利用90K基因芯片进行小麦株高QTL分析

为给小麦株高标记辅助选择提供可供选择的分子标记,并进一步对株高QTL进行精细定位及相关基因克隆,以小麦骨干亲本周8425B和小偃81衍生的包含102个家系的RIL群体(F_8)为材料,利用90K芯片标记构建高密度遗传图谱,在3个环境下对株高进行QTL检测。结果表明,所构建的图谱含有9 290个SNP标记,覆盖了小麦21条染色体的63个连锁群,图谱总长3 894.64cM,平均标记密度为0.42cM。共检测到9个控制株高的QTL,分布于1B、4A、4D、6B、7A、7B和7D染色体上,变异解释率为2.23%~16.25%。QPh.nafu.4D、QPh.nafu.4A、QPh.nafu.1B-2与前人定位到的位置相同或相近。QPh.nafu.7A具有较大的LOD值(8.17)和变异解释率(14.69%),为主效QTL。QPh.nafu.6B、QPh.nafu.7B-1、QPh.nafu.7B-2均能在多个环境下使用多种QTL检测方法定位到,可能为新的较稳定的控制株高的QTL。     

六倍体小黑麦株高形成中内源激素含量的变化

为了解六倍体小黑麦株高形成与内源激素的关系,以六个不同株高的六倍体小黑麦品种（系）为材料,对小黑麦在株高形成时期叶片中内源激素含量的动态变化进行了分析。结果表明,矮秆小黑麦品种的ABA、ZR和GA含量在所调查时期均显著高于高秆品种,而IAA含量在生长后期则显著低于高秆品种。同时高秆小黑麦中IAA/ABA、GA/ABA与（IAA＋GA）/ABA的比值均高于矮秆小黑麦,但ZR/IAA、ZR/ABA比值的变化趋势则与IAA、GA含量的变化趋势相反。可见不同株高类型的小黑麦在株高形成过程中内源激素具有显著差异。     

四倍体小麦株高和穗长性状的QTL定位及其遗传效应分析

株高和穗长是影响小麦高产稳产的重要农艺性状。为进一步发掘控制株高和穗长的主效QTL,以硬粒小麦矮兰麦和野生二粒小麦LM001构建的F₈代重组自交系（RIL）群体为材料,基于小麦55K SNP芯片构建的遗传连锁图谱,并结合5年8个生态环境的株高和穗长表型数据,进行QTL定位和遗传解析。结果表明,在RIL群体中,株高和穗长均呈现正态分布,符合数量性状遗传特征。共检测到24个QTL,其中7个与株高相关,分布在2A、2B、4B、5A、6A和7A染色体上,可解释7.46%~20.03%的表型变异;17个与穗长相关,分布在2A、2B、3A、4A、4B、5A和6B染色体上,可解释6.52%~17.10%的表型变异。控制株高的 QPh.sicau-AM-4B和 QPh.sicau-AM-7A以及控制穗长的 QSl.sicau-AM-2B.2和 QSl.sicau-AM-4B.4能够同时在单环境和多环境分析中检测到,为稳定的主效QTL,分别解释了9.17%~20.03%、10.44%~ 14.48%、10.41%~16.29%和7.54%~11.70%的表型变异。此外,在RIL群体子代中存在超亲分离现象,进一步的QTL聚合效应分析表明,株高位点 QPh.sicau-AM-4B和 QPh.sicau-AM-7A的聚合或者穗长位点 QSl.sicau-AM-2B.2和 QSl.sicau-AM-4B.4的聚合均能极显著地提高株高和穗长表型,表明鉴定到的控制株高和穗长的QTL位点具有累加效应。     

小麦株高和旗叶相关性状的QTL定位

合理的株型对提高小麦产量、品质、抗性以及光能利用效率具有重要作用。为了实现小麦株型相关QTLs的精细定位和定向改良,本研究以普通小麦品系Shanghai 3/Catbird和Naxos为亲本创制的F10代重组自交系(recombinant inbred lines,RILs)为材料,于2016年和2017年分别在郑州和原阳两地进行表型鉴定,对株高、旗叶长和旗叶宽等株型相关性状进行QTL定位。结合覆盖全基因组的基因型检测结果,利用基于完备区间作图法的QTL IciMapping软件进行遗传连锁图谱构建及QTL分析,共鉴定到3个在多个环境下稳定存在的株型相关性状的新QTLs,分别位于6A和2B染色体上,命名为Qph-6A、Qfll-6A和Qflw-2B,单个QTL在不同环境中可分别解释表型变异的8.33%~13.93%、8.10%~8.18%和9.14%~9.46%。     

