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。     

应用分子标记检测水稻耐盐性的QTL

 利用特三矮2号/CB组合构建了重组自交系群体(RI)。以60个RFLP标记检测142个纯系的基因型。在含有NaCl的电导率为12 dS/m的培养液中鉴定这些纯系的耐盐性。结果表明,RI群体的耐盐性出现超亲分离。构建了一张覆盖11条染色体、含52个标记位点的连锁图。仅检测到一个位于第5染色体的位点(RG13)显著与耐盐性有连锁。该位点的表型贡献率为11.6%。来自母本的该位点可提高耐盐性。分别对RG13与其它59个标记位点间的互作做检测,仅发现3对互作显著,即RG13×RG104; RG13×RG143; RG13×RG716。当来自母本的RG13分别与来自父本的RG104和RG143重组时,均明显提高耐盐性。分别来自母本的RG13和RG716能产生提高耐盐性的互作。这些基因互作结果为超亲分离提供了理论依据。     

水稻高节位分蘖的QTL定位和互作分析

 高节位分蘖是水稻生产中常见的现象,同时高节位分蘖与水稻的驯化也存在密切的联系。利用来源于窄叶青8号与京系17及春江06与台中本地1号的两个加倍单倍体（DH）群体（分别简称为ZJDH群体和TCDH群体）为材料,对水稻高节位分蘖的遗传特征进行了研究。采用复合区间作图法,在ZJDH群体中共定位到qHOT3、qHOT6-1和qHOT8等3个QTL,分别位于第3、6和8染色体上;对TCDH群体的QTL定位共检测到相关位点2个,分别位于第6和12染色体上。同时,在两个群体中分别检测到4对和7对上位性互作位点。QTL比较分析表明在两个群体中分别定位到的第6染色体上的QTL所在区间可能一致,说明水稻第6染色体对高节位分蘖具有重要的影响。     

水稻苗期抗旱性的QTL分析

利用251个株系组成的Maybelle/白叶秋的加倍单倍体群体,构建了由226个SSR分子标记组成的遗传图谱。通过两年抗旱棚苗期抗旱性鉴定,应用复合区间作图法和QTLNetwork2.0对水稻苗期抗旱性进行QTL定位及互作效应分析。利用前者在两年共检测到5个抗旱性相关QTL,分别位于第2、3、5、6和8染色体;而通过后者在第2、3、5和6染色体上也找到了抗旱性相关的QTL,并且通过两种方法检测到的第3、5、6染色体上的3个QTL所在区间吻合;还发现4个具有上位性的QTL。所有抗旱性QTL的加性效应均为正值,表明来自父本白叶秋的这些抗旱性位点可以提高水稻的抗旱性。     

水稻种子低氧发芽力的QTL定位和上位性分析

利用35份水稻品种资源,评价了在不同水深、温度等低氧条件下的种子萌发情况,表明水温30℃、水深0.2 m下黑暗萌发5 d为最佳鉴定方法,并以此条件下水稻种子萌发的芽长为鉴定指标,评价了359份水稻品种低氧发芽力地区间、籼粳间的差异。进一步利用81个Kinmaze/DV85 重组自交系群体进行了水稻低氧发芽力数量性状位点分析, 在第1、2、5、7染色体上检测到5 个低氧发芽力QTL,其中第5染色体上存在2个QTL,各QTL的贡献率为10.5%～19.6%。同时进行上位性分析,检测到3对互作位点,分别位于第2、3、5、11染色体上,其中位于第3染色体上标记C563-X182之间的位点与第5染色体上标记R830-X208之间的位点的互作贡献率高达48.78%。     

