水稻胚芽鞘长度与抗旱性的关系及QTL定位

对由水稻品种珍汕97B和旱稻品种IRAT109构建的重组自交系195个株系的胚芽鞘长度及抗旱系数的研究表明,水分胁迫下水稻重组自交系群体的胚芽鞘长度与抗旱系数的相关系数为0.2206**。应用由213个SSR标记构建的遗传连锁图对控制胚芽鞘长度和抗旱系数的QTL进行了定位。检测到胚芽鞘长度和抗旱系数的主效QTL各为13个和5个,单个QTL对表型的贡献率为2.28%～22.65%;在第9染色体上两者的QTL出现在相同的分子标记区间（RM160-RM215）。检测到胚芽鞘长度和抗旱系数的互作位点分别为17对和3对,影响胚芽鞘长度的互作位点联合贡献率为5835%;影响抗旱系数的互作位点联合贡献率为11.93%。控制胚芽鞘长度和抗旱系数的QTL分别与其他研究中控制根系性状（深根干质量、根深、根长、根数等）的QTL位于相同的标记区间。     

水稻剑叶全氮含量及其变化的遗传分析

 以籼稻品种IR24 和粳稻品种Asominori 及其染色体片段置换系（CSSLs）群体为遗传研究材料, 在抽穗后5个不同时期分别测定剑叶全氮含量，并结合水稻RFLP分子标记连锁图谱,对水稻剑叶全氮含量性状进行QTL的动态定位，探讨了控制剑叶全氮含量基因在水稻发育过程中的时序表达方式。在抽穗后各时期共检测到7个QTL, 位于第2和第11染色体上的2个QTL（QN 2、QN 11）增效基因来自粳稻品种Asominori，其他QTL的增效基因来自籼稻IR24；抽穗后2周内检测到2个QTL，即QN 3和QN 8b, 其加性效应值较大, 解释表型变异的贡献率较高；后期检测到的QTL加性效应和贡献率较低，位于第2染色体上R3393的QN 2位点的基因在抽穗后第3周内表达, 位于第8染色体上G1149的QN 8位点的基因在抽穗后第4周内表达，位于第11染色体上G1465的QN 11位点的基因在抽穗后４周和５周持续表达。控制剑叶全氮含量的基因在抽穗后早期表达较为活跃，可以应用于改良水稻品种的剑叶光合功能；在测定末期检测到的控制剑叶全氮含量的QTL，则可以用于延缓叶片早衰的育种改良。     

多环境下粳稻株高动态QTL分析

 为阐明粳稻株高动态发育遗传基础,在南京和泗洪3个环境下种植粳稻品种秀水79和C堡及其杂交衍生的254个重组自交家系,利用混合线性模型和最佳线性无偏预测方法对3个环境下不同时期株高变异的各效应值进行估计,进而利用非条件和条件QTL定位的方法对控制株高性状的静态位点和动态位点进行了检测。结果表明,3个环境中RIL群体各期株高均呈正态分布并出现双向超亲分离。株高受环境的影响随发育进程而不断减小。成熟期检测到5个QTL,其中qPH8.3仅在该时期检测到。采用非条件定位的方法共检测到15个非条件加性QTL。不同时期检测到的同一加性位点,增效等位基因来自于同一亲本,加性效应的大小随着发育进程而增大。条件定位的方法共检测到16个条件加性QTL和16个互作位点对,6个加性QTL在不同的两个时间段检测到,其余位点（位点对）均在单个时期检测到。从播种至移栽后42 d、移栽后56 d至70 d以及移栽后98 d至112 d这3个时间段,株高性状以加性遗传效应为主;移栽后42 d至56 d以及移栽后70 d至84 d这两个时间段受加性效应和上位性效应共同控制;而移栽后84 d至98 d则以上位性遗传效应为主。G×E互作遗传效应在整个调查时期均很小。多环境条件下两种定位方法的结合有助于更全面地了解株高在不同发育时期的遗传基础。     

水稻顶部三叶与穗重的关系及其QTL分析

 摘要: 对水稻汕优63重组自交系群体顶部3张叶片的长、宽、重和单穗重等10个性状进行了相关分析和QTL定位。穗重与9个叶片性状存在极显著的正相关，其中与倒2叶重的相关系数最大，剑叶重次之。所有性状在重组自交系群体中均存在双向超亲分离，接近正态分布。共检测到44个主效QTL和43对双位点互作影响上述10个性状。主效QTL分布于水稻的除第8染色体外的其余11条染色体上，贡献率介于3.19%~26.23%；互作分布于水稻的12条染色体上，贡献率变幅为2.03%~8.93%。第2染色体的R2510-RM211标记区间同时检测到控制单穗重和倒2叶重的QTL，该QTL对超级稻株型育种具有应用价值。     

