普通野生稻苗期耐冷性QTL的鉴定与分子定位

 以两份普通野生稻核心种质资源DP15和DP30为供体、9311为受体构建染色体片段代换系鉴定苗期耐冷性QTL;利用苗期耐冷性最强的1个代换系构建QTL作图群体,用SSR标记对其主效QTL进行定位。研究结果表明,两个抗源DP15和DP30所含的苗期耐冷性QTL的数量、位点及耐冷性效应均存在明显的差异。在基本上覆盖两个亲本全基因组的230份BC4F2代换系中共发现19个苗期耐冷性QTL,分布在水稻12条染色体上,第3和第8染色体上有比较密集的苗期耐冷性QTL分布。这19个分布于全基因组的苗期耐冷性QTL被分别分离到不同的野生稻染色体片段代换系里,效应最小的微效QTL位点所在的代换系在苗期耐冷性鉴定中的活苗率仅为8%,而效应最大的主效QTL位点所在代换系的活苗率达到74%。这个主效QTL qSCT 3 1被定位在第3染色体着丝点附近长臂上的RM15031―RM3400区间,距离最近的标记RM15040、RM1164的遗传距离为1.8 cM。     

小麦产量性状的QTL分析

为寻找更多与小麦产量性状相关的数量性状位点（QTL），利用江苏地方品种望水白与墨西哥小麦品种Alondra杂交构建的重组自交系群体（104个家系），在3个试验环境下进行了单株有效穗数、主穗粒数、单穗粒数和千粒重4个性状的QTL分析，结果在5A染色体上检测到与单株有效穗数相关、可以解释10．3％～18．8％表型变异的QTL1个；检测到与主穗粒数相关的QTL8个，分别位于染色体1B、1D、3B、4A、5D、6B上和连锁群4上（未知具体染色体归属），单个QTL可以解释9．9％～19．9％的表型变异；检测到与单穗粒数相关的QTL11个，分别位于染色体1B、1D、2A、2B、3B、4A、5D、6B和7A上，单个QTL可解释7．5％～43．4％的表型变异；检测到与千粒重相关的QTL5个，分别位于2A、2B、3B、4D和7A染色体上，单个QTL可解释9．6％～25．7％的表型变异。获得的QTL可以用于分子标记辅助育种。     

水稻苗期耐冷性QTLs的定位

利用耐冷的籼稻资源743与冷敏的广亲和材料Dular杂交得到的86个重组自交系(RIL)为材料,构建了一张包含90个微卫星标记的水稻分子连锁图谱.以12℃低温处理下叶绿素含量、丙二醛含量的变化和4℃致死温度处理后的凋萎率为耐冷性指标,进行了苗期耐冷性数量性状位点(QTLs)的分析.以低温下叶绿素含量为指标,检测到分别位于染色体3,5,6(2个)和9上的5个QTIs;而在染色体2,3,9和12上检测到与低温下丙二醛含量有关的4个QTLs;用凋萎率为指标定位的5个QTLs则分别位于染色体1(2个),3,9和11上.这些QTLs控制的表型变异分别为3.07%～17.15%.位于染色体9上的RM105-RM257区间的QTL与低温下的叶绿素含量、丙二醛含量及植株凋萎率均有关,是控制苗期耐冷性的主效QTL.     

利用分子标记进行水稻苗期耐冷性相关性状的QTLs研究

用二九青和Yukihikari杂交后再经8代自交得到的79个重组自交系(RIL)群体为材料,构建了包含89个微卫星标记的分子连锁图谱.以低温下缺绿、枯萎死苗为指标对水稻苗期耐冷性数量性状位点(QTLs)进行了定位.在17℃,18℃和15～20℃ 3种不同低温处理情况下,以叶绿素含量为指标,共定位了11个QTLs,它们分别位于染色体1(2个),2(2个),3,5,6,7,8,9,12上;其中3个QTLs在3种环境中都能检测到,1个QTL在2种环境中检测到,而其余7个QTLs只能在1种环境中检测到;11个QTLs各自引起的表型变异为5.68%～27.42%.以枯萎死苗作为指标共定位了5个QTLs,分别位于染色体3,4,7,8,11上,各QTL控制的表型变异范围为7.65%～49.34%;其中位于染色体11上的RM224位点引起的表型变异达49.34%,是一个主效QTL.缺绿和枯萎死苗都是不耐冷品种受低温影响的表现,但从分子图谱定位的结果看,它们是由不同的基因位点控制的,没有连锁遗传关系.由此推断,水稻苗期耐冷性是一个由多基因控制的复杂遗传现象.     