水稻籼粳交DH群体中影响白背飞虱抗虫性QTL的检测

分析了水稻籼粳交加倍单倍体(DH)群体中影响白背飞虱抗虫性和感虫性的QTL.虽然DH株系的亲本窄叶青8号和京系17没有拒取食抗性,但是白背飞虱在6个DH株系中的取食受到了强烈的抑制,可能属超亲分离.在第3染色体的粳型片段中检测到1个影响蜜露分泌的微效QTL.粳稻亲本京系17具有杀卵抗性.DH株系中的杀卵特性是通过叶鞘上杀卵反应产生的坏死症状表现的.在DH株系分蘖早期和中期,将4个杀卵作用的QTL定位在第1、2、6和8染色体的粳型片段上.出现在分蘖中期的另一个QTL被定位在第9染色体的籼型片段上.在分蘖盛期至孕穗期,杀卵位点减少至2个.整个试验期间对每个DH株系的最高杀卵级别的分析显示,在染色体2、6和9上共有4个QTL.两个主效QTL位于近邻第6染色体的粳型片段.在第1、3和5染色体上检测到3个影响第2代白背飞虱若虫密度的QTL.第3染色体上起主要作用的QTL源自粳稻亲本;第5染色体上的微效QTL源自籼稻亲本.两个白背飞虱为害的QTL位于第8和第10染色体的籼型片段,另一个QTL位于第3染色体的粳型片段.这些QTL被认为与水稻品种对白背飞虱田间抗性表达有关.     

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。     

利用贝叶斯法进行水稻籽粒植酸含量性状的QTL定位及互作分析

 利用水稻植酸含量差异较大的品种中花11(粳型)和LPA（籼型）为亲本杂交获得F2群体的172个单株,构建了含126个SSR和4个STS标记的遗传连锁图谱,利用贝叶斯（Bayesian）法对水稻籽粒植酸含量性状进行了主效应QTL定位和上位性互作分析。共检测到 3 个与水稻籽粒植酸含量性状有关的主效QTL,分布在第3、5和6 染色体的相应区间内,表型贡献率分别为538%、802%和462%,降低籽粒植酸含量的等位基因均来自亲本LPA。检测到10对上位性互作影响籽粒植酸含量, 分布于水稻第1、3、5、6、11染色体上,互作效应值为169～518,其表型变异的解释率为867%～2473%。     

玉米磷素相关根系性状Meta-QTL及候选基因发掘

以玉米高密度遗传连锁图谱IBM2 2008 Neighbors为参考图谱,收集来自不同实验中的175个玉米磷素相关根系数量性状位点(QTL)信息,利用Biomercator 2.1软件,构建玉米磷相关根系QTL整合图谱。采用元分析技术,在10条染色体上发掘出26个与磷相关根系性状"一致性"QTL(MQTL),图距范围在0.8~14.3 c M之间,除第2、5、8号染色体外,其余染色体上均检测到2~4个MQTL。根据MQTL区间两端标记在玉米物理图谱Ref Gen_v2上的位置,将MQTL进行物理图谱定位,单个MQTL所在物理图谱上的图距范围在0.1~9.1 Mb。在MQTL 1、2、4、8、11、12、15、18、20、22中检测到15个与磷素吸收利用以及根系性状的候选基因。     

水稻重要农艺性状的两年QTL剖析

 利用水稻汕优63（珍汕97 × 明恢63）重组自交系群体241个株系，对株高、生育期、产量及其产量构成因子等9个重要农艺性状进行了年度间的QTL定位和比较。结果表明，9个性状的表现型在两年均为连续分布，且都存在一定数量的双向超亲遗传类型。两年共检测到64个QTL，分布于水稻除第4染色体外的其余11条染色体，其中1999年检测到45个，2000年检测到35个，两年相同的QTL共16个。2000年检测到的QTL贡献率介于283%~1499%，且大多低于1999年。不同环境可以影响QTL的表达，但表达差异并不全是QTL×环境(QE)互作结果，也可能是由于该性状的遗传力偏低、QTL本身效应偏低或QE互作等原因共同造成的。另外，检测到8个显著的QE互作，但其互作效应明显低于对应的QTL效应。     

水稻苗期发根力的QTL和上位性分析

以典型籼粳交(窄叶青8号/京系17)F[sub]1[/sub]花培加倍的DH群体为材料,采取水上栽培方法,考察苗期根系发根力。利用已构建的分子连锁图谱,采用基于混合的线性模型复合区间作图法对水稻苗期发根力进行QTL和上位性分析。在第3染色体的C63-CT125之间检测到1个发根力的主效QTL,同时也检测到影响发根力的5对上位性效应基因座,分别位于第2、3、5、6、7、12染色体上,其中影响根长、根数上位性效应各有两对区间,有一对既影响根长,又影响根数。     

