籼稻品种‘BP360e’抗褐飞虱遗传分析及基因定位

[目的]本研究旨在发掘水稻抗褐飞虱基因,为抗褐飞虱品种培育提供有用的基因资源。[方法]利用印尼抗褐飞虱籼稻品种‘BP360e’与感虫品种‘02428’分别构建F2∶3和BC2F2∶3分离群体,采用苗期集团法进行抗褐飞虱表型鉴定。利用151对均匀分布在水稻12条染色体的多态性标记,选取F2∶3群体中的极端个体进行初连锁分析,构建具有连锁迹象的染色体连锁图谱进行QTL(quantitative trait loci)检测。再利用BC2F2∶3群体验证F2∶3群体检测到QTL的可靠性。[结果]在第4染色体标记RM16382与INDEL4-5之间,约15.3 c M的区间内检测到1个抗褐飞虱主效QTL,LOD值为14.4,贡献率为56%,将其命名为QBph4。用BC2F2∶3群体重复检测到该QTL。该区间包含已克隆的抗褐飞虱基因Bph3。序列分析表明,QBph4可能为Bph3的一种新的等位基因。[结论]‘BP360e’高抗褐飞虱,其抗性受1对主效QTL控制,该抗性基因的发掘为水稻抗褐飞虱分子机制阐明及新品种培育奠定了基础。     

小粒野生稻基因渗入系抗褐飞虱QTL定位

[目的]研究小粒野生稻(Acc.No.101133)褐飞虱抗性QTL和连锁的分子标记,为水稻褐飞虱抗性育种提供理论依据和育种材料.[方法]采用标准苗期集团法对一套小粒野生稻的基因渗入系进行褐飞虱抗虫鉴定,应用Windows QTL Cartographer 2.5软件的复合区间作图法分析小粒野生稻含有的褐飞虱抗性QTL.[结果]IR24的死苗率为92.2%,表现高感;小粒野生稻的死苗率为11.1%,表现高抗;131份基因渗入系的死苗率差异较大,变异范围为15.5%~91.1%,呈偏态型连续分布.鉴定获得3个褐飞虱抗性QTL,来自小粒野生稻的等位基因均能显著降低幼苗死亡率,联合贡献率为58.8%;qBph3位于第3染色体RM570~RM85区间,qBph4位于第4染色体RM335~RM518区间,qBph12位于第12染色体RM309~RM 17区间,以qBph4的效应值最大,效果最稳定.与IR24相比,携带纯合等位基因qBph4的9个基因渗入系的幼苗平均死亡率极显著下降37.7%.[结论]从小粒野生稻基因渗入系中鉴定出3个褐飞虱抗性QTL位点;抗褐飞虱主效QTL qBph4的验证不仅提供了一个有用的QTL,还为水稻的遗传改良提供了一套褐飞虱抗性育种材料.     

籼稻恢复系昌恢891抗褐飞虱基因定位

褐飞虱是危害水稻生产最重要的虫害之一。培育抗褐飞虱水稻品种被认为是最有效的减少虫害的方法。目前,我国在栽培品种中陆续发现并鉴定了大量抗褐飞虱材料,而鉴定和定位抗褐飞虱基因是培育抗虫水稻的基础。昌恢891是一个优良的抗褐飞虱籼稻恢复系品种,为定位其中控制褐飞虱的基因,对亲本昌恢891,02428及其杂种Fl,F2:3单株129个分离群体进行抗褐飞虱鉴定,结果表明该抗性性状由一对显性主效基因控制,并受到微效基因的修饰。利用昌恢891/02428 F2群体,构建了含有129个单株的F2群体的遗传连锁图谱。该连锁图包含108个SSR标记,覆盖整个水稻基因组2 038.6 cM,每两个标记之间的平均距离为18.8 cM。利用Windows QTL Cartographer V2.0的复合区间作图法对F2群体的抗褐飞虱基因进行定位,在第4染色体上检测到一个主效抗性QTL位点,LOD值为10.53,贡献率分别为39.8%,位于第四染色体标记RM518和RH007之间,暂时命名为qBPH4(t)。     

