水稻耐热性的QTL定位及耐热性与光合速率的相关性

 应用典型的籼粳交组合IR64×Azucena花药培养的DH群体及其已构建的分子连锁图谱，在田间及温室高温条件下对该DH群体的结实性状进行考查，采用QTLmapper 1.0软件检测控制结实率的加性和上位性效应的QTL。在第1、3、4、8和11等5条染色体上，共检测到6个具有加性效应的QTL，其中位于第1、3染色体的2个加性效应QTL来自父本Azucena的等位基因，它们是耐热的QTL，能分别提高结实率9.50和6.46个百分点，其贡献率分别为19.15%和2.86%；位于其余3条染色体的4个加性效应的QTL来自母本IR64的等位基因，它能提高结实率4.33~10.37个百分点，在第1、2、3、4、5、7、8、11等8条染色体之间还检测到8对加性×加性上位性效应，其贡献率为2.27%~8.13%。同时还对水稻分蘖盛期和抽穗期进行了光合速率的测定，发现抽穗期剑叶光合速率与耐热性呈显著的正相关。     

水稻穗芽相关性状的QTL定位

 利用305个株系组成的源自籼稻品种中156和谷梅2号的重组自交系群体进行了水稻穗芽性状的QTL检测和遗传效应分析。以穗芽指数及相关指标作为穗芽性状的表型值，采用QTL Mapper 1.01统计软件进行QTL定位和上位性分析，共检测到控制穗芽指数的3个加性效应QTL，分别位于第2、9、11染色体上；控制穗芽速率的加性效应QTL 3个，分别位于第1、3、6染色体上；控制穗穗芽率的加性效应QTL 3个，分别位于第1、9、10染色体上；控制粒穗芽的加性效应QTL 2个，分别位于第9、11染色体上。还检测到3对影响穗芽指数的加性×加性上位性互作效应QTL；3对控制穗芽速率的上位性QTL和3对控制粒穗芽率的上位性QTL。     

两种供氮水平下水稻穗长QTLs的检测

 在水稻(IR64×Azucena) DH群体中应用分子标记连锁图，对不同供氮水平下的穗长性状进行QTL区间作图分析。在高氮水平下检测到控制穗长的QTLs 2个，分别位于第1和第4染色体上；在低氮水平下检测到5个穗长QTLs，其中3个分别位于第1、4和6染色体上，2个位于第3 染色体的不同部位，说明穗长QTL与供氮水平之间可能存在交互效应。基于这种互作效应及研究中观察到的两供试亲本对低氮胁迫的耐性差异，推测仅在低氮水平下检测到的穗长QTLs可能跟水稻对低氮胁迫耐性有一定的关联。     

水稻灌浆期耐热害的数量性状基因位点分析

 利用由98个家系组成的Nipponbare / Kasalath // Nipponbare回交重组自交系群体及其分子连锁图谱，以粒重感热指数\[（适温粒重-高温粒重）/适温粒重×100\]为评价指标，采用混合线性模型的QTL定位方法，对水稻灌浆期耐热性的主效、上位性数量性状基因位点及其与环境的互作进行分析。共检测到3个灌浆期耐热性主效QTL，分别位于第1、4和7染色体上，LOD值为8.16、11.08和12.86，贡献率8.94%、17.25%和13.50%。其中位于第4染色体标记C1100-R1783之间的QTL，没有显著的上位性和环境互作效应，表明在不同环境和遗传背景中的表达较为稳定，在水稻耐热性育种中可能具有较大的利用价值，其耐热性等位基因来自亲本Kasalath，高温热害时可减少粒重损失3.31%。位于第1染色体标记R1613-C970之间的QTL和第7染色体标记C1226-R1440之间的QTL，耐热性等位基因来自亲本Nipponbare，分别可减少粒重损失2.38%和2.92%。这两个QTL均具有与环境的互作效应，其中第7染色体上的QTL还和其他基因位点有互作。检测到8对加性×加性上位性互作QTL，分布于第1、2、3、5、7、8、10和12染色体上。没有检测到上位性QTL与环境的互作效应。     

水稻单穗重和千粒重的QTL定位

 用基于混合线性模型的统计方法对一套来源于亲本IR64/Azucena的加倍单倍体群体在两个生产季节的水稻单穗重和千粒重进行了分析，各检测到15个QTL分别控制这两个性状，其中有6个QTL同时与这两个性状有关。所有QTL分布在除第11、12染色体以外的其余10条染色体的相应标记区间内。在控制千粒重的QTL中，12个QTL有加性效应，6对QTL带有加加上位性效应，它们不受环境条件的影响。在控制单穗重的QTL中，7个QTL具有加性效应，但其中4个QTL的表达随环境而异；6对QTL具有加加上位性，但其中1对对环境敏感。qTGW2的加性效应对千粒重的贡献率超过10%；3个QTL（qGW1、qGW7和 qGW8 1）在早季环境的加性效应对单穗重的贡献率亦都大于10%，但对环境敏感。     

