利用染色体片段置换系(CSSLs)群体检测水稻剑叶形态性状QTL

2007和2008年对以粳稻Asominori为受体、籼稻IR24为供体的染色体片段置换系(chromosome segment substitu-tion lines,CSSLs)群体的剑叶形态性状(剑叶长、宽、长宽比及叶面积)进行了相关性分析和QTL检测。结果表明:不同剑叶形态性状间存在极显著的正相关性,剑叶形态性状与单株产量间也存在极显著的正相关性。利用基于完备复合区间作图方法的QTL检测软件(QTL IciMapping V2.0)进行QTL的联合定位分析,两年共定位到17个控制剑叶形态性状的QTL,分布在第1、2、4、6、7和8等多条染色体上,贡献率为5.30%～32.22%。其中位于第2染色体RM262标记位点控制剑叶长宽比性状的qRFLW2的贡献率最大,对改良剑叶长宽比性状具有重要的育种价值,而在第1染色体RM5496标记、第2染色体RM262标记、第7染色体RM248和RM455标记附近以及第8条染色体RM331位置上存在同时控制剑叶长、宽和叶面积的QTL簇,可为协同改良水稻剑叶形态性状的分子育种提供有用信息。     

水稻株型相关性状QTL定位研究

以粳稻日本晴(NIP)和籼型超级稻中嘉早17(YK17)构建的重组自交系(recombinant inbred line,简称RIL)群体为研究材料,于2015—2016年分3季种植于杭州和海南,成熟期考察株型相关性状(分蘖数、株高、剑叶长、剑叶宽、剑叶长宽比、穗长)。并应用这2种群体已构建的分子连锁图谱,对株型相关性状进行QTL分析,共检测到34个相关QTL,分布于除第9染色体外的其他染色体上,LOD值介于2.68～14.39之间,表型贡献率变幅为4.00%～26.62%,3个环境下重复检测到10个QTL。对QTL与环境互作分析发现,24个QTL与环境互作,其中2个QTL对环境敏感。株型相关性状QTL主要分布在第1、2、4、7染色体上,呈簇分布。qPH1、qLFL1和qLFLW1a在3个环境下重复检测到,且贡献率较高,有待于进行克隆和功能分析。     

基于扬麦158/CI12633重组自交系群体的籽粒千粒重QTL分析

利用高产广适亲本扬麦158和抗纹枯病种质资源CI12633构建的重组自交系(RIL)群体为研究对象,采用ddRAD-seq技术开发SNP标记并构建遗传连锁图,结合RIL群体2018—2020年的千粒重表型数据进行千粒重相关QTL的定位。结果表明：RIL群体的千粒重存在超双亲分离,且基本符合正态分布,RIL群体家系间及年度间的差异均达极显著水平;2018—2020年共检测到5个QTL位点,分别位于1A、4A、6A、6B和7D染色体,单个QTL可解释9.70%～21.80%的表型变异,其中位于4A和6B染色体的2个QTL位点可在不同年份重复检测到,可能为主效QTL,可用于分子标记辅助选择育种。     

水稻剑叶形态与产量的关系及相关性状的QTL分析

对以02428DD/南京11配置的F2群体剑叶形态和单株产量等9个性状进行了相关分析和QTL定位。结果表明剑叶形态性状与部分产量性状呈现显著或极显著相关关系,共检测到6个性状的9个QTL,分布于6条染色体上,贡献率介于6.52%～16.65%,大于10%的位点有5个。其中剑叶长宽比qFLWR10与控制千粒重的qGW6初步确定为新QTL。以上研究结果可为叶片形态和产量性状QTL的精细定位及性状协同改良提供有益的信息。     

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%。     

水稻穗长和有效穗数的QTL定位分析

水稻的穗长和有效穗数与产量有着密切的关系。本试验以籼稻品系中的V20B为母本,爪哇稻品系中的CPSLO17为父本杂交,经单粒传法构建重组自交系(RIL)为作图群体,对水稻穗长和有效穗数2个穗部性状进行QTL定位及分析。利用SLAF标签构建的高密度遗传图谱,结合定位软件Map QTL5进行区间作图,阈值设为3.9,在3条染色体上共检测到7个QTL,其中5个控制穗长QTL(q PL1-1、q PL1-2、q PL6-1、q PL6-2、q PL6-3)分别位于第1、第6号染色体上,QTL的贡献率分别为6.41%、22.22%、6.15%、12.24%、13.01%,增效位点主要来自于CPSLO17,且q PL1-1为一个新的QTL;2个控制有效穗数QTLs(q PN1、q PN4)分别位于第1、第4号染色体上,QTL的贡献率分别为13.15%、8.18%,且增效位点来自于亲本V20B。这些位点的标记为进一步克隆穗长和有效穗数QTL及分子标记辅助选择奠定理论基础。     

