粳稻柱头外露率QTL定位

【目的】柱头外露是影响杂交水稻制种的一个重要性状。本研究旨在初步鉴定控制柱头外露率的QTL。【方法】以高柱头外露率粳稻两系不育系大S×低柱头外露率热带粳稻品系D50的F_2群体及海南陵水、浙江杭州两地重复种植的F_(2:3)群体为材料,考查F_2群体及陵水、杭州两地两次重复F_(2:3)群体单边柱头外露率(PSES)、双边柱头外露率(PDES)和柱头总外露率(PES)。【结果】相关分析表明,单边柱头外露率、双边柱头外露率和柱头总外露率之间存在极显著的正相关。根据构建的大S×D50 F_2群体遗传连锁图谱,QTL分析检测到水稻柱头外露率QTL 21个,分布于第1、2、3、4、6、7和12染色体上,贡献率变幅为0.1%~57.6%,除个别贡献率极低的位点外,绝大部分QTL加性效应来自于高值亲本大S。其中位于第4染色体和第12染色体的两个位点q PDES4,q PES12在F_2和两次重复F_(2:3)群体中均检测到,贡献率分别达17.86%和16.98%。位于第3染色体的q PES3位点在陵水、杭州两次F_(2:3)群体中重复检测到,贡献率高达25.6%。【结论】检测到的QTL,有些与其他学者报道的处于同一位置,有些则是新的柱头外露率QTL。这些水稻柱头外露率QTL为今后柱头外露率基因精细定位、克隆、以及利用分子标记辅助选择(MAS)选育高柱头外露率粳型不育系提供理论依据。     

高粱总DNA不同提取方法的比较

[目的]探索高粱总DNA的快速、高效提取方法,为将其导入水稻提供大量、高质量的DNA。[方法]以高粱幼叶为材料,分别采用SDS法、CTAB法、尿素法和NaOH法提取高粱总DNA,并对不同方法提取DNA的纯度、浓度和产量进行检测。[结果]尿素法提取DNA纯度和质量最好,SDS法和CTAB法次之,NaOH法最差。采用尿素法、SDS法、CTAB法和NaOH法分别可从1g高粱样品中提取到约292.00、21.75、152.25和243.75μg的DNA。4种方法提取的高粱总DNA的琼脂糖凝胶电泳结果表明NaOH法不能有效提取高粱总DNA,其他3种方法在提取高粱总DNA时能较好地保证其完整性。高粱总DNA分子量约为50KB。[结论]尿素法提取DNA的纯度最好、产率最高,是一种理想的高粱总DNA提取方法。     

水稻受精时间研究

以10个水稻三系不育系为材料,采用人工授粉和截断柱头的方法,对水稻的受精时间进行了研究.结果表明,不同水稻品种的受精时间不同,受精时间与品种的颖花柱头长度呈显著线性正相关,线性回归方程为:y=72.42x-66.75(r=0.99**),指出根据水稻品种的颖花柱头长度可以预测其受精时间.     

水稻株型相关性状QTL定位研究

以粳稻日本晴(NIP)和籼型超级稻中嘉早17(YK17)构建的重组自交系(recombinant inbred line,简称RIL)群体为研究材料,于2015—2016年分3季种植于杭州和海南,成熟期考察株型相关性状(分蘖数、株高、剑叶长、剑叶宽、剑叶长宽比、穗长)。并应用这2种群体已构建的分子连锁图谱,对株型相关性状进行QTL分析,共检测到34个相关QTL,分布于除第9染色体外的其他染色体上,LOD值介于2.68～14.39之间,表型贡献率变幅为4.00%～26.62%,3个环境下重复检测到10个QTL。对QTL与环境互作分析发现,24个QTL与环境互作,其中2个QTL对环境敏感。株型相关性状QTL主要分布在第1、2、4、7染色体上,呈簇分布。qPH1、qLFL1和qLFLW1a在3个环境下重复检测到,且贡献率较高,有待于进行克隆和功能分析。     

外源氨基酸对层出镰刀菌菌丝生长和伏马毒素合成的影响

由层出镰刀菌引起的水稻穗腐病,不仅造成水稻产量损失,而且因产生真菌毒素而导致稻米品质下降。本研究通过在生长培养基中添加外源氨基酸,评价其对层出镰刀菌菌丝生长和伏马毒素合成的影响。结果表明,不同氨基酸和不同添加量对菌丝生长均有影响。与未添加氨基酸的对照相比,在MM培养基上添加L-精氨酸、L-谷氨酸、L-脯氨酸和L-瓜氨酸,在PDA培养基上添加L-谷氨酸,均抑制菌丝生长。添加氨基酸显著提高了伏马毒素含量,且随着氨基酸浓度升高,在PDA中产毒量减少,在MM中则呈增加趋势。外源氨基酸明显改变了伏马毒素生物合成基因在转录水平上的表达,但基因表达模式与毒素含量并不一致。综合分析表明,外源氨基酸会影响层出镰刀菌菌丝生长和伏马毒素含量,且不同氨基酸组分与菌丝生长和伏马毒素合成的关联性不同。     

