基于玉米87-1综3单片段代换系的穗长QTL分析

以优良玉米自交系综3为供体、87-1为受体,利用回交和SSR标记辅助选择相结合的方法,获得了51份纯合的染色体单片段代换系(Single Segment Substitution Line,SSSL),每个SSSL内只含有一个来源于供体的染色体片段。51个代换片段不均匀分布在玉米10条染色体上,代换片段长度在1.75～172.45 cM之间,平均长度为24.44cM。覆盖玉米基因组的总长度为933.90 cM,覆盖率为40.20%。2008年在郑州利用17份SSSL材料及在三亚利用39份SSSL材料对玉米穗长进行了1年2点的表型鉴定,共检测到20个穗长QTL,加性效率百分率在-12.10%～19.18%之间。结果表明,这些单片段代换系存在较大的遗传变异,是用于玉米复杂性状的QTL鉴定、基因克隆及功能分析的理想材料。     

利用染色体片段置换系定位水稻赖氨酸含量的QTL

 以籼稻品种9311为受体、粳稻品种日本晴为供体构建95个染色体片段置换系, 对水稻控制赖氨酸含量的QTL进行了定位。结果显示, 共有7个染色体片段置换系（chromosome segment substitution line, CSSL）的稻米赖氨酸含量与亲本9311差异显著。利用代换作图法共鉴定了4个与赖氨酸含量相关的QTL, 分别位于水稻第8、9和12染色体上。其中qHLY8和qHLY9.2来自高赖氨酸含量籼稻品种9311, 正向加性效应百分率分别为9.6%和8.5%;而qHLY9.1和qHLY12则来自低赖氨酸含量粳稻品种日本晴, 负向加性效应百分率分别为-16.0%和-21.3%。     

不同温光条件下水稻抽穗期QTL的定位与分析

以广陆矮4号为受体,日本晴为供体的85个染色体单片段代换系群体为试验材料,通过单因素方差分析和Dunnett多重比较,测验单片段代换系与广陆矮4号之间抽穗期的差异,对代换片段上抽穗期相关的QTL进行了定位。以P≤0.001为阈值,在南京和海南不同温光条件下共定位到40个抽穗期相关的QTL。其中,21个QTL在2个环境中均被检测到;15个QTL只在南京环境中被检测到;4个QTL只在海南环境中被检测到。南京环境中定位到的36个抽穗期相关QTL,其加性效应值变化范围为2.8d~15.7d,加性效应百分率变化范围为3.8%~21.1%;海南环境中定位到的25个抽穗期相关QTL,加性效应值变化范围为1.8d~12.1d,加性效应百分率变化范围为1.7%~11.3%。这些QTL的定位,为进一步精细定位并克隆相应主效QTL和优异品种特定环境下的生育期改良奠定了基础。     

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。     

玉米植株结构分析及其QTL定位

选用83个玉米DH系及其亲本作为试验材料,对其植株结构性状进行了分析。结果表明,株高受中部节间长度影响最显著;穗位高主要是由基部节间长度控制;相邻节间长在发育上具有协同性。对DH系的株高、穗位高和节间长性状进行QTL定位,共检测到40个QTL,贡献率为7.98%～43.24%。每个性状检测到1～5个QTL,其中株高、穗位高和节间长检测到1个共同的QTL。     

以广东高州普通野生稻为供体亲本的水稻单片段代换系构建

以栽培稻品种粤香占为受体亲本,利用杂交、回交和微卫星标记辅助选择相结合的方法,构建了以高州普通野生稻为供体亲本的水稻单片段代换系群体。该群体由20个编号的9个单片段代换系构成。这9个单片段代换系分别分布在水稻的第1、2、3、10和11染色体上,代换片段长度为8.1～23.8cM,总长度为152.7cM,平均长度为17.0cM,代换片段对水稻基因组的覆盖总长度为136.1cM,覆盖率为7.5%。构建以高州普通野生稻为供体亲本的水稻单片段代换系,为发掘和利用高州普通野生稻的有利基因提供了理想的试验材料,为进一步开展高州普通野生稻的遗传研究提供了一条新途径。     

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。     

利用野生大豆染色体片段代换系定位单株粒重QTL

以野生大豆ZYD00006为供体亲本,黑龙江省主栽品种绥农14为轮回亲本,连续多年回交并自交,构建了高世代染色体片段代换系BC3F3代161个株行。该群体经多代回交的遗传背景相对一致,大大提高了QTL定位的准确度。结合单因素方差分析法和独立样本T检验法对群体进行QTL定位,共获得9个单株粒重的QTL,分布于7个连锁群。两种方法中均被检测到的有3个QTL,分别为QSW-J-1、QSW-J-2和QSW-G-1;QSW-G-1和QSW-G-2与已有研究结果相吻合;其余7个QTL为新发现QTL,可能是本材料特有位点;其中QSW-J-1的导入片段长度是7.0 c M,且加性效应值为-2.7 g,可作为继续研究的首选位点。     