多环境下粳稻株高动态QTL分析

 为阐明粳稻株高动态发育遗传基础,在南京和泗洪3个环境下种植粳稻品种秀水79和C堡及其杂交衍生的254个重组自交家系,利用混合线性模型和最佳线性无偏预测方法对3个环境下不同时期株高变异的各效应值进行估计,进而利用非条件和条件QTL定位的方法对控制株高性状的静态位点和动态位点进行了检测。结果表明,3个环境中RIL群体各期株高均呈正态分布并出现双向超亲分离。株高受环境的影响随发育进程而不断减小。成熟期检测到5个QTL,其中qPH8.3仅在该时期检测到。采用非条件定位的方法共检测到15个非条件加性QTL。不同时期检测到的同一加性位点,增效等位基因来自于同一亲本,加性效应的大小随着发育进程而增大。条件定位的方法共检测到16个条件加性QTL和16个互作位点对,6个加性QTL在不同的两个时间段检测到,其余位点（位点对）均在单个时期检测到。从播种至移栽后42 d、移栽后56 d至70 d以及移栽后98 d至112 d这3个时间段,株高性状以加性遗传效应为主;移栽后42 d至56 d以及移栽后70 d至84 d这两个时间段受加性效应和上位性效应共同控制;而移栽后84 d至98 d则以上位性遗传效应为主。G×E互作遗传效应在整个调查时期均很小。多环境条件下两种定位方法的结合有助于更全面地了解株高在不同发育时期的遗传基础。     

人工合成六倍体小麦的高分子量谷蛋白亚基组成分析

利用十二烷基磺酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳技术(SDS-PAGE)对103份人工合成六倍体小麦(2n=6x=42,AABBDD)的高分子量谷蛋白亚基组成进行了分析。结果发现,所分析材料具有丰富的等位变异。其中,在Glu-A1住点上共有5种变异类型,在Glu-B1和Glu-D1位点上均出现了12种等住变异类型;有些材料在Glu-D1位．占、上只表达1Dy类型亚基,而在1Dx亚基位置上出现空位形式;同时还发现了一些新的亚基组合形式和一未知新亚基。这些人工合成六倍体小麦材料中丰富的高分子量谷蛋白亚基变异,可能对小麦品质改良具有重要的应用价值。     

烯效唑干粉拌种降低小麦不育系株高的效应

为了加大杂交小麦制种时的父母本株高差异,获得良好的制种效果,用不同剂量的烯效唑干粉和待播不育系种子均匀混合,以探索烯效唑干粉拌种的适宜剂量和不同不育系对烯效唑的敏感性.结果表明,烯效哇干粉拌种可以显著降低小麦不育系的株高,30 mg·kg-1是多数供试不育系的适宜拌种剂量;不同不育系对烯效唑的敏感性有一定差异,在烯效唑用量为20 mg·kg-1时,各不育系的株高降低率差异不显著;在烯效唑用量为30 mg·kg-1和40 mg·kg-1时,各不育系的株高降低率以268S为最高,极显著高于海大S-1和海大S-2,而与2110-2-5-2-5S无显著差异.     

扬麦17/宁麦18的F2群体株高QTL定位及分析

扬麦17和宁麦18均为高产小麦品种,为研究两者的株高遗传机制,以扬麦17与宁麦18杂交获得的310个F_2单株及其衍生F_(2:3)家系为材料,利用已构建的覆盖19条染色体的遗传连锁图谱,对株高性状进行QTL定位。应用复合区间作图法定位到8个株高QTL,分别位于2D、4B、5A、5B和7A染色体上,4个QTL在两世代中均检测到,其中 QPh-YN-5A.1为一主效株高QTL位点,矮秆效应来自扬麦17,LOD值为8.69和12.81,可解释14.36%和20.46%的表型变异; QPh-YN-2D.1、 QPh-YN-5B.2和 QPh-YN-7A的矮秆效应来自宁麦18,可在两世代中分别解释2.84%和6.37%、4.26%和5.46%、2.15%和3.16%的表型变异。另外4个QTL仅在单世代检测到,其中 QPh-YN-2D.2、 QPh-YN-4B和 QPh-YN-5B.1的矮秆效应来自宁麦18,可分别解释5.05%、11.24%和4.62%的表型变异, QPh-YN-5A.2的矮秆效应来自扬麦17,可解释7.72%的表型变异。     