水稻种子休眠QTL定位及分子机理研究进展

介绍了水稻种子休眠及其生物学和生理机制研究概况,着重对种子休眠性数量性状基因位点的QTL定位和分子机理研究进行了概括和分析,同时探讨了水稻种子休眠性研究存在的问题和需要进一步研究的内容。     

近红外光谱分析技术在稻米品质测定和遗传分析中应用研究概述

近红外光谱定量分析技术是一项高效、快速检测样品中化学成分的方法,在米质组分检测、快速筛选育种材料等方面得到广泛应用。文章简要介绍了该技术的基本原理、定量分析的步骤及其在稻米品质改良中的应用。近红外技术不仅能提高育种材料选择效率,而且还有助于品质遗传机理研究的深入,加速稻米品质改良进程。     

日本晴/中嘉早17重组自交系产量性状QTL定位

【目的】对产量相关性状进行多年、多环境的QTL分析,寻找能够稳定遗传的产量性状主效QTL,剖析超级早籼稻中嘉早17的高产机理,为选育高产新品种提供有用信息。【方法】以日本晴×中嘉早17构建的重组自交系群体为研究材料。筛选亲本间多态性SSR标记,对群体各家系进行基因型分析,利用Mapmarker/exp 3.0构建分子遗传连锁图谱。群体于2015—2016年,两地三季种植于杭州、海南和杭州,成熟期考察有效穗数、每穗粒数、单株产量、结实率、千粒重、粒长、粒宽和粒厚等产量相关性状。运用Windows QTL Cartographer 2.5检测产量相关性状QTL,运用QTL Network 2.2检测QTL与环境互作效应。【结果】构建的连锁图谱共包含163对SSR标记,73%的标记父母本基因型比例符合1﹕1理论分离比,23%标记显著偏分离,主要偏向父本中嘉早17,图谱总图距约1 479.4 cM,标记间平均距离约为9.08 c M。3个环境下共检测到46个QTL,分布于除第11染色体外的其他染色体上,贡献率变幅为3.78%—25.45%。共有10个QTL在3个环境下能被重复检测到,分别是控制有效穗数的qEP1、qEP2、qEP4a,控制每穗粒数的qNGPE1、qNGPE7,控制结实率的q SRT7,控制千粒重的q TGW2,控制粒长的qGL3和qGL9,控制粒宽的q GW2b;其中qEP1、qEP2、qNGPE7、qTGW2和q GW2b的增效等位来自亲本日本晴;而qEP4a、qNGPE1、qSRT7、qGL3和qGL9的增效等位来自亲本中嘉早17;除此之外,所检测到的每穗粒数、结实率、粒长和单株产量QTL中大部分增效等位基因均来自中嘉早17。产量性状与环境互作分析显示,控制每穗粒数qNGPE1和qNGPE7、控制结实率的q SRT1a和q SRT7、控制单株产量的q YPP1和q YPP7等6个QTL与环境互作效应显著或极显著。此外,在第1、2、7染色体某区段多个与产量相关的QTL成簇分布。【结论】以日本晴×中嘉早17构建的重组自交系群体连锁图谱具有丰富的多态性标记,覆盖水稻基因组的93.64%,可较好地满足水稻重要农艺性状QTL定位要求。利用该套群体检测到多个产量相关性状QTL,其中,多数控制每穗粒数、结实率、粒长和单株产量的QTL的增效等位基因均来自中嘉早17。该结果与中嘉早17的每穗粒数、结实率、单株产量、千粒重和粒长等性状显著明显优于日本晴的结果一致,这些产量增效QTL可能是中嘉早17高产、稳产的遗传基础。     

超级稻品种中嘉早17高产相关性状的QTL定位

水稻产量事关粮食安全,对水稻高产基因的进一步挖掘意义重大。本研究采用花药培养技术,构建了包含101个株系的中嘉早17×D50的加倍单倍体群体(DH群体)。考察海南陵水、浙江杭州高产田块和杭州山区低产田块3种种植环境下DH群体各株系、亲本中嘉早17和D50的有效穗数、每穗粒数、结实率以及千粒重等产量相关性状,同时构建DH群体的遗传连锁图谱。QTL定位分析表明,3种种植环境下共检测到74个具有显著加性效应的QTL,其贡献率变幅为3.7%~43.2%,分布于水稻12条染色体。其中,qPH1-1和qFLL12在3种种植环境下均被检测到,其贡献率分别为8.9%、24.2%、43.2%和16.6%、17.9%、18.9%。此外,qPH3、qFLL10-2、qFLW11-1、qPL11、qGNP11、qSSR3以及qTGW5-17个QTL在其中2种种植环境下被同时检测到,其贡献率变幅为7.4%~42.2%。QTL×环境互作分析表明,仅qPH1-1、qFLW2、qEPP1和qTGW5-14个QTL存在显著的加性×环境互作效应。进一步对qTGW5-1定位区间所包含的GW5测序分析表明,高产株系和低产株系的GW5等位基因分别来自亲本中嘉早17和D50,这与检测到的qTGW5-1的加性效应来自亲本中嘉早17相符。本研究为今后水稻产量相关基因的进一步挖掘以及借助分子聚合育种培育超高产品种提供了理论依据和技术支撑。