水稻恢复系C161对条纹叶枯病的抗性遗传及相关QTL定位研究

为了探明水稻对条纹叶枯病的抗性遗传机制,定位相关QTL,以感病保持系66B和抗病粳稻恢复系C161构建的DH群体为材料,利用人工接种技术,以各世代对条纹叶枯病的病情指数比率为表型值,对C161的抗病性进行遗传分析.结果表明:该群体对条纹叶枯病的抗性遗传由3对主基因加多基因控制,符合加性主基因+加性-显性多基因模型(G-2),利用Qgene软件采用复合区间作图法检测到3个与抗病相关的QTL,分别位于第1,9,11染色体上RM283-RM259、RM257-RM160和RM287-RM229标记区间内,LOD值分别为3.798,3.942和4.965;对表型变异的解释率分别为16.7%、17.2%和21 21.2%,分离分析的结果与QTL定位的结果相对一致,可相互印证.     

水稻穗型相关性状的QTLs定位

稻穗大小是决定水稻产量的重要性状,为了挖掘与穗型相关的基因,为水稻产量遗传育种研究提供理论基础和应用价值,以大穗籼稻地方品种宝大粒(BDL)和小穗粳稻品种矮格拉(AGL)为亲本,构建F_2代群体,对穗型性状进行数量性状座位(QTL)初步分析;根据F_2群体定位结果,标记选择区间杂合体,自交构建F_4分离群体,验证QTL位点。结果表明,在F_2群体中共检测到与5个穗型相关性状的6个QTLs,分别位于第2、6、7染色体上。二次枝梗数QTL qNSB7和一次枝梗数QTL qNPB7定位于第7染色体的RM542～A83区间,LOD值(表示连锁可能性的大小)分别为10.84和5.03,分别解释30.74%和12.34%的表型变异,并且在其相邻的A85～A28和A83～A85区间分别检测到每穗颖花数QTL qSNP7和穗长QTL qPL7,LOD值分别为5.31和4.12,表型贡献率分别为14.80%和11.82%。另外,在第2染色体上检测到1个穗长QTL qPL2,LOD值为3.76,表型贡献率为9.12%;在第6染色体上检测到1个结实率QTL qSSR6,LOD值为4.34,表型贡献率为11.26%。以qNSB7为目标QTL,在F_4分离群体中进行验证,结果表明,qNSB7仍位于RM542和A83标记之间,LOD值为9.84,解释了30.74%的表型变异,且其他3个QTLs qSNP7、qPL7和qNPB7都聚集在这317 kb的区间,解释了17.2%～24.6%的表型变异。由结果可知,qNSB7是1个通过增加二次枝梗数,影响每穗颖花数、一次枝梗数和穗长的一因多效新位点。     

控制水稻柱头外露率的数量性状基因座初步分析

为研究柱头外露率的遗传机理,用柱头外露率低的粳稻品种糯5号与柱头外露率高的籼稻品种优ⅠB构建包含190株的F2群体.在长沙对各单株进行柱头外露率调查,并用均匀覆盖水稻整个基因组的92个SSR标记构建连锁遗传图谱,进行控制柱头外露率的数量性状基因座QTL分析.结果表明,控制柱头外露率的3个QTL为qPES-2、qPES-5、qSPES-8,分别位于第2染色体的RM1285～RM12595、第5染色体的RM17952～RM18114、第8染色体的RM8020～RM7080,QTL的LOD峰值分别为3.54、4.79、3.85,解释的表型变异分别为10.1%、11.1%、9.0%,增效基因皆来源于高柱头外露率的亲本优ⅠB.研究并发现控制单边柱头外露率的QTL与总外露率的完全一致,第5染色体检测到的QTL是1个新的座位.     