小麦株高及其构成因素的遗传及相关性分析

为了给小麦抗倒伏育种提供依据,以7个株高差异较大的冬小麦品种为亲本,按Griffing双列杂交法Ⅱ配制21个杂交组合,研究了小麦株高及其构成因素的遗传和相关性。结果表明,株高及其构成因素的遗传均符合加性显性模型,以加性效应为主,显性程度为部分显性,遗传力高,早代选择有效。控制株高、穗长、倒一、倒二、倒三、倒四节间长的增效等位基因为显性,而控制倒五节间长的减效等位基因为显性。宁麦8号、宁麦9号、扬麦9号和扬麦11具有控制株高、倒一、倒二、倒三和倒四节间长较多的隐性基因;望水白具有控制穗长最多的显性基因;扬麦9号具有控制穗长和倒五节间长较多的显性基因。株高可能受3~4对主效基因控制,而其构成因素可能受1~3对主效基因控制。相关分析表明,株高与其构成因素呈极显著遗传正相关。株高构成因素对株高的作用大小依次为倒一节＞倒二节＞倒三节＞倒五节＞倒四节＞穗长。     

基于小麦55K SNP芯片检测小麦穗长和株高性状QTL

为了进一步挖掘小麦穗长和株高的QTL位点,将小麦品系‘20828’和国审小麦品种川农16杂交后得到的重组自交系群体(RIL)于2016-2018年种植在四川崇州、温江和雅安以及孟加拉国库尔纳市,进行穗长和株高的遗传分析。结果表明,在RIL群体内,穗长和株高均呈正态分布,符合数量性状遗传特点。在3年8个环境中共检测出44个控制穗长和株高的QTL,其中稳定的穗长QTL有5个,分布于2D、4B和5B染色体上,贡献率为2.90%～26.26%;控制株高的稳定QTL有3个,分布于2D、4B和4D染色体上,贡献率为1.96%～21.22%。在2D染色体AX-86171316～AX-109422526标记区间和4B染色体AX-109526283～AX-110549715标记区间均同时检测到了控制穗长和株高的QTL,推测为一因多效位点。 QSl.sau.2D.1、 QSl.sau.2D.2、 QSl.sau.4B.1、 QSl.sau.4B.2、 QSl.sau.5B、 QPh.sau.2D和 QPh.sau.4B可能为新的稳定QTL。本研究鉴定的这些位点对增加穗长、降低株高以及提高小麦的产量具有重要作用。     

小麦矮秆基因Rht-B1b和Rht-D1b的降秆效应及株高相关QTL挖掘

株高是决定小麦抗倒伏能力的重要农艺性状,为验证已克隆矮秆基因Rht-B1b和Rht-D1b的降秆效应、并发掘新的株高相关QTL位点,以济麦44×济麦229构建的285份重组自交系（RIL）群体为材料,于2020-2021年（济南）和2021-2022年（济南和济阳）在试验基地种植并调查每个家系的株高。利用已开发的Rht-B1b和Rht-D1b特异性分子标记检测群体内家系基因型,分析不同基因型间株高差异,利用小麦55K SNP芯片进行基因型检测并构建了高密度遗传连锁图谱,对株高进行QTL定位分析。结果表明,285份RIL家系中,82份材料含有Rht-B1b基因,78份材料含有Rht-D1b基因,29份材料同时含有Rht-B1b和Rht-D1b基因。根据基因检测结果,Rht-B1b可降低株高6.76~8.83 cm（8.10%~10.75%）,Rht-D1b可降低株高11.68~16.60 cm（14.68%~17.36%）,Rht-B1b和Rht-D1b基因同时存在可降低株高8.85~35.80 cm（11.05%~34.82%）。2 344个骨架标记用于构建遗传连锁图谱,图谱总长度3 349.95 cM,标记平均密度为1.43/cM。株高性状QTL分析共检测到6个QTL,分布于1A、1B、2B、4B和4D染色体上,单个QTL可以解释0.81%~32.32%的表型变异,检测到2个在3个环境及BLUE值下稳定存在的主效的QTL,为已克隆的Rht-B1b和Rht-D1b基因,分别可以解释10.40%~20.12%和22.25%~32.32%的表型变异。此外,Qph.saas-4D.1和Qph.saas-2B.2可在2个环境下被检测到,其中Qph.saas-4D.1与多个前人的研究得到的QTL位点相近,可能为同一QTL位点,Qph.saas-2B.2未发现与前人研究的结果重合,可能为株高新QTL位点,研究结果将为进一步矮秆基因的精细定位和矮化育种提供理论参考。     

