小麦籽粒清蛋白和球蛋白条件和非条件QTL分析

小麦蛋白含量的提高对营养和加工品质具有重要的意义。本研究在2年3点6个环境下,以小麦品种“花培3号×豫麦57”构建的双单倍体（doubled haploid,DH）群体为材料,通过条件和非条件QTL鉴定与小麦开花后5个时期籽粒清蛋白和球蛋白含量积累有关的基因或数量性状基因座。结果表明,基于完备区间作图法,共检测到40个非条件QTLs和34个条件QTLs,单个位点的贡献率范围为6.44%~25.13%,其中QAlu1B-3在6个环境下的第4和第5时期均被检测出。本研究结果为了解不同灌浆期QTL选择性表达奠定了理论基础,检测到的QTL可能对小麦籽粒品质的提高有重要贡献。     

水稻籼粳交DH群体幼苗中胚轴长度的QTLs定位和上位性分析

应用籼粳交IR64/Azucena的DH群体及其构建的分子标记遗传图谱,在遮光条件下,通过适温和低温逆境下发芽,测定中胚轴长度。采用QTL Mapper 基因定位软件检测控制中胚轴长度的加性效应QTLs和加性×加性上位性QTLs,在第1、3、6、7、8、12等6条染色体上定位了8个控制中胚轴长度的QTLs,其中在第1、3、7、8染色体上定位了4个具有加性效应的QTLs,位于第7染色体的1个加性效应QTL的增长等位基因来自于父本Azucena,它能使中胚轴伸长0.26 cm,其贡献率达17.5%,其余3个加性效应QTLs的增长等位基因来自于母本IR64,能使中胚轴伸长0.10～0.21 cm,在第3、7、12等3条染色体中共检测到2对加性×加性上位性效应,其贡献率分别为21.62%和2.27%,同时各检测到2对加性效应×环境的互作效应和上位性与环境的互作效应。对应用分子标记辅助育种选育中胚轴伸长的矮秆水稻的可能性进行了讨论。     

基于SNP标记连锁图谱的玉米花期性状QTL定位

以豫86×豫M1-7构建的RIL群体为作图群体，结合SNP和基因芯片技术对RIL群体进行基因型分析，构建连锁图谱，进行玉米开花期相关性状的QTL鉴定。通过对2年3点玉米开花期相关性状QTL分析，共鉴定到48个开花期性状相关的QTLs，包括18个抽雄期QTLs、16个吐丝期QTLs和14个散粉期QTLs。这些QTLs分别分布在第1、2、3、5、6、7、9、10号染色体上，单个表型贡献率范围在1.67%～20.33%；有一个QTL在3个环境下稳定检测到，3个QTL在2个环境下稳定检测到；有控制吐丝期的qDTS3-1（2018年郑州）和qDTS3-1（2019年郑州）在两个环境下稳定检测到，且贡献率为15.44%和10.12%；一个贡献率达到13.01%的环境性稳定性位点qDTA9-3，可以供分子标记辅助育种选育目标性状。     

小麦抽穗期QTL及其与环境的互作

为筛选稳定表达的小麦抽穗期QTL用于辅助选择,以旱选10号×鲁麦14的DH群体为试材,在四种环境下对抽穗期进行QTL。结果表明,该DH群体抽穗期呈连续性分布,表现为多基因控制的数量性状。四种环境下共检测到6个抽穗期加性QTLs,分别位于1B、1D、4D、6B、7B、7D染色体上,LOD值为3.13~10.88,贡献率在1.57%~6.72%之间,其中QHd-1D-1和QHd-7B与环境具有互作效应。共检测到10对上位性QTL位点,互作效应值为-0.39~0.423,表型贡献率在1.39%~4.86%之间,其中4对上位性位点与环境具有互作效应。     

水稻耐热性的QTL定位及耐热性与光合速率的相关性

应用典型的籼粳交组合IR64×Azucena花药培养的DH群体及其已构建的分子连锁图谱,在田间及温室高温条件下对该DH群体的结实性状进行考查,采用QTLmapper 1.0软件检测控制结实率的加性和上位性效应的QTL。在第1、3、4、8和11等5条染色体上,共检测到6个具有加性效应的QTL,其中位于第1、3染色体的2个加性效应QTL来自父本Azucena的等位基因,它们是耐热的QTL,能分别提高结实率9.50和6.46个百分点,其贡献率分别为19.15%和2.86%;位于其余3条染色体的4个加性效应的QTL来自母本IR64的等位基因,它能提高结实率4.33~10.37个百分点,在第1、2、3、4、5、7、8、11等8条染色体之间还检测到8对加性×加性上位性效应,其贡献率为2.27%~8.13%。同时还对水稻分蘖盛期和抽穗期进行了光合速率的测定,发现抽穗期剑叶光合速率与耐热性呈显著的正相关。     

