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。     

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。     

云南稻种冲腿的孕穗期耐冷性QTL分析

 利用352 个探针分析了日本品种农林20和云南品种冲腿之间的限制性片段长度多态性（RFLP），从中筛选出157个在农林20和冲腿间显示多态性的探针，其中55个被用于其杂交后代（农林20/冲腿）的70个F3系统的孕穗期耐冷性数量性状位点（QTL）分析。结果初步显示出一些与水稻孕穗期耐冷性有关的QTL，它们主要分布在第1、3、4、5、6、7、8、10和第12染色体上。可能在第3和第7染色体上具有对孕穗期耐冷性作用较大的QTL。     

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.     

扬麦17/ 宁麦18的F2群体穗部性状QTL定位

小麦穗部性状特别是穗顶部、基部结实性对穗粒数的建成及产量具有重要影响。为给QTL精细定位、基因克隆及穗部性状分子标记的开发和辅助选择奠定基础,本研究以扬麦17与宁麦18杂交获得的310个F₂群体及其衍生的F_2:3家系为材料,构建了一个由215个SSR标记组成的全长为1 717 cM的遗传连锁图谱,共覆盖19条染色体（1D和6A未涉及）,标记间平均距离为7.99 cM,并对6个穗部性状进行QTL定位。利用复合区间作图法共检测出22个QTL,分布在1A、1B、2B、2D、3B、3D、4B、5A、5B和7A染色体上。其中,穗顶部结实粒数QTL有7个,穗基部结实粒数QTL有2个,穗长QTL有5个,总小穗数QTL有3个,不育小穗数QTL有2个,穗粒数QTL有3个,表型贡献率为2.56%～13.66%。控制穗顶部和基部结实粒数QTL的增效基因来源于宁麦18,表明该品种可作为具有高产潜力的小麦育种材料加以利用。     

云南稻核心种质孕穗期耐冷性状间的相关性与生态差异

以548份云南地方稻核心种质为材料在昆明自然低温平均18℃(冷害)和温室23℃条件下进行了孕穗期耐冷性状间的相关性及其生态差异分析。 冷害条件下云南稻核心种质形态性状均与孕穗期耐冷性有关,耐冷指标性状每穗实粒数、穗颈长、每穗秕粒数、穗下节长、花药长及其体积、1~2节长与结实率呈较高的(≥0.549**)极显著(n=548, R0.01=0112**)相关;相反,温室条件下仅有每穗实粒数、秕粒数与结实率相关系数较高。 冷害条件下云南稻核心种质的每穗实粒数、花药体积、穗下节长、穗颈长与结实率大小在5个稻作区间的变化规律呈现一致性,这种差异既与株高、穗下节长、穗颈长和1~2节长等耐冷性状有关,又与地州或稻区间的气候和生态差异相联系;而温室条件下云南稻核心种质耐冷性状5个稻作区间差异不大,地州间结实率差异是每穗实粒数和秕粒数差异所致,而与耐冷性状关系不大。     

利用染色体片段置换系定位水稻芽期耐冷性QTL

以籼稻品种9311为受体、粳稻品种日本晴为供体构建的95个染色体片段置换系为材料,在5℃低温条件下进行芽期耐冷性鉴定。结果表明,6个置换系低温处理后的成苗率与受体亲本9311有一定差异,其耐冷性略强于9311。利用代换作图法共鉴定出4个与芽期耐冷性相关的QTL,分别位于水稻第5和第7染色体上。其中qCTB-5-1、qCTB-5-2和qCTB-5-3分别被定位在第5染色体RM267与RM1237、RM2422与RM6054及RM3321与RM1054之间遗传距离分别为21.3cM、27.4cM和12.7cM的置换片段上;qCTB-7被定位在第7染色体RM11-RM2752区间遗传距离为6.8cM的置换片段上。     

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。     

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.     

应用近等基因系初步定位粳稻孕穗期的耐冷基因

 在昆明低温冷害条件下对十和田×(十和田5/昆明小白谷BC4F5)的BC5F2群体进行了耐冷性状的遗传研究。结果显示，穗期耐冷性受贡献率较大的基因控制。用平均分布于12条染色体的164个SSR标记对十和田、昆明小白谷、近等基因系池（NILP）进行筛选，在第5染色体长臂末端有2个SSR标记的扩增产物在十和田与昆明小白谷、NILP间有多态性。用这2个多态性标记对群体进行分子标记定位，单向方差分析表明RM31与耐冷基因连锁。再在RM31附近合成12个SSR标记在轮回亲本（RP）、近等基因系（NIL）间进行多态性筛选，只有RM7452有多态性, 单向方差分析表明该标记与耐冷基因连锁。耐冷基因与RM7452、RM31的遗传距离分别为4.8 cM和8.0 cM，主穗结实率能解释表型变异的10.50%；实粒数能解释表型变异的5.10%。暂将这个耐冷基因定名为Ctb(t)。     

“02428选”的广亲和性及其杂种优势

 在水稻广亲和系02428群体中选出一个变异株02428选，它具有花时早而集中，花粉量大的特点；抽穗期比02428迟8～9天，植株高5厘米左右：叶片较宽，穗型较大，粒型较小，稃尖有明显的紫色标记。测交鉴定结果表明，02428选不仅保留了02428与籼、粳稻的广泛亲和性， 而且与籼、粳稻杂交的F1具有明显的杂种优势。在籼粳亚种间杂种优势利用中，它具有潜在的育种价值。     