水稻剑叶角度与主穗产量的遗传剖析

理想水稻株型的选育与高产育种密切相关,而剑叶角度则是构成水稻理想株型的重要指标之一,同时也是影响水稻产量的重要因素.合理开发利用水稻中控制剑叶角度及产量相关的数量性状基因座位(QTL),并结合分子育种技术,可更好地为高产制繁种目标服务.通过应用由244个株系组成的珍汕97B/密阳46重组自交系(RIL)群体,构建含256个分子标记的连锁图谱,采用QTL区间作图法对剑叶角度及主穗产量等5个性状进行定位分析,共检测到17个QTL,分布于染色体1、2、3、5、6、9、10、11.这些QTL对相应性状的贡献率介于3.46～25.64%之间.在第1染色体上检测到控制5个性状的QTL,其中控制剑叶角度的两个QTL;在第2、3、9、10、11染色体上分别检测到各一个QTL;第5染色体上检测到控制剑叶、每穗总粒数和每穗实粒数的3个QTL;1个每穗实粒数和2个每穗实粒重的OTL分布于第6染色体上.多个区间表现出对两个性状的显著作用,其中第1染色体2个,第6染色体1个.相关性分析表明,较小的剑叶角度可通过提高结实率进而显著增加产量.     

白菜型油菜自交亲和性、角果及种子相关性状的QTL定位

【目的】研究白菜型油菜的自交亲和性、角果及种子相关性状的QTL定位,为白菜型油菜自交亲和品种、优良自交系的选育及其产量和品质的遗传改良提供依据。【方法】以自交亲和性较差的菜薹L58和自交亲和性较好的白菜型油菜R-O-18构建的包含117个株系的RIL群体为试验材料,利用已构建的包括372个InDel标记的分子遗传图谱,采用区间作图法（IM）对花期亲和指数、结角率、角果长度、角果喙长度、角果长宽比、角果喙长度/角果长度、每角果种子数、千粒重及种子颜色9个性状分别进行QTL分析。【结果】RIL群体在自交亲和性、角果及种子相关的9个性状上表现为连续变异,并且变异幅度较大,均呈正态分布或偏正态分布,具有典型的数量性状遗传特点。花期亲和指数与结角率、角果长度、角果喙长度、角果长宽比、每角果种子数、千粒重均存在极显著的正相关,其中花期亲和指数与每角果种子数间的相关系数最大,达到0.8487。与其他几个性状的相关性大小依次为：千粒重>结角率>角果喙长度>角果长度>角果长宽比。每角果种子数及千粒重均与结角率、角果长度、角果喙长度、角果长宽比呈现极显著正相关,而每角果种子数与千粒重之间也存在极显著的正相关（0.6477）。结角率、角果长度、角果喙长度与角果长宽比之间呈现显著正相关;而角果喙长/角果长除了与角果长呈负相关,角果喙长度存在极显著正相关性外,与其他性状均不相关。共检测到12个QTL位点,其中6个QTL位于A09连锁群,10个QTL解释大于10%的表型变异。2个控制花期亲和指数的QTL均位于A09连锁群上,分别可解释13.1%和16.7%的表型变异;6个角果相关性状的QTL,分别位于A06、A09和A10连锁群上,单个QTL可解释13.4%-17.7%的表型变异;4个种子相关性状的QTL,分别位于A02、A05、A06和A09连锁群上,可解释7.9%-42.1%的表型变异,位于A09连锁群的种子颜色QTL为主效位点,其加性效应值为1.22。【结论】共检测到12个控制自交亲和性（2个）、角果（6个）及种子相关性状（4个）的QTL,其中,2个控制自交亲和性的QTL,与前人得到的调控自交亲和性主位点（S位点）不同,可能为控制自交亲和性的非主效QTL位点。1个种子颜色QTL为主效位点。     

