群作图

以40个单片段代换系(Single Segment Substitution Lines,SSSLs)为试材,分别在2012和2013年对水稻抽穗期QTL进行分析,其中30个SSSLs能够在两年中重复检出,占检出SSSLs的78.9%。经重叠群作图分析,鉴定出11个抽穗期QTL,分别位于第1、2、3、4、6、8、10染色体上,这些QTL具有较大的加性效应,且受环境影响较小。     

Detection of QTLs for Important Agronomic Traits and Analysis of Their Stabilities Using SSSLs in Rice

Single segment substitution lines （SSSLs） each with a single chromosome segment from a donor under the same genetic background as the recipient were developed in rice by advanced backcrossing and molecular marker-assisted selection. Using the SSSLs, the QTLs for the important agronomic traits in rice would be detected under different environmental conditions. Detection of the QTLs controlling 22 important traits in rice was done with 32 SSSLs by the randomized block design in 2-4 cropping seasons. 59 QTLs were detected and distributed on chromosomes 1, 2, 3, 4, 6, 7, 8, 10, and 11, of which 18 QTLs were detected more than twice. Only 30.5% of the QTLs were detected repeatedly in different cropping seasons. Most of the QTLs of important agronomic traits were of little additive effects and instability. The QTLs controlling the traits, such as grain weight, grain length, ratio of grain length to width, and heading date were relatively stable. The stable QTLs usually had larger additive effects and were less affected by environment. The QTLs for the important agronomic traits were detected using the SSSLs in rice with high resolution under different environmental conditions. The instability of the QTLs may be the basis of the variation of rice plants during growth and development. It would be the genetic basis for improving yield and quality in rice cultivars by farming methods.     

基于SSSL的水稻重要性状QTL的鉴定及稳定性分析

【目的】单片段代换系（SSSL）是通过高代回交和分子标记辅助选择构建的，只含有来自供体亲本的一个染色体片段，遗传背景与受体亲本相同的品系。本研究的目的是利用SSSL检测不同环境条件下水稻重要性状的QTL。【方法】以32个SSSL为材料，随机区组试验设计，在2～4个季节中对水稻22个重要性状的QTL进行分析。【结果】共鉴定出59个QTL，分布于第1、2、3、4、6、7、8、10和11号染色体上。其中的18个QTL能够在2次以上重复检出，稳定性较好的QTL占检出QTL的30.5%，大多数农艺性状的QTL效应较小、稳定性较差。不同的性状，QTL稳定性不同，千粒重、粒长、谷粒长宽比、抽穗天数等性状的QTL较稳定。稳定性好的QTL，不仅具有较大的加性效应，而且受环境影响较小。【结论】利用单片段代换系可以有效地对水稻重要性状的QTL进行多年多季的稳定性分析。水稻大多数重要农艺性状QTL的不稳定性，反映了水稻生长发育过程的可塑性，可能是通过栽培措施使水稻品种获得高产优质的重要遗传基础。     

水稻抽穗期QTL的聚合及其互作分析

本研究以10个单片段代换系为材料,进行抽穗期QTL鉴定,得到4个存在抽穗期QTL的单片段代换系:W11-15-7-39-2、W02-15-7-3、W08-16-3-2、W22-9-5-2-4-9-3,其上的QTL分别命名为qHD2-1、qHD8-1、qHD3-1、qHD10-1;基因聚合、互作分析结果表明qHD2-1对qHD8-1、qHD8-1对qHD3-1、qHD3-1对qHD10-1分别表现上位性。