小麦重要农艺性状QTL近等基因导入系的选育

为了给小麦重要农艺性状的QTL精细定位及克隆奠定基础,对14个从Am3/莱州953(轮回亲本)BC4F4代选出的性状表现与莱州953有明显差异的导入系的8个农艺性状进行了分析,结果表明,每个导入系有2～7个性状与莱州953差异显著,在每一个性状上都有对农艺性状具有正向效应的位点.利用143对在亲本之间具有多态性的SSR标记对导入系含有的供体片段进行了检测,其中54对引物在14个导入系中检测到了供体片段,每一个导入系中检测到3～15个纯合供体片段及0～4个杂合片段,占受体基因组的1.7%～14.2%,平均为7.48%.利用其中10个导入系与轮回亲本莱州953杂交的F2群体进行了单片段代换系的选择,从10个导入系的F2中检测到40个供体片段,并从F2群体中选出了22个单片段代换系.这些导入系及其单片段代换系可用于有益的QTL的发掘、QTL精细定位与作图等研究.     

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。     

Identification of QTLs for Plant Height and Its Components by Using Single Segment Substitution Lines in Rice （Oryza sativa）

QTLs for plant height and its components on the substituted segments of fifty-two single segment substitution lines （SSSLs） in rice were identified through t-test （P〈0.001） for comparison between each SSSL and recipient parent Huajingxian 74. On the 14 substituted segments, 24 QTLs were detected, 10 for plant height, 2 for panicle length, 4 for length of the first internode from the top, 5 for length of the second internode from the top and 3 for length of the third internode from the top, respectively. All these QTLs were distributed on nine rice chromosomes except chromosomes 5, 9 and 11. The additive effect ranged from -4.08 to 3.98 cm, and the additive effect percentages varied from -19.35% to 10.43%.     

植物生长调节剂对再生稻头季抗倒伏能力和两季产量的影响

【目的】为了探明植物生长调节剂对再生稻头季抗倒伏能力及两季产量的影响,【方法】以佳辐占、天优华占和甬优2640为试验材料,于拔节初期叶面喷施多效唑、乙烯利和抗倒酯,研究不同植物生长调节剂对水稻头季茎秆特性、力学指标及两季产量形成的影响。【结果】甬优2640基部节间抗折力和植株抗推力最大,抗倒伏能力强;佳辐占基部节间最长,株高最高,倒伏指数高,抗倒伏能力最差;天优华占基部倒伏指数小,抗倒伏能力介于前二者中间。与喷施清水对照相比,多效唑处理植株节间长、株高、茎壁厚与对照差异较小,增加了倒3节间(N₃)茎粗和倒4节间(N₄)和N₃的抗折力,降低了N₄和N₃的倒伏指数;乙烯利处理则显著增加了N₄长度,N₃茎粗和株高,对茎壁厚没有明显影响, 增强了N₃抗折力,降低了N₃倒伏指数;抗倒酯处理缩短了N₄、倒2节间(N₂)长,降低株高,增加N₃茎粗和N₃、N₂的茎壁厚度,增强了N₄、N₃的抗折力,降低了各节间的倒伏指数。3种植物生长调节剂处理均降低了头季产量,多效唑和抗倒酯处理增加了再生季产量,乙烯利降低了再生季产量。分析产量构成因素,植物生长调节剂处理主要影响了总穗粒数,头季总穗粒数减少,再生季总穗粒数增加。天优华占和甬优2640两季总产量均较对照降低,佳辐占总产量多效唑和抗倒酯处理较对照增加,乙烯利处理较对照降低。【结论】抗倒酯处理增强了再生稻头季茎秆的抗倒伏能力,而对两季总产量无显著影响,对再生稻头季抗倒伏栽培具有现实意义。     

小麦重组自交系群体9个重要农艺性状的遗传分析

为了初步判断小麦重要性状的遗传组成,并筛选适于QTL定位的性状,以小偃81和西农1376及其构建的重组自交系群体(RILs)F7代为材料,采用植物数量性状主基因+多基因混合遗传模型研究了株高、叶面积、穗下茎长、穗下节长、穗下节间直径、穗长、小穗数、穗粒数和抽穗期等9个重要农艺性状的遗传特点.结果表明,穗下节长性状符合多基因遗传,无主基因存在;株高、小穗数、穗粒数、叶面积、穗长和抽穗期6个性状符合2对主基因+多基因遗传;穗下节间直径性状符合3对主基因遗传,无多基因存在;穗下茎长性状则符合3对主基因+多基因遗传.株高、穗长、抽穗期和穗下节间直径等4个性状的主基因遗传率分别为82.32％、75.75％、81.98％和91.04％,可能含有较大的主效QTL.     

