水稻柱头外露率的QTL分析

以高柱头外露率的50S作母本,低柱头外露率的三系粳稻保持系连B作父本杂交,种植F2群体,调查单株调查柱头外露率,分析表明群体柱头外露率值接近正态分布;以SSR标记建立了该群体的基因分子连锁图谱,使用该群体分子连锁图谱进行柱头外露率的QTL分析,共检测到3个控制水稻柱头外露率的QTL(qPES-3,qPES-9,qPES-12),分别位于第3、第9、第12染色体,其增效基因均来自50S。并对选育高柱头外露率粳稻保持系进行了探讨。     

水稻保持系58B高柱头外露率的QTL定位

利用籼型三系保持系58B(高柱头总外露率,达85.47%)作父本与粳稻日本晴(低柱头总外露率,仅3.33%)杂交构建F2代分离群体。利用亲本间有多态性的113对SSR标记对F2代群体各单株进行基因型分析,同时对柱头双边外露率、柱头单边外露率和柱头总外露率3种性状进行了表型鉴定,并对上述性状进行QTL定位。结果表明,柱头外露率各性状在F2群体中均呈连续分布,表现为由多基因控制的数量性状;共检测到13个与柱头外露率相关的QTL,分布于第1、2、3、4、5、7、8、10和12染色体上,柱头双边外露率、柱头单边外露率和柱头总外露率分别检测到4、5和4个QTL。除qDPES8之外,其余12个QTL的增效等位基因均来自高柱头外露父本58B。其中,柱头双边外露率位点qDPES1和柱头单边外露率位点qSPES1均定位在第1染色体的RM449-RM466区间内,分别解释了14.15%和9.56%的表型变异率,此位点可能是新的QTL位点,为进一步克隆和解析新柱头外露率QTL的基因功能奠定了基础。     

利用QTL-Seq定位粳稻整精米率QTL

【目的】稻米整精米率是加工品质的重要评价指标之一,其QTL定位将为提升稻米品质提供理论依据。【方法】通过两个粒型相近、整精米率差异极大的粳稻材料构建的F₂分离群体为材料,利用QTL-Seq方法对分离群体中的高整精米率单株和低整精米率单株进行混池重测序以定位粳稻整精米率QTL位点。【结果】经过QTL-Seq分析发现在第8和第12染色体区间存在控制粳稻整精米率的QTL位点。进一步通过200个F₂分离群体单株对第8和12染色体进行InDel分子标记QTL作图,发现粳稻中控制整精米率的QTL位点：qHRR8.1、qHRR8.2和qHRR12。其中,位于第8染色体21.8-23.2 Mb的qHRR8.1表型贡献率达到10.80%,其他两个QTL的贡献率较小。qHRR8.2位于第8染色体24.2-25.2 Mb,表型贡献率为3.26%。位于第12染色体的2.9-4.5 Mb的qHRR12表型贡献率为4.06%。【结论】本研究定位了1个控制粳稻整精米率的主效QTL位点qHRR8.1,对克隆粳稻整精米率控制基因以及在品质育种中提高粳稻整精米率有一定的参考价值。     

超级稻品种中嘉早17产量相关性状QTL定位研究

以中嘉早17/D50F_2和F_(2∶3)群体为材料,考查各群体株系产量相关农艺性状,同时构建其遗传连锁图谱,最后定位到与产量性状相关的66个QTL,其贡献率变幅为0.08%~20.45%,分布于除第9染色体外的其他各染色体上。两个群体在第3、7、10染色体某区段同时定位到多个与产量性状相关的QTL,这些QTL的加性效应来自中嘉早17。在定位到的66个QTL中,F_2和F_(2∶3)群体均检测到,且贡献率较大的QTL qPH-10(株高)、qFLW-4(剑叶宽)、qTGW-2(千粒重)加性效应均来自中嘉早17。初步检测到超级稻品种中嘉早17携带多个高产QTL,为今后将中嘉早17的优良基因导入其他水稻品种进而培育产量更高、综合性状更优良的超级稻新品种提供理论和技术支持。     