超级杂交稻协优9308重组自交系主茎叶片数的动态QTL分析

 利用超级杂交稻协优9308（协青早B×中恢9308）衍生的重组自交系群体,采用条件复合区间作图法对主茎叶片数进行了动态QTL分析。在各时期检测到5个非条件QTL和2个条件QTL。非条件QTL qLN2.1、qLN2.2、qLN2.3和qLN2.4在第2染色体上成簇分布,单个非条件QTL可解释的表型变异介于11.68%～16.48%。2个条件QTL qLN2.2和qLN2.4表达时段与拔节盛期和抽穗盛期一致。最终只检测到1个叶片数非条件QTL,没有一个叶片数条件QTL能在测定的所有时期都有效应。表明控制水稻叶片数的QTL表达具有时空性。     

水稻籼粳交DH群体中影响白背飞虱抗虫性QTL的检测

分析了水稻籼粳交加倍单倍体(DH)群体中影响白背飞虱抗虫性和感虫性的QTL.虽然DH株系的亲本窄叶青8号和京系17没有拒取食抗性,但是白背飞虱在6个DH株系中的取食受到了强烈的抑制,可能属超亲分离.在第3染色体的粳型片段中检测到1个影响蜜露分泌的微效QTL.粳稻亲本京系17具有杀卵抗性.DH株系中的杀卵特性是通过叶鞘上杀卵反应产生的坏死症状表现的.在DH株系分蘖早期和中期,将4个杀卵作用的QTL定位在第1、2、6和8染色体的粳型片段上.出现在分蘖中期的另一个QTL被定位在第9染色体的籼型片段上.在分蘖盛期至孕穗期,杀卵位点减少至2个.整个试验期间对每个DH株系的最高杀卵级别的分析显示,在染色体2、6和9上共有4个QTL.两个主效QTL位于近邻第6染色体的粳型片段.在第1、3和5染色体上检测到3个影响第2代白背飞虱若虫密度的QTL.第3染色体上起主要作用的QTL源自粳稻亲本;第5染色体上的微效QTL源自籼稻亲本.两个白背飞虱为害的QTL位于第8和第10染色体的籼型片段,另一个QTL位于第3染色体的粳型片段.这些QTL被认为与水稻品种对白背飞虱田间抗性表达有关.     

六棱大麦抗赤霉病QTL的定位(英文)

赤霉病是最严重的大麦病害之一。由于赤霉病抗性是受多基因控制的数量性状(QTL),并且一些表型性状也影响大麦赤霉病的抗病,如棱数、株高和抽穗期等,所以抗赤霉病大麦品种的选育十分困难。为了明确加拿大六棱大麦中赤霉病抗性以及相关性状的QTLs,本研究在4年中对93个家系的DH作图群体中赤霉病抗性、呕吐毒素(DON)含量、株高、抽穗期和成熟期等相关性状进行调查,并利用分子标记(444个DArT和26个SSR标记)构建的连锁图谱对QTL开展复合区间作图。结果表明,本研究共检测到4个影响赤霉病的QTLs,其中,2个主要的QTLs定位在3H和7H染色体上,它们的加性效应为-3.44和-3.69,分别解释14.1%和17.5%的表型差异,总共解释31.6%的赤霉病抗性差异;另外2个QTLs定位于7H染色体上,但二者同时也与DON含量显著相关。此外,在3H、5H和7H染色体上确定了5个影响株高的QTLs,在2H、4H、5H和7H上确定了4个影响抽穗期的QTLs。同时发现2个赤霉病抗性QTLs和1个DON累积QTL与控制株高的QTLs聚集重叠,1个赤霉病抗性QTL和抽穗期QTLs重叠。这些与赤霉病抗性、株高及抽穗期等农艺性状紧密连锁的分子标记可进一步用于有效提高抗赤霉病大麦品种的选育效率。     

