重组自交系稻米品质性状的相关性分析及QTL定位

【目的】分析重组自交系稻米品质性状的相关性,并对其进行数量性状座位(QTL)定位,为水稻品质性状遗传改良提供理论依据。【方法】以珍汕97B、柳沙油占202及二者杂交构建的174个重组自交系群体为材料,对12个稻米品质性状进行相关性分析和QTL定位。【结果】3个稻米碾磨品质性状(出糙率、精米率和整精米率)间均呈极显著正相关(P0.01,下同)。6个稻米外观品质性状中,除粒长与垩白率、垩白度和透明度间无显著相关性(P0.05)外,其他性状间均呈极显著正或负相关。3个稻米蒸煮食味品质性状中,胶稠度与直链淀粉含量和碱消值呈极显著负相关。碾磨品质性状、外观品质性状和蒸煮食味品质性状间也存在不同程度相关性,如垩白粒率和垩白度与除粒长外的其他9个性状呈显著(P0.05,下同)或极显著相关等。在第5和第6染色体上共检测出出糙率、精米率、粒宽、长宽比、垩白率、垩白度、直链淀粉含量、胶稠度和碱消值9个性状的11个QTL,其中9个QTL的表型变异贡献率大于10%,为主效QTL,且显著或极显著相关性状的QTL定位区域存在趋同现象。【结论】重组自交系群体12个稻米品质性状存在互作效应,与QTL定位结果相互印证。鉴定所得主效QTL可用于水稻稻米品质相关性状的遗传改良。     

陆地棉纤维品质相关QTL定位研究

 【目的】以湘杂棉2号和中棉所28两个具有共同亲本的陆地棉强优势杂交种的F2为作图群体,构建覆盖率较高的遗传图谱,发掘稳定的纤维品质相关QTL,为标记辅助选择提供依据。【方法】利用SSR标记和JoinMap3.0软件构建陆地棉连锁图,利用Win QTLCart 2.5的复合区间作图法分别对2群体6个纤维品质相关性状在F2和F2:3中进行QTL定位。【结果】利用包含245个多态位点、全长1 847.81 cM的遗传图谱检测纤维品质QTL。中棉所28群体在多环境平均值的联合分析中检测到22个QTL,三环境分离分析中检测到39个QTL;湘杂棉2号群体分别检测到18个和51个QTL。在A3、D2、D9等染色体上有QTL成簇分布现象,并在2个群体中发现一些不受环境影响,稳定遗传的QTL。纤维长度、纤维强度、麦克隆值和伸长率4个性状在2个群体中发现有8对共同QTL。【结论】这些稳定遗传的QTL可以用于分子标记辅助纤维品质改良的育种选择。     

陆地棉产量、纤维品质相关性状主效QTL和上位性互作分析

 【目的】为了能够较为全面地了解陆地棉产量和纤维品质相关性状的遗传基础,利用包含471个标记、总长3 070.2 cM、覆盖棉花基因组65.88%左右的遗传图谱对其进行主效QTL定位和上位性互作分析。【方法】以DH962×冀棉5号的F2:3家系为分析群体,用WinQTLCartV2.5进行复合区间作图定位主效QTL,利用EPISTACY软件对共显性标记进行两位点的上位性互作分析。【结果】共检测到9个与产量相关性状的主效QTL,和5个与纤维品质相关性状的主效QTL,整齐度和比强度在显著LOD阈值下没有检测到相关QTL。共检测到75对互作位点,大多数互作属于非QTL位点与非QTL位点之间的互作,互作类型以加性显性互作和显性加性互作为主。所涉及的性状中,影响衣分和纤维长度的互作位点最多,单株铃数和衣指的最少。在LG1上检测到1个同时控制单株籽棉重、单株皮棉重和籽指主效QTL。在两位点的互作对中也发现了同时影响单株籽棉重、单株皮棉重和马克隆值的互作位点1对,同时影响衣分和纤维长度的互作位点4对。【结论】除了主效QTL外,上位性是陆地棉产量和纤维品质性状的重要遗传基础。主效QTL的效应小和上位性互作将会使得棉花分子标记辅助育种更加困难和复杂。表型相关的性状是由相同的QTL/互作位点所控制,这有助于多个性状的同时选择。     