小麦旗叶与幼苗性状的QTL分析

为挖掘控制小麦幼苗性状与旗叶性状的QTL,并探讨两者的遗传基础,以京冬8号和矮抗58构建的RIL群体(207个家系)为材料,田间试验测定旗叶相关性状,水培试验测定幼苗期相关性状,通过完备区间作图对这些性状进行QTL研究。结果共检测到10个控制旗叶性状的QTL,单个QTL可解释1.98%～9.89%的表型变异,其中有6个QTL为主效QTL,分别位于1A、4D和5D染色体上;共检测到22个控制幼苗性状的QTL,单个QTL可解释1.14%～10.52%的表型变异,仅有2个QTL为主效QTL,分别位于1A和4D染色体上。除3D染色体上控制幼苗根长的QTL以及5D染色体上控制旗叶面积和旗叶宽的QTL表现为部分显性效应外,与其他性状有关的QTL均表现为超显性效应。1A、2D、4D、5A、5D和7A染色体上的分子标记存在多效性,其中2D(wmc170)和4D(barc308)染色体上与幼苗性状QTL紧密连锁的分子标记(wmc170和barc308)也与旗叶性状QTL紧密连锁。     

不同种植密度条件下玉米茎秆穿刺强度QTL分析

以四287与四144为亲本组配的188个F2:3家系为材料,分别于2013、2014年在2个种植密度下调查茎秆穿刺强度,采用复合区间作图法进行QTL分析,研究玉米茎秆穿刺强度在不同种植密度下的遗传机制。结果表明,在2个种植密度下,共检测到13个与茎秆穿刺强度相关的QTL,分布于玉米的第1、2、3、4、6、7、8、9染色体上,单个QTL可解释3.8%~11.8%的表型变异,位于第6染色体检测到的QTL在所有环境中均能稳定表达。     

不同世代间大豆蛋白质和脂肪含量相关QTL的稳定性分析

以高油大豆东农46为母本,高蛋白大豆L-100为父本,建立F2、F2∶3、F2∶4、F2∶5代群体。应用SSR标记技术,对不同世代在不同地点条件下遗传群体的蛋白质、脂肪含量进行QTL分析。结果表明:不同世代群体的蛋白质含量、脂肪含量均接近于正态分布,其中群体脂肪含量偏向于东农46,蛋白质含量偏向于L-100。在F2∶4代检测到2个与蛋白质含量相关的QTL,分别位于D2和K连锁群,能够解释的表型变异率为1.92%~2.03%,其中位于Satt226附近的QTL在F2、F2∶3和F2∶5代能够稳定地被检测到。在F2∶4代检测到2个与脂肪含量相关的QTL,分别位于F和B2连锁群,能够解释的表型变异率为2.56%~6.98%,其中位于Satt577附近的QTL在F2∶3、F2∶5代能够稳定地被检测到。因此,本研究获得1个与蛋白质含量相关的稳定QTL和1个与脂肪含量相关的稳定QTL。     

玉米农艺性状QTL定位分析

以苏玉16(JB×Y53)的F2∶3家系为试验材料,选用分布在玉米10条染色体上的556对SSR引物,对玉米农艺性状进行基因定位并分析其遗传效应。结果表明,556对SSR引物对亲本Y53、JB及其F1进行多态性检测,获得85对多态性引物,多态率为15.3%,其中有76对引物扩增带型清晰,可用于后续QTL的研究工作。共检测到3个与抽穗期QTL连锁的标记,可解释表型变异的8.16%～14.10%;6个与株高QTL连锁的标记,可解释表型变异的6.01%～15.83%;6个与穗位高QTL连锁的标记,可解释表型变异的9.58%～31.89%;4个与茎粗QTL连锁的标记,可解释表型变异的5.84%～11.05%;2个与雄穗分枝数QTL连锁的标记,可解释表型变异的13.21%～24.76%;2个与雄穗长QTL连锁的标记,可解释表型变异的7.56%～7.67%;2个与散粉期QTL连锁的标记,可解释表型变异的7.14%～16.72%。     