控制水稻中胚轴伸长的QTL定位

水稻中胚轴能够为幼苗破土提供动力,培育长中胚轴水稻品种有助于水稻直播技术的推广,因此,研究水稻中胚轴伸长具有重要的理论和现实意义。为分析调控水稻中胚轴伸长的遗传基础,以Asominori和IR24重组自交系(RIL)群体为材料,结合其连锁图谱,对2017年杭州收获种子的中胚轴长度性状进行QTL定位。结果表明,在Asominori/IR24重组自交系群体中共检测到3个控制中胚轴伸长的QTL位点,分别位于第2、第3和第7条染色体上,LOD值在2.34～3.41之间,单个QTL对表型贡献率在7.25%～11.07%之间。同时用Asominori遗传背景的IR24染色体片段代换系进行验证,qML2对应的代换家系CSSL12的中胚轴与Asominori相比显著伸长,qML7对应的代换家系CSSL37的中胚轴与Asominori相比显著缩短,从而验证了qML2和qML7位点的存在。与先前研究比较,qML3和qML7在不同群体不同环境下稳定表达。同时利用重组自交系群体对2018年杭州大田环境株高性状进行QTL定位,共检测到2个QTL位点,均与中胚轴QTL位点不重合,说明控制中胚轴伸长与控制株高有着不同的遗传基础。     

冰草可溶性碳水化合物含量等重要品质性状的QTL定位

冰草是小麦的重要优质基因源,为更好地利用冰草资源进行小麦育种,以四倍体杂交冰草F_2群体的246个分离单株无性系及其亲本为材料,在课题组前期已构建的冰草高密度分子遗传连锁图谱上,利用区间作图法对两年一地环境条件下测定的冰草WSC、淀粉和粗纤维含量的QTL进行了定位分析。结果发现,在LOD2.5的条件下,共检测到85个QTLs位点;在两年一地不同环境条件下均能检测到的稳定QTLs有11个,分布在冰草LG1、LG3、LG8、LG9、LG10和LG14连锁群上,遗传贡献率范围在10.1%～41.4%之间。贡献率20%的主效QTLs有6个,分别是qwsc1-1(2)-1、qwsc10-1(2)-2、qwsc14-1(2)-3、qst3-1(2)-5、qcf1-1(2)-3和qcf8-1(2)-2。本研究明确了各稳定QTLs的分子标记位点和遗传效应,为深入开展冰草3个品质性状QTL的精细定位及分子标记辅助育种等研究奠定了基础。     

基于小麦产量三要素的产量条件QTL分析

为了从单个QTL水平上解析产量与产量三要素的遗传基础,利用花培3号和豫麦57杂交获得的168个家系的DH群体及其遗传图谱,在5个环境下对产量进行了非条件QTL分析和基于产量三要素(穗粒数、千粒重和单位面积穗数)的条件QTL分析,共检测到9个非条件QTL和28个条件QTL。其中,检测到2个主效QTL(QY.sdau-4D和QY.sdau-6D.2),它们可分别解释15.77%和10.16%的表型变异。分别检测到6个"一因多效"QTL和11个微效QTL;其中,QYsdau-4D.2通过影响单位面积穗数、穗粒数和千粒重而影响产量,QYsdau-2D.1和QYsdau-3A.1能提高单位面积产量但不影响穗粒数,即单位面积产量和穗粒数在该位点上几乎没有关联。本研究结果为通过分子设计聚合高产有利基因提供了理论基础,对培育单位面积产量大幅度提高的小麦新品种具有重要意义。     

QTLs for malting flavour component associated with pre-harvest sprouting susceptibility in barley (Hordeum vulgare L.)

Lipoxygenase (LOX) is a key factor affecting quality of beer in terms of foam stability and flavour. Low LOX content is a desirable trait for malting quality. A doubled haploid (DH) population was made from a cross of Australian malting barley Stirling and Canadian malting barley Harrington and mapped with 513 molecular markers. The 120 DH lines with their parents were planted in field trials and the harvested grains were micro-malted for analysis of LOX content in two consecutive years. LOX content was controlled by both genetic effects and environment conditions. Three QTLs were consistently detected. One QTL flanked by the markers E6216 and SCssr03907 at the telomere region of chromosome 5HL contributed 39% of genetic variation in LOX content. The second QTL close to the centromere region of chromosome 5H accounted for 17% of genetic variation. A minor QTL on chromosome 2H explained 6% of genetic variation but was significant in both years. The Australian variety Stirling contributed to higher LOX content for the three QTLs. The two QTLs mapped at chromosome 5H for LOX content coincided with the QTLs for seed dormancy/pre-harvest sprouting from the same population. The pre-harvest sprouting susceptible alleles were associated with low LOX content, which indicated that the low LOX QTL from the Canadian malting barleys are only useful in the barley growing areas where the pre-harvest sprouting risk is low. New genetic sources for low LOX should be exploited in different germplasm with different mechanisms.     