玉米对亚洲玉米螟抗性的QTL分析

对玉米的亚洲玉米螟抗性进行遗传剖析对抗虫育种有重要意义。本研究以自330×K36的F2:3群体(114个家系)为材料,利用SSR标记对玉米的亚洲玉米螟抗性进行了数量性状位点(QTL)分析。结果表明,基于叶片侵害度性状检测到6个QTL,分别位于染色体4、6、7和10上;基于茎秆虫孔数性状检测到4个QTL,分别位于染色体1、5、8(2个)上;基于茎秆隧道长度性状检测到2个QTL,位于染色体1和8上;以隧道长度/虫孔数为鉴定性状检测到2个QTL,位于染色体7和10上。这些QTL所能解释的表型变异在10.3%～21.5%之间。大部分QTL的作用方式为部分显性。     

低氮逆境下玉米产量及相关性状QTL整合与一致性分析

通过收集国内外玉米在低氮逆境条件下产量及相关性状的QTL定位信息,采用元分析方法,借助玉米IBM2遗传图谱进行了QTL整合及一致性QTL分析。结果表明:基于国内外多个定位群体定位的85个QTL呈簇状分布在10条染色体上,一些QTL簇集是由控制同一个性状的QTL聚集而成,多个QTL簇由控制产量相关的不同性状的QTL组成;确定了11个低氮逆境条件下一致性的产量性状QTL,其中1个子粒产量一致性QTL位于第5染色体上,6个百粒重一致性QTL位于第1、第5染色体上,4个穗粒数一致性QTL位于第8染色体上。     

两种光、氮条件下玉米苗期根冠性状QTL定位

以根、冠性状差异显著的亲本478和Wu312为基础材料,构建了含218个株系的F8重组自交系群体,利用该群体构建了包含184个SSR标记的遗传连锁图谱,图谱总长度为2 084.1 cM,平均图距为11.3 cM。在低光、高氮下和高光、低氮下对玉米苗期地上部干重、根干重、根冠比、最大根长进行了QTL定位分析,两种条件下共定位到21个与苗期根冠性状相关的QTL位点,低光、高氮条件下定位到11个QTL位点,高光、低氮条件下定位到10个QTL位点,分别位于第1、2、3、4、5、6、7、9染色体上。第6染色体上定位到7个位点,其中一个为控制低光、高氮下根干重的主效位点,贡献率为25.3%。在第1染色体上umc1335-bnlg1556区段同时检测到高光、低氮条件下地上部干重和根冠比的QTL位点,这些位点与地上部干物质的形成密切相关。     

应用RFLP标记研究水稻的广亲和基因

 选用45个分布于10条染色体上的DNA探针，结合4种限制性内切酶，检测了广亲和品种Pecos和测验种南京11、秋光之间DNA限制性片段长度多态性(RFLP)。发现其中15个探针能在Pecos、南京11和秋光之间表现多态性。进一步选用14个表现多态性的探针和色素原基因C分析了三交群体（Pecos／南京11//秋光）中单株结实率的分离。结果表明第6染色体上的RFLP标记RG138、RG64 RG456以及色素原基因C与籼粳杂交亲和性有显著的连锁关系；位于第12染色体上的标记RG81也与三交群体单株结实率显著相关，根据标记与性状的共分离资料，初步绘制了第6染色体上该籼粳杂交亲和性座位的RFLP连锁图。此外。还发现第12染色体上的两个标记RG81和RG323在三交群体中两种基因型的分离比例不符合1∶1。     

基于SNP芯片玉米抗倒性状的QTL定位

利用10K SNP芯片和玉米F_2∶3家系,共定位到18个与茎秆穿刺强度、茎粗和穗位高性状相关的QTL。结果表明,5个茎秆穿刺强度QTL分别位于第1、3、4、6、7染色体,4个茎粗QTL分别位于第1、2、4、8染色体上,9个穗位高QTL分别位于第1、2、3、4、6、7、8、9染色体上。在第4染色体2.2～11.7 Mb区段上检测到同时控制地上第3节茎秆穿刺强度、茎粗和穗位高3个性状的QTL;在第8染色体C8M179标记（物理位置118 050 940 bp）附近检测到同时控制地上第3节茎粗和穗位高2个性状的QTL。     