利用野栽杂交分离群体定位水稻结实率QTLs

【目的】利用野栽杂交分离群体定位水稻结实率,为能更好地挖掘和利用野生稻中控制穗结实率基因的QTL位点提供参考。【方法】分别以广西普通野生稻资源Y03为父本和栽培稻品种日本晴为母本,经过杂交构建包含142个单株的F2定位群体,然后利用覆盖水稻基因组的184对SSR分子标记,采用复合区间作图法(CIM),以LOD=2.5为阈值检测控制结实率的QTL。【结果】共检测到3个影响结实率的QTL。其中,2个QTL位于第1染色体,1个QTL位于4号染色体上,并分别命名为q SSR1-1,q SSR1-2和q SSR4-1。q SSR1-1位于第1染色体RM486~RM5501,表型贡献率为14.49%;q SSR1-2位于第1染色体RM102~RM315,表型贡献率为8.63%;q SSR4-1位于第4染色体RM252~RM119,表型贡献率为8.27%。对结果进行分析还发现,在3个QTL位点上来源于野生稻亲本Y03的等位基因均有利于提高水稻结实率。随后,根据获得的主效QTL定位信息最终开发出与水稻结实率性状紧密连锁、可用于分子育种的分子标记RM119。【结论】发掘的新QTL和性状连锁标记可为水稻产量性状QTL的发掘和分子标记辅助选择育种提供重要的基因资源和分子选择工具。     

基于籼稻RIL群体的剑叶形态QTL定位

从1个高世代的RIL群体(用籼稻冈46B和A232构建)中选取178个重组家系(F12)和亲本间有多态性的142对SSR分子标记构建遗传连锁图谱,RIL群体分别种植于湖北武汉和海南陵水,统计两地水稻抽穗期剑叶长度、剑叶宽度和剑叶长宽比,并用QTL IciMapping4.0软件对其进行QTL定位分析。结果表明:在第1、第2、第4、第6、第7、第10和第12号染色体上共检测到14个QTL位点,包括5个叶宽QTL、6个叶长QTL位点和3个长宽比QTL位点,LOD值为2.52～5.62,解释表型变异率最小为5.56%,最大为21.27%,并且这些QTL表现为加性效应。     

水稻叶片相对含水量性状的QTL定位分析

水稻耐旱性较复杂,在干旱胁迫下,叶片相对含水量的性状可以作为品种参考依据。本文利用耐旱性好的籼稻品种“绿旱1号”与粳稻品种“日本晴”构建杂交 F2群体,进行叶片相对含水量的 QTL定位分析,结果表明：在第4、6染色体上找到2个 QTL位点,分别位于标记在4-27M与4-23M之间和6-3M和RM276之间,对表型变异的贡献率范围为4.81%～6.43%。     

水稻叶片相对含水量性状的QTL定位分析（英文）

水稻耐旱性较复杂,在干旱胁迫下,叶片相对含水量的性状可以作为品种参考依据。本文利用耐旱性好的籼稻品种"绿旱1号"与粳稻品种"日本晴"构建杂交F2群体,进行叶片相对含水量的QTL定位分析,结果表明:在第4、6染色体上找到2个QTL位点,分别位于标记在4-27M与4-23M之间和6-3M和RM276之间,对表型变异的贡献率范围为4.81%~6.43%。     

Molecular Mapping of QTLs for Cold Tolerance at the Budburst Period in Rice

The quantitative trait loci (QTLs) for cold tolerance at the budburst period (CTBP) was identified using a F2:3 population including 200 lines derived from a cross of indica and japonica Milyang23/Jilengl. A molecular linkage map of 97 SSR markers was constructed using interval mapping and covered a total length of 1 357.3 cM with an average distance of 13.99cM, between adjacent markers in rice genome. The CTBP of F3 lines was evaluated at 5℃, and the survival seedling rate after treating under low temperature at the budburst period was used as cold tolerance index for CTBP. A continuous distribution near to normal for CTBP was observed in F3 lines, CTBP is a quantitative trait which was controlled by some genes. Three QTLs on chromosomes 2, 4 and 7 which are associated with CTBP were detected on location of RM6-RM240, RM273-RM303, RM214-RMll, respectively,which explained the range of the observed phenotypic variance from 11.5 to 20.5%. qCTBP4detected on RM273-RM303 of chromosome 4 explained 20.5% of the observed phenotypic variance. The effect of qCTBP4's allelic gene comes from Jileng 1.     