水稻剑叶角度的QTL分析

以剑叶角度差异显著的籼稻窄叶青8号和粳稻京系17以及由它们构建的加倍单倍体群体为材料,在抽穗期测量其剑叶角度,并利用该群体构建的分子图谱进行数量性状座位分析。分别在第1、2、3和12染色体上检测到4个QTL(qFLA-1、qFLA-2、qFLA-3和qFLA-12),贡献率分别为10.6%、11.8%、9.8%和8.1%,其中qFLA-1、qFLA-2的加性效应来自京系17,qFLA-3和qFLA-12的加性效应来自窄叶青8号。多个增效等位基因的聚合明显提高剑叶角度。讨论了这些控制剑叶张开性状的QTL在常规稻和杂交稻育种上的应用前景。     

地方小麦品种贵协3号赤霉病抗性QTL的定位与效应鉴定

为明确抗填料霉病地方小麦品种贵协3号的赤霉病抗性遗传基础,利用感赤霉病品种绵麦96-5及其构建的含有196个株系的双单倍体(doubled haploid,DH)群体为材料,于2018和2019年分别在江苏南京和四川绵阳对赤霉病严重度进行调查,并利用55K DArT基因芯片技术构建的遗传图谱进行QTL定位。结果表明,所构建的遗传图谱覆盖小麦全基因组,图谱全长15 195.8 cM,平均图距10.6 cM。利用复合区间作图法共检测到3个抗赤霉病QTL（QTL-FHB.GX-2B、QTL-FHB.GX-5B和QTL-FHB.GX-7A）,分布在2B、5B和7A染色体上,抗性等位基因均来自于抗病亲本贵协3号,可解释1.2%~1.5%的表型变异,说明贵协3号的赤霉病抗性是多个微效基因/QTLs的累加效应。     

多环境条件下大豆蛋白质含量稳定性QTL分析

为定位大豆蛋白质含量稳定性QTL,从而为培育高蛋白大豆品种提供依据,本研究利用源自美国大豆Charleston和中国品种东农594杂交获得的147个株系组成的重组自交系群体,利用三种生态环境下三年数据估算的Shukla稳定性方差对大豆蛋白含量进行了遗传和QTL分析。结果表明,利用复合区间作图法（CIM）检测大豆蛋白稳定性QTL得到2个QTL,分别为qPRO1-1和qPRO17-1,位于连锁群A1和L上,贡献率分别为4.70%和5.73%,共解释10.43%的表型变异。利用混合区间作图法MIM检测到2对上位性QTL,互作染色体为A1×G和A1×A2,上位效应分别为0.19**和-0.22,贡献率为12.82%和17.42%,共解释30.24%表型变异。本实验分析多个环境下的数据,考虑到了QTL 与环境的互作效应,在三种环境条件下分析QTL,检测到了在不同环境下可以稳定出现的QTL位点。控制大豆蛋白含量的QTL位点,都表现出明显的上位性效应和GE互作效应。其中稳定性较好的QTL和公共图谱上定位的调控大豆蛋白质含量的QTL prot 1-7、cq oil003、oil8-1, prot 17-5、prot 2-1、prot 12-1等在区间上一致。     

水稻苗期发根力的QTL和上位性分析

以典型籼粳交(窄叶青8号/京系17)F[sub]1[/sub]花培加倍的DH群体为材料,采取水上栽培方法,考察苗期根系发根力。利用已构建的分子连锁图谱,采用基于混合的线性模型复合区间作图法对水稻苗期发根力进行QTL和上位性分析。在第3染色体的C63-CT125之间检测到1个发根力的主效QTL,同时也检测到影响发根力的5对上位性效应基因座,分别位于第2、3、5、6、7、12染色体上,其中影响根长、根数上位性效应各有两对区间,有一对既影响根长,又影响根数。