玉米自交系子粒大小和形状分类及其与营养成分相关分析

使用包含丰富遗传变异的508份玉米自交系对玉米子粒大小和形状等8个性状进行考察,分析其在不同遗传材料间的分布差异,基于该群体建立子粒大小的分类指标,研究子粒大小和形状与子粒营养间的相关性。结果表明,子粒大小和形状等8个性状的平均变异系数（CV）为10.8%,其中,粒长变异大于粒厚和粒宽;粒厚和粒宽呈高度正相关,粒厚和粒长呈较强负相关,同时粒长和粒宽相关不显著;子粒整体大小在不同类群中的变异较小,粒长、粒厚、粒宽长比等形状性状在不同类群中差异显著,其中,坚秆综合群材料的子粒偏长、偏薄,热带/亚热带及非坚秆综合群材料的子粒偏宽、偏厚。508份自交系被分为特大粒、大粒、中粒、小粒和特小粒5个类别,子粒大小和形状等8个性状和子粒营养的相关性都较弱,且大部分为负相关,表明子粒大小和形状不是决定子粒营养的主要因素。     

粳稻粒形遗传初步研究

以国内外8个不同粒形的粳稻品种及其56个正反交组合为材料，通过方差分析。杂种与父母本间相关分析和F2分离群体正态分布检验，结果表明，组合间粒厚差异不显著，而组合间粒长，粒宽，粒重差异均达显著水平；正反交间粒长差异显著，粒宽，粒厚，粒重差异不显著，说明粒长存在明显的细胞质效应，杂种谷粒长，宽，重与父，母本及中亲值呈正相关，而且与母本及父母本均值相关性均达显著水平；表明杂种的粒形性状受母本的影响更大，F1粒形多为双亲之间，且F2呈连续的正态分布，表明粒形属多基因控制的数量性状。     

大气CO2浓度增加对水稻粒形和粒重数量性状基因座的影响

利用“Asomonori与IR24”的置换系群体,对水稻的粒长、粒宽、粒型（粒长,粒宽）、粒厚和千粒重等5个性状在CO2浓度分别为370μmol／mol（简写为Ambient）和570μmol／mol[FACE（Free Air CO2 Enrichment）]的条件下进行了QTL分析。在FACE下,共检测到分布在6条染色体上的18个QTL,其贡献率差异较大,在9．2％～42．2％之间,其中有17个QTL的贡献率超过15％,分别是控制千粒重的1个QTL、粒长的10个QTL、粒宽的1个QTL、粒型3个QTL和粒厚的2个QTL;在Ambient下共检测到分布在5条染色体上的9个QTL,其贡献率在9．4％-30．0％之间,其中控制粒长的1个QTL、粒宽的2个QTL和粒型3个QTL的贡献率超过15％。两CO2浓度下能重复检出的QTL共3个,其它只能在1个环境中检测到。与Ambient下的QTL结果相比,FACE对粒形及粒重的影响较大,可以增加微效基因的数量,同时还可增加主效基因的贡献率。     

利用高密度SNP标记定位水稻粒形相关QTL

以"巨穗稻"R1128与粳稻品种日本晴杂交,构建包含781个单株的F2分离群体,利用高通量测序技术开发高密度SNP标记并构建超高密度的遗传连锁图谱,对水稻粒长、粒宽和粒厚3个性状进行QTL定位分析。共检测到分布于除第1,11,12号染色体以外的9条染色体上的19个粒形相关QTL,其中10个控制粒长,5个控制粒宽,4个控制粒厚,这些QTL中,粒长QTL q GL4-2、q GL7-2、q GL10-2、q GL10-3,粒宽QTL q GW6,粒厚QTL q GT4、q GT8可能为新发现的粒形相关位点。     