不同授粉方式下玉米籽粒品质性状的QTL定位

【目的】对不同授粉方式下玉米籽粒品质性状进行QTL定位，揭示授粉方式对玉米籽粒品质性状的影响，为玉米籽粒品质遗传改良和分子育种提供理论基础。【方法】以优良玉米自交系KA105和KB020及用其构建的201个F_5∶6重组自交系（RILs）群体为试验材料，于2019年在陕西榆林、汉中和杨凌3个地点种植。收集榆林、汉中的开放授粉果穗和汉中、杨凌的自交授粉果穗，开展玉米蛋白质、油分、淀粉、纤维等籽粒品质性状遗传分析，采用完备区间作图法（ICIM）对品质性状进行QTL检测。【结果】玉米RILs群体的蛋白质、油分、淀粉和纤维含量在两种授粉方式下存在差异，开放授粉下的蛋白质和纤维含量极显著低于自交授粉，油分和淀粉含量极显著高于自交授粉。方差分析结果显示，两种授粉方式下各品质性状在不同家系和环境间整体差异显著。相关性分析表明，开放授粉下玉米RILs群体籽粒品质性状含量与其对应的自交授粉下籽粒品质性状含量表现出极显著正相关，且蛋白质含量与淀粉含量呈极显著负相关，与纤维含量呈极显著正相关。共检测到16个QTL，其中开放授粉条件下检测到6个QTL，单个QTL解释的表型变异介于5.84%～14.56%；自交授粉条件下检测到 10个QTL位点，可解释5.69%～14.70%的表型变异。【结论】在两种授粉方式下能同时检测到2个与蛋白质含量相关的QTL（qPro9-1和qPro10），两种授粉方式下在10号染色体上的临近位置各检测到1个淀粉含量相关QTL（qOSta10-1和qSSta10-2），在开放授粉和自交授粉条件下各检测到1个纤维素含量相关特异QTL，分别检测到2个和3个与油分含量相关的QTL。     

水、旱稻氮高效QTL定位及其表达的遗传背景效应研究

【目的】挖掘不同来源水、旱稻亲本的氮高效优良等位变异,研究氮高效QTL表达的遗传背景效应,为水稻氮高效QTL的精细定位和分子标记辅助选择育种提供理论依据。【方法】以旱稻IAPAR-9分别与水稻辽盐241和秋光杂交而创制的2个F7粳粳交重组自交系群体为试验材料,进行了水稻全生育期氮素利用率及其相关性状的QTL定位分析。【结果】在"IAPAR-9/辽盐241"重组自交系群体中检测出31个氮素利用率相关性状的QTL,分布于除第6、第7和第10染色体外的9条染色体上,氮素利用率相关QTL成簇分布区间有9个;在"IAPAR-9/秋光"重组自交系群体中检测出33个氮素利用率相关性状的QTL,分布于除第4和第10染色体外的10条染色体上,氮素利用率相关QTL成簇分布区间有7个。【结论】氮素利用率相关性状QTL的表达,受遗传背景影响较大。2个群体均检测到的氮素利用率相关性状QTL的成簇分布区间,即第2染色体上的RM3421—RM5404区间以及第8染色体上RM8264所在的相邻区间,可能对水稻氮高效分子标记辅助选择育种有重要利用价值。     

陆地棉杂交后代产量和品质性状QTL定位

对机采棉产量和品质性状的数量性状基因座(QTL)进行定位,为培育高产优质新品种提供理论依据。本研究基于陆地棉‘中571’与‘中棉所49’构建的包括3 187个Bin标记的高密度遗传图谱,利用F2∶3群体田间表型数据,采用复合区间作图法(CIM),对产量和品质性状的QTL进行检测。结果表明:共检测到产量性状10个QTL,品质性状10个QTL。其中,产量性状中控制铃重QTL 5个,衣分QTL 1个,产量相关指标子指QTL4个,分布在2、8、15、17和20号染色体上,QTL区段中LOD值介于4.61～6.33,解释表型变异比例为2.93%～13.67%;品质性状中控制纤维上半部平均长度QTL 3个,断裂比强度QTL 2个,马克隆值QTL 5个,分布在1、2、15、23和25号染色体上,QTL区段中LOD值介于3.76～8.35,解释表型变异比例为2.97%～11.78%。此外,控制铃重的主效qBW-chr08-1,子指主效QTL qSI-chr15-1,纤维上半部平均长度主效QTLqFLq-chr15-1位点可用于精细定位和克隆。     

