基于不同群体的玉米产量性状QTL分析

定位不同环境和遗传背景下稳定表达的数量性状基因位点是分子标记辅助选择的前提和基础。本研究应用NX531×M531和郑22×丹599分别构建2套F2:3群体(分别以N/M群体和Z/D群体代表),利用SSR标记,在不同环境下对11个产量及相关性状进行QTL检测。N/M群体共定位到QTL 144个,其中环境钝感QTL 42个;Z/D群体定位到QTL 62个,其中环境钝感QTL 4个。2个F2:3群体间共检测到5个遗传背景"一致性"QTLs和7个QTL富集区。这些在不同环境或不同遗传背景下检测到的QTLs,为进一步精细定位和基因克隆奠定了基础,也为分子标记辅助选择的应用提供了借鉴。     

玉米抗旱性鉴定指标及分子生物学机理研究

干旱严重影响农业生产。抗旱性是玉米重要的农艺性状,它是影响玉米生长和发育的重要因子,与玉米产量和品质密切相关。玉米抗旱性相关遗传调控分子机制的研究备受关注。玉米抗旱性研究目前多停留在对抗旱指标的筛选上,主要通过对干旱胁迫敏感程度不同的品种进行抗旱生理指标的筛选,包括光合特性、有机物含量、叶绿素含量和硝酸还原酶等抗旱有关的生理指标的研究上,对于深层次挖掘玉米本身存在的抗旱分子机制研究仍旧十分缺乏。目前,玉米抗旱性以及一些重要农艺性状基因克隆进展缓慢,其主要原因表现在:大多数玉米株高等重要农艺性状受多个遗传效应低的QTL控制;表型自然变异的功能性位点多位于调控区,过于隐蔽,不易定位。文末展望了玉米抗旱性研究的发展前景。     

水稻苗期抗旱性的关联分析(英文)

[目的]此研究旨在检测水稻苗期抗旱性的数量性状位点。[方法]通过对 184 份水稻品种的田间苗期抗旱性鉴定,同时利用每 3Mb 为一区间随机分布于水稻 12 条染色体上的 156 个 SSR 标记子对卷叶、枯叶及复水恢复率 3 个苗期抗旱性性状进行标记,通过关联分析检测此 3 个性状的数量性状位点。[结果]水稻品种对苗期干旱具有不同的反应,卷叶、枯叶及复水恢复率这3个性状具有显著的相关性,对该群体在群体结构K=3 和 K=7 时进行了分析。[结果]该组水稻品种存在一定程度的遗传混杂,品种间的相互遗传相关性范围从 0 到 0.924 5。SSR 标记子间存在着明显的连锁不平衡。该试验共检测到与苗期抗旱性关联的16个SSR标记子,其中4个与卷叶性状,8个与枯叶性状,4个于复水恢复率紧密关联,而且大多数的标记子与2个以上的性状关联,表明某个单一抗性机理可能与多个不同性状的表达相关,如:渗透势调节。位于第九染色体上的RM107 标记子与所有 3 个苗期抗旱性性状关联,并且位于以前研究所报道的区间之内,为苗期抗旱性的主要位点,位于第八染色体上的 RM477与复水恢复率显著关联,且与卷叶性状的关联达到极显著水平,该位点可能是苗期抗旱性的另一个主要数量性状位点。[结论]关联分析是用于分析复杂性状(如抗旱性)非常有效的方法。     

小麦RIL群体苗期抗旱性综合评价

以小麦RIL群体为材料,在水培条件下以PEG-6000模拟干旱胁迫,分析小麦幼苗抗旱相关性状的群体变异,利用主成分分析对抗旱指标进行综合筛选,利用隶属函数值法对供试材料抗旱性进行综合评价,以期为小麦苗期抗旱性状QTL定位及抗旱育种研究提供依据。15个抗旱相关指标主成分分析表明：前6项主成分累计贡献率达82.799%,所代表的6类指标可作为小麦苗期抗旱性鉴定指标,其相对重要性为生物量〉根冠比〉地下部失水率〉最大根长〉相对生长率〉地上部失水率。抗旱综合评价结果表明：父本山农483较母本川35050抗旱性强,群体综合抗旱性有较大的分离变异,111个系抗旱性高于双亲,14个系抗旱性介于双亲之间,5个系抗旱性较双亲低。该群体适于小麦苗期抗旱相关性状QTL定位研究。     

数量性状定位及作物抗旱性分析研究进展

作物抗旱性是由多基因控制的复杂数量性状,现代分子生物技术的发展为植物数量性状基因的定位、分离等研究提供了条件。对作物QTL定位的步骤与方法、分子标记连锁图谱的构建等进行了总结,并对作物的抗旱机制和作物抗旱相关的形态性状和生理性状的QTL定位及其研究进展进行了综述。     

