小麦产量相关性状的全基因组关联分析

为挖掘小麦产量相关性状的优异等位变异,利用筛选的106对多态性SSR标记扫描236份小麦种质资源组成的自然群体,并进行遗传多样性分析。结果表明,利用106对引物共检测到874个等位变异,每对引物平均为8.24个,变化范围为2～23个;主要等位变异频率的变化范围为0.177～0.987,平均为0.545;多态性信息指数(PIC)的变化范围0.026～0.895,平均0.550。采用混合线性模型对4个环境的株高、穗长、主穗粒数、单株穗数和千粒重进行关联分析后,共关联到20对SSR标记,有26个显著关联位点(P0.01),其表型解释率范围为6.25%～18.97%。其中,标记 Xgwm164(1A)在4个环境下均与株高显著关联;Xgwm55(6D)同时与株高和穗长两个性状显著关联; Xwmc415(5B)在2个环境下与单株穗数显著关联。通过对等位变异表型效应的解析筛选出各关联位点的优异等位变异,包括可以降低株高4.24cm的优异等位变异 Xgwm164-1A_(118)、可以增加穗长0.75cm的优异等位变异 Xgwm429-2B_(207)、可以增加单株穗数1.07个的优异等位变异 Xwmc415-5B_(154)、可以增加主穗粒数1.93粒的优异等位变异 Xgwm232-1D_(138)及可以增加千粒重0.92g的优异等位变异 Xgwm610-4A_(170)。     

玉米株高和穗位高的全基因组关联分析

以360份具有广泛遗传变异的玉米自交系为试验材料,分别在四川崇州、洪雅、雅安和云南西双版纳4个地点,利用44 569个SNP标记对玉米株高、穗位高进行全基因组关联分析。结果表明,在不同环境下,株高和穗位高的表型均符合正态分布,且二者呈极显著的正相关关系。采用混合线性模型MLM在全基因组范围内对控制株高和穗位高的SNP进行挖掘,共检测到6个与株高显著关联的SNP位点,解释表型变异的14.26%;检测到18个与穗位高显著关联的SNP位点,解释表型变异的12.62%。在四川洪雅和雅安两个环境中检测到1个与株高相关稳定的SNP,该位点关联到的基因与细胞氨酰生物合成有关,推测其可能参与生长素合成,进而调控茎秆节间长。     

黄淮麦区部分小麦品种(系)重要产量性状全基因组关联分析

为挖掘与小麦产量性状的相关等位变异及给分子标记辅助育种提供参考,选取SSR与SNP标记对52个黄淮麦区品种(系)材料进行全基因组扫描,对株高、穗长、单株穗数、可育小穗数、穗粒数、千粒重等6个重要产量性状进行标记,并进行遗传多样性、群体遗传结构与全基因组关联定位等分析。结果表明,供试群体可被划分为4个亚群,5种环境间所测产量性状差异均达到0.05显著水平,且穗长和单株穂数的变异系数最大。利用Powermarker进行标记遗传多样性分析,共检测到899个等位变异,平均等位变异丰富度为3.625,遗传多样性指数平均值为0.586,多态性信息含量(PIC)平均值为0.510。利用Tassel的MLM(Q+K)模型关联得到与产量显著关联的分子标记共13个(6个SSRs和7个SNPs),这些与产量相关性状的优异等位变异可为发掘和利用小麦育种优良基因提供依据,并为今后的遗传育种工作提供参考。     

