日本水稻品种越光稻米的外观品质性状的QTL遗传剖析

稻米外观品质是稻米品质的一个重要方面.是消费者选择的重要依据之一,在一定程度上影响稻米市场价格.采用一个日本优质粳稻品种越光(轮回亲本)和一个印度的籼稻品种Kasalath杂交产生的回交重组自交系(backcross recombinant inbred lines,BILs)对7个控制稻米外观品质主要性状(粒长、粒宽、粒厚、粒长宽比、垩白粒率、垩白大小和垩白度)数量性状基因位点(quantitative trait locus,QTL)进行定位分析.共检测到影响7个性状的22个QTLs,分布在8条染色体上,贡献率为5.65%～29.20%.其中在第5染色体上的R2232分子标记附近区域检测到影响4个性状的QTLs;在第3染色体上C1448和第6染色体G200分子标记附近区域分别检测到同时影响3个性状的QTLs,表明了这3个染色体区域对控制稻米外观品质性状中的有着重要作用.研究检测到的QTLs及其两侧的分子标记可以用于改良稻米外观品质的分子辅助育种.     

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(P<0.01,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(P>0.05)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(P<0.05,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.     

利用重组自交系群体定位水稻品质相关性状的QTL

以川香29B和中国香稻构建的重组自交系群体为材料,通过建立144个SSR标记连锁遗传图谱,采用复合区间作图法对水稻外观品质和蒸煮食味品质的相关性状进行了数量性状基因定位。共检测到了45个与水稻粒长、粒宽、长宽比、垩白率、直链淀粉含量、糊化温度相关的QTL,分布在水稻的第1、2、3、4、6、7、9、10、12染色体上,其中有9个QTL的效应被重复检测到。     

杂交水稻稻米外观品质性状间相关性及遗传分析

用IR75589-31S、IR60、IR70和90个籼粳成分不同的株系进行不完全双列杂交,以获得的270个杂交组合为材料,对杂交稻米外观品质遗传及性状间的相关进行了研究。结果表明:垩白度、粒长、粒宽及粒长宽比间的相关系数均达极显著水平,粒长、粒长宽比与垩白度呈显著负相关,粒宽与垩白度显著正相关;粒长、粒宽和粒长宽比对垩白度的直接通径系数分别为-1.9409、2.1738和2.7805。杂交稻外观品质性状主要受遗传控制且遗传效应均以加性效应为主。粒长、粒宽和粒长宽比以种子加性效应为主,母体效应也起到一定的作用,垩白度主要受到种子效应和母体效应控制,同时还受到细胞质的影响。粒长、粒宽和粒长宽比三性状的狭义遗传率都在80%以上,其中以粒宽为最高,达89.90%,垩白度的遗传率相对较低,为72.94%。     

利用高世代回交群体检测水稻垩白相关性状QTL

[目的]探究水稻垩白性状,为水稻垩白形成分子机制研究和水稻品质育种提供材料。[方法]通过高产品种‘桂朝2号’与低垩白优质品种‘越光’连续回交和分子标记辅助选择方法,构建一套包含71个家系的高世代回交群体,分别在2013年南京和2014年海南对其垩白粒率和垩白度2个性状进行表型调查和QTL检测。[结果]南京和海南两年两地垩白粒率和垩白度2个性状都存在显著相关。两年两地共检测到33个与垩白粒率相关的QTL,其中5个QTL在2个环境中重复检测到,分别位于第4染色体RM1359~RM16939和SSR11~RM17332区间,第5染色体RM13~RM430区间,第7染色体RM5344~RM6872区间,以及第8染色体RM152~RS73区间。两年两地共检测到了17个与垩白度相关的QTL,其中3个QTL能够重复检测到,分别位于第4染色体RM1359~RM16939区间,第8染色体RM152~RS73区间,以及第10染色体RM467~RM271区间,且有2个位点与垩白粒率位点重合。同时发现定位QTL中,有7个QTL属于一因多效,对垩白粒率及垩白度都有一定影响。[结论]本文共检测到50个垩白性状相关的QTL,其中有7个位点能够被重复检测到,其中控制垩白粒率的q PGWC4.1、q PGWC4、qPGWC7.1,控制垩白度的qDPGWC4.1、qDPGWC8.1和qDPGWC10.1,是新的QTL。     

