不同年份水稻产量性状的QTL分析

分别于2005年和2006年利用热研2号（粳稻）和密阳23（籼稻）为亲本构建的含111个家系的F6和F7重组自交系群体,对单株穗数、每穗颖花数、每穗实粒数、结实率、千粒重和单株产量6个性状进行了QTL分析。两年共检测到分布于7条染色体上的19个QTL,其中2005年检测到10个,2006年检测到14个,两年相同的QTL 5个。大多数性状之间具有显著的表型相关性,相关性较强的性状之间具有较多共同或紧密连锁的QTL。检测到3个控制产量性状的QTL区域存在一因多效或紧密连锁,其中第8染色体上RM5556-RM331区域两年同时检测到控制每穗颖花数、每穗实粒数以及单株产量的QTL。这些QTL为通过分子标记辅助选择提高水稻产量提供了有用信息。     

稻米蒸煮品质性状的QTL定位

 以D50/HB277衍生的由190个家系组成的F7重组自交系群体为研究材料,构建了包含102个SSR标记的遗传连锁图谱,覆盖水稻基因组1226.4 cM区域,平均图距为12.02 cM。利用Windows QTL Cartographer 2.5软件,对蒸煮品质进行QTL分析。在杭州和海南两地实验中,共检测到6个具有显著加性效应的QTL。其中,分别控制直链淀粉含量和胶稠度的主效QTL（qAC6和qGC6）均位于第6染色体短臂RM508和RM587之间,控制碱消值的主效QTL（qASV6）位于第6染色体短臂RM111和RM3438之间,且均能在两地稳定表达。     

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。     

水稻苗期氮素吸收及其相关性状的QTL分析

以来自于Koshihikari/Kasalath//Koshihikari的回交重组自交系群体为材料,采用流动液体培养和同位素示踪技术,对水稻苗期氮素吸收速率及其相关性状进行QTL分析。结果表明,地上部干质量(SW)、根系干质量(RW)、根冠比(R/S)、地上部相对生长速率(RGRS)和根相对生长速率(RGRR)等与氮素吸收力(NAA)和氮素吸收速率(NAR)密切相关。在SW、RW、植株含氮量、NAA、高氮下的氮吸收速率(HNAE)和低氮下的氮吸收速率(LNAE)上分别检测到1、4、1、3、1和1个主效QTL,主要分布在第6、7、8和10染色体上;R/S、RGRS和RGRR没有检测到主效QTL;NAA、LNAE和RW间存在明显的QTL一因多效或邻近表达现象。     

特大粒水稻材料粒型性状的QTL检测

 利用特大粒粳稻TD70（2011年千粒重达80 g）和籼稻品种Kasalath杂交,经单粒传法获得的240个重组自交系（RIL）为作图群体,分别于2010年和2011年对粒长、粒宽、粒厚性状进行鉴定,用完备区间作图法,以均匀分布于12条染色体的141个SSR标记对粒型性状进行QTL检测。共检测到粒型性状的 QTL 18 个,分布于第2、3、5、7、9和12染色体上。其中,控制粒长的QTL 5个,控制粒宽的QTL 6个,控制粒厚的QTL 7个。两年间均能检测到的QTL有7个,分别为粒长QTL qGL3.1,粒宽QTL qGW2.1、qGW2.2、qGW5.1、qGW5.2,粒厚QTL qGT2.3、qGT3.1;其平均贡献率分别为56.19%、4.42%、29.41%、10.37%、7.61%、21.19%和17.06%。第2染色体RM1347-RM5699区间是粒长、粒宽、粒厚的共同标记区间。第3染色体RM6080-RM6832区间为粒长qGL3.1、粒厚qGT3.1共同标记区间。18 个QTL的增效等位基因均来源于大粒亲本TD70,且增效作用显著。定位的大部分位点包含已报道的精细定位和克隆的主要粒型基因;除第2染色体的qGW2.1（qGT2.1）、qGW2.3、qGL2.2和第12染色体的qGT12等位点已有粒型性状相关报道外,定位的qGT22,qGW9 和qGT9可能是新的QTL。     

