水稻叶绿素含量的QTL及其与环境互作分析

 研究的主要目的是通过QTL分析对水稻叶片叶绿素含量进行遗传剖析。应用由247个株系组成的珍汕97B/密阳46重组自交系群体及其含207个分子标记的连锁图谱。分别在2002年和2003年考察亲本和重组自交系群体剑叶、倒二叶、倒三叶叶绿素a和b的含量，采用QTL Mapper 1.6统计软件进行QTL定位、上位性分析及其与环境的互作效应分析。在4个标记区间共检测到控制不同叶位叶绿素a、b含量的8个QTL，单个QTL的表型变异贡献率为1.96% 9.77%，其中2个QTL与环境之间存在显著互作；检测到9对影响叶绿素a、b含量的加性 加性上位性互作，其中1对具有显著的上位性 环境互作效应。与该群体产量性状QTL的研究结果相比较，发现每个产量性状都有QTL与控制叶绿素含量的QTL位于相同的染色体标记区间。     

小麦纹枯病抗性QTL的SSR标记研究

以ARz／扬麦158F6重组自交系(RILs)群体为材料,对其纹枯病抗性进行SSR分析和初步的QTL分析。群体抗性分析结果表明：纹枯病抗性是由多个基因控制的数量性状;单个标记方差及回归分析显示有6个SSR标记至少在2份抗性资料中能被检测到,涉及2D、3A、3B、3D、7D5条染色体,能解释2．6％～10．1％的抗性表型变异。标记Xgwm340来源于感病品种扬麦158,其余的SSR标记(Xgwm102、Xgwm155、Xgwm71—2、Xgwm645、Xgwm437)来源于抗病亲本ARz;利用Map Manager QTX软件进行QTL分析,检测到2个QTL。     

水稻粒形性状的QTL分析

为了促进水稻粒形性状分子标记辅助选择育种研究,以籼稻二九南和粳稻龙稻5号杂交衍生的重组自交系群体为材料,对粒长、粒宽和粒厚3个粒形性状进行数量性状基因定位(Quantitative trait loci,QTL)分析。结果表明:采用完备区间作图法(ICIM),共检测到7个控制粒形性状的QTL,包括3个粒宽QTL,4个粒厚QTL,它们分布于第2、3、5、11和12号染色体上,其中4个主效QTL包括1个控制粒宽的qGW5a和3个控制粒厚的qGT2a、qGT11a以及qGT12a,但未检测到控制粒长的QTL位点。进一步分析表明,3个控制粒宽性状的QTL能解释28.44%的表型贡献率,单个表型贡献率为6.61%~13.81%;而4个控制粒厚性状的QTL能解释17.53%的表型贡献率,单个表型贡献率为7.32%~15.30%。     

小麦光温敏雄性不育系BS366抽穗期的QTL分析

[目的]对小麦光温敏不育系BS366的抽穗期进行QTL分析,为BS366的品种改良和标记辅助育种奠定基础。[方法]以小麦光温敏雄性不育系BS366和常规品种Baiyu149杂交得到的234个DH（doubled haploid）株系为材料,于2007～2008年分别种植于北京海淀和安徽阜南试验田,采用复合区间作图法,对抽穗期进行QTL分析。[结果]共检测到15个抽穗期QTL,在两地都检测到的QTL有8个,分别位于染色体1B、2A、2D、3B（2个）、6B（2个）和7B,单个QTL的贡献率为2.42%～10.98%。[结论]在1B染色体上新发现了一个抽穗期QTL,丰富了QTL资源。在两地都检测到的8个QTL,可用于小麦光温敏雄性不育系BS366抽穗期的改良和标记辅助育种。     

贵州省水稻主栽品种抗稻曲病性鉴定与评价

【目的】探明贵州省水稻主栽品种对稻曲病的抗性程度,为抗病品种的选择及水稻品种的推广布局提供参考依据。【方法】利用人工培养的稻曲病菌分生孢子悬浮液,采用人工注射穗苞接种的方法对贵州省20个水稻主栽品种进行抗稻曲病性鉴定。【结果】20个品种中对稻曲病抗性最强的是福优102,其发病率为15.40%,平均稻曲球数为0.3粒/穗,综合抗性指数为3.0,抗性综合评价为中抗（MR）;其次是T优272,发病率为23.10%,平均每穗病粒数为0.5粒,综合抗性指数为4.1,抗性综合评价为中感（MS）;有7个品种表现为感（S）,11个品种表现为高感（HS）,发病率和平均病粒数最高达86.70%和8.2粒/穗。【结论】目前贵州省水稻主栽品种对稻曲病的抗性水平相对较低,20个参试品种中仅有福优102表现为中抗。在稻曲病常年发生严重的地区,可选择抗性相对较强的福优102种植。     