TD70/Kasalath RIL群体定位水稻穗部主要性状的QTL(英文)

利用穗部性状存在明显差异的粳稻TD70和籼稻品种Kasalath杂交,经单粒传法获得的240个重组自交系(RIL)为作图群体,分别于2010和2011年对穗长每穗总粒数和着粒密度进行鉴定,用完备区间作图法,以均匀分布于12条染色体的141个SSR标记对粒型性状进行QTL检测结果表明,共检测到3个性状的QTL23个,其中控制穗长的5个QTL每穗总粒数的8个QTL着粒密度的10个QTL,分布在第2、3、4、6、7、8、9和10染色体上,LOD值范围为2.5~9.3,单个QTL的贡献率介于4.0%~20.8%之间第2染色体的RM5699-RM424第3染色体的RM489-RM1278第4染色体的RM3367-RM1018和第6染色体的RM3343-RM412区间,都检测到同时影响每穗总粒数着粒密度的QTL,2年均被检测到的QTL共有6个QTL,分别是控制穗长的qPL3每穗总粒数的qTSP4、qTSP6-2、qTSP7着粒密度的qGD3-2、qGD7其中qPL3qTSP6-2qGD3-2和qGD7为主效QTL除穗长性状5个位点均有报道外,其余2个性状中均发现新的位点,共有16个QTL可能是新的位点,单个QTL贡献率为4.0%~9.5%本研究为进一步精细定位或克隆这些粒型QTL奠定了基础。     

水稻籽粒大小相关性状QTL定位

【目的】水稻籽粒大小是影响产量和品质的数量性状,籽粒大小相关QTLs的定位是进一步克隆、功能研究以及分子育种的基础。【方法】用1个大粒水稻ZD05321和斯里兰卡的极小粒Suwandel为亲本,创建了1个246个单株的F2群体,用48个SSR标记对控制粒长、粒宽、千粒重和长宽比进行QTLs定位分析。【结果】F2群体粒长、粒宽、千粒重等性状呈现连续分布的数量性状遗传特点,多数植株的表型偏向大粒亲本。粒长、粒宽与千粒重都存在极显著的正相关;随着粒重的增加,粒长对粒重的作用逐渐变小。在第1、4、6、7、8和9号染色体上,共检测到15个与籽粒大小相关的QTL,单个性状QTL为3~5个,可分别解释1.02%~16.52%的相应性状变异。在第9染色体上检测到同时控制粒长、粒宽、千粒重和长宽比等4个性状的4个QTL,它们位于该染色体的RM3609~RM7586和RM6543~RM566区段上。【结论】大粒亲本ZD05321中可能存在控制籽粒大小的效应值较大的QTLs,第9染色体上存在同时控制多个粒形性状区域,为下一步精细定位这些新的粒形相关QTL奠定了基础。     

应用RFLP图谱定位分析稻米粒形的QTL

研究利用Asominori/IR2 4 的 71份重组自交系群体及其相应的具有 2 93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 ,对控制主要稻米粒形性状的数量性状位点(QTL)进行了系统分析。检测出 9个控制稻米粒形的QTL ,其中包括 3个控制稻米粒长的QTL(R11、R12和R13) ,2个控制稻米粒宽的QTL(Rwl和Rw2 ) ,4个控制长宽比的QTL(Lw1、Lw2、Lw3和Lw4 )。研究认为 ,粒长是受多基因控制 ,粒宽受两对主效基因和多对微效基因控制的数量性状 ,粒长和粒宽是遗传上完全独立的两个性状     