利用籼粳交BIL群体定位水稻谷粒长宽比QTL

本研究以122个南粳35/N22//南粳35构建的回交重组自交系(BIL)群体为材料,通过两年重复试验,利用Win QTLcart2.5和QTLNetwork2.0软件对控制水稻谷粒长宽比的数量性状基因位点(QTL)进行定位分析。利用Win QTLcart2.5共检测到5个控制谷粒长宽比的QTLs,分别位于第1、4、5、7和12染色体上,单个QTL对表型的贡献率为8.80%~18.83%。利用QTLNetwork2.0共检测到4个QTLs,贡献率为7.36%~16.05%,除q LWR-1未被检测到外,其余QTLs与Win QTLcart2.5检测结果吻合,除q LWR-4外,谷粒长宽比增效基因均来自长粒型水稻品种N22;此外还检测到3对上位性QTLs,贡献率为1.12%~4.97%。     

基于SNP遗传图谱定位玉米雄穗分枝数和主轴长QTLs

以玉米雄穗分枝数差异显著的自交系豫086(分枝数多)和豫M 1-7(分枝数少)杂交获得F_1,通过单粒传法获得含177个株系的F_7 RIL群体。以玉米10 kb SNP芯片进行RIL群体基因分型,构建高密度遗传图谱,并利用QTL Cartographer 2.5对郑州和海南2个环境下玉米雄穗分支数(Tassel branch number,TBN)和玉米雄穗主轴长(Total tassel length,TTL)进行QTL分析。结果表明,构建的高密度遗传图谱覆盖玉米10条染色体,包含1 792个簇,覆盖基因组长度为2 109.45 cM,相邻簇之间平均距离为1.18 cM。在此图谱基础上采用复合区间作图法,在2个环境下共检测到了24个雄穗相关性状QTLs。其中7个与TBN相关QTL分布于第3, 8和10条染色体上,单个QTL的表型变异范围是6.74%～13.88%;其余17个为与TTL相关QTL,位于第1,3,5,6,8和9染色体上,单个QTL位点可解释5.59%～18.66%的表型变异。在2个环境下检测到了一个相同的TTL相关QTL位点(qTTL1-2)和2个既控制TBN又控制TTL的QTL位点(qTBN8郑州,qTTL8郑州;qTBN8-3海南,qTTL8海南)。     

水稻植株农艺性状与水稻品质的遗传相关性分析

以35个水稻杂交组合为材料,研究了一些属于不同遗传类型性状间的相关性。结果表明,控制植株农艺性状的遗传效应与影响水稻品质性状的遗传效应间存在较强的相关性。其中,以加性效应间的相关性最为明显;有效穗数、剑叶长宽比和谷粒宽等性状与品质性状间存在正相关,而株高、剑叶长、穗长、每穗粒数、谷粒长和谷粒长宽比等性状与水稻品质性状间存在负相关;有效穗数与糙米率等成对性状间的显性效应相关。     

水稻叶片气孔特性及其相关性

用改良刮制法观测了13个早稻品种剑叶、20个晚稻品种上三叶的气孔特性,比较了常规稻与杂交稻气孔差异,并对气孔密度、长度与宽度之间的相关性进行了分析.结果表明,气孔密度变幅大于气孔长度与宽度;早稻杂交稻剑叶气孔密度、长度与宽度大于常规稻;剑叶气孔长度与宽度呈显著正相关,但长度、宽度与密度相关性不显著;晚稻杂交稻剑叶气孑L密度大于常规稻,倒二叶、倒三叶均要小于常规稻;而杂交稻上三片功能叶气孔长度均大于常规稻;杂交稻倒三叶气孔宽度大于常规稻,其他2叶均比常规稻小;上三片功能叶气孔长度与密度、气孔宽度与密度均表现为显著负相关关系,而气孔长度与宽度呈显著正相关.     

水稻株型与产量的相关性及灰色关联分析

分析了12个水稻品种的21个株型性状与产量间的相关性及灰色关联度。相关分析结果表明:各株型性状总体上与产量、穗数间的相关性较强,而与千粒重、每穗粒数、穗长间的相关性较弱。灰色关联分析结果表明:剑叶叶宽、倒三叶叶长、倒二叶叶厚对产量影响较大,倒三叶弦长、剑叶叶鞘长及倒二叶叶鞘长的影响次之,叶开角及叶基夹角的影响很小。     