基于高效SNP芯片的小麦产量相关性状全基因组关联分析

挖掘小麦产量相关性状的稳定关联位点，为相关基因克隆和分子标记辅助选择提供理论依据。本研究以248个中国北部冬麦区育成品种为材料，利用自主研发的Affymetrix BAAFS Wheat 90K SNP芯片对株高、穗长、小穗数、穗粒数、有效分蘖数、粒长、粒宽和千粒重共8个产量相关性状进行全基因组关联分析。共检测到158个与8个性状显著关联(P≤0.00001)的SNP位点，其中45个位点至少在两个环境中稳定表达，解释平均表型变异的3.60%~10.51%。在这45个位点中，有8个稳定关联位点与以往的研究结果一致；37个为新发现稳定位点，其中3个与株高稳定关联的位点，分布在7D染色体上，解释表型变异的3.60%~4.39%；9个与穗长稳定关联的位点，分别分布在1D、3A、5B和7D染色体上，解释表型变异的5.61%~8.42%；1个与穗粒数稳定关联的位点，分布在7D染色体上，解释表型变异的6.06%~7.22%；8个与有效分蘖数稳定关联的位点，分布在1B染色体上，解释表型变异的6.33%~8.73%；6个与粒长稳定关联的位点，分别分布在2A和5B染色体上，解释表型变异的5.45%~6.62%；7个与粒宽稳定关联的位点，分别分布在4B和5A染色体上，解释表型变异的6.90%~10.51%；3个与千粒重稳定关联的位点，分布在3A染色体上，解释表型变异的7.05%~7.69%；对稳定位点进行候选基因分析，筛选到45个候选基因，其中有功能注释的基因41个，其中4个位于基因内。     

利用条件QTL定位发掘粳稻生育期和株高及单株有效穗数适用有利等位变异

 利用粳稻品种秀水79/C堡重组自交系群体的254个株系,在南京和泗洪两个环境条件下,对水稻生育期、株高和单株有效穗数进行非条件和条件QTL定位。结果表明,2种方法检测到的3个性状的QTL均以加性效应为主,上位性位点对表型解释率较小,加性位点和上位性位点均不存在基因型与环境互作。将生育期矫正到同一水平,检测到1个单株有效穗数适用有利等位变异RM80 160bp,加性效应为0.71。将单株有效穗数矫正到同一水平,检测到1个生育期性状适用有利等位变异 RM448 240bp,加性效应为4.64。将株高矫正到同一水平,检测到1个单株有效穗数适用有利等位变异RM80 160bp,加性效应为0.62;1个生育期适用有利等位变异RM448 240bp,加性效应为3.89。利用这些适用有利等位变异改良目标性状不会对另外2个性状产生影响。     

不同大麦品种（系）产量相关性状的杂交优势及配合力研究

为了解我国不同大麦品种（系）产量相关性状的杂种优势及配合力,以我国不同产区的17份大麦品种（系）及其按NCⅡ设计配制的72个杂交F₁为材料,考察其两年度株高、穗下节间长、穗长、单株穗数、穗粒数、千粒重、单株粒重等产量相关性状的表现,分析各性状的杂交优势与配合力。结果表明,株高正向中亲优势（MPH）与超亲优势（HPH）组合比例最高,两年分别为1.00、1.00与0.97、0.95,其次为穗下节间长、穗长及千粒重;穗粒数与单株穗数的MPH与HPH变幅较大,其次是单株粒重与千粒重。株高的一般配合力（GCA）与特殊配合力（SCA）的效应值和变异最大,其次是穗粒数与千粒重,穗下节间长、穗长、单株穗数及单株粒重相对较小。被测性状F₁表型与GCA及SCA均呈显著或极显著正相关。本研究可为我国不同产区大麦品种间的杂交育种及亲本选配提供参考依据。     

大麦亲本材料农艺性状鉴定及遗传多样性分析

为了解大麦亲本材料间的遗传差异及农艺性状特征,利用46对SSR引物对61份大麦材料进行遗传多样性分析,并鉴定了其田间农艺性状.结果表明,株高最高和最矮的材料分别为苏盐0014和Z122V032W;穗长最长和最短者分别为阿恩特13和富士二条;BYT-CRA3的穗粒数最多.不同农艺性状的相关性分析表明,株高和第二节间长,第一节间长和第二节间长,穗长和穗粒数均具有极显著的相关性.SSR分析结果表明,46对SSR引物在61份材料中共检测到117个等位变异,单个引物可检测到1～5个等位变异,平均每个引物可检测到2.5个.聚类分析结果表明,参试材料遗传相似系数(GS)为0.572 6～0.954 4,平均值为0.753 0.在GS为0.726 0处,61份材料可聚为5大类.大多数国内材料被聚为一类,国外材料与国内材料遗传差异较大.     