二棱啤酒大麦籽粒大小的差异性及相关性分析

为给二棱啤酒大麦品种籽粒性状的改良和优质啤酒大麦原料适宜生产区的选择提供参考依据,研究了10个二棱大麦品种(系)粒长、粒宽、粒厚及千粒重4个籽粒性状在品种(系)及试点间的差异和各性状间的相关性.结果表明:(1)大麦粒长、粒厚及千粒重在品种(系)及地点间的差异均达显著或极显著水平;粒宽在品种(系)及地点间的差异均不显著;粒厚在地点间的差异(F=25.02**)显著大于品种(系)间的差异(F=3.69**),千粒重在地点间的差异(F=340.74**)亦显著大于品种(系)间的差异(F=26.30**);品种(系)与地点互作对大麦千粒重的影响极显著;千粒重在品种(系)间的显著差异大于其余3个性状.(2)扬州和南通的粒长显著大于连云港点;连云港和南通的粒厚显著大于扬州点;千粒重在3试点间的差异均达到显著水平,以南通最高,连云港次之,扬州最低.(3)除籽粒厚度与千粒重呈极显著正相关(r=0.8011**)外,其余各籽粒大小性状间均呈不显著的正相关或负相关.     

2套半同胞籼粳交重组自交系粒形性状的相关和遗传分析

利用以粳稻品种日本晴为背景与不同粒形供体亲本构建的2套半同胞籼粳交重组自交系(RILs)为材料,分析了连续2年田间种植的水稻籽粒粒长、粒宽和粒厚等粒形性状的表型分布特征。结果显示,所有粒形性状均表现为单峰或多峰连续分布特征。采用主基因+多基因混合遗传模型,分析了各性状的遗传方式,结果表明:在日本晴/特大籼RILs中,粒长由2对显性上位作用的独立主基因+多基因控制,粒宽由2对重叠作用的独立主基因控制,粒厚由2对等加性作用的连锁主基因控制;在日本晴/R1126 RILs中,粒长表现为2对互补或抑制作用的独立主基因+多基因遗传模式,粒宽遗传由2对互补作用的独立主基因控制,粒厚由4对主基因+多基因控制。     

水稻粒形及千粒重QTL定位与上位性分析

利用粒形及千粒重存在显著差异的2个亲本(TY319、8B)杂交构建的F3群体为作图群体,对粒长、粒宽、长宽比及千粒重进行QTL定位与上位性分析。共检测出13个影响粒形及千粒重的QTL,分别位于第1,2,4,7,8,10,12染色体,LOD值介于2.66~5.88,表型变异贡献率介于7.41%~44.93%,其中,第1染色体上控制长宽比的q LWR-1未见报道,可能是新的QTL。此外,通过上位性分析,粒长、长宽比和千粒重3个性状共检测到21个互作,粒宽未检测到互作位点。     

基于单片段代换系玉米子粒性状的QTL定位

利用lx9801为遗传背景的昌7-2单片段代换系为基础材料,通过一年两点的田间试验,对粒重、粒长、粒宽和粒厚进行QTL分析。在两个试验点共检测到31个玉米子粒性状的QTL,包括12个粒重QTL、7个粒长QTL、8个粒宽QTL和4个粒厚QTL。其中,有2个粒重QTL、2个粒长QTL和1个粒厚QTL在两试验点同时检测到,可分别解释5.53%、9.09%、4.55%、4.18%和7.70%的表型变异。     

特大粒水稻材料粒型性状的QTL检测

 利用特大粒粳稻TD70（2011年千粒重达80 g）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年和2011年对粒长、粒宽、粒厚性状进行鉴定,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。共检测到粒型性状的 QTL 18 个,分布于第2、3、5、7、9和12染色体上。其中,控制粒长的QTL 5个,控制粒宽的QTL 6个,控制粒厚的QTL 7个。两年间均能检测到的QTL有7个,分别为粒长QTL qGL3.1,粒宽QTL qGW2.1、qGW2.2、qGW5.1、qGW5.2,粒厚QTL qGT2.3、qGT3.1;其平均贡献率分别为56.19%、4.42%、29.41%、10.37%、7.61%、21.19%和17.06%。第2染色体RM1347-RM5699区间是粒长、粒宽、粒厚的共同标记区间。第3染色体RM6080-RM6832区间为粒长qGL3.1、粒厚qGT3.1共同标记区间。18 个QTL的增效等位基因均来源于大粒亲本TD70,且增效作用显著。定位的大部分位点包含已报道的精细定位和克隆的主要粒型基因;除第2染色体的qGW2.1（qGT2.1）、qGW2.3、qGL2.2和第12染色体的qGT12等位点已有粒型性状相关报道外,定位的qGT22,qGW9 和qGT9可能是新的QTL。     