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。     

贵州省水稻主栽品种抗稻曲病性鉴定与评价

【目的】探明贵州省水稻主栽品种对稻曲病的抗性程度,为抗病品种的选择及水稻品种的推广布局提供参考依据。【方法】利用人工培养的稻曲病菌分生孢子悬浮液,采用人工注射穗苞接种的方法对贵州省20个水稻主栽品种进行抗稻曲病性鉴定。【结果】20个品种中对稻曲病抗性最强的是福优102,其发病率为15.40%,平均稻曲球数为0.3粒/穗,综合抗性指数为3.0,抗性综合评价为中抗（MR）;其次是T优272,发病率为23.10%,平均每穗病粒数为0.5粒,综合抗性指数为4.1,抗性综合评价为中感（MS）;有7个品种表现为感（S）,11个品种表现为高感（HS）,发病率和平均病粒数最高达86.70%和8.2粒/穗。【结论】目前贵州省水稻主栽品种对稻曲病的抗性水平相对较低,20个参试品种中仅有福优102表现为中抗。在稻曲病常年发生严重的地区,可选择抗性相对较强的福优102种植。     

利用F2群体对深水稻抗纹枯病QTLs定位

构建了一个由‘HH1B'和‘RSB03’杂交、包含286个个体的F2群体,对群体及亲本人工接种纹枯病菌,综合应用病级(DR)、病斑长度(LL)、病斑高度(LH)及相对病斑长度(RLL)等指标进行抗性评价.通过QTLs定位分析,检测到4个与纹枯病抗性相关的QTLs位点,分别分布于第4、11及12染色体上,其中第11染色体上的位点同时控制DR与RLL,另外检测到7个与抽穗期(HD)及株高(PH)相关的QTLs位点.     

江西省晚粳品种对稻曲病的抗性评价及稻曲病药剂防治技术研究

为筛选适宜江西省种植的抗稻曲病晚粳品种和稻曲病防治药剂及其使用技术,采用自然诱发法鉴定了江西省引进的27个晚粳品种对稻曲病的抗性,采用菌丝生长速率法测定了10种药剂对稻曲病菌的室内毒力,采用田间试验比较了10种药剂对稻曲病的防治效果,以及不同施药时间与次数对3种药剂防治效果的影响。田间鉴定结果表明,在27个粳稻品种中,按病穗率作抗性评价指标,高抗品种3个(长江32、常优5号和迟熟粳5),抗性品种14个(长江19号等),中抗品种7个(甬优12号等),中感品种3个(甬优15等);按病情指数作抗性评价指标,高抗品种25个(长江19号等),抗性品种2个(甬优15和甬优17)。室内毒力测定结果表明,10种杀菌剂抑制稻曲病菌丝生长的相对毒力指数大小顺序为腈苯唑(168.49)＞噻呋酰胺(111.08)＞嘧菌酯(107.84)＞氟环唑(91.68)＞苯醚甲环唑.丙环唑(83.47)＞戊唑醇(42.34)＞咪鲜胺(21.51)＞己唑醇(12.92)＞三唑酮(1.32)＞井冈霉素(1)。田间试验结果表明,在水稻破口期按田间推荐剂量施药,在水稻破口期按田间推荐剂量施药,以24%噻呋酰胺SC、24%腈苯唑SC、12.5%氟环唑SC和25%嘧菌酯SC防效最高,在水稻黄熟后期穗防效达69.89%～74.33%,病情指数防效达69.16%～76.12%;其次为30%苯醚甲环唑.丙环唑EC和43%戊唑醇SC,穗防效为55.29%～59.31%,病情指数防效为59.84%～64.53%;30%己唑醇SC、15%三唑酮SC、5%井冈霉素ASP和25%咪鲜胺EC防效相对较差,穗防效均在50%以下,病情指数防效均在59%以下。3种药剂分别在水稻破口前7 d、破口期和破口后7 d施药,对稻曲病防效随着施药时间的推迟而下降,其中在水稻破口前7 d施药效果最好,在水稻破口后7 d施药效果最差。3种药剂施药1次(在水稻破口前7 d)、2次(在水稻破口前7 d和破口期)和3次(在水稻破口前7 d、破口期和破口后7 d),对稻曲病防效随着施药次数的增加而提高,其中施药2次和3次处理间的穗防效和病情指数防效无显著差异,24%腈苯唑SC和24%噻呋酰胺SC施药2次和3次处理的穗防效和病情指数防效显著优于施药1次处理,而12.5%氟环唑SC施药2次和3次处理的穗防效和病情指数防效与施药1次处理无显著差异。本研究结果为江西省晚粳抗稻曲病品种的选育应用和稻曲病药剂防治提供了依据。     