芝麻产量相关性状与SSR标记的关联分析

为挖掘控制芝麻产量相关性状的基因位点,本研究利用多态性较高的７２个ＳＳＲ标记,对来自国内外９６ 份芝麻品种资源进行遗传多样性和群体遗传结构分析,在此基础上采用ＴＡＳＳＥＬ３．０软件的ＭＬＭ （ＭｉｘｅｄＬｉｎｅａｒ Ｍｏｄｅｌ）方法对株高、株蒴数、每蒴粒数、蒴长、蒴宽、千粒重、始蒴部位、空稍尖８个产量相关性状进行ＳＳＲ标记的关联分析。结果表明：７２个标记共检测出４４６个等位变异,变异范围为２～１４个,平均６．２个;引物的多态性信息含量（ＰＩＣ）变异范围为０．２４２１～０．８２１０,平均为０．５４０７;基因多样性指数的变异范围在０．５５０４～０．９８９７,平均值为 ０．７４７７。群体遗传结构分析将供试材料分为３个亚群。关联分析结果显示,５１个标记位点与株高、蒴长、每蒴粒数、始蒴部位、空稍尖显著关联,各标记对表型变异的解释率在１３．２９％ ～３２．０８％。有５个位点在多个环境或均值 下被重复检测到,是较为稳定等位变异,如与株高相关联的位点Ｈｓ１７７５－Ａ２、ＳＩＭ２０１－Ａ１;与每蒴粒数、始蒴部位和株蒴数分别关联的标记位点Ｈｓ１５１４－Ａ１、ＳＩＭ００４－Ａ３和ＳＩＭ００２－Ａ１。     

黑龙江省大豆推广品种农艺和品质性状优异等位变异的发掘

发掘推广品种的农艺和品质性状优异等位变异和载体材料可为培育优质大豆品种提供遗传信息和育种资源。本研究以200份黑龙江省近年大豆推广品种为试验材料,利用187对SSR标记进行全基因组扫描,分析群体结构,采用TASSEL软件的GLM方法对标记与3个农艺性状、蛋白质含量及油分含量进行关联分析。结果表明：10 个SSR标记与百粒重关联,其中表型效应值最大的优异等位变异为Sat-149-192,载体材料为东农57;8个SSR标记 与株高关联,表型效应值最大的等位变异是Satt413-206,载体材料为赤豆1号;13个SSR标记与生育期关联,表型 效应值最大的等位变异是Satt631-180,载体材料为黑农61;5个SSR标记与油分含量关联,表型效应值最大的等位 变异是Satt234-138,载体材料为合丰55;9个SSR标记与蛋白质含量关联,表型效应值最大的等位变异是Satt632- 293,其载体材料为东农43。上述等位变异的信息为培育提供了亲本选配和后代等位条带辅助选择的依据。     

黑龙江省大豆推广品种农艺品质性状优异等位变异发掘

发掘推广品种的农艺和品质性状优异等位变异和载体材料可为培育优质大豆品种提供遗传信息和育种资源。本研究以200份黑龙江省近年大豆推广品种为试验材料,利用187对SSR标记进行全基因组扫描,分析群体结构,采用TASSEL软件的GLM方法对标记与3个农艺性状、蛋白质含量及油分含量进行关联分析。结果表明:10个SSR标记与百粒重关联,其中表型效应值最大的优异等位变异为Sat-149-192,载体材料为东农57;8个SSR标记与株高关联,表型效应值最大的等位变异是Satt413-206,载体材料为赤豆1号;13个SSR标记与生育期关联,表型效应值最大的等位变异是Satt631-180,载体材料为黑农61;5个SSR标记与油分含量关联,表型效应值最大的等位变异是Satt234-138,载体材料为合丰55;9个SSR标记与蛋白质含量关联,表型效应值最大的等位变异是Satt632-293,其载体材料为东农43。上述等位变异的信息为培育提供了亲本选配和后代等位条带辅助选择的依据。     