小黑麦种子外观品质性状的遗传研究

为研究小黑麦外观品质性状的遗传规律,利用SD 04-1等6个小黑麦品种进行完全双列杂交,采用胚乳性状的遗传模型及其分析方法对亲本和F1所结种子的粒长、粒宽、粒厚等性状进行遗传分析.结果表明,种子外观性状的表现同时受制于胚乳核基因、母体植株基因和细胞质基因三套遗传体系.控制种子粒长的遗传效应主要是种子直接加性效应(VA=0.138**),种子的粒宽、粒厚、长宽比和长厚比的遗传效应主要受母体显性效应控制(母体遗传方差占总遗传方差的35.59%～51.52%),粒长和粒厚存在细胞质效应.研究还发现,小黑麦粒长、长宽比、长厚比以胚乳直接遗传率为主,粒厚的细胞质遗传率也达到了极显著水平.就外观性状总体情况而言,参试亲本以P1 (SD 04-1)、P3(04草鉴3)为好,其三种遗传效应能显著改善多数外观性状.     

稻米的密度与千粒重及粒型性状的相关性研究

测定了161份不同类型水稻材料的谷粒、糙米的密度及其粒型参数。结果表明,谷粒的密度与谷粒千粒重、谷粒粒长呈极显著正相关,与谷粒长宽比和谷粒百粒体积显著正相关;糙米的密度与糙米千粒重、糙米粒长、糙米百粒体积、糙米粒厚均呈极显著正相关,与糙米宽显著正相关。通径分析表明,谷粒和糙米的千粒重对密度的直接正效应最大;百粒体积和粒宽对密度的直接负效应较大;谷粒其他性状也多是通过谷粒千粒重和百粒体积来间接影响谷粒密度的;而糙米不同性状的间接效应较复杂。谷粒回归模型表明,需增加合理解释谷粒密度变异的预测变量;而糙米回归模型表明,糙米千粒重、粒厚、百粒体积可解释糙米密度因变量的70.2%。     

多环境下大豆子粒大小性状的全基因组关联分析

为探究多环境下大豆子粒大小性状的分子遗传基础,挖掘与子粒大小性状相关的SNP位点和候选基因,利用150份大豆种质资源在2019年和2020年6个环境条件下对大豆子粒粒长、粒宽、粒厚和百粒重性状进行表型测定,并进行全基因组关联分析。结果表明：在CMLM（压缩混合线性）模型下,在6个环境条件下检测到896个与子粒大小性状显著关联的SNP位点,分布于20条染色体。不同性状检测到72个重叠的SNP位点。检测到39个稳定遗传的SNP位点,贡献率为10.68%~24.93%。通过稳定性与重叠性分析,获得35个稳定表达的SNP位点,贡献率为10.92%~23.16%。在粒宽、粒厚及百粒重性状中同时检测到显著关联的SNP位点最多,位点rs16533609的贡献率最高（16.51%）。根据稳定表达的SNP筛选候选基因,推测Glyma.03G006600、Glyma.04G077100、Glyma.08G203600、Glyma.12G195400、Glyma.17G039800、Glyma.18G202100和Glyma.20G215700等7个基因对大豆子粒大小性状有调控作用。     