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。     

水稻耐光氧化特性的QTL定位

 利用由127个株系组成的来源于籼稻品种窄叶青8号和粳稻品种京系17的加倍单倍体群体，以耐性指数和敏感性指数为指标，采用QTL Mapper 1.6统计软件进行水稻耐光氧化反应特性的QTL定位和上位性分析，共检测到控制耐性指数的1个加性效应QTL，位于第3染色体上；控制敏感性指数的加性效应QTL 5个，分别位于第1、1、6、8和9染色体上。还检测到3对影响耐性指数的加性×加性上位性互作效应QTL和5对敏感性指数的上位性QTL。还对41个水稻材料进行了光氧化实验筛选。     

水稻叶挺长发育动态的QTL分析

 采用条件复合区间作图法,分析籼型品种IR64和粳型品种Azucena为亲本的DH群体,对不同时期的叶挺伸长动态进行了QTL定位。检测到各时期影响叶挺长的非条件QTLs。随着叶挺的伸长,解释叶挺表型变异的所有非条件QTLs贡献率逐渐增加,到测定末期QTL的贡献率达到90.0%。条件QTL分析表明,Hls 1-2、Hls 3-3、Hls 2和Hls 4等位点的基因表达,在8月18日至9月7日和9月7日至9月17日两个时段较为活跃,与DH群体的拔节盛期和抽穗盛期相吻合。     

不同供氮水平下玉米株型相关性状的QTLs定位和上位性效应分析

用自交系Mo17与黄早四构建的RIL群体239个株系及双亲为研究材料,在高氮(施N300kg/hm2)和低氮(不施N)条件下,测定株高、穗位高、单株总叶数、穗位叶长、穗位叶宽和穗位叶面积等株型相关性状。采用QTLMapper1-6统计软件检测控制这些性状的加性效应QTLs和加性×加性上位性QTLs,共检测到19个加性效应QTLs和14对上位性QTLs,定位在玉米所有染色体上,其中1个加性效应QTL控制株高;3个加性效应QTLs和3对上位性效应控制穗位高;4个加性效应QTLs和3对上位性效应与单株总叶数有关;有4个加性效应QTLs和3对上位性效应影响穗位叶长;2个加性效应QTLs和3对上位性效应控制穗位叶宽;5个加性效应QTLs和2对上位性效应控制穗位叶面积。对应用分子标记辅助育种选育玉米株型的可能性进行了讨论。     

小麦抽穗期QTL及其与环境的互作

为筛选稳定表达的小麦抽穗期QTL用于辅助选择,以旱选10号×鲁麦14的DH群体为试材,在四种环境下对抽穗期进行QTL。结果表明,该DH群体抽穗期呈连续性分布,表现为多基因控制的数量性状。四种环境下共检测到6个抽穗期加性QTLs,分别位于1B、1D、4D、6B、7B、7D染色体上,LOD值为3.13~10.88,贡献率在1.57%~6.72%之间,其中QHd-1D-1和QHd-7B与环境具有互作效应。共检测到10对上位性QTL位点,互作效应值为-0.39~0.423,表型贡献率在1.39%~4.86%之间,其中4对上位性位点与环境具有互作效应。     

Mapping quantitative trait loci (QTLs) for seedling-vigor using recombinant inbred lines of rice (Oryza sativa L.)

Seedling-vigor is important for optimum stand establishment and increasing weed competitive ability in rice cropping systems. In the current study, three seedling-vigor-related traits, seed germination rate, seedling shoot length and dry matter weight, were investigated by the paper-roll tests with rice recombinant inbred lines derived from a cross between Lemont (japonica) and Teqing (indica). The phenotype data, together with a linkage map consisting of 198 marker loci, was used to conduct composite interval mapping by QTLMapper 1.0 to simultaneously map both main-effect and epistatic QTLs for seedling-vigor in rice. Totally, 13 putative main-effect QTLs and 19 pairs of epistatic loci with R² ≥ 5% were identified. Almost all of these QTLs or interactions individually explained only around 5–10% of the phenotypic variation. The majority (68%) of these main-effect and epistatic loci were clustered in seven chromosome regions, each spanning 12–28 cM (centi-Morgan) and containing three or more detectable loci. When detectable for the multiple seedling-vigor-related traits, either the main-effect QTLs or the epistatic interactions sharing the same map location had their additive or epistatic effects in the same direction, which agreed well with the positive correlations among the traits. The results demonstrated that seedling-vigor in rice could be controlled by many loci, most of which had small effects, but, relatively, epistasis as a genetic factor was much more important than main-effects of QTLs. Along with the results reported previously, this study revealed the extensive genetic diversity for seedling-vigor in rice. In addition, the QTL q^SV-7 on chromosome 7 was found to have the largest main-effects on multiple seedling-vigor-related traits and therefore could be used as a potential target to be genetically manipulated by marker-assisted selection in rice seedling-vigor breeding programs.     