稻米品质与水稻部分生育性状的相关研究

对水稻的经济性状和穗部性状与稻米品质性状进行相关分析,结果表明:出糙率与生育天数和株高有较大的负相关;垩白大小与生育天数呈正相关,与单株的生物产量和谷重呈负相关;粒宽与生育天数、株高和单株草重有较大的负相关,与单株谷重有较大的正相关;胶稠度与生育天数和株高有较大的正相关。糙米率与千粒重呈显著正相关;垩白率与每穗实粒数呈显著的负相关,与结实率、秕粒数、一次枝梗数呈显著的正相关;垩白大小与穗数、每穗实粒数、二次枝梗数呈显著正相关,与千粒重、结实率、每穗秕粒数呈显著的负相关性;垩白度与每穗实粒数、千粒重呈显著负相关,与每穗秕粒数、二次枝梗数、一次枝梗数呈显著的正相关;透明度与穗数、秕粒、结实率、实粒、千粒重都有较大的相关性。各穗部性状与直链淀粉含量和胶稠度的相关性不显著。回归分析表明,品质性状与水稻的其它性状间有着复杂的线性关系。     

春小麦品种农艺性状的主成分分析与聚类分析

为给春小麦育种中品种资源的合理利用提供依据,选取国内外43个春小麦品种为试验材料,根据株高、主茎穗长、主茎穗小穗数、单株有效穗数、主茎穗粒数、抽穗期、散粉期、成熟期、单株粒数、单株粒重和千粒重11个农艺性状进行主成分及聚类分析。结果表明,通过主成分分析将11个农艺性状简化为彼此互不相关的5个主成分,即籽粒产量因子、成熟因子、有效穗数因子、穗长因子和千粒重因子,提供的信息量占全部信息量的90.05%。利用这5个主成分因子进行系统聚类,将43个春小麦品种划分为7大类群,其中第4类群的品种综合产量性状好。分类结果与品种系谱基本一致。     

黄淮主推小麦品种主要农艺性状配合力及遗传效应分析

为明确黄淮麦区主要推广小麦品种的主要农艺性状遗传规律,通过不完全双列杂交试验研究了济麦22、周麦22、矮抗58、西农979等8个小麦新品种9个主要农艺性状(株高、有效穗数、单株生物学产量、穗长、有效小穗数、穗粒数、千粒重、单穗重、单株粒重)的遗传力和配合力。结果表明,矮抗58、西农979和郑麦366株高的一般配合力较低,济麦22和矮抗58有效穗数的一般配合力较高,烟农19和郑麦366穗粒数的一般配合力较高,周麦22和济麦22千粒重的一般配合力较高,周麦22和烟农19的单株粒重、单株生物学产量和单穗重的一般配合力较高,新麦26和周麦22主茎穗长的一般配合力较高。周麦22/烟农19、济麦22/西农979、济麦22/郑麦366、矮抗58/烟农19四个组合的9个主要农艺性状的特殊配合力效应值均为正向效应。9个主要农艺性状的狭义遗传力差别较大,变化范围为2.83%~97.39%,其中,株高的狭义遗传力最高,达97.39%,其次为主茎穗长(72.07%)、千粒重(40.64%),这三者在杂交育种时以低世代选择效果较好;株高和单株生物学产量受加性效应(24.4、6.8)和显性效应(6.1、14.67)共同作用,株高以加性效应为主,单株生物学产量以显性效应为主;有效小穗数、千粒重和主茎穗长受加性效应(0.22、3.09、0.27)控制,穗粒数和单株粒重受显性效应(8.88、6.29)控制。     