旱稻渗入系拔节期根系性状QTL定位

研究稻作抗旱的根系特征及其遗传机理,在作物育种程序上改良作物根系性状,提高作物抗旱性,为水旱稻杂交选育抗旱高产品种提供理论依据。本研究利用187个SSR标记和1套具有180个家系的旱稻渗入系群体BC3F7构建遗传连锁图,采用单标记分析法,对拔节期根系的6个性状(最长根长、粗根数、总根数、平均最粗根粗、根干重、总干重)进行QTL定位。拔节期检测到QTL共56个,其中影响上述6个性状的QTL数目分别是9、10、3、12、9和13,其总贡献率分别为43%、44%、19%、70%、39%和68%。另外,在检测到的QTL中除与总根数有关的有2个来自毫格劳的等位基因降低性状值以外,其位点毫格劳的等位基因均增加性状值。92.8%的渗入位点对以沈农265为遗传背景的渗入系的根系6个性状有促进作用;定位到的影响不同根系性状的QTL多数成簇排列;在RM1261附近定位到影响3个性状的QTL,推测是一个与根系抗旱性状密切相关的基因区域。     

陆地棉棉籽油分和蛋白质含量QTL的定位

以陆地棉杂交组合DPLSP3×盐城115(群体A)和Humcopedixi14wtr5×盐城90-110(群体B)构建的2个陆地棉种内F2群体为材料,发掘稳定的棉籽油分含量及蛋白质含量QTL,为标记辅助选择提供依据。利用覆盖棉花基因组的SSR标记对陆地棉油分和蛋白质含量数量性状位点进行筛选。基于该群体,以2009和2010年油分和蛋白质含量为指标,复合区间作图分析结果表明,2年2个群体共检测到4个QTL。其中,在群体A中,定位到1个较稳定的控制油分含量的QTL,该QTL位于染色体13上DC20120-NAU2893标记区间,在F2及F2:3群体中分别可以解释9.21%和12.01%的遗传变异;另外,在F3世代检测到1个蛋白质含量QTL。在群体B的F3世代,检测到1个位于NAU2932-NAU2503标记区间的油分含量QTL和1个蛋白质含量QTL,分别可以解释24.67%和10.1%的遗传变异。这些稳定遗传的QTL可以用于辅助陆地棉品质改良。     

利用单核苷酸多态性标记定位玉米叶夹角主效QTL

对EMS诱变获得的平展叶夹角突变体M 87-1的遗传规律进行了标记分析。结果表明,在豫82背景影响下,M 87-1与豫82组配的分离群体的叶夹角表现典型的数量性状遗传。在3 072个单核苷酸多态性(Single nucleotide polymorphisms,SNPs)标记中,共检测到1 254个SNPs在双亲间存在多态性。通过简化的数量性状位点(Quantitative trait locus,QTLs)分析方法,对BC1((豫82×M 87-1)×M 87-1)分离群体的叶夹角性状进行遗传定位,共检测到3个主效QTLs,分别位于第1,2,7染色体上,其中位于第7染色体上的QTL与叶夹角表型拟合程度最高,可能包含EMS诱变的突变位点。     

水稻柱头外露率主效QTL qTSE4的定位

[目的]柱头外露率是杂交水稻制种的一个重要指标,本研究旨在检测控制水稻柱头外露率QTL及精细定位相关基因。[方法]以低柱头外露率粳稻品种‘02428’和高柱头外露率亲本ZH464配组的F₂群体进行QTL位点检测,在目标区域内利用分子标记筛选杂合单株,对连续自交获得的F_2:3和F_3:4群体进行多年稳定QTL位点定位,同时利用BSA-seq技术对F_3:4群体进行柱头外露率QTL定位和候选基因序列分析。[结果]相关性分析结果显示单柱头外露率、双柱头外露率和总柱头外露率这3个性状存在极显著的相关性。以总柱头外露率作为表型数据,利用已构建的覆盖全基因组分子连锁遗传图谱进行QTL定位,检测到第2和4染色体上的2个位点：qTSE2和qTSE4,选择贡献率大的qTSE4位点进行后续研究,该位点在F_2:3和F_3:4群体中被重复检测到。结合BSA-seq测序结果,在qTSE4位点区间内筛选到2个存在差异的基因。[结论]qTSE4位点作为柱头外露相关的主效QTL位点,可进行后续...     