大豆光合性状QTL的初步定位

光合速率的提高对大豆产量改良具有重要作用.本研究利用波高和南农94-156杂交所构建的RIL群体对4个光合性状QTL进行了初步定位.结果表明,大豆籽粒与光合速率间存在微弱的正相关,而4个光合性状间除光合速率与胞间CO2浓度外均为极显著的正相关.分别检测到1、2、1和2个QTL位点与光合速率(O连锁群)、气孔导度(A1和D1b W连锁群)、胞间COz浓度(G连锁群)和蒸腾速率(H和M连锁群)有关,相互间均不共位,前3个QTL解释的表型变异略低于10%,而后3个QTL可解释表型变异的10%以上.     

小麦重组自交系群体9个重要农艺性状的遗传分析

为了初步判断小麦重要性状的遗传组成,并筛选适于QTL定位的性状,以小偃81和西农1376及其构建的重组自交系群体(RILs)F7代为材料,采用植物数量性状主基因+多基因混合遗传模型研究了株高、叶面积、穗下茎长、穗下节长、穗下节间直径、穗长、小穗数、穗粒数和抽穗期等9个重要农艺性状的遗传特点.结果表明,穗下节长性状符合多基因遗传,无主基因存在;株高、小穗数、穗粒数、叶面积、穗长和抽穗期6个性状符合2对主基因+多基因遗传;穗下节间直径性状符合3对主基因遗传,无多基因存在;穗下茎长性状则符合3对主基因+多基因遗传.株高、穗长、抽穗期和穗下节间直径等4个性状的主基因遗传率分别为82.32％、75.75％、81.98％和91.04％,可能含有较大的主效QTL.     

水稻幼苗耐缺氧能力的QTL分析

利用粳稻品种秀水79与粳稻恢复系C堡及其衍生的247个重组自交系(RIL)和粳稻Nipponbare与籼稻Kasalath及Nipponbare/Kasalath//Nipponbare衍生的98个回交重组自交系(BIL)为材料,在缺氧胁迫和正常萌发条件下调查了萌发7d的幼苗芽鞘长度。以缺氧反应指数为衡量指标,对幼苗耐缺氧能力进行了QTL分析。RIL群体在第2染色体上检测到1个与SSR标记RM525紧密连锁的QTLqSAT-2-R,解释表型变异的8.7%;在第7染色体上检测到1个与RM418紧密连锁的QTLqSAT-7-R,解释表型变异的9.8%;增效等位基因均来自C堡。BIL群体检测到6个QTL,分布在第2、3、5、8、9和12染色体上,分别解释表型变异的16.2%、11.4%、7.3%、5.8%、9.5%和14.0%;其中qSAT-2-B、qSAT-3-B和qSAT-9-B增效等位基因来自Nipponbare。与qSAT-2-B紧密连锁的RFLP标记为C747,C747对应SSR标记RM1367;qSAT-2-R与qSAT-2-B相距7.2cM。     

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。     

不同遗传背景下水稻剑叶形态性状的QTL分析

以典型的籼粳交窄叶青8号/京系17的加倍单倍体（DH）群体和籼籼交珍汕97/明恢63的重组自交系（RIL）群体为材料,并应用这两种群体已构建的分子图谱,对剑叶形态性状中的叶面积、周长、叶长、叶宽、长宽比等进行了QTL分析。在这两个群体中,剑叶的这些形态性状均呈连续性分布,存在一定数量的超亲分离。在DH群体中, 4个剑叶性状共检测到8个QTL,分布在4条染色体上,其中第4、8染色体上各有1个QTL同时影响了叶长、 叶周长和面积。 在RIL群体中,5个剑叶性状共检测到16个QTL,分布在5条染色体上。其中第1染色体上有1个QTL同时影响叶长、叶周长、长宽比3个性状,第6染色体上有2个影响叶面积的QTL同时也影响叶宽,还有1个QTL同时影响叶长、叶周长2个性状,第11染色体上有1个QTL同时影响叶长、叶周长、叶面积3个性状。研究表明,不同群体的QTL初级定位结果存在较大差异,影响叶片相关性状的一些QTL位于同一染色体的相同或者相邻区域上。     