3个国外引进汉麻(Cannabis sativa L.)品种的吸水及萌发特性研究

以3个国外引进汉麻新品种格列西亚(V1)、金刀15(V2)和格里昂(V3)为试验材料,研究其形态特征及萌发、吸水特性。结果表明,3个汉麻品种的粒长、粒宽及粒厚之间存在显著性差异;汉麻种子的相对吸水量和单位面积吸水量表现为V2V1V3,相对吸水量之间差异显著;汉麻种子吸水率表现为V3V1V2,且其吸水速率呈快-慢-稳定的趋势;3个汉麻种子的发芽指数、活力指数之间差异显著。相关分析表明,相对吸水量、单位面积吸水量、平均吸水速率和平均吸水率与千粒重、粒长、粒宽之间呈极显著正相关,而相对吸水量、平均吸水速率与粒厚之间呈负相关关系;发芽率、发芽势、活力指数、苗鲜重与千粒重、粒长、粒宽之间呈正相关,与粒厚呈负相关;活力指数与粒长之间呈显著正相关;活力指数与吸水特性的相关性达极显著水平。从萌发和吸水特性考虑,汉麻种子应选粒宽适中、粒细长、粒厚小为最佳。该研究为汉麻选种及播种奠定了理论基础。     

基于水稻单片段代换系的粒形QTL定位

 粒形是重要的农艺性状,既影响水稻产量也影响稻米品质,是典型的数量性状,易受遗传背景和环境因素的影响。染色体单片段代换系降低了遗传背景的干扰,是鉴定QTL的新型遗传材料。利用单片段代换系为材料,共鉴定出了22个与粒形相关的QTL,包括7个粒长QTL,6个粒宽QTL,5个谷粒长宽比QTL和4个粒厚QTL,分布于除第6、9、11和12染色体外的8条染色体上。这些结果为粒形QTL的克隆和分子育种奠定了基础。     

节节麦居群间的籽粒性状变异及相关性分析

为了给节节麦的遗传研究提供信息,对来自中东地区及中国陕西、河南及新疆的214份节节麦材料的籽粒性状的变异及相关性进行了分析。结果表明,中东地区和中国新疆的节节麦籽粒性状的变异系数均高于河南和陕西的节节麦;通过对四个地区节节麦籽粒的粒长、粒宽、粒厚和粒重的平均值做单因素方差分析及S-N-K多重比较,并对上述四个形态指标的平均值做聚类分析,结果显示,新疆节节麦单独聚为一类,中东地区、陕西和河南的节节麦聚为一类,其中河南和陕西的相似性更为一致。同时对四个地区节节麦籽粒的粒形(长、宽、厚)与其粒重进行了相关性分析,结果显示,中东地区和新疆节节麦粒重主要取决于其粒长,河南节节麦粒重则主要取决于其粒宽,而陕西节节麦粒重与其粒长呈负相关,主要取决于其粒宽和粒厚。     

二棱大麦与六棱大麦籽粒性状的差异性及其相关性

为了解不同棱型大麦籽粒性状的差异性及其千粒重与粒型性状的相关性,对98份二棱大麦和89份六棱大麦品种(系)在不同试点的千粒重、粒长、粒宽进行测定和分析。结果表明,二棱大麦千粒重、粒长和粒宽普遍高于六棱大麦,不同棱型大麦千粒重、粒长和粒宽在基因型间及环境间差异均达到显著或极显著水平。经过聚类分析,依据千粒重将二棱大麦和六棱大麦聚为高、中、低粒重3类。随着千粒重的减小,二棱大麦千粒重与粒长之间由显著正相关变为不显著负相关,六棱大麦则由不显著正相关变为显著正相关。二棱大麦和六棱大麦各类品种(系)的平均千粒重与粒宽均呈极显著正相关,而且相关系数均高于千粒重与粒长的相关系数。     

夏玉米杂交种产量性状与产量的通径分析

选用30个玉米杂交种为供试材料,采用随机区组设计。经过对产量、穗长、行粒数、穗行数、千粒重等6个农艺性状进行相关分析和通径分析表明,对产量影响最大的因素是行粒数(r=0.5366),相关系数达显著水平。穗长(r=0.4989)、千粒重(r=0.4512)与产量的关系呈正相关。提高行粒数和千粒重,增加穗长并兼顾其他农艺性状是提高玉米产量的有效途径。     