稻米食味品质性状的QTL分析

本研究利用Asominori/IR24的71份重组自交系群体及其相应的具有293个分子标记的RFLP图谱,采用单因子方差分析和区间做图方法,对控制稻米食味品质性状的数量性状位点(QTL)进行分析。检测出控制稻米食味品质性状的QTL28个,另有6个可能存在的QTL亦被检测到。从相关分析和QTL的连锁关系来看,稻米主要食味品质性状之间关系密切。米饭咬劲、粘弹性、味觉、食味及冷饭质地等均与第4染色体的分子标记C445有关。G1314B同时影响米饭硬度、味觉、粘弹性和食味特性,G952B是影响咬劲、硬度和食味等性状的分子标记。     

陆海BC4F2和BC4F3代换系的评价及纤维产量与品质相关QTL的检测

 【目的】利用SSR标记对陆海BC₄F₂和BC₄F₃代换系进行评价并检测纤维产量与品质相关的QTL，为筛选棉花染色体单片段代换系、精细定位纤维品质QTL、实现分子聚合育种奠定基础。【方法】利用GGT32（graphical genotyping）软件分析每个代换系的基因型组成，采用SAS PROC GLM的单向方差分析方法检测影响各性状的QTL。【结果】检测到50个单片段代换系，其中9株含有纯合的海岛棉片段，并筛选出12个代换片段少、纤维品质优良的代换系。共检测到15个控制产量性状和19个控制纤维品质的QTL，集中分布在12个连锁群中，解释的表型变异率在2.80%—14.13%。【结论】4个上半部平均长度QTL在2个世代中稳定遗传，1个上半部平均长度QTL在前人研究论文中检测到，部分标记位点同时控制几个不同的性状，并发现增效基因不全来自高值亲本。     

水稻遗传图谱构建及粒形相关性状的QTL定位

[目的]构建水稻遗传连锁图谱,并对水稻粒形相关性状进行QTL分析,为水稻高效育种提供理论依据和育种材料.[方法]对具有极端粒形差异的两份水稻材料K1561和G1025进行杂交、自交获得F2分离群体,通过软件Map-maker/Exp 3.0构建水稻遗传连锁图谱,并利用软件QTLNetwork-2.0对2011年F2群体、2012年F2∶3家系群体的粒形相关性状数据进行相关性状的QTL定位.[结果]两个亲本的粒形性状指标差异明显,以千粒重相差最大;F2、F2∶3两个群体的相关粒形指标基本上呈连续分布状态且分布频率范围广.与F2单株相比,F2∶3家系的千粒重、粒长和粒宽的平均值更偏向于大粒亲本K1561.构建了含161对SSR标记的水稻遗传连锁图谱;共检测到18个粒形相关性状的QTL,分别分布于第1、2、3、7、9和12染色体上.其中,控制千粒重、粒长、粒宽和长宽比的QTL分别有7、5、5和1个,除qGL/GW12外,其他增效等位基因均来源于大粒亲本K1561.两个群体均能检测到的QTL有8个,分别为qTGW3、qTGW7、qTGW9.2、qTGW12、qG L1、qGL9、qGW12和qGL/GW12,其平均加性遗传力为6.04％、12.59％、6.29％、22.08％、4.86％、15.39％、22.12％和10.83％.[结论]定位获得3个效应值较大的新QTL位点qTGW12、qGL9和qGW12,为进一步定位并克隆这些粒形相关基因、阐明水稻产量和品质的控制机理提供了较好的遗传材料.     

水稻粒形相关性状的QTL分析

利用Nipponbare(粳)/Kasalath(籼)//Nipponbare(粳)的98个BC1F5回交重组自交系群体及其对应的包含245个分子标记的连锁图谱,于2009年和2010年分别在日本筑波和中国沈阳对水稻粒形相关性状(粒长、粒宽和粒厚)进行数量性状基因位点(Quantitative trait loci,QTL)分析。共检测到16个控制粒形相关性状的QTL,包括在日本筑波检测到的13个QTL和在中国沈阳检测到的9个QTL。它们分布在第1,2,3,5,6,9,10和12号染色体上,其中有6个QTL在2个环境下被同时检测到,分别是控制粒长的qSL3-1和qSL12;控制粒宽的qSW5;控制粒厚的qST3、qST5和qST6-1。这些QTL为粒形相关性状在不同环境条件下的相对稳定遗传提供了理论支持,而其余的在特定环境下表达的QTL也反映了粒形相关性状遗传的复杂性。     