水稻粒重及其相关性状的遗传解析

 应用292个 Lemont/ 特青F13重组自交系(RILs)和272个标记的遗传连锁图谱分析粒重及籽粒长、宽、厚、长/宽、体积和容重6个相关性状的遗传。所有性状在RILs中出现超亲分离。粒重与其他籽粒性状均呈显著正相关，而涉及籽粒品质的容重与粒宽、粒厚呈显著负相关。检测到影响粒重及其相关性状的主效QTL 48个和互作位点38对，这些QTL解释了各性状55%以上的表型变异。80%以上的主效QTL呈现一因多效或生理相关。QGl3和 QGl2等通过籽粒体积间接影响粒重， Lemont增效等位基因有利于籽粒品质的改良，而QGw5、QGt1和QGv7的特青增效等位基因增加粒重同时降低籽粒容重及品质。通过标记辅助选择进行不同QTL的重组，有望在增加粒重的同时改善籽粒品质。     

超级杂交稻协优9308重组自交系群体的穗部性状QTL分析

 将281个株系组成的超级杂交稻协优9308重组自交系群体种植在海南陵水（2006年和2007年）和浙江富阳（2006年）,采用Windows QTL Cartographer 2.5的复合区间作图法进行QTL检测。共检测到控制7个穗部性状的52个QTL,其中包括7个控制穗长的QTL,8个控制一次枝梗数的QTL,9个控制二次枝梗数的QTL,6个控制着粒密度的QTL, 7个控制每穗总粒数的QTL,11个控制每穗实粒数的QTL,4个控制结实率的QTL。单个QTL对群体性状表型变异的贡献率为23%~312%。控制穗部性状的QTL基本上以加性效应为主,上位性效应和环境互作效应不大。在3组试验中都检测到控制3个穗部性状的8个QTL：qPL-1,qPL-6-1;qTNSP-1,qTNSP-2,qTNSP-3;qNFGP-1,qNFGP-3-2,qNFGP-6-2。这些QTL,尤其是第3染色体RM168-RM143区间控制每穗总粒数的qTNSP-3和控制每穗实粒数的qNFGP-3-2,其加性效应值和贡献率均较大,可以考虑下一步进行QTL精细定位和克隆。研究发现多个重要QTL聚集区间,在同一QTL聚集区间,控制相关性状的QTL效应方向基本上相同,利用这些QTL紧密连锁的分子标记进行辅助选择,可望同时针对多个性状进行遗传改良。     

水稻顶部三叶与穗重的关系及其QTL分析

 摘要: 对水稻汕优63重组自交系群体顶部3张叶片的长、宽、重和单穗重等10个性状进行了相关分析和QTL定位。穗重与9个叶片性状存在极显著的正相关，其中与倒2叶重的相关系数最大，剑叶重次之。所有性状在重组自交系群体中均存在双向超亲分离，接近正态分布。共检测到44个主效QTL和43对双位点互作影响上述10个性状。主效QTL分布于水稻的除第8染色体外的其余11条染色体上，贡献率介于3.19%~26.23%；互作分布于水稻的12条染色体上，贡献率变幅为2.03%~8.93%。第2染色体的R2510-RM211标记区间同时检测到控制单穗重和倒2叶重的QTL，该QTL对超级稻株型育种具有应用价值。     

Identification of Rice QTLs for Important Agronomic Traits with Long-Kernel CSSL-Z741 and Three SSSLs