利用选择导入系进行水稻耐低磷鉴定与QTL定位分析

选取我国当前生产上大面积推广应用的籼稻恢复系明恢86和蜀恢527作为轮回亲本,以籼稻品种爷驼崽为供体亲本构建了2个BC2F4群体,在河北廊坊田间正常土壤正常施肥(对照)、贫瘠土壤正常施肥和贫瘠土壤低磷胁迫这三种处理下进行产量及相关性状的表型评价。同时,在北京温室采用水培法进行苗期耐低磷鉴定。在廊坊检测到49个产量及相关性状主效QTL,这些QTL对表型变异的贡献率为6.7%~16.5%;其中有25个(51.0%)QTL的有利等位基因来自供体亲本爷驼崽。在北京检测到影响耐低磷相关性状(根长、根系干质量、根冠比、地上部分干质量和总干质量)的主效QTL 48个,这些QTL对表型变异的贡献率为7.7%~16.6%;其中有21个(43.8%)QTL的有利等位基因来自供体亲本爷驼崽。多达79.6%的QTL能在廊坊环境两个或两个以上处理下被检测到,特别是与每穗总粒数、结实率和千粒重有关的QTL,不仅能稳定的表达,并且它们在不同处理下具有比较一致的效应。在检测到的所有QTL中,有8个染色体区段在两种环境的低磷胁迫条件下被同时检测到,其中与第12染色体RM511(Bin12.4)紧密连锁的位点,同时控制每穗实粒数、每穗总粒数、根长、根系干质量、地上部分干质量和总干质量等6个性状。     

水稻种子低氧发芽力的QTL定位和上位性分析

利用35份水稻品种资源,评价了在不同水深、温度等低氧条件下的种子萌发情况,表明水温30℃、水深0.2 m下黑暗萌发5 d为最佳鉴定方法,并以此条件下水稻种子萌发的芽长为鉴定指标,评价了359份水稻品种低氧发芽力地区间、籼粳间的差异。进一步利用81个Kinmaze/DV85 重组自交系群体进行了水稻低氧发芽力数量性状位点分析, 在第1、2、5、7染色体上检测到5 个低氧发芽力QTL,其中第5染色体上存在2个QTL,各QTL的贡献率为10.5%～19.6%。同时进行上位性分析,检测到3对互作位点,分别位于第2、3、5、11染色体上,其中位于第3染色体上标记C563-X182之间的位点与第5染色体上标记R830-X208之间的位点的互作贡献率高达48.78%。     

利用染色体片段置换系群体检测水稻叶片形态QTL

 水稻叶片的形态改良是水稻株型育种和产量育种的重要目标之一。以9311/日本晴染色体片段置换系（CSSLs）群体为材料,定位了上3叶叶片长、宽、叶面积共9个性状QTL,分析了叶片性状与产量性状之间的相关性,同时定位了主穗重及产量构成因素（颖花数、千粒重、结实率）相关QTL。结果表明,CSSLs群体的叶片性状之间存在显著或极显著相关性;叶片性状与主穗重呈显著或极显著正相关,与主穗颖花数呈极显著正相关;叶片形态多数性状与结实率、千粒重没有显著相关性。两年共定位到20个叶片性状QTL,分布于第1、3、4、5、6、9、11共7条染色体的10个区间,贡献率为3.82%~14.61%,其中贡献率大于10%有6个,多个QTL成簇分布在相同区间,3个QTL在两年间重复检测到,8个QTL为前人未报道的新位点。两年共检测到16个与控制主穗产量相关的QTL,分布于第1、2、3、5、7、8、10共7条染色体13个区间,其中有7个主穗产量相关QTL所在5个区间与叶片形态14个QTL所在区间一致。     

两种光、氮条件下玉米苗期根冠性状QTL定位

以根、冠性状差异显著的亲本478和Wu312为基础材料,构建了含218个株系的F8重组自交系群体,利用该群体构建了包含184个SSR标记的遗传连锁图谱,图谱总长度为2 084.1 cM,平均图距为11.3 cM。在低光、高氮下和高光、低氮下对玉米苗期地上部干重、根干重、根冠比、最大根长进行了QTL定位分析,两种条件下共定位到21个与苗期根冠性状相关的QTL位点,低光、高氮条件下定位到11个QTL位点,高光、低氮条件下定位到10个QTL位点,分别位于第1、2、3、4、5、6、7、9染色体上。第6染色体上定位到7个位点,其中一个为控制低光、高氮下根干重的主效位点,贡献率为25.3%。在第1染色体上umc1335-bnlg1556区段同时检测到高光、低氮条件下地上部干重和根冠比的QTL位点,这些位点与地上部干物质的形成密切相关。     