水稻外观品质性状和千粒重的QTLs分析

通过以明恢63和优质泰国香米KDML105两个籼稻品种为亲本杂交的重组自交系(Recombinant inbred line,RIL)群体,构建包含134个简单重复序列标记(SSR)的遗传连锁图谱.2009、2010年对水稻(Oryza sativa L.)的粒长、粒宽、粒形、粒厚、腹白率、心白率和千粒重进行数量性状位点(QTL)定位.2009年检测到16个QTLs,其中粒长、粒宽、粒形、粒厚、腹白率、心白率和千粒重分别检测到2、2、1、1、1、1和8个QTLs,单个QTL可解释表型变异的4.43％～ 13.06％.2010年检测到19个QTLs,其中粒长、粒宽、粒形、粒厚、腹白率、心白率和千粒重分别检测到2、3、3、2、3、3和3个QTLs,单个QTL可解释表型变异的6.04％～24.31％.千粒重qTGW-3和qTGW-6-2在2009、2010年两年中均被重复检测到,qTGW-3在两年中分别可解释表型变异的13.06％和7.12％,qTGW-6-2在两年中分别可解释表型变异的7.66％和14.56％.     

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。     

Quantitative Trait Loci for Panicle Size and Grain Yield Detected in Interval RM111-RM19 784 on the Short Arm of Rice Chromosome 6

A rice residual heterozygous line （RHL） carrying a heterozygous segment extending from RM111 to RM19784 on the short arm of rice chromosome 6 was selected from a RHL-derived population used previously. The resultant F2：3 population was used to detect quantitative trait loci （QTLs） for three yield traits, the number of spikelets per panicle （NSP）, the number of grains per panicle （NGP） and grain yield per plant （GY）. Two QTLs for NSP, one QTL for NGP and one QTL for GY were detected, all of which were partially dominant and had the enhancing alleles from the maternal line Zhenshan 97B. Analysis based on the genotypic groups of the markers closely linked to the two QTLs for NSP indicated that they did not interact with each other. Two F2 populations and two near isogenic line （NIL） sets segregating in two sub-regions of interval RM111-RM19784 were developed. The two QTLs for NSP were validated, of which one had major effect and was co-segregated with heading date gene Hdl, and the other had smaller effect and was located in an upper region linked to Hdl. The two regions also showed significant effects on the number of filled grain and grain yield, although the effect on the number of filled grain was less consistent.     

不同基本培养基和激素对籼稻成熟胚愈伤组织诱导的影响

以川香29B、中9B、金23B和Ⅱ-32B 4种籼稻的成熟胚为外植体,研究MS、N6、NB和NMB 4种基本培养基,2,4-D与KT或6-BA联合使用对籼稻愈伤组织诱导的影响.结果表明,4种籼稻在NMB基本培养基中愈伤组织的诱导率最高,平均诱导率为77.00％～96.00％,其中在NMB中的诱导效果最好,在4种不同基本培养基中愈伤组织总平均诱导率的高低顺序依次为川香29B、中9B、Ⅱ-32B、金23B.当3.0mg/L 2,4-D与不同浓度的KT或6-BA联合使用对,KT浓度为0.1 mg/L对,川香29B和中9B愈伤组织诱导率高；对于Ⅱ-32B,KT浓度为0.6 mg/L愈伤组织诱导率较高；6-BA浓度为0.4 mg/L时,川香29B愈伤组织诱导率最高；对于中9B和Ⅱ-32B,添加0.1 mg/L的6-BA最有利于愈伤组织的诱导；而对于金23B,无论是添加KT或6-BA都会抑制愈伤组织的诱导.     