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。     

不同杂优群玉米亲本及其杂交种抗旱生理性状比较研究

[目的]对不同杂优群玉米(Zea mays L.)亲本及其杂交种的抗旱性生理性状进行比较,为提高不同杂优模式和优良杂交种的利用率,提高玉米抗旱性育种的预见性提供参考。[方法]以来源于不同杂优群的10个自交系及其组配的7个杂交种为试材,对各杂优群亲本及其杂交种抗旱性生理性状进行比较研究。[结果]黄C的丙二醛(MDA)含量最高,抗旱性最差,而四平头群的K12表现最好。沈单16(四平头群×PB群)的MDA含量最低,抵抗干旱的能力强于其他品种。旅群或PB群杂交组配的方式不同,后代在同等干旱条件下,游离脯氨酸(Pro)含量差异显著;对过氧化物酶(POD)活性进行测定和比较,并非所有的杂交种POD活性都表现出杂种优势。[结论]基础种质有存在的必要性,利用新种质改良时应注意组配方式的选择。低Pro和MDA含量的Reid群与POD活性强的旅群自交系组合,强POD活性、低MDA含量的PB群宜作父本,而Pro含量低的PB群宜作母本分别与四平头群和Reid群组配,是F1代抗旱性改良较好的杂优模式。     

小麦品种(系)抗旱节水指标及调控机理研究

[目的]研究小麦抗旱节水指标及调控机理。[方法]对96个不同类型的小麦品种(系)的表型性状、生理性状与抗旱指数、产量-水分高效利用指数进行聚类分析、相关分析、通径分析、多元回归分析,探讨小麦抗旱节水指标及调控机理。[结果]在极度干旱年份小麦的株高、穗数和穗粒数下降严重,产量尚不及水地产量的1/4;相关分析发现:干旱条件下小麦的穗数、饱满度、穗粒数、株高和花后21 d的植被指数与抗旱指数极显著相关,干旱条件下小麦的大部分表型性状和花后10 d的冠层-空气温差与产量-水分高效利用指数显著相关;通径分析发现:8个表型性状对小麦抗旱指数的直接贡献大小依次为穗数(1.335)、最高总茎数(|-1.014|)、成穗率(|-0.955|)、株高(0.488)、穗粒数(0.435)、千粒重(0.038)、容重(0.024)、饱满度(0.017),对小麦产量-水分高效利用指数的直接贡献大小依次为穗数(1.945)、最高总茎数(|-1.420|)、成穗率(|-1.398|)、穗粒数(0.481)、株高(0.206)、千粒重(0.204)、容重(0.119)、饱满度(|-0.049|);进而构建了小麦表型性状对小麦抗旱节水性的多元回归方程,得出各种性状之间抗旱节水的数量依存关系和变动的规律。[结论]该研究对小麦抗旱节水高产育种具有重要的指导作用和应用价值。     

不同抗旱性小麦品种对干旱胁迫的响应及NO的调节作用（摘要）

[目的]研究不同抗旱性小麦品种对干旱胁迫的响应机制,并探明外源NO对干旱胁迫下小麦叶片氧化损伤及光合机构的保护作用。[方法]以低抗品种预麦949和高抗品种峡麦5号为试验材料,用15%PEG-6000对五叶期幼苗模拟干旱胁迫,然后使用0.75mmol/LSNP（硝普钠,外源NO供体）进行调节,并测定体内抗氧化和光合活性。试验设置3个处理。[结果]高抗品种峡麦5号的SOD、CAT和APX活性,MDA含量和叶绿素含量均比高产低抗品种预麦949高;在干旱胁迫下,高抗品种的这些生理指标变化幅度小于高产低抗品种;同时,NO显著提高了这些生理指标对干旱胁迫的适应性。[结论]外源NO能够提高干旱胁迫下小麦叶片抗氧化酶的活性,增强小麦的抗旱性。     

不同施磷量对马铃薯苗期抗旱性的影响

[目的]研究磷营养对马铃薯抗旱性的影响。[方法]通过盆栽试验,研究干旱胁迫下磷素对不同抗旱性马铃薯生长和生理指标变化的影响,探讨干旱条件下马铃薯的最佳施磷量。[结果]增施磷肥可以促进根系生长,优化营养分配,提高根系活力,降低丙二醛含量,提高超氧化物歧化酶活性来提高马铃薯的抗旱性,但施磷量过高会降低马铃薯的抗旱性;抗旱性强的品种干旱胁迫下对磷的需求量较高,对施磷量的反映较大;干旱胁迫下冀张薯8号最佳施磷量为135 kg/hm2,夏波蒂最佳施磷量为45～90 kg/hm2。[结论]施用磷肥可以提高马铃薯的抗旱性。     