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。     

蓖麻枯萎病抗性的ＱＴＬ定位分析

      本研究用YC2×YF1抗、感组合的F2群体在两个环境中对蓖麻枯萎病抗性进行了QTL定位。遗传分析表明,群体中枯萎病抗性呈连续性偏态分布,后代表型偏抗性亲本。2014年检测到5个QTL,解释了总变异的18.21%,单位点贡献率为0.05%~12.32%。2015年分别在出苗后20d、30d、40d、现蕾期和乳熟期进行了动态定位,分别检测出4、12、13、4和1个QTL,单位点贡献率为1.64%~-21.91%,5个发育时期检出的QTL,主要集中在第3、4和8连锁群上。有1个QTL 在4个时期、3个QTL在3个时期、6个QTL在2个时期被重复检测到。在第8连锁群上一个QTL在两个环境同一时期被重复检测到。以上结果可为蓖麻抗枯萎病分子标记辅助选择提供参考。     

水稻苗期氮素吸收及其相关性状的QTL分析

以来自于Koshihikari/Kasalath//Koshihikari的回交重组自交系群体为材料,采用流动液体培养和同位素示踪技术,对水稻苗期氮素吸收速率及其相关性状进行QTL分析。结果表明,地上部干质量(SW)、根系干质量(RW)、根冠比(R/S)、地上部相对生长速率(RGRS)和根相对生长速率(RGRR)等与氮素吸收力(NAA)和氮素吸收速率(NAR)密切相关。在SW、RW、植株含氮量、NAA、高氮下的氮吸收速率(HNAE)和低氮下的氮吸收速率(LNAE)上分别检测到1、4、1、3、1和1个主效QTL,主要分布在第6、7、8和10染色体上;R/S、RGRS和RGRR没有检测到主效QTL;NAA、LNAE和RW间存在明显的QTL一因多效或邻近表达现象。     

Mapping quantitative trait loci associated with root growth in upland rice (Oryza sativa L.) exposed to soil water-deficit in fields with contrasting soil properties

A mapping population of 114 lines from Bala × Azucena was grown under drought stress at two field sites with contrasting soil physical properties. Drought was imposed between 35 and 65 days after sowing (DAS) and root density at 35 cm depth was measured 70 DAS. Leaf rolling, leaf drying and relative water content were recorded as indicators of drought avoidance. Root density correlated with indicators of drought avoidance. Two significant and two putative quantitative trait loci (QTLs) for root density and 28 QTLs for drought avoidance were identified. Most QTLs did not agree between sites. There was also reasonable agreement between leaf-drying QTLs and previously reported root-growth QTLs detected under controlled conditions (in contrast to a previous screen on soil with a higher penetration resistance). These data also reveal QTL × environment interaction, which will need to be understood more clearly if progress towards breeding for drought resistance via alterations of root morphology is to be achieved.     

Upland rice grown in soil-filled chambers and exposed to contrasting water-deficit regimes: II. Mapping quantitative trait loci for root morphology and distribution

Root morphological characteristics are known to be important in the drought resistance of some rice (Oryza sativa L.) varieties. The identification of quantitative trait loci (QTLs) associated with root morphology and other drought resistance-related traits should help breeders produce more drought resistant varieties. Stability in the expression of root growth QTL across rooting environments is critical for their use in breeding programs. A greenhouse experiment in which a mapping population of 140 recombinant inbred lines and the parental varieties Bala and Azucena were grown in glass-sided soil chambers and evaluated for root growth and water uptake was conducted. In each of 2 years, two treatments were used; an early water-deficit (WD0) in which seeds were sown into wet soil but received no more water, and a late water-deficit (WD49) in which the plants were watered for 49 days and then received no water for a week. The major differences between treatments and years in dry matter partitioning and root growth traits are reported elsewhere. Here, the identification of QTLs for root growth traits by composite interval mapping is described. At LOD>3.2, there were six QTLs for the weight of roots below 90 cm and maximum root length, 11 for root to shoot ratio, 12 for the number of roots past 100 cm, and 14 for root thickness. A total of 24 regions were identified as containing QTLs (these regions often contained several QTLs identified for different root traits). Some were revealed only in individual experiments and/or for individual traits, while others were common to different traits or experiments. Seven QTLs, on chromosomes 1, 2, 4, 7, 9 (two QTLs) and 11, where considered particularly noteworthy. The complex results are discussed in the context of previously reported QTLs for root growth in other populations, the interaction between QTL with the environment and the value of QTLs for breeding.     