水稻白条纹叶突变体st11的遗传分析与基因定位

白条纹叶突变体st11是从粳稻品种Kitaake组培过程中获得的。该突变体在分蘖前叶色表现为正常,从分蘖期开始新生叶表现为白条纹直至成熟期。与野生型相比,该突变体的分蘖、株高、结实率和千粒重等农艺性状没有发生明显变化。遗传分析表明该突变体白条纹叶性状受一对隐性核基因控制。利用该突变体分别与水稻02428、Jodan杂交构建了两个F2群体用于基因定位。通过集群分离分析(bulked segregant analysis)发现该基因位于第1染色体端粒附近,并与分子标记RM151和RM10080连锁。进一步利用更多分子标记分析F2群体,我们将该基因定位于I10和I26两个标记之间大约270kb的区间内。     

一个水稻新黄绿叶突变体基因的分子定位

在水稻品种武运粳7号中发现了一个黄绿叶自然突变体,经过多代自交形成了稳定的突变系。该突变系和武运粳7号的正反交F2代的遗传分析表明该材料的黄绿叶由1对隐性基因控制,命名为 ygl 2。利用已有的微卫星（SSR）标记和新发展的SSR标记将 ygl 2基因定位于RM1340、RM7269、RM6298、SSR6 16和RM7434、SSR6 5、SSR6 9、RM5957之间,排列位置为RM1340-RM7269-RM6298-SSR6 16 -ygl 2-RM7434-SSR6 5、SSR6 9-RM5957,它们之间的遗传距离分别为238、0.37、0.00、0.62、0.74、0.49、0.86和1.62 cM,这为 ygl 2基因的分子标记辅助选择育种和图位克隆奠定了基础。     

马来西亚普通野生稻增产QTL的分子标记辅助选择及其育种效果

位于马来西亚普通野生稻（Oryza rufipogon）第1和第2染色体上的两个主效增产QTL（yld1.1和yld2.1）分别具有18%和17%的增产效果。为探明野生稻增产QTL对杂交水稻产量性状改良的效果,以超级杂交稻亲本9311为受体和轮回亲本,马来西亚普通野生稻为增产QTL供体进行杂交和连续回交,并利用与这两个增产QTL紧密连锁的4个SSR分子标记对回交群体进行分子鉴定和辅助选择。产量比较试验结果显示, 育成的携带野生稻增产QTL的9311改良系比受体9311增产,主要表现为有效穗数和每穗总粒数显著增加;携带野生稻增产QTL的稳定株系所配杂交组合也比对照显著增产。研究表明野生稻增产QTL yld1.1和QTL yld2.1导入栽培水稻品种的遗传背景后能显著提高产量潜力,可作为超级杂交稻育种重要资源。     

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。     

Mapping a Novel Gene of Cold Tolerance at Booting Stage by Using Near-Isogenic Lines in japonica Rice

Genetic analysis showed that cold tolerance at booting stage of near-isogenic lines （NILs） of Kunmingxiaobaigu was controlled by a gene with large phenotypic variance. One hundred and sixty-four simple sequence repeats （SSR） distributed over 12 chromosomes were used to screen polymorphism between Towata （recurrent parent, RP） and near-isogenic line pool （NILP）, and two SSR markers at the long arm of chromosome 5 showed polymorphism in comparison with RP genome. Of the two markers, RM31 was found possibly linked with the cold tolerance gene at booting stage through one-way ANOVA. Twelve SSR markers around RM31 were then used to detect polymorphism between RP and NIL, and only RM7452 had polymorphism. The gene of cold tolerance at booting stage was further mapped on chromosome 5 between RM7452 and RM31 with genetic distances of 4.8 cM and 8.0 cM, respectively. This gene explained 10.50% of phenotypic variance and 5.10% of phenotypic variance of fully filled grains, and was tentatively designated as Ctb（t）.     

Avoidance of Linkage Drag Between Blast Resistance Gene and the QTL Conditioning Spikelet Fertility Based on Genotype Selection Against Heading Date in Rice

Previous study showed that a linkage drag between a blast resistance gene Pi25(t) and QTLs conditioning spikelet fertility (qSF-6) and number of filled grains per panicle (qNFGP-6) was detected on the short arm of chromosome 6. A larger population was used for further verification, and the results confirmed the linkage drag between the blast resistance gene and QTL conditioning spikelet fertility, other than QTL conditioning number of filled grains per panicle. Breakdown or avoidance of the linkage drag could be achieved by selection against the genotype background of a heading-date gene (qHD-7) that resided in the region between RM2 and RM214 on chromosome 7. For further validation, two lines with almost identical genotypes on all chromosomal regions except the Pi25(t) region on chromosome 6 were chosen to develop a new population. The results showed that qSF-6 could be further subdivided into qSF-6-1 and qSF-6-2. When the genotype of the region between RM2 and RM214 was from rice variety Zhong 156, the linkage drag between Pi25(t) and qSF-6-2 was detected and the allele of qSF-6-2 from rice variety Gumei 2 reduced the spikelet fertility. When the genotype of the region between RM2 and RM214 was from Gumei 2, no linkage drag was detected. This indicates that the linkage drag between the blast resistance gene and the QTL conditioning spikelet fertility could be broken down or avoided under a certain background genotype selection against heading-date and provides a marker aided solution for high level of blast resistance and yield breeding in rice and other crops as well.     

水稻显性小粒基因Mi3(t)的遗传定位

 对一份水稻小粒材料Y34进行了遗传研究及基因定位。Y34与长粒型水稻蜀恢881和蜀恢527的杂交F1表现为小粒，表明小粒性状受完全显性基因控制；同时，其F2群体小粒性状遗传分离规律均符合3∶1的分离比例，表明小粒性状受１对显性基因控制。利用蜀恢881/Y34 F2群体和微卫星标记，将该基因定位在第3染色体短臂上RM6283和RM282两个标记之间，其遗传距离分别为0.9 cM和5.1 cM，并将该基因初步命名为Mi3(t)。