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。     

水稻重要恢复系和不育系功能叶的遗传效应研究

【目的】研究水稻功能叶性状的遗传效应、遗传率和遗传相关性,加深理解水稻功能叶性状的遗传体系。【方法】以绵恢725、成恢047、R150、泰引1号、辐恢838、蜀恢527、R7582、明恢63等重要恢复系和粤泰A、Y58S、双8S、中9A、广占63S等重要不育系及由其配制成的29个F₁杂交组合为材料,采用加性显性遗传模型（AD模型）和统计分析方法,研究水稻功能叶（剑叶、倒2叶）性状（长度、宽度和叶面积）的遗传效应、遗传率和遗传相关性。【结果】水稻功能叶性状同时受加性效应和显性效应的控制,剑叶长、剑叶宽、剑叶面积、倒2叶宽和倒2叶面积性状以加性效应控制为主,倒2叶长则以显性效应控制为主。狭义遗传率以倒2叶宽最高,倒2叶面积次之。不育系中,中9A和双8S能增大剑叶面积和剑叶长,且能减小剑叶宽;恢复系中,绵恢725、R7582、成恢047和R150能增大剑叶面积。剑叶长和宽与其他功能叶存在密切的遗传相关性,可通过增加剑叶长和宽达到增大倒2叶长、宽和剑叶面积的目的。【结论】在水稻功能叶育种实践中,应根据功能叶遗传方式的不同采用不同的选育方法。剑叶长、剑叶宽、倒2叶宽、剑叶面积和倒2叶面积可在常规聚合育种上通过世代综合选择,使加性效应得以稳定遗传;倒2叶长在杂种优势利用上有较大潜力。倒2叶宽和倒2叶面积在早期世代中进行选择效果较好;倒2叶长则以高代选择比较适宜。     

水稻植株农艺性状与稻米碾磨品质的遗传相关性分析

以４５个籼稻组合为材料，研究了一些属于不同遗传类型性状间的相关性．结果表明，控制植株农艺性状的遗传效应与影响稻米碾磨品质性状的遗传效应间，存在较强的相关性．其中以加性效应间的相关性尤为明显．有效穗数、剑叶长宽比和谷粒宽等性状与稻米碾磨品质性状间，存在着明显的正相关，而株高、剑叶长、穗长、每穗粒数、谷粒长和谷粒长宽比等性状与稻米碾磨品质性状间，则表现为负相关．有效穗数与糙米率等成对性状间的显性效应相关性，有助于同时改良杂交稻组合的这些性状     

利用高密度Bin图谱定位水稻抽穗期剑叶叶绿素含量QTL

[目的]挖掘新的控制水稻叶绿素含量的相关位点和基因,为水稻叶绿素含量的遗传机制研究提供理论基础.[方法]利用剑叶叶色存在明显差异的粳稻TD70和籼稻Kasalath杂交构建的包含186个株系的重组自交系群体为供试材料,通过对两亲本及RIL群体重测序,构建了包含12 328个Bin标记的高密度遗传图谱.RIL群体及亲本分...     

Association mapping of quantitative trait loci for yield-related agronomic traits in rice(Oryza sativa L.)

High yield in rice mainly depends on large grain weight, ideal plant architecture and proper flowering time adapting to various geographic regions. To help achieve higher yield, phenotype variations of heading date(HD), plant architecture and grain shape in a panel of 416 rice accessions were investigated in this study. A total of 143 markers including 100 simple sequence repeat(SSR) markers and 43 gene-tagged markers were employed in association mapping to detect quantitative trait loci(QTL) responsible for these variations. Among the 7 subpopulations, POP5 in japonica group showed the largest values of HD and grain width(GW), but the smallest values of grain length(GL) and grain length to width ratio(GLW). Among the six indica groups, POP7 had the largest values of HD, GL, GLW, and 1 000-grain weight(TGW). A total of 27 QTLs were detected underlying these phenotypic variations in single year, while 12 of them could be detected in 2006 and 2007. GS3 marker was closely associated with GL, GW and GLW, and widely distributed in different groups. The starch synthesis related gene markers, SSI, SSIIa, SBE1, AGPL4, and ISA1, were linked to plant height(PH), panicle length(PL), flag leaf length(FLL), GW, and GLW. The SSR markers, RM267, RM340 and RM346, were linked to at least two traits. Therefore, these new markers will probably be used to improve rice grain yield or plant architecture when performing marker-assisted selection of proper alleles.     

穗肥施氮量对水稻剑叶生长及披垂的影响

以两优培九和国稻6号为材料,研究了水稻穗肥不同施氮量(0、45、90、135和180 kg/hm2)对剑叶生长和披垂程度的影响。结果表明,随着穗分化期施氮量的增加,水稻剑叶的长、宽和长宽比均相应增加,施氮对剑叶长度的影响大于叶宽。田间调查分析表明,剑叶长度与叶片披垂程度呈正相关。穗分化期增加施氮量,挺直叶片的比例下降,而披垂叶和极披叶的比例明显上升,剑叶的披垂系数也增加。国稻6号叶片披垂程度比两优培九大。