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。     

水稻芽期耐冷性QTL的分子定位

 以籼粳交密阳23号/吉冷1号的F2：3 代200个家系作为作图群体，构建了一张含有97个微卫星 （SSR）标记的分子连锁图谱。在5℃低温条件下，对F3家系进行芽期耐冷性鉴定，并利用SSR标记进行了芽期耐冷性数量性状位点（QTL）分析。研究结果表明，芽期耐冷性在F3家系群中呈单峰连续分布，表现为由多基因控制的数量性状；共检测到与芽期耐冷性有关的QTL 3个，分别位于第2、4 和7染色体上，对表型变异的贡献率范围为11.5%～20.5%。其中，位于第4染色体RM273～RM303的qCTBP4对表型变异的贡献率最大。     

粳稻粒形性状的数量性状基因座检测

 【目的】通过对粳稻粒形性状的QTL检测,为粳稻粒形性状相关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】利用大粒粳稻DL115与小粒粳稻XL005杂交获得的F2代200个个体为作图群体,在北京进行稻谷粒长、粒宽、粒厚、长宽比、千粒重等粒形性状的鉴定。采用复合区间作图法,利用SSR标记对上述粒形性状进行数量性状基因座检测。【结果】上述粒形性状在F2群体均呈正态连续分布,表现为由多基因控制的数量性状。共检测到与粒形性状相关的QTL 16个,分布于第2、3、5和12染色体上。其中qGL3a、qGW2、qGW5、qGT2、qRLW2、qRLW3、qGWT2和qGWT3对表型变异的贡献率分别为15.42%、40.89%、13.54%、33.43%、13.82%、13.61%、12.51%和10.1%,为主效QTL。其中,qGW2、qGT2、qRLW2和qGWT2均位于第2染色体上的RM12776－RM324 区间。在所检测到的16个QTL中,4个QTL的增效等位基因来源于小粒亲本XL005,而其余QTL的增效等位基因均来源于大粒亲本DL115。基因作用方式主要表现为加性或部分显性。【结论】粳稻粒形性状是由多基因控制的数量性状。第2染色体RM12776－RM324区间是分别与粒宽、粒厚、长宽比和千粒重相关的4个主效QTL的共同标记区间,与其相邻的2个标记（RM12776和RM324）应在分子标记辅助选择育种中探讨其利用价值。大粒亲本对稻谷粒长、粒宽、粒厚和千粒重等性状的增效作用显著。     

Mapping resistant QTLs for rice sheath blight disease with a doubled haploid population

Sheath blight(SB) disease,caused by Rhizoctonia solani K(u|¨)hn,is one of the most serious diseases causing rice(Oryza sativa L.) yield loss worldwide.A doubled haploid(DH) population was constructed from a cross between a japonica variety CJ06 and an indica variety TN1,and to analyze the quantitative trait loci(QTLs) for SB resistance under three different environments(environments 1-3).Two traits were recorded to evaluate the SB resistance,namely lesion height(LH) and disease rating(DR).Based on field evaluation of SB resistance and a genetic map constructed with 214 markers,a total of eight QTLs were identified for LH and eight QTLs for DR under three environments,respectively.The QTLs for LH were anchored on chromosomes 1,3,4,5,6,and 8,and explained 4.35-17.53%of the phenotypic variation.The SB resistance allele of qHNLH4 from TN1 decreased LH by 3.08 cm,and contributed to 17.53%of the variation at environment 1.The QTL for LH(qHZaLH8) detected on chromosome 8 in environment 2 explained 16.71%of the variation,and the resistance allele from CJ06 reduced LH by 4.4 cm.Eight QTLs for DR were identified on chromosomes 1,5,6,8,9,11,and 12 under three conditions with the explained variation from 2.0 to 11.27%.The QTL for DR(qHZaDR8),which explained variation of 11.27%,was located in the same interval as that of qHZaLH8,both QTLs were detected in environment 2.A total of six pairs of digenic epistatic loci for DR were detected in three conditions,but no epistatic locus was observed for LH.In addition,we detected 12 QTLs for plant height(PH) in three environments.None of the PH-QTLs were co-located with the SB-QTLs.The results facilitate our understanding of the genetic basis for SB resistance in rice.     