大麦籽粒大小的遗传多样性与稳定性评价

为了解大麦籽粒大小的遗传多样性与稳定性,以185份大麦种质资源为材料,测定了7个试验环境下籽粒的长度、宽度、长宽比及千粒重等性状,对其遗传多样性和稳定性进行了分析评价。结果表明,所有试验环境下二棱大麦粒长、粒宽及千粒重均值均大于六棱大麦,籽粒长宽比均值均小于六棱大麦;二棱大麦与六棱大麦千粒重、粒长、粒宽及籽粒长宽比在品种(系)间及环境间差异均极显著,且品种(系)与环境之间存在极显著的互作效应,籽粒大小在环境间差异程度因性状而异,其中以千粒重的差异程度最大。依据10级分类分布频次法则,千粒重和粒宽分布比较集中,六棱大麦集中分布在3、4等级,二棱大麦集中分布在7、8等级;粒长和籽粒长宽比分布比较分散,六棱大麦粒长和籽粒长宽比分别分布在1~10等级和2~10等级范围内,二棱大麦粒长和长宽比分别集中分布在4~8等级和2~7等级范围内。千粒重与粒长、粒宽及粒长与籽粒长宽比呈极显著正相关,粒宽与籽粒长宽比呈极显著负相关;粒长与粒宽及千粒重与籽粒长宽比的相关性因棱型不同而异。二棱大麦千粒重的稳定性小于六棱大麦,而粒长和籽粒长宽比的稳定性恰好相反,粒宽的稳定性与棱型无关;皮大麦千粒重稳定性小于裸大麦,其余籽粒大小性状的稳定性与皮裸无关。通过熵权法TOPSIS对大麦籽粒大小进行综合评价,筛选出籽粒饱满且稳定的品种川52209,其可作为大麦籽粒性状改良的优异种质。     

两系杂交水稻谷粒性状的遗传及相关分析

以5个两用不育系与22个恢复系(或常规品种)为供试材料,组成5×22 NCⅡ交配设计,对两系杂交稻谷粒性状进行了遗传及相关分析.结果表明,谷粒长、粒宽、长宽比和千粒重等4个性状均为加性效应起主导作用,同时受父母本的影响,而且其影响均达显著水平.千粒重、粒长、粒宽和长宽比都有很高的广义遗传力,分别为99.24%,98.80%,93.50%和97.42%.相关分析表明,千粒重与粒长、粒宽和长宽比均达极显著正相关;粒长与长宽比达极显著正相关,与粒宽未达显著相关;粒宽与长宽比达极显著负相关.通径分析表明,千粒重、粒长和粒宽对长宽比的直接通径系数分别为0.003 1,0.888 6和-0.560 0;粒重通过粒长、粒宽两性状的间接通径系数达0.606 9和-0.349 3.     

不同世代间大豆粒形相关QTL的稳定性分析

以东农46和L-100构建的重组自交系群体(RILs)为试验材料,利用2013和2014年分别在哈尔滨、呼兰、阿城3个地点共6个环境的数据对不同世代的遗传群体粒形进行单环境QTL分析及多环境联合检测。结果表明:单环境QTL分析中,检测到13个与粒形相关的QTL,位于第5、9、12、15及18连锁群上,其中粒长QTL 2个,表型变异贡献率为21.61%~26.81%;粒宽QTL 5个,表型变异贡献率为7.28%~18.38%;粒厚QTL 6个,表型变异贡献率为10.19%~18.44%。位于Sat_122~Satt052标记区间的QTL位点在粒长及粒厚中都被检测到,位于Sat_119~Satt588、Satt192~Satt568及Sat_401~Satt192标记区间QTL位点在粒宽及粒厚中同时被检测到,存在一因多效性。多环境联合分析中,共检测到15个与粒形相关的QTL。并且有9个QTL位点在单环境及多环境联合检测中均被检测到,表明这些QTL表达较为稳定。因此,本研究获得1个粒长QTL(Sat_122~Satt052)、1个粒宽QTL(Satt192~Satt568)及2个粒厚QTL(Satt192~Satt568,Sat_401~Satt192)为表现较好的稳定QTL。