稻米垩白性状对高温耐性的QTL分析

【目的】本研究旨在筛选与稻米外观品质高温耐性连锁的分子标记,为稻米品质育种提供参考。【方法】以耐热水稻品系996和热敏感水稻品系4628为亲本构建的重组自交系为材料,采用垩白粒率耐热指数、垩白大小耐热指数和垩白度耐热指数为评价指标,对水稻垩白性状的高温耐性QTL进行检测。【结果】采用复合区间作图法两年共检测到垩白性状高温耐性QTL 24个,包括垩白粒率高温耐性QTL 8个,垩白大小高温耐性QTL 12个,垩白度高温耐性QTL 4个。其中,第6染色体上的2个垩白粒率高温耐性QTL和第7染色体上的2个垩白度高温耐性QTL在两年中重复检测到,且这2个稳定表达的垩白度位点与2015年检测到的第7染色体上的垩白粒率位点重合。另外,发现有4个QTL一因多效,同时影响垩白粒率、垩白大小及垩白度。【结论】控制垩白粒率耐热指数的q HTCGR6.1和控制垩白度耐热指数的q HTCD7.1是新的QTL。     

非洲栽培稻垩白粒率耐热性QTL的定位

【目的】本研究旨在定位一个稻米垩白粒率高温耐性QTL,为外观品质育种及解析垩白粒率高温耐性的遗传机制提供依据。【方法】以非洲栽培稻耐热品种IRGC102309(Oryza glaberrima Steud.)和籼稻品种R9311(O. sativa L. subsp. indica Kato.)为亲本构建的栽培稻种间染色体片段导入系CSIL05-23为材料构建次级分离群体,结合人工气候室模拟灌浆期高温胁迫处理,采用垩白粒率高温钝感值为评价指标,对非洲栽培稻垩白粒率高温耐性QTL进行检测。【结果】在BC_6F_2分离群体,利用单标记分析,发现第5染色体上的SSR标记RM1200与垩白粒率耐热性状极显著正相关(P=0.0005)。进一步利用BC6F3和BC6F4分离群体,采用QTL Cartographer 2.5软件和复合区间作图法在水稻第5染色体上的SSR标记RM1200-RM5796区间重复检测到一个灌浆期垩白粒率耐热性QTL,命名为qHTCGR5,分别解释11.4%和17.5%表型变异。根据BC6F4分离群体的纯合重组体表型分组,利用置换作图方法将目标QTL同样定位在SSR标记RM1200-RM5796之间,遗传图距为1.3 cM,物理图距约为333.4 kb。【结论】控制垩白粒率耐热性的qHTCGR5是一个能够用于稻米外观品质育种的新QTL。     

Ⅱ-32A/B花器性状和柱头外露特性初步研究

以水稻三系不育系冈46A及其保持系冈46B为对照,研究了水稻三系不育系Ⅱ-32A及其保持系Ⅱ-32B的花器性状和柱头外露特性。结果表明,Ⅱ-32A和Ⅱ-32B的单边柱头外露率、双边柱头外露率、总柱头外露率及柱头长度、面积、体积和上部颖花开颖角度均显著大于对照冈46A和冈46B。Ⅱ-32B/冈46BF2群体(498株)的总柱头外露率呈连续分布,表明水稻总柱头外露率是受多基因控制的数量性状。     

稻米淀粉RVA谱特征值与直链淀粉、蛋白含量的相关性及QTL定位分析

【目的】检测到新的控制稻米品质性状相关的QTL并分析各性状间的相关性,为了解控制水稻品质的遗传机理和培育优质水稻品种奠定基础。【方法】利用Sasanishiki×Habataki回交重组自交系(backcross inbred lines,BILs)群体在两个环境下种植的结果,检测与稻米直链淀粉含量、蛋白质含量及RVA谱特征值相关的加性QTL。【结果】表型分析结果显示,Habataki的蛋白含量明显高于Sasanishiki;而除消减值以外其余的稻米品质性状指标,Sasanishiki均高于Habataki。利用BIL群体共检测到加性QTL 42个,其中10个QTL位点在2个环境中均能被检测到,即q PC8、q AC4、q AC10、q PKV2、q PKV7、q HPV7、q CPV1、q BDV4、q BDV7、q SBV7,且q CPV1、q BDV4、q PKV7、q HPV7和q AC10等5个QTL尚未见报道。同时,我们还利用Sasanishiki×Habataki染色体片断置换系(Chromosome segment substitution lines,CSSLs)验证了10个稳定表达的QTL位点。【结论】稻米RVA谱特征值与直链淀粉含量、蛋白质含量之间呈现一定相关性,且控制不同品质性状的QTL之间具有共定位现象。     