大穗型水稻穗部性状的QTL定位

【目的】对大穗型水稻穗部性状的数量性状基因座(QTL)进行定位,为水稻超高产育种提供优质的种质材料。【方法】利用95个在双亲具有明显多态性的分子标记和213个由大穗型水稻材料lp1与9311构建的F2群体单株,采用完备区间加性模型作图法(ICIM-ADD)对穗长、每穗粒数和着粒密度3个穗部性状的QTL进行检测。【结果】共检测到5个穗部性状QTL,其中穗长QTL 1个,每穗粒数QTL 2个,着粒密度QTL 2个,分布于第3、4、6、10和11号染色体上。检测到的QTL LOD介于2.63~2.91,表型贡献率为7.42%~17.72%,贡献率大于10.00%的主效QTL有2个(qSSD-3-1和qPL-11-1),分别有2个和3个QTL的增效等位基因来源于大穗lp1和9311。【结论】定位得到的主效QTL qSDD-3-1和qPL-11-1可用于分子标记辅助选择育种,新的穗长QTL qPL-11-1可用于精细定位和克隆。     

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.     

中国小麦品种兰天9号慢叶锈性QTL分析

【目的】由小麦叶锈菌（Puccinia triticina）引起的小麦叶锈病是影响小麦稳产、高产的一种重要真菌病害。目前防治小麦叶锈病最经济、安全、有效的方法是种植抗病品种。中国小麦品种兰天9号苗期对大多数叶锈菌小种表现感病,成株期对小麦叶锈菌则表现为明显的慢锈性。研究旨在分析中国小麦品种兰天9号的成株抗叶锈性,发掘其中含有的QTL,并利用分子标记进行定位,为小麦分子育种提供理论基础。【方法】利用抗病亲本兰天9号和感病亲本辉县红杂交获得到197个家系的F_2:3群体,2011-2014年连续3年在河北保定种植,并利用3个叶锈菌生理小种混合菌种（THTT、THTS、THTQ）进行田间接菌,小麦成株期调查最终发病严重度,获得表型数据。利用1 232对SSR标记对兰天9号、辉县红以及F_2:3群体进行基因检测,获得基因型数据。结合表型数据和基因型数据,利用Map Manager QTXb20创建连锁图、QTL Icimapping 3.2软件进行抗叶锈病QTL分析。【结果】检测到5个QTL,其中位于2B染色体上的QTL暂命名为QLr.hbau-2BS,在连续两年的数据结果中都被检测到,解释的遗传变异分别为6.0%和9.1%;标记区间分别为Xbarc55-Xgwm148和Xgwm429-Xwmc154;LOD值分别为2.6和3.46;加性效应分别为-6.1和-8.7;显性效应分别为3.03和3.4。1B染色体上1个QTL暂命名为QLr.hbau-1BL.2,连续两年被检测到,解释的遗传变异分别为7.7%和10.7%;标记区间为Xwmc766-Xbarc269;LOD值分别为2.5和3.1;加性效应分别为-1.0和-1.1;显性效应分别为-13.0和-14.9。其他3个QTL只在一个年份被检测到,1B染色体上暂命名为QLr.hbau-1BL.1、4B上暂命名为QLr.hbau-4BS、3A上暂命名为QLr.hbau-3A,均在2011-2012年度检测到,解释的遗传变异分别为11.7%、8.5%、5.6%;标记区间分别为Xbarc80-Xwmc728、Xgwm495-Xwmc652和Xgwm161-Xbarc86;LOD值分别为5.1、4.0和2.8;加性效应分别为6.5、-5.5和-3.1;显性效应分别为-6.5、6.2和6.6。QLr.hbau-1BL.1来源于感病亲本辉县红,其余4个QTL来源于兰天9号。【结论】结合田间表型数据和基因型数据,检测到位于1B、2B、3A、4B染色体上5个控制成株抗叶锈的QTL。