粳稻02428×02428c重组自交系孕穗期耐冷性QTL分析

 利用孕穗期弱耐冷性品种02428和强耐冷性品种02428c构建了一个包含336个株系的F5：6重组自交系群体。采用自然低温冷害鉴定法,以实粒数、秕粒数、总粒数和结实率作为孕穗期耐冷性状的表型值,用486对SSR标记初步构建分子连锁图谱,对孕穗期耐冷性进行QTL定位。结果表明,标记RM6092、RM6702、RM5954、RM1095、RM1183、RM7643及RM3411与孕穗期耐冷性状连锁;利用QTLMapper 1.6软件检测到位于第1染色体上的3个耐冷性QTL位点。     

利用三倍体胚乳遗传模型定位爆裂玉米子粒蛋白含量QTL

在两种环境条件下种植以普通玉米自交系丹232和爆裂玉米自交系N04为亲本构建的259个F23∶家系群体,采用SSR标记构建了包含183个标记的爆裂玉米遗传连锁图谱,覆盖玉米基因组1762.2cM,标记间平均距离为9.6cM。利用三倍体胚乳遗传模型和区间作图方法对子粒蛋白含量进行了QTL定位和效应分析。在春、夏播条件下均检测到6个QTL,分别位于第1、3、4、6、7和第8染色体上,其中春、夏播条件下都检测到的QTL有3个,可解释的表型总变异分别为42.85%和53.19%,单个QTL可解释的表型变异为4.50%～17.70%。表现为加性、部分显性、显性和超显性的QTL数目分别为2、2、2和6。3个QTL的增效基因均来自丹232,其余QTL的增效基因均来自N04。     

水稻幼苗期耐冷性选择对主要农艺性状的影响

利用籼粳稻杂交后代（密阳23/通88-7、密阳23/TR22183、密阳23/高产102）探讨了水稻幼苗期耐冷性选择对主要农艺性状的影响。从籼粳稻杂交后代F2和F3中选择的耐冷个体群或系统群与随机个体群或敏冷系统群间进行主要农艺性状的比较结果表明,在F2和F3水稻幼苗期耐冷性选择对秆长、穗长和穗数并不产生显著的影响,但选择获得的幼苗期耐冷性强的F2个体群的孕穗期耐冷性(结实率)、F3系统群的分蘖期耐冷性(赤枯度)和孕穗期耐冷性(结实率)均显著强于随机个体群和敏冷系统群;在冷水处理下F3幼苗期耐冷性强的耐冷系统群的产量显著高于敏冷系统群。提出在水稻幼苗期以叶赤枯度来选择幼苗期耐冷性强的个体是获得高产耐冷后代材料的有效途径。     

QTL analysis of cold tolerance at seedling stage in rice (Oryza sativa L.) using recombination inbred lines

Cold tolerance at seedling stage of rice (Oryza sativa L.) is a favorable trait for the stable establishment in temperate and high-elevation areas. In the present study, 71 recombinant inbred lines (RIL) derived from the cross of Asominori (Japonica) and IR24 (Indica) were used to identify quantitative trait loci (QTL) affecting cold tolerance at seedling stage. The putative QTL was further confirmed using some chromosome segment substitution lines (CSSLs), in which IR24 was used as the donor parent and Asominori as the recurrent parent. The average seedling mortality was used as cold tolerance after cold treatment with 6 °C for 7 days and recovery culture with 25 °C for 4 days at three-leaf seedling stage. Three QTL affecting cold tolerance at seedling stage were detected on chromosomes 1, 5 and 6 with LOD scores ranging from 2.2 to 4.1 using composite interval mapping (CIM). Among them, qSCT-1 located in the region of XNpb87-2-C955 on chromosome 1 was a major QTL which explained 24.51% of total phenotypic variance and favorable allele came from japonica parent, Asominori. In addition, IR24 alleles at the other two loci (qSCT-5 and qSCT-6) increased cold tolerance. And these three QTL were confirmed by four lines from the IR24 CSSLs. Transferring favorable allele from japonica variety to indica background or pyramiding different QTL identified from indica is an effective way to improve cold tolerance of rice.     