水稻亚种间单片段代换系的建立

利用微卫星标记辅助选择,建立了29个以台中65为受体、低脚乌尖或窄叶青为供体的单片段代换系,该代换系群体的代换片段分布于9条染色体上,总长度为643.65 cM,平均长度为22.19 cM,覆盖全基因组427.55 cM,覆盖率为23.47%。     

利用单片段代换系群体定位玉米株型性状QTL

以优良玉米自交系许178背景的综3单片段代换系群体为基础材料,通过一年两点的田间试验,对株高、穗位高、总叶片数、穗上叶片数、叶面积等植株性状进行QTL分析。结果表明,利用显著性检验方法在两点共检测到5个株型相关性状的72个QTL,包括23个株高QTL、12个穗位高QTL、6个总叶片数QTL、15个穗上叶片数QTL、16个叶面积QTL,其中,有10个株高QTL、3个穗位高QTL、3个总叶片数QTL、2个穗上叶片数QTL和1个叶面积QTL在2个试验环境中同时检测到。     

不同蛋白质含量类型小麦的茎型指标分析

为给优质高产小麦的育种和栽培建立茎型指标体系,2002～2003年度和2003～2004年度分别以不同蛋白质含量类型的小麦品种(系)71个和94个为供试材料,测定了株高、各节间长度、籽粒蛋白质含量和产量,研究了不同蛋白质含量类型小麦的株高和各节间长度等茎部性状的差异及其与产量的关系.结果表明,高蛋白质含量类品种的株高、倒2节间长和倒3节间长显著大于低蛋白质含量类型品种;高蛋白高产类型小麦的适宜株高、穗下节间长、倒2节间长和倒3节间长分别为85～107 cm、27 cm 以上、23 cm左右和14 cm左右,在适宜范围内以各项值稍大较为理想;低蛋白质含量、高产类型的品种则分别为85 cm以下、30 cm 以下、18.5 cm左右和12 cm左右,在适宜范围内各项值以稍小较为理想.     

不同化控制剂对优质杂交稻泰优398抗倒伏特性的影响

设置5种化控制剂处理,研究了拔节期前喷施不同化控制剂对优质稻泰优398茎秆配置、抗倒伏特性及产量的影响。结果表明,5种化控制剂喷施后株高均显著降低但对产量没有显著影响,其中,4种制剂喷施后能够缩短基部倒4、倒5节间长度,喷施25%多效唑悬浮剂和5%烯效唑可湿性粉剂能显著增加植株推阻和倒3节抗折力,从而增强植株抗倒伏能力。在本试验条件下的5种化控制剂中,在拔节期前喷施25%多效唑悬浮剂和5%烯效唑可湿性粉剂对优质稻泰优398的抗倒伏能力提升效果较好。     

粳稻8个异交相关性状及其中亲优势的QTL定位与遗传分析

 为探明控制粳稻异交相关性状及其中亲优势的基因作用类型,利用秀堡RIL群体及其2个回交(BCF1)群体对穗抽出度、剑叶长、剑叶角度、穗剑高度差、倒2叶长、倒2叶角度、穗与倒2叶（穗二）高度差和倒1节间长8个异交相关性状及其中亲优势进行QTL定位。3个群体中共检测到45个显著的主效QTL（M QTL）,单个M QTL的贡献率变幅为1.5%～803%。73.3%的M QTL表现为加性效应,4.5%的M QTL表现为部分或完全显性效应,22.2%的M QTL表现为超显性效应。3个群体中共检测到82对显著的双基因上位性QTL（E QTL）。RIL群体中检测到43对E QTL,单对E QTL的贡献率变幅为1.0%～7.0%,平均2.7%。在以秀水79为父本、与秀堡RIL群体回交的后代（XSBCF1群体）中检测到16对E QTL,其中利用BCF1表型值检测到11对E QTL,单对E QTL的贡献率变幅为11.2%～36.8%,平均21.0%;利用中亲优势值检测到6对E QTL,单对E QTL的贡献率变幅为33.1%～76.8%,平均55.0%。在以C堡为父本、与秀堡RIL群体回交的后代（CBBCF1群体）中检测到23对E QTL,其中利用BCF1表型值检测到16对E QTL,单对E QTL的贡献率变幅为6.2%～60.0%,平均24.0%;利用中亲优势值检测到7对E QTL,单对E QTL的贡献率变幅为21.3%～44.4%,平均31.0%。上述结果表明,粳稻异交相关性状是由多位点控制的,基因对性状本身的作用类型以加性效应为主;粳稻异交相关性状中亲优势主要遗传基础为超显性效应和上位性效应。     

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。