Identification of QTLs Underlying Folate Content in Milled Rice

Understanding the genetic mechanism underlying folate biosynthesis and accumulation in rice would be beneficial for breeding high folate content varieties as a cost-effective approach to addressing widespread folate deficiency in developing countries. In this study, the inheritance of rice grain folate content was investigated in the Lemont/Teqing recombinant inbred lines and the Koshihikari/Kasalath//Koshihikari backcross inbred lines. 264 F12 recombinant inbred lines (RILs) and 182 BC1F10 backcross inbred lines (BILs) with their parents planted in randomized complete blocks with two replicates in 2010, and RILs harvested in 2008 were used for QTL detection using inclusive composite interval mapping (ICIM) method. In the RIL population, two QTLs, denoted by qQTF-3-1 and qQTF-3-2 (QTF, quantitative total folate), explaining 7.8% and 11.1-15.8% of the folate content variation were detected in one or two years, respectively. In the BIL population, a QTL, denoted by qQTF-3-3, was detected, explaining 25.3% of the variation in folate content. All the positive alleles for higher folate content were from the high-folate parents, i.e., Teqing and Kasalath. The known putative folate biosynthesis genes do not underlie the QTLs detected in this study and therefore may be novel loci affecting folate content in milled rice. QTLs identified in this study have potential value for marker assisted breeding for high-folate rice variety.     

用单片段代换系对不同时期水稻分蘖数QTL的非条件和条件定位

【目的】了解各个发育时期控制水稻分蘖数QTL的“静态”和“动态”信息。【方法】利用单片段代换系对不同时期的水稻分蘖数QTL同时进行非条件和条件定位分析。【结果】（1）水稻分蘖数至少受14个QTL影响,它们分布在第1、2、3、4、6、7和8号共7条染色体的相应代换片段上;（2）各个时期影响水稻分蘖数的QTL数量（变动在6～9之间）和效应（变动在1.49～3.49之间）均不相同;（3）水稻分蘖数QTL的表达具有很强的时序性,主要集中在移栽后0～7 d（有6个正表达）,14～21 d（有9个随机表达）和35～42 d（有6个负表达）3个时间段内,正、负表达分别决定了最高分蘖和有效分蘖的数量;（4）每个QTL在整个生育期至少表达1次,有些可多次表达;（5）某个时期的分蘖数量取决于所有QTL的累积效应,而某个时间段内分蘖数的增减量则取决于所有QTL的净效应。【结论】用单片段代换系和条件QTL定位方法对发育性状进行QTL定位分析非常有效和准确。     

Analysis of QTL for Seed Dormancy and Their Response to Dry Heat Treatment in Rice(Oryza sativa L.)

Quantitative trait loci(QTL)controlling seed dormancy in rice were identified using recombinant inbred lines(RILs)population derived from the cross between a japonica variety Kinmaze and an indica variety DV85. Seeds of two parental cultivars and each RIL were harvested in 35d after heading.. The germination percentage of these seeds at 30℃for 7 days were measured as the degree of seed dormancy.. QTL analysis was performed with Windows QTL Cartographer 1.13a program by composite interval mapping.. A total of four QTL for seed dormancy were detected on chromosome 2(two regions),5 and 11,respectively.Phenotypic variation explained by each QTL ranged from 8.37 to 17.40%.. Responses of such loci to a dormancy-breaking treatment with dry heat were further detected. The results showed that two alleles of qDOR-2-1 and qDOR-5 from DV85 as well as the allele of qDOR11 from Kinmaze increased the seed dormancy,which seemed to be easily broken by dry heat treatment. Such loci of seed dormancy may be applied to rice genetic improvement.The allele of qDOR-2-2 from DV85 increased the seed dormancy,which could not be broken by dry heat treatment.     