冰草10个主要农艺性状的QTL定位研究

为了给冰草分子标记辅助育种提供依据,以蒙古冰草、航道冰草及其F2群体为试验材料,在已构建的冰草分子连锁遗传图谱的基础上采用多QTL模型法对茎粗、叶长、叶宽、分蘖数、茎叶比、叶片数、小穗长、单株鲜重、单株干重等10个主要农艺性状进行了QTL定位分析.试验共检测到13个QTL,分布在1、2、3、4、5、7共6个连锁群上,其加性效应各不相同,遗传贡献率变化范围为10.1％～33.9％.在13个QTL中,有1个与株高相关QTL、1个叶长相关QTL,1个单株鲜重相关QTL,2个单株干重相关QTL,1个叶宽相关QTL,1个分蘖数相关QTL,2个茎粗相关QTL,1个叶片数相关QTL,2个茎叶比相关QTL,1个穗长相关QTL.     

小麦粒重相关分子标记Xgwm46等位变异的鉴定与评价

为评价粒重相关SSR标记Xgwm46在小麦分子育种工作中的应用效果,以442份黄淮麦区小麦品种(系)为材料,鉴定了Xgwm46标记等位变异类型及其分布频率,分析了Xgwm46标记等位变异类型与千粒重、粒长、粒宽和籽粒面积的关联性,并进一步探讨了各种等位变异的育种价值。结果表明,Xgwm46标记可以检测出A、B、C三种类型的等位变异,分布频率分别为31.90%、55.20%和12.90%。关联分析表明,B类型与C类型材料的千粒重(P0.001)、粒长(P0.05)、粒宽(P0.001)和籽粒面积(P0.001)等粒重性状的差异都达到显著水平,而且B类型与粒重性状均呈显著正相关,C类型与粒重性状均呈显著负相关。B类型比C类型的材料平均粒长长0.16mm,粒宽宽0.10mm,籽粒面积大0.81mm2,千粒重重1.98g,其等位变异效应较突出。总之,Xgwm46标记适合用于小麦粒重农艺性状的鉴定与筛选,其中,B类型是粒重性状优异的等位变异,可应用于小麦分子标记辅助选择育种。     

不同水旱地小麦品种聚类分析及其利用模式研究

为了合理利用小麦种质资源,减少组配小麦杂交组合的盲目性,选取34份在中国大面积推广种植的具有一定代表性的旱薄地、旱肥地、水肥地及水旱兼用型小麦材料,以株高、穗长、有效分蘖数、单穗小穗数、单穗粒数、单株粒重、单株生物学产量、千粒重为指标进行系统聚类分析.结果表明,参试品种可以分为3组,第Ⅰ组是节水高产型品种,可作为高产型亲本;第Ⅱ组耐旱性强的旱薄地品种,可作为改良耐旱性状的亲本材料;第Ⅲ组在旱作条件下综合表现较好,主要表现为有效分蘖多,株高适中,单株粒重、千粒重大,是较为理想的节水高产育种的亲本材料.研究表明,中国小麦育种已经从耐旱潜力的挖掘转向了节水高产潜力的挖掘,选育抗旱节水高产品种是现代育种模式发展的重要方向之一.     

蚂蚱麦×碧玉麦杂交F2代部分重要农艺性状的遗传分析

蚂蚱麦是小麦骨干亲本之一,对蚂蚱麦进行研究可为探讨小麦骨干亲本的遗传机制及对小麦杂交育种亲本的选配和提高育种效率提供帮助。本研究利用相关分析和主基因+多基因混合遗传模型分析方法对蚂蚱麦×碧玉麦杂交F₂代185个单株的株高、有效分蘖、穗长、小穗数、穗粒数和千粒重等性状进行遗传分析,结果表明这些性状是多基因控制的数量性状,其中有效分蘖受一对主基因＋多基因控制,主基因遗传率为0.557,加性效应为6.916,主基因表现为负完全显性;穗长、小穗数、穗粒数和千粒重受微效多基因控制,无主效基因存在。蚂蚱麦和碧玉麦在株高、穗长、小穗数、穗粒数和千粒重方面差异显著,这表明二者是一对优异的杂交组合,有利于在后代中选择出优异的基因型。     