应用剩余杂合体衍生群体定位水稻粒重粒形QTL

【目的】粒重粒形是影响水稻产量和品质的重要因素,由大量数量性状座位(QTL)控制,其作用变异极大,但以往研究主要着眼于效应大的QTL。本研究在剔除主效QTL影响的基础上,开展微效粒重粒形QTL分析。【方法】在前期研究基础上,从原群体挑选出1个剩余杂合体单株,构建了在主效QTL区间纯合、在其余区域中13个区间分离的群体,种植于浙江杭州和海南陵水,测定千粒重、粒长和粒宽。【结果】采用Windows QTL Cartographer2.5,检测到22个QTL,分布于10条染色体的12个区间,其中,10个区间在两地均呈显著作用,2个区间仅在杭州试验中呈显著作用。进一步从该群体筛选出1个只在其中4个QTL区间杂合的单株,自交构建分离群体,验证了这4个区间对粒重粒形的效应。【结论】排除主效QTL有利于提高微效粒重粒形QTL的检测功效;虽然微效QTL可能易受环境和遗传背景影响,但仍可具有稳定表现。这些结果为进一步开展粒重粒形QTL的精细定位、克隆和分子标记辅助选择奠定了基础。     

水稻柱头外露率遗传分析及QTL定位研究进展

水稻柱头外露率是由多基因控制的数量性状,并有质核互作效应。群体改良能够影响柱头外露率性状表达。对柱头外露率的遗传机理及QTL定位的研究进展进行了综述,并对其在水稻育种中的应用前景进行了展望。     

不同生态环境下水稻穗部性状QTL鉴定

【目的】发掘与产量相关的穗粒性状QTL对进一步克隆和利用高产基因具有重要意义。【方法】以超级粳稻龙稻5号和典型高产籼稻中优早8号杂交衍生的重组自交系群体为试材,在4种环境下对穗部性状进行比较和QTL分析。【结果】共检测到63个穗部性状QTL,分布于除第9染色体外的11条染色体上。在4个环境下分别检测到27、27、18和35个QTL。其中,16个QTL能在2个环境下被检测到,12个在3个以上环境下稳定表达,分别占QTL总数的25.40%和19.05%;第1、3、4和5染色体的多效QTL簇能在不同环境下稳定表达,对穗部性状具有明显的调控作用。【结论】第3染色体STS3.3-STS3.6区间的qSNP3、第4染色体RM5688-RM1359区间的qSNP4.1是2个新的稳定表达的多效性QTL簇。此外,上位性效应是调控穗部性状的重要组分。     

不同环境下稻米品质性状QTL的检测及稳定性分析

【目的】挖掘新的稻米品质性状QTL并利用分子育种技术改良稻米品质。【方法】利用构建的一套以籼稻香型恢复系昌恢121为背景亲本，以优质粳稻越光为供体亲本的染色体片段代换系（CSSLs）为材料，在4个环境下对稻米品质性状进行QTL检测及稳定性分析。【结果】在4个环境下共检测到44个QTL，其中6个QTL能在多个环境下被检测到；第2、3、5、6和10染色体上存在多效QTL簇，对稻米品质性状具有明显的调控作用；第1、6和12染色体上7个QTL能在不同环境下稳定表达。【结论】第1染色体RM3143−RM1117区间qPGWC1和第12染色体RM3331−RM5479区间qPaT12是两个新的稳定表达QTL。     