利用分子标记定位水稻芽期耐冷性基因

 利用籼稻品种南京11和粳稻品种巴利拉的F₁花药进行组织培养,获得67个加倍单倍体植株(Doubled haploid, DH)。 以该群体构建了一张包含131个RFLP标记的水稻分子图谱。 以芽期的死苗率为指标, 评定亲本及各 DH系在低温(4～5℃)条件下的耐冷性。结果表明：死苗率在DH群体中呈双峰连续分布, 表明芽期耐冷性是由主基因控制的数量性状。将死苗率作为数量性状进行QTL的区间作图分析, 发现在第7染色体上G379b-RG4区间存在有与耐冷性有关的基因(Cts7) 。     

QTL Analysis for Yield Traits Related to Low Nitrogen Tolerance Using Backcrossing Recombinant Inbred Lines Derived from Dongxiang Wild Rice (Oryza rufipogon Griff.)

【Objective】Dongxiang wild rice (Oryza rufipogon Griff.) has strong low nitrogen tolerance and is an important germplasm for low nitrogen tolerance improvement. Identification of genes responsible for low nitrogen tolerance in Dongxiang wild rice is of great importance to understand molecular mechanisms of low nitrogen tolerance and develop rice varieties with low nitrogen tolerance. 【Method】Quantitative trait loci (QTLs) for plant height and yield traits under low and normal nitrogen conditions was identified using backcrossing recombinant inbred lines (BC1F12) derived from an interspecific cross Xieqingzao B // Dongxiang wild rice/Xieqingzao B and its genetic linkage. 【Result】A total of 57 QTLs were detected in 33 regions on all chromosome, except chromosome 4 and 8. They explained individually 3.17%~63.40% phenotypic variation, and 32 QTLs of them had favorable alleles derived from Dongxiang wild rice. Nineteen QTLs were simultaneously detected under both nitrogen treatments, and 38 QTLs were only identified under single nitrogen treatment, suggesting various genetic mechanisms in rice growth and yield formation under low and normal nitrogen conditions. 【Conclusion】Fourteen QTL clusters, 43 QTLs included, scattered on seven chromosomes, indicating the common genetic-physiological mechanisms behind different traits, and the QTL pyramiding for low nitrogen tolerance can be achieved by molecular marker-assisted selection.     

东北粳稻分蘖期耐冷性鉴定及SSR标记关联分析

 以140份东北粳稻品种（系）为材料进行分蘖期耐冷鉴定,用84个SSR标记对耐冷性差异较大的96份材料进行基于SSR标记的关联分析。结果表明,供试材料强耐冷品种（系）占20%,中间型（系）占30.71%,不耐冷品种（系）占49.28%;分蘖期耐冷性与结实率和单株穗重呈极显著正相关,与生育期呈极显著负相关;关联分析得到18个位点与分蘖期耐冷性关联,其中标记RM214,RM445,RM506,RM106,RM215,RM182,RM270和RM229与前人研究获得的水稻耐冷性QTL定位结果吻合。这些标记可作为东北粳稻耐冷性资源筛选重点选择的标记。 还通过优异等位基因的挖掘,得到一系列的优异等位变异及载体材料。     