玉米雄穗相关性状QTL分析

以掖478和齐319构建染色体片段代换系群体（CSSLs），分析石家庄、新乡、昌平、顺义4个地点的雄穗主轴长（TL）和雄穗分枝数（TBN）的表型鉴定数据。结果表明，在2个以上环境中共检测到27个雄穗主轴长QTL，分布在1、2、3、4、5、7、8、9和10号染色体上，其中，1号染色体上雄穗主轴长QTL位点最多；共检测到23个雄穗分枝数QTL，分别位于1、2、4、6、7、8和10号染色体，其中，1号染色体上雄穗分枝数QTL位点最多。验证了北方春玉米环境稳定的3个雄穗主轴长QTL和10个雄穗分枝数QTL，发掘到黄淮海环境特异的5个雄穗主轴长QTL和3个雄穗分枝数QTL。在4个环境下均能检测到5个雄穗主轴长QTL（qTL1-3、qTL1-4、qTL2-1、qTL3和qTL4-2）和1个雄穗分枝数QTL（qTBN1-7），可为控制雄穗主要性状的基因克隆和机理解析提供参考。     

Analysis of quantitative trait loci for some starch properties of rice (Oryza sativa L.): thermal properties, gel texture and swelling volume

To understand the genetic basis of gelatinization temperature (GT), gel textural traits and flour swelling volume, quantitative trait loci (QTL) were mapped for these traits using a doubled haploid (DH) population derived from a cross between indica variety Zai-Ye-Qing 8 (ZYQ8) and japonica variety Jing-Xi 17 (JX17). The results indicated that the starch property parameters were continuously distributed among the DH lines, and some DH lines showed transgressive segregation for all the parameters. A total of 16 QTLs were identified for seven traits. A major QTL, the alk gene on chromosome 6 was significant for the three GT traits, onset temperature (T_o), peak temperature (T_p), and completion temperature (T_c). This locus could explain 49.4, 38.9, and 28.3% of the total variance, respectively, indicating that GT parameters were substantially controlled by the alk gene which has previously been identified for alkali spreading value (ASV). The additive effects of alk on T_o,T_p and T_c were from ZYQ8. Another two QTLs on chromosomes 1 and 7 were also identified for the three GT parameters, whose positive effects were contributed from JX17. Another QTL on chromosome 10 with the positive effects coming from ZYQ8 was significant only for T_c. However, the enthalpy (ΔH) of gelatinization was controlled by two minor QTLs on chromosomes 1 and 7. A major QTL, the Wx gene on chromosome 6 was identified for gel hardness and flour swelling volume which explained 58.8 and 36.6% of the total variances, respectively. Another two QTLs were also detected for flour swelling volume, one of which (qSV-7) could explain 21.4% of the total variance. However, gel cohesiveness was controlled by a major QTL located between alk and Wx on chromosome 6.     

两种磷水平下玉米苗期根系性状的QTL定位

以耐低磷性状具有明显差异的玉米自交系X178和9782为亲本构建的重组自交系为研究材料,在正常供磷与低磷胁迫下对玉米苗期根系和地上部分干重等性状进行表型鉴定和QTL定位分析。结果表明,低磷胁迫下重组自交系地上部分干重下降最多,显示低磷胁迫下玉米苗期优先确保根系生长发育。两种磷水平下共检测到9个性状的16个QTL,主要位于第1染色体上,其中,正常磷水平下富集了5个QTL的bin1.06区域、低磷胁迫下集中了3个QTL的bin1.03区域可能是含有控制根系或磷利用相关性状基因的重要染色体区域。在定位的16个QTL中,位于第7染色体的根冠比QTLqRRS7_LP可解释表型贡献率高达14.06%,且增效等位基因来源耐低磷亲本X178,表明若对该位点进行分子标记辅助选择,可能会对耐低磷性状改良具有明显的选择效果。