水稻育种骨干亲本材料稻曲病抗性评价

绿核菌属绿核菌Ustilaginoidea virens（Cooke）Takahashi.引发的稻曲病是水稻生产中的重要病害之一,抗病种质资源稀少成为限制水稻抗病性育种的重要因素。本研究以117份生产上广泛应用的水稻育种亲本为试验材料,在稻曲病自然发病重病区进行抗病性鉴定。鉴定结果表明,鉴定品种中抗病品种2份;中抗品种17份,占鉴定材料的14.53%;中感品种56份,占鉴定材料的47.86%;感病品种42份,占鉴定材料的35.90%。研究分析表明,品种的孕穗期-抽穗期气候条件及穗部特征对病害的发生和流行有重要影响,籼粳亚种间品种整体抗病性水平也存在一定的差异。本研究结果为水稻抗稻曲病新品种的培育提供了丰富的基础材料。     

水稻种子休眠性QTL定位及其对干热处理的响应

 利用Kinmaze（粳稻）/DV85（籼稻）杂交组合衍生的重组自交F11家系 (Recombinant Inbred Lines, RILs)进行了种子休眠性QTL的检测和遗传效应分析。以抽穗后35 d的种子发芽率作为种子休眠性的表型值，分析亲本和81个家系的休眠性表现，利用Windows QTL Cartographer 1.13a软件共检测到4个种子休眠性QTL，分别位于第2、5、11染色体上，其中第2染色体存在2个QTL，各QTL的贡献率变幅8.37%～17.40%。进一步研究了这些休眠性基因位点对干热破除休眠处理的响应，结果表明，来自DV85增强休眠性的QTL位点qDOR-2-1和qDOR-5，以及来自Kinmaze增强休眠性的QTL位点qDOR-11，易被干热处理破除休眠，这3个QTL效应较强，可在种子休眠性状的遗传改良中加以利用；而位于第2染色体上标记XNpb227-XNpb132之间的QTL位点qDOR-2-2却不易被干热处理破除休眠，该位点增强休眠性的基因来自DV85。     

皖南烟稻轮作区水稻稻曲病的调查与防治

[目的]筛选适合皖南烟区稻曲病防治的杀菌剂,为皖南烟区水稻稻曲病的防治提供参考。[方法]对南粳9108水稻稻曲病的发病情况进行了调查及病原菌鉴定,同时采用生长速率法测定6种杀菌剂对稻曲病病原菌的室内毒力。[结果]南粳9108水稻稻曲病的发生较严重,发病率达62%;稻曲病病原菌为半知菌亚门稻绿核菌属绿核菌;6种药剂对菌丝生长的抑制效果不同,30%苯甲·丙环唑EC和6%井冈·枯芽菌WP的抑菌作用最强,其EC50分别为0.245 7和3.150 1μg/m L。[结论]30%苯甲·丙环唑EC和6%井冈·枯芽菌WP的防治效果较好,可进一步用于大田防治试验。     

利用重组自交系群体检测水稻芽期耐冷性QTL

在5℃低温条件下,对来源于籼粳交组合“热研2号/密阳23”RILs群体的111个家系进行了芽期耐冷性鉴定。结果表明,芽期耐冷性在RILs群体中成连续分布,表现为由多基因控制的数量性状。将成苗率作为数量性状进行QTL的区间作图分析,共检测到与芽期耐冷性有关的QTL2个,分别位于第7和第8染色体上,对表型变异的贡献率分别为10.60%和15.79%,且这两个QTL增强芽期耐冷性的等位基因均来自粳型亲本热研2号。     

QTL Mapping of Chlorophyll Contents in Rice

The objectives of this study were to investigate the genetic factors controlling the chlorophyll content of rice leaf using QTL analysis. A linkage map consisting of 207 DNA markers was constructed by using 247 recombinant inbred lines (RILs) derived from an indica-indica rice cross of Zhenshan97B×Milyang 46. In 2002 and 2003, the contents of chlorophyll a and b of the parents and the 247 RILs were measured on the top first leaf, top second leaf, and top third leaf, respectively. The software QTLMapper 1.6 was used to detect quantitative trait loci (QTLs), additive by environment (AE) interactions, and epistatic by environment (AAE) interactions. A total of eight QTLs in four intervals were detected to have significant additive effects on chlorophyll a and b contents at different leaf positions, with 1.96-9.77% of phenotypic variation explained by a single QTL, and two QTLs with significant AE interactions were detected. Epistasis analysis detected nine significant additive-by-additive interactions on chlorophyll a and b contents, and one pair of QTLs with significant AAE interactions was detected. On comparison with QTLs for yield traits detected in the same population, it was found in many cases that the QTLs for chlorophyll a and b contents and those for yield traits were located in the same chromosome intervals.     

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。     

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。