Inheritance and QTL Mapping of Salt Tolerance in Rice

An F2 population derived from the cross between Jiucaiqing (japonica) and IR36 (indica) was used to analyze the inheritance of salt tolerance in rice by genetic model of major-genes plus polygenes, and to map the corresponding QTLs by SSR molecular markers. Rice plants of P1, P2, F1 and F2 at 5- to 6- leaf stage were treated under 140 mmol/L NaCI for 10 days. Three indices representing the ability of salt tolerance of rice seedlings were measured, including salt tolerance rating (STR), Na^ /K^ ratio in roots and dry matter weight of shoots (DWS). STR, Na^ /K^ and DWS were all controlled by two major genes with modification by polygenes. Heritability of these traits from major genes was 17.8, 53.3 and 52.3%, respectively. The linkage map constructed by 62 SSR molecular markers covered a total length of about 1 142 cM. There were three QTLs detected for STR located on chromosome 1, 5 and 9, two QTLs for DWS on chromosomes 8 and 9, and two QTLs for Na^ /K^ on chromosomes 2 and 6, one on each chromosome respectively. Single QTL accounted for 6.7 to 19.3% of phenotypic variation. Identification method of salt tolerance in rice and breeding of rice varieties with salt tolerance based on molecular markers assisted selection had been discussed.     

水稻抽穗扬花期耐热QTL(qHTH5)定位及其遗传效应分析

对元江普通野生稻(Oryza rufipogon Griff.)(简称元江普野)荷花塘3号为供体、籼稻(O.sativassp.indica)恢复系蜀恢527为轮回亲本构建的种间近等基因系群体进行数量性状位点(QTL)分析,在近等基因导入系YJ10-03-01中鉴定了一个抽穗扬花期耐热QTL。利用均匀分布在水稻12条染色体上的360个SSR标记检测近等基因系YJ10-03-01和籼稻恢复系蜀恢527,共获得9个多态性标记。单标记分析表明第5染色体短臂上的多态性标记与抽穗扬花期耐热性极显著相关。进一步在人工气候室模拟高温条件下处理YJ10-03-01与蜀恢527杂交得到F2分离群体(1027个单株)并进行SSR标记分析,以水稻结实率为耐热指标,利用复合区间作图方法在第5染色体短臂上检测到一个抽穗扬花期耐热性QTL,暂命名为qHTH5。该QTL在F2及F3世代分别解释8.6%和19.4%的表型变异。在F3世代,继续利用目标区间标记RM7320和RM7444之间的SSR标记鉴定纯合重组体,利用置换作图法将QTL定位在约304.2kb之内(RM592-RM17921)。     

用培矮64S/日本晴F2群体对水稻6个农艺性状的QTL定位

 用水稻测序品种培矮64S和日本晴配组建立了由180个单株组成的F2群体，构建了含137个SSR标记的连锁遗传图谱，对水稻的分蘖数、有效分蘖数、分蘖率、株高、剑叶长和穗长等6个相关农艺性状进行了QTL定位分析。共检测到14个QTL，分布在第1、2、4、5、6、7染色体的11个区间。检测到1个控制株高的主效QTL(qPH1 2),位于第1染色体，其表型贡献率为24.0%；1个控制剑叶长的主效QTL(qFL4）,位于第4染色体，其表型贡献率为30.5%。对所定位QTL的价值、QTL在染色体上的区域分布等进行了探讨。     

利用籼粳交RIL群体对水稻耐寒性及再生力的QTL分析

 以粳糯稻糯89 1与籼稻蜀恢527构建的籼粳交F7代RIL群体169个家系为作图群体,构建了一张含105个微卫星（SSR）标记的分子连锁图谱。在5℃低温条件下,对亲本及RIL群体进行芽期耐寒性鉴定;在冬季自然低温条件下,对亲本及RIL群体进行再生稻桩越冬耐寒性鉴定;对亲本及RIL群体进行再生力鉴定。利用SSR标记对水稻耐寒性、再生力进行QTL检测。结果表明,水稻耐寒性和再生力在RIL群体呈连续分布,表现为数量性状遗传特征。共检测到控制芽期耐寒性的QTL 2个(qCtg3、qCtg5),分布在第3和第5染色体上,对表型变异的贡献率分别为75.57%和79.04%;检测到控制再生稻桩越冬耐寒性的主效QTL 1个（qCtr5）,在第5染色体上;检测到控制再生力的QTL 2个（qRa4、qRa5）,分布在第4和第5染色体上,对表型变异的贡献率分别为8.17%和7.09%。qCtg5、qCtr5和qRa5同时与第5染色体上标记RM153连锁,在分子水平上表明水稻芽期、越冬耐寒性与再生力具有相关性。