Rice kernel shape affects kernel quality (appearance) and yield (1000-kernel weight) and therefore is an important agronomic trait, but its inheritance is complicated. We identified a long-kernel rice chromosome segment substitution line (CSSL), Z741, derived from Nipponbare as a recipient and Xihui 18 as a donor parent. Z741 has six substitution segments distributed on rice chromosomes 3, 6, 7, 8 and 12 with an average replacement length of 5.82 Mb. Analysis of a secondary F₂ population from a cross between Nipponbare and Z741 identified 20 QTLs for important agronomic traits. The kernel length of Z741 is controlled by a major QTL (qKL3) and a minor QTL (qKL7). Candidate gene prediction and sequencing indicated that qKL3 may be an allele of OsPPKL1, which encodes a protein phosphatase implicated in brassinosteroid signaling, and qKL7 is an unreported QTL. Finally, we validated eight QTLs (qKL3, qKL7, qRLW3-1, qRLW7, qPH3-1, qKWT3, qKWT7 and qNPB6) using three selected single- segment substitution lines (SSSLs), S1, S2 and S3. Also, we detected five QTLs (qKL6, qKW3, qKW7, qKW6 and qRLW6) in S1, S2 and S3, which were not found in the Nipponbare/Z741 F₂ population. However, qNPB3, qNPB7 and qPL3 QTLs were not validated by the three SSSLs in 2019, suggesting that minor QTLs are susceptible to environmental factors. These results lay the foundation for studying the biodiversity of kernal length and molecular breeding of different kernel types.     

籼粳交重组自交系群体主要农艺性状分析

采用方差分析、相关分析和多元逐步回归分析等方法对籼粳交（Lemont×特青）构建的一套包括265个重组自交系（RIL）群体(F14)的株高、生育期、产量和产量构成因子等10个重要农艺性状进行了研究。结果表明,除株高和有效穗以外,8个农艺性状在双亲之间均存在显著或极显著差异。各性状在RIL群体中呈连续变异,分布频率大致接近正态分布,同时存在双向超亲分离现象。单株产量与结实率、粒数和株高呈极显著相关;除千粒重外,所有性状均与株高具有相关性。对单株产量作用大的性状依次为结实率、有效穗、每穗粒数和千粒重,这4个性状解释了单株产量90.7%的变异。另外还对6份优良株系进行了评价。这些结果可为水稻数量性状基因定位分析提供有用的信息,也为水稻育种改良提供理论依据。     

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。     

发育时期对水稻耐低磷胁迫有关性状QTLs检测的影响

 选用水稻窄叶青8号(籼稻)、京系17(粳稻)以及F1花药培养产生的127个DH株系，在磷素不同处理时期检测根表面积和干物重性状的数量性状基因(QTL)。结果表明，对于相对根表面积性状，处理10 d（3叶期）时检测到一个微效QTL，而在30 d时未检测出控制位点。在两个发育时期都检测到了控制干物重性状的QTL，但它们在染色体上的位置和贡献率均不一致。通过对根表面积和干物重性状QTL的定位，进一步证实发育时期与基因型表现存在互作效应，而最后反映在QTL定位的差异上。通过相关分析与检测性状控制位点贡献率的大小，初步认为在本试验条件下，对于根系形态等适应机制的评价应在早期进行；对水稻耐低磷胁迫敏感度（相对干物重为指标）的评价在磷素处理30 d时为佳。     

Identification of QTLs for Cadmium Tolerance During Seedling Stage and Validation of qCDSL1 in Rice

Cadmium(Cd)is a non-essential toxic metal that is harmful to plants.To investigate the genetic mechanism of Cd tolerance in rice,quantitative trait loci(QTLs)associated with Cd tolerance at the seedling stage were analyzed using a recombinant inbred line(RIL)population derived from a cross between PA64s and 93-11.A total of 36 QTLs associated with shoot length,root length,shoot dry weight,root dry weight and total dry weight were detected in Hangzhou and Lingshui of China.Among them,15 QTLs were identified under the control condition and 15 QTLs were identified under the Cd stress condition,and 6 QTLs for Cd tolerant coefficient were detected on chromosomes 1,3,7 and 9.The qCDSL1.1 and qCDSL1.2 were identified in Hangzhou and Lingshui,respectively,and had overlapping intervals on chromosome 1.To further confirm the effects of qCDSL1.1 and qCDSL1.2,we developed a chromosome segment substitution line(CSSL),CSSLqCDSL1,in 93-11 background harboring qCDSL1.1/qCDSL1.2 from PA64s.Compared to 93-11,CSSLqCDSL1 had increased shoot length under the Cd stress condition.These results pave the way for further isolation of those genes controlling Cd tolerance in rice and marker-assistant selection of rice elite varieties with Cd tolerance.