水稻粒厚主效位点qGT8精细定位和候选基因分析

【目的】在已鉴定的稻谷粒长、粒宽和粒厚QTL的基础上,对控制粒厚的主效QTL进行精细定位和候选基因分析,以解析川106B（C-106B）细长粒形的遗传基础,为进一步通过分子技术改良其产量水平提供科学依据。【方法】以细长粒形的优质籼稻保持系川106B与籽粒较宽厚的籼稻保持系川345B（C-345B）杂交,构建包含182个单株的F2群体,采用QTL Catographer v2.5软件基于复合区间作图法发掘与稻谷粒形性状相关的QTL;进一步从BC₃F₂群体筛选隐性单株（稻谷厚度较薄）对粒厚主效QTL（qGT8）进行精细定位,并对候选基因进行测序和荧光定量PCR分析。分别构建qGT8位点携带川106B等位基因的近等基因系（NIL-gt8^C-106B）和携带川345B等位基因的近等基因系（NIL-GT8^C-345B）并调查其稻米外观品质及产量性状。【结果】川106B和川345B的粒长、粒宽和粒厚表型存在显著差异。利用F₂群体检测到2个粒长QTL、3个粒宽QTL和3个粒厚QTL,其中,位于第7染色体区间RM21892-RM3589的粒长主效QTL（qGL7）可解释粒长变异的68.23%,川106B等位基因在该位点可增加粒长0.47 mm。控制稻谷粒宽和粒厚的主效QTL（qGW8和qGT8）位于第8染色体上相同区间RM6070-RM447,分别解释相应表型变异的26.48%和34.89%,增加粒宽或粒厚的等位基因均来自于川345B。利用1 732个BC₃F₂隐性单株,将粒厚主效位点qGT8精细定位在标记SG930和SG950间的11.2 kb区段,该区段仅包含1个注释基因LOC_os08g41940（OsSPL16）。对该基因测序分析发现,川106B和川345B在起始密码子ATG上游2 kb区段存在7个差异位点,在编码区有5个多态性位点,其中,川106B在第3外显子插入2 bp（c.1006_1007 插入CT）引起移码突变,且位于qGT8的OsmiR156结合位点,推测为川106B籽粒厚度变薄、宽度变细的关键位点。实时荧光定量PCR分析发现,qGT8在幼穗中表达量较高,且在川106B和川345B中的表达方式相似,表达量在1-8 cm长幼穗发育时期随幼穗发育逐渐增加,8 cm时达到最高,之后随幼穗发育逐渐降低,但2个亲本在各时期的表达水平存在差异。近等基因系NIL-GT8^C-345B的粒厚、粒宽、千粒重、单株产量和垩白粒率显著高于NIL-gt8^C-106B,而粒长、透明度、株高、单株有效穗数、穗长、每穗实粒数、结实率和播抽期与NIL-gt8^C-106B相当。【结论】控制粒长的主效QTL（qGL7）位于第7染色体区间RM21892-RM3589,控制粒宽和粒厚的主效QTL位于第8染色体的相同区间RM6070-RM447。粒厚主效QTL（qGT8）被精细定位在仅包含GW8的片段上,是控制粒形和产量的关键基因,但在近等基因系中高粒重与高垩白紧密连锁,表明该位点存在高产与外观品质改良的矛盾。     

水稻粒形性状QTL定位分析

为稻米品质分子育种改良提供新的辅助选择标记和理论依据,以籼爪交(籼稻×爪哇稻)组合V20B/CPSLO17衍生的150份重组自交家系(RIL)为作图群体,结合RIL群体的粒形性状表型数据,运用QTL IciMapping 4.0软件进行粒形性状QTL检测及其遗传效应分析。结果表明,在7条染色体(1,2,3,4,5,7,10)上共检测出5个粒长性状QTLs(qGL-1,qGL-2,qGL-3,qGL-7,qGL-10)、3个粒宽性状QTLs(qGW-2,qGW-4,qGW-5)和4个长宽比性状QTLs(qLWR-1,qLWR-3,qLWR-5,qLWR-7)。第3染色体的Marker910209-Marker823024标记区间对粒长和长宽比具有较大遗传效应,表型变异贡献率分别为21.37%和28.35%;第5染色体的Marker1642127-Marker1514505标记区间对粒宽和长宽比具有较大遗传效应,表型变异贡献率分别为29.71%和17.42%。