水稻米粒延伸性QTLs定位和基因型与环境互作分析

 利用协青早B/密阳46所构建的重组自交系群体及其相应分子遗传图谱，在海南和杭州两地试验，以延伸率作为米粒延伸性考察指标，检测QTL主效应、上位性效应和基因型×环境互作效应的遗传分析方法，进行联合检测分析。结果表明，该性状两地间的平均表现和群体分布特征较为相似，但两地间表型值相关系数却较小。试验检测到1个控制该性状的QTL基因qCRE 6,其增效基因来自于父本，提高3.99%的米粒延伸率，可解释5.30%的表型变异，它不存在与环境间显著互作。另外，还检测到2对上位性互作基因，即qCRE 2与qCRE 5 1、qCRE 5 2与qCRE 7,前者与环境间存在有显著的基因型×环境互作，在杭州有增加米粒延伸性的效果。     

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。     

稻米粒形和垩白度的QTL定位和上位性分析

 利用由181个家系组成的Lemont/特青籼粳交重组自交系群体，以及由161个RFLP、SSR标记和3个形态标记构建的全长为1916.5 cM、覆盖水稻基因组12 条染色体的连锁图，采用线性模型的复合区间作图方法（QTLMapper V10），对粒长、粒宽、长宽比和垩白度等4个稻米品质性状的数量性状座位（QTL）进行了分析。在水稻的所有12 条染色体上共定位到7个加性主效QTL和19对上位性QTL，其中控制粒长、粒宽、长宽比的主效QTL各2个，控制垩白度的QTL 1个，分别解释12.8%、40.0%、26.0%和42.1%的表型变异；共检测到6对影响垩白度、6对影响粒长、7对影响长宽比的上位性QTL，分别解释52.2%、31.3%和38.2% 的表型变异。结果表明，上位性QTL和主效QTL一样在稻米粒形和垩白度的遗传中起着重要的作用。     

水稻生理特性与抗旱性的相关分析及QTL定位

 利用籼稻品种IR64和粳稻品种Azucena杂交产生的包含110个加倍单倍体株系的群体，在干旱胁迫和正常水分条件下，连续在2004年和2005年于抽穗期分别测定了叶片水势、相对含水量、叶绿素含量(SPAD值)、游离脯氨酸含量、气孔导度和蒸腾速率，并于成熟期取样，计算抗旱系数。与正常水分状况下相比，干旱胁迫条件下叶片的游离脯氨酸含量的增加达极显著水平，干旱胁迫条件下叶片的相对含水量、水势、叶绿素含量和气孔导度的降低均达显著或极显著水平。相关分析表明，在干旱胁迫条件下，叶片相对含水量、叶片水势与抗旱系数呈显著或极显著正相关。 利用175个RFLP标记构建的遗传连锁图谱分析了与抗旱性相关的叶片生理指标，共检测到与抗旱性相关的6个生理指标的7个加性QTL，31对上位性QTL，其中有2个主效QTL、9对上位性QTL存在环境互作效应。在两种水分条件下检测到的QTL结果有较大差异，说明干旱胁迫对控制与抗旱性相关的叶片生理性状基因的表达有显著的影响。在6个抗旱相关生理指标中，检测到的控制叶片气孔导度和水势的QTL较多，有3个加性QTL和8对上位性QTL控制气孔导度，有8对上位性QTL控制水势。     

利用回交重组自交系定位稻米赖氨酸含量的基因座位

 利用日本晴（粳稻）/Kasalath（籼稻）//日本晴组合衍生的98个回交重组自交系（BILs）株系和具有245个RFLP标记的遗传图谱，在浙江和海南2个环境条件下，开展了精米赖氨酸含量的QTL定位。精米赖氨酸含量在浙江和海南均表现连续变异和超亲分离。在第6染色体发现2个具有显著遗传主效应的QTL(qLYS6 1和qLYS6 2），表型贡献率分别为2708%和4756%。qLYS6 1 还具有显著的环境互作效应。qLYS6 1的增效基因来自Kasalath，而qLYS6 2的增效基因来自日本晴。未检测到显著的上位性效应。     

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。