播期对不同穗部特征小麦品种(系)生育期和农艺性状的影响

为了解播期对多小穗和寡小穗小麦生育期及农艺性状的影响,对13份不同来源的小麦品种(系)两年分期播种的生育期和6个农艺性状(株高、单株有效分蘖数、穗长、每穗小穗数、穗粒数和千粒重)进行了分析和评价。结果表明,播期的推迟导致材料间出苗期差异变大,抽穗期差异缩小,但开花期和成熟期差异变化不大,各农艺性状值减小。经方差分析,各农艺性状在不同播期和品种(系)间均存在极显著差异,其中单株有效分蘖数的变异系数最大,穗粒数次之,每穗小穗数最小。多小穗材料10-A和寡小穗材料BE89的穗长、每穗小穗数和穗粒数在播期间差异较小。经相关分析,播种至出苗和分蘖至抽穗天数与温度呈极显著负相关,出苗至分蘖和开花至成熟天数与平均日照时间呈显著负相关,抽穗至开花天数与温度和降水量呈显著负相关。经多元逐步回归分析,日最高温和日均温对多小穗和寡小穗材料的分蘖至抽穗天数有显著影响,平均日照时间在开花期、日最高温在成熟期分别对多小穗材料发育有显著影响。由此可见,小穗数特异性材料的每穗小穗数在不同播期下能保持稳定。     

黄淮麦区小麦种质资源矮秆基因分布及其与农艺性状的关系

为了进一步阐明多个矮秆基因的分布及其与小麦农艺性状的关系,运用分子标记对来自我国黄淮麦区的246份小麦种质资源中6个矮秆基因位点(Rht1、Rht2、Rht4、Rht8、Rht9及Rht12)分别进行了检测,同时连续3年调查参试材料株高、穗长、穗下节长、小穗数、旗叶长、旗叶宽、穗粒数、粒长、粒宽和千粒重共10个农艺性状,分析了不同矮秆基因位点对小麦农艺性状的影响。结果表明,6个矮秆基因在黄淮麦区小麦中均具有广泛分布,其中含有Rht1和Rht2基因的小麦品种分布最广。分析矮秆基因位点对小麦农艺性状的影响发现,在Rht1位点,Rht1-B1a和Rht1-B1b两种基因型间的株高没有显著差异;在Rht2位点,拥有Rht2-D1b类型的小麦品种所有年份间的株高和穗下节长较低,但千粒重较高,为相对优良的基因型。排除Rht1和Rht2基因效应后,Rht4、Rht8、Rht9和Rht12位点对黄淮麦区小麦品种不同农艺性状均具有重要影响,其中,Rht4基因位点主要对小麦株高和千粒重具有重要影响,且Rht4-B1b类型为相对优良的基因型;Rht8基因位点主要对小麦穗下节长、穗长和千粒重具有重要影响,且Rht8-D1b类型为相对优良的基因型;Rht9基因位点主要对小麦株高和千粒重具有重要影响,且Rht9-A1a类型为相对优良的基因型;Rht12基因位点主要对小麦千粒重和穗长具有重要影响,且Rht12-A1a类型为相对优良的基因型。进一步分析发现,6个位点中对株高影响最大的是Rht2基因,其次是Rht4基因;有4个位点(Rht1、Rht2、Rht8、Rht12)对千粒重有显著影响,其中Rht2基因的影响最大。分析除Rht1外其他5个位点优良基因型在不同时期小麦品种中的分布发现,从早期历史品种、近期历史品种到现代品种,不同位点优良基因型分布比例总体呈现上升趋势,表明优良矮秆基因型在黄淮麦区小麦品种选育中的利用逐渐增加,尤其是82.9%的现代小麦品种已含有Rht2-D1b类型。