杂交稻产量与主要农艺性状的灰色关联度分析

采用灰色关联度分析法分析了12个杂交稻品种（丰两优4号、杨农优3611、先农303、金优987、东优1388、丰优126、45S/RX10、荆楚优1537、II优838、香优218、川香29A／AW03和SD-88）产量与单位面积有效穗数、株高、穗长、每穗粒数、结实率和粒重的关系。结果表明：12个杂交稻品种产量与6个农艺性状关联度的降序排列为：单位面积有效穗数（0．742）、结实率（0．739）、穗长（0．705）、粒重（0．657）、每穗粒数（0．639）、株高（0．614）。由此可见，适宜的单位面积有效穗数、结实率和穗长可能成为今后杂交稻育种与栽培管理工作的主攻方向。     

Dissection of QTLs for Yield Traits on the Short Arm of Rice Chromosome 6

This study was undertaken to dissect quantitative trait loci （QTLs） controlling yield traits on the short arm of rice chromosome 6. A residual heterozygous line that carries a heterozygous segment extending from RM587 to RM19784 on the short arm of rice chromosome 6 was selected from an F7 population of the indica rice cross Zhenshan 97B/Milyang 46. An F2：3 population consisting of 221 lines was derived and grown in two trial sites. Six yield traits including number of panicles per plant, number of filled grains per panicle, total number of spikelets per panicle, spikelet fertility, 1 000-grain weight, and grain yield per plant were measured. An SSR marker linkage map was constructed and employed to determine QTLs for yield traits with Windows QTL Cartographer 2.5. QTLs were detected in the target interval for all the traits analyzed except NP, with phenotypic variance explained by a single QTL ranging between 6.3% and 35.2%. Most of the QTLs for yield components acted as additive QTLs, while the three QTLs for grain yield had dominance degrees of 1.65, 0.84, and -0.42, respectively. It was indicated that three or more QTLs for yield traits were located in the target region. The genetic action mode, the direction of the QTL effect, and the magnitude of the QTL effect varied among different QTLs for a given trait, and among QTLs for different traits that were located in the same interval.     

优质香稻不育系川香28A的选育及利用

以湘香二Ａ中雄性可育株为父本材料，与Ｄ９０Ａ杂交、回交，通过排除微效恢复基因和微效温敏不育基因，转育成具有Ｄ型不育胞质的优质香稻不育系川香２８Ａ。该不育系的垩白粒率较珍汕９７Ａ低１８倍，垩白面积小７５倍；稻米香味浓；配制的杂交种亦表现外观和食味品质好。目前，川香２８Ａ已配制出一批优质高产组合。香优１号于１９９７年通过四川省优质杂交稻区域试验；川香２８Ｂ作为优质种质用于保持系米质改良的育种计划之中。     

水稻典型品种齐穗后干物质积累动态比较

为了研究超级稻品种齐穗后的干物质形成特性,为水稻高产栽培提供技术支撑,选择在四川应用较多的6个超级稻品种和3个在生产上表现典型的品种,对齐穗后的穗子、植株的干物质积累动态进行了研究。结果表明,齐穗后,川香9838、II优084、准两优527、川香727穗子的鲜重、干重增重速率较高,且在灌浆阶段0～7 d、17～29 d区间形成两个明显的峰值;II优7号、D优527、II优602、II优航1号穗子增重速率较低。II优084、准两优527、II优602齐穗后植株鲜重、干重增重速率较高,川香727、D优527、II优航1号齐穗后植株干重增重速率较低。     

水稻产量性状杂种优势的QTL定位

 【目的】利用QTL定位方法检测水稻产量性状杂种优势QTL,并解释杂种优势产生的可能分子机理。【方法】利用重组自交系与亲本协青早B构建BC1杂种群体,通过两地重复试验,以中亲优势考察6个产量性状的杂种优势表型,利用Windows QTL Cartographer 2.5的复合区间作图法检测其QTL。【结果】多数产量性状均表现出较强的杂种优势。在两地试验中,共检测到20个产量性状杂种优势QTL,分布在水稻第2、3、6、7、8、10等6条染色体上,包括3个控制单株产量杂种优势的QTL、2个控制单株穗数杂种优势的QTL、6个控制每穗总粒数杂种优势的QTL、4个控制每穗实粒数杂种优势的QTL、4个控制结实率杂种优势的QTL和1个控制千粒重杂种优势的QTL。单个QTL对群体性状表型变异的贡献率为4.90%—12.85%。【结论】检测到控制6个产量性状杂种优势的20个QTL,其中qHNP-3、qHTNSP-7、qHNFGP-7、qHSF-7、qHTGWT-3 5个QTL在两地试验中稳定表达;检测到的20个杂种优势QTL中,有13个与在RIL群体中检测到的QTL重叠,重叠率达65%,因此,认为来自纯系的产量性状加性效应对杂种优势产生具有重要贡献。