花生荚果大小和重量相关性状的QTL定位分析

荚果相关性状是花生产量构成的重要成分。为解析花生产量及产量相关性状的遗传基础，挖掘稳定存在的QTL，以荚果大小和重量存在显著差异的中花5号和ICGV 86699为亲本衍生的包含166个重组自交系群体为材料，对3个荚果相关性状中荚果长、荚果宽在5个环境，百果重在6个环境下进行性状考察，并结合群体的基因分型数据进行QTL定位分析。共检测到9个荚果长QTL、10个荚果宽QTL和12个百果重QTL。有10个QTL在多个环境被重复检测到，其中6个QTL在不同地点重复检测到，为稳定表达QTL，且稳定表达的QTL中5个（qPLB06.2、 qPLB06.3、qPWB06.2、qHPWB04.3、qHPWB06.3）在至少1个环境中贡献率超过10%。共发现5个QTL簇，其中位于 B06上的QTL簇Ⅳ和Ⅴ，均在多个环境下检测到稳定调控荚果长、荚果宽和百果重的QTL共定位，表明这些荚果相关性状具有明显的遗传相关性。      

不同秸秆还田模式对大豆根系分布的影响

对免耕、灭茬还田和传统耕作条件下大豆根系在土壤剖面中的垂直分布的变化规律进行了研究,为改善在保护性耕作条件下大豆根系发育条件提供参考。结果表明,免耕、灭茬还田和传统耕作模式的根长、根表面积、根体积及根干重均主要分布于土壤剖面0～10 cm深度。在0～10 cm深度内,不同耕作模式之间的根体积密度、根干重密度差异显著,其中免耕模式最低。在10～20 cm深度内,免耕模式根长密度、根表面积密度、根体积密度和根干重密度最低,其根长、根表面积、根体积和根干重占土壤剖面比例最低。土壤剖面根长、根表面积、根体积和根干重累加值亦表现为免耕最低,灭茬还田与传统耕作差异不显著。灭茬还田模式的根长密度、根表面积密度、根体积密度及根干重密度与传统耕作差异不显著,同时其根长、根表面积、根体积及根干重的垂直分布与传统耕作间差异亦不显著。土壤机械阻力和根长密度、根表面积密度、根体积密度及根干重密度呈显著负相关,土壤机械阻力是限制免耕模式大豆根系发育的重要因素。     

两种磷水平下玉米苗期根系性状的QTL定位

以耐低磷性状具有明显差异的玉米自交系X178和9782为亲本构建的重组自交系为研究材料,在正常供磷与低磷胁迫下对玉米苗期根系和地上部分干重等性状进行表型鉴定和QTL定位分析。结果表明,低磷胁迫下重组自交系地上部分干重下降最多,显示低磷胁迫下玉米苗期优先确保根系生长发育。两种磷水平下共检测到9个性状的16个QTL,主要位于第1染色体上,其中,正常磷水平下富集了5个QTL的bin1.06区域、低磷胁迫下集中了3个QTL的bin1.03区域可能是含有控制根系或磷利用相关性状基因的重要染色体区域。在定位的16个QTL中,位于第7染色体的根冠比QTLqRRS7_LP可解释表型贡献率高达14.06%,且增效等位基因来源耐低磷亲本X178,表明若对该位点进行分子标记辅助选择,可能会对耐低磷性状改良具有明显的选择效果。     

盐对柚幼苗的胁迫效应分析

以坪山柚为材料,研究了盐对坪山柚幼苗的胁迫效应。结果表明:40mmol/LNaCl胁迫30d,坪山柚幼苗受害症状轻,幼苗生长受影响小;80~200mmol/LNaCl胁迫30d,随NaCl浓度提高,坪山柚幼苗受害症状逐渐加重,幼苗株高、叶面积、地上部干重和根部干重明显降低。不同浓度NaCl胁迫20d,坪山柚幼苗根及地上部Na+,Cl-,甜菜碱质量分数增加,K+质量分数及K+/Na+质量比下降。NaCl胁迫影响坪山柚幼苗生长与Na+和Cl-大量积累有关。NaCl胁迫下,维持相对稳定的根与冠干重比、保持根K+与Na+质量比>1及根部具有较高的甜菜碱含量,是坪山柚幼苗耐盐胁迫的一种适应。      

不同施磷量对大豆苗期根系形态性状的影响

通过盆栽试验，对不同磷施用量条件下的大豆根系形态进行研究。结果表明，磷显著增加根系干重、根长、根表面积和根体积，在低磷P50（50mg／kg）处理下，根干重、根长、根表面积和根体积分别比P0（0mg／kg）处理增加88．0％、97．1％、101．7％和104．9％。适量的磷可促进根系的生长，增大根系在土壤中的养分吸收空间。磷对大豆根系形态性状的影响主要表现在根量及根长的增加上，而与不同粗细的根系分布比例关系不大。在不同施磷处理间，高磷P100（100mg／kg）处理的根系性状弱于低磷PSO处理。磷对根系的促生长作用是有一定范围的，过高的磷不但不会进一步改善根系性状，反而对其生长产生抑制作用。