小麦品种抗旱性鉴定指标与产量性状关系的探讨

分析了多个小麦品种在旱地条件下部分生理特性、形态特征与抗旱性和产量的关系以及水、旱地对比条件下抗旱系数、干旱敏感系数、抗旱指数、单株产量降低指数、产量构成因素降低指数与产量的关系。结果表明，小麦生育期间叶片含水量、失水率、植株高度、拔节期苗高、穗茎节长、抽穗度与抗旱性有着密切地相关关系。根据这些性状选择抗旱性对选择产量无明显负作用，可作为杂种后代分离群体选择抗旱性的生理和形态指标。以抗旱系数、干旱敏感系数、单株产量降低指数、产量构成因素降低指数作为选择抗旱性指标时，要考虑产量的高低。抗旱指数既能反映品种的抗旱性，又能体现品种的丰产性，可作为杂种稳定世代选择抗旱性和产量的较为可靠的指标。     

20个烟草品种抗旱性的比较筛选与综合评价

[目的]对20个烟草品种的抗旱性进行比较筛选与综合评价,为烟草的抗旱育种和栽培提供理论依据。[方法]通过对漂浮育苗的烟草幼苗施加干旱胁迫,测定干旱胁迫下的幼苗存活率、叶片丙二醛含量、相对电导率和相对含水量,并应用隶属函数方法对测定的指标进行抗旱性分析和综合评价。[结果]20个不同抗旱性烟草品种存活率、叶片丙二醛含量、相对电导率与组织含水量在干旱胁迫下有显著变化,利用隶属函数法可对它们进行综合的抗旱性强弱排序。[结论]在该试验中,MSK326、TN90、NC55的抗旱性较好;MD609、云烟87、红花大金元的抗旱性相对较差。     

玉米杂交种苗期抗旱性鉴定与评价

[目的]确定玉米杂交种苗期抗旱性的鉴定指标,进一步筛选出苗期抗旱性强的玉米品种。[方法]以河北省主推和新审定的20个玉米杂交种为材料,通过苗期沙培试验,测量苗期根条数、根长、根表面积、根系平均直径、根体积、总生物量、鲜重根冠比、干重根冠比8个根系性状。[结果]干旱胁迫对苗期8个根系性状均产生了不同程度的影响。根长、根表面积和干重根冠比在不同品种间和不同处理间均表现显著差异,可作为抗旱指标。综合3个抗旱指标的分类结果,认为农单08-5为强抗旱品种,伟科702和郑单958为中度抗旱品种,先玉335为弱抗旱品种。[结论]该研究筛选出苗期抗旱性玉米品种,为玉米的高产栽培提供理论依据。     

PEG6000模拟干旱胁迫对油菜幼苗生理生化指标的影响

[目的]研究干旱胁迫下油菜幼苗生理生化指标的变化,为作物耐旱机制与油菜抗旱品种的选育提供理论依据和实践参考。[方法]采用Hoagland营养液水培方法,以不同浓度PEG6000处理油菜幼苗,研究了模拟干旱胁迫对油菜幼苗过氧化氢酶活性、脯氨酸含量、丙二醛含量、叶绿素含量、可溶性糖含量和可溶性蛋白含量的变化规律。[结果]随着PEG6000处理浓度的增加,油菜幼苗叶片中的过氧化氢酶活性增强,可溶性糖含量、脯氨酸含量和丙二醛含量总体呈上升趋势,叶绿素含量和可溶性蛋白含量先逐渐增加后逐渐降低。[结论]过氧化氢酶活性、脯氨酸含量、丙二醛含量、叶绿素含量、可溶性糖含量和可溶性蛋白含量可以作为鉴定油菜抗旱性的生理指标。     

干旱胁迫对柔枝松幼苗丙二醛含量的影响

[目的]探讨干旱胁迫对柔枝松(Pinus flexilis James.)幼苗丙二醛(MDA)含量的影响。[方法]采用硫代巴比妥酸(TBA)法,测定了6个柔枝松种源2年生苗(Ra、Rsi、Rs、Rg、Rsd和Rl)在干旱胁迫过程中的MDA含量。[结果]在整个干旱胁迫过程中种源Ra和Rsi的MDA含量变化较小,膜质受损程度较小,抵抗干旱的能力较强;种源Rs的MDA含量变化最大,膜质受损最严重,抵抗干旱的能力最弱。[结论]为柔枝松的抗旱机理研究提供了理论依据。     

不同类型稻抗旱性鉴定指标研究

以具有代表性的粳稻，旱稻，陆稻，籼稻及其杂交种共18个品种（组合）为试材，采用淹水栽培与旱作对比的方法。分析了不同类型稻的抗旱性及其鉴定方法。探讨了这些方法及指标与水分胁迫条件下水稻产量的关系。选出两个与水分胁迫条件下产量关系最为密切的水稻生理指标。确定了水稻旱作时结实率为最直观的抗旱性鉴定指标。