不同环境下稻米品质性状QTL的检测及稳定性分析

【目的】挖掘新的稻米品质性状QTL并利用分子育种技术改良稻米品质。【方法】利用构建的一套以籼稻香型恢复系昌恢121为背景亲本,以优质粳稻越光为供体亲本的染色体片段代换系（CSSLs）为材料,在4个环境下对稻米品质性状进行QTL检测及稳定性分析。【结果】在4个环境下共检测到44个QTL,其中6个QTL能在多个环境下被检测到;第2、3、5、6和10染色体上存在多效QTL簇,对稻米品质性状具有明显的调控作用;第1、6和12染色体上7个QTL能在不同环境下稳定表达。【结论】第1染色体RM3143-RM1117区间qPGWC1和第12染色体RM3331-RM5479区间qPaT12是两个新的稳定表达QTL。     

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.     

水稻耐金属离子胁迫的QTL分析

【目的】 本研究旨在筛选与水稻苗期耐不同金属离子连锁的分子遗传标记,为探讨水稻耐不同金属离子胁迫的遗传研究提供参考。【方法】 以典型籼粳交(春江06/台中本地1号)双单倍体(DH)群体为材料,系统考查该群体及其双亲耐4种金属离子(Fe²⁺、Cd²⁺、Al³⁺、Na⁺)胁迫的情况,利用业已构建并完善的该群体加密的分子连锁图谱,对耐这4种金属离子胁迫的QTL进行检测分析。另外,利用实时定量PCR技术检测处理前后相关基因的表达变化情况。【结果】 发现耐各种金属离子胁迫的QTL共8个,分别位于水稻第1、2、4、6、9、10和11染色体上,其中Fe²⁺处理后检测到的QTL贡献率最大,达到24.47%(阈值为7.78),位于第1染色体上RM1297–RM1061,同时对该区间与耐胁迫相关基因的表达分析发现这些基因在处理前和处理后表达水平存在不同程度的差异;Cd²⁺处理后检测到1个QTL,位于第1染色体上;Al³⁺处理后检测到QTL共5个,分别位于第2、4、6、10、11染色体上;Na⁺处理后检测到QTL有1个,位于第9染色体上。【结论】 根据不同金属离子胁迫处理后DH群体的表型差异进行QTL分析,发现耐各种金属离子胁迫的QTL共8个,并初步定位于各染色体的遗传标记区间,这为精细定位并克隆相应QTL,进而探明水稻耐金属离子胁迫QTL的分子调控机制奠定了基础。     

水稻苗期耐热种质资源筛选及QTL定位

[目的]鉴定和筛选水稻极端耐热种质或基因,为培育耐高温水稻新品种提供技术支撑.[方法]以耐热等级和幼苗存活率为指标对不同类型水稻苗期耐热性进行鉴定评价,以筛选和鉴定耐热种质资源及主效QTL.[结果]不同类型水稻品种苗期耐热性存在明显差异,籼稻品种耐热性明显强于粳稻品种,籼稻和粳稻品种均存在极端耐热和极端敏感种质资源;共...     

应用东乡野生稻回交重组自交系群体分析糙米矿质含量QTL

【目的】 强化粮食作物的必需矿物质有利于缓解人们矿质营养缺乏症。【方法】 从协青早B//协青早B/东乡野生稻BC₁F₅群体中挑选到1个单株A58,与协青早B回交,构建了BC₂F_4:5群体。采用电感耦合等离子体原子发射光谱仪ICP-AES测定132个BC₂F_4:5株系的糙米Mg、Ca、Zn、Fe、Mn和Cu含量,应用Windows QTL Cartographer 2.5进行糙米矿质QTL分析。【结果】 共检测到17个糙米矿质含量QTL,分别位于第1、4、6、8、9和11等6条染色体上,包括Mg含量1个、Ca含量4个、Zn含量4个、Fe含量2个、Mn含量2个和Cu含量4个。这些QTL解释表型变异的5.0%~47.2%,其中8个QTL的增效等位基因来自东乡野生稻。【结论】 12个QTL聚集于5条染色体上的5个QTL簇,表明不同矿质营养元素涉及到共同遗传生理机制,可通过分子标记辅助选择方法将有利等位基因应用于稻米营养品质改良。