小麦剩余杂合体株高的基因定位

为挖掘小麦矮秆基因,以矮秆小麦品种品冬34和高秆小麦品种Warran杂交构建的重组自交系(RIL)群体为材料,于F_(7:8)筛选出一个株高性状分离的剩余杂合体。利用BSR-seq技术对该剩余杂合体分离的高株与矮株纯系分别混池测序,进行株高位点的初步定位。结果表明,与株高性状相关的候选区域位于7B染色体687～689 Mb处,该区段内有18个候选基因。其中,TraesCS7B02G419700和TraesCS7B02G420400既参与代谢过程,又参与小麦茎的生长发育;而TraesCS7B02G418900、TraesCS7B02G419000、TraesCS7B02G419600和TraesCS7B02G420000虽在茎中表达,却未参与相关代谢过程。这6个基因特别是TraesCS7B02G419000和TraesCS7B02G420400可作为调控株高性状的候选基因进行深入研究。     

甘蓝型油菜株高发育动态QTL分析

矮化育种是解决油菜丰产、稳产、适宜机械化栽培重要途径之一。为进一步分析油菜株高调控的动态特征，寻找发育阶段的株高相关QTL，以一个由189个重组自交家系组成的甘蓝型油菜群体为材料，测定群体在2020年贵阳环境下5个生长阶段的株高净增长量和成熟期最终株高，分析表型变异和相关性，基于已构建的高密度分子标记遗传连锁图谱定位QTL，并在全基因组范围内鉴定阶段特异性表达的QTL，通过基因注释初步筛候选基因。结果表明，5个生长阶段群体的株高增长量均存在较大变异；株高增长量以前期（即进入抽薹期后的第一周）最大，随时间推移逐渐减小并趋于稳定；每个生长阶段株高净增长量都与前一个阶段呈显著正相关。在5个发育阶段共检测到60个QTL，包含4个主效QTL,8个QTL分别在两个不同生长阶段稳定表达，其余QTL只在某一个生长阶段特异性表达。在成熟期鉴定共到6个QTL，包含1个主效QTL。比较分析发现，成熟期的6个QTL在5个发育阶段并未检测到。本研究鉴定的5个主效QTL未曾报道。结合基因功能注释，初步筛选到15个株高相关候选基因。这些结果期待能有利于深化对株高发育的认识，为培育半矮秆油菜新品种提供依据。     

彩色小麦株高与籽粒性状的全基因组关联分析

彩色小麦的产量通常低于普通白粒和红粒小麦,籽粒偏小是原因之一。为解析控制彩色小麦产量性状的遗传基础,分析了239份彩色小麦品种（系）在4个环境下的表型特性和16 K SNP芯片基因型数据,对株高和籽粒性状（千粒重、籽粒长、籽粒宽和籽粒长宽比）的QTL进行了全基因组关联分析（genome-wide-association-study, GWAS）。结果显示,各表型性状的变异系数为5.11%~32.91%,广义遗传力为71.88%~97.00%,多数性状之间具有显著相关性。通过GWAS共筛选出26 728个多态性SNP标记,定位到了17个与目标性状显著相关的稳定QTL位点,分布在1A、1B、1D、2B等12条染色体上,单个QTL解释5.26%~11.66%的表型变异,其中在3个环境下均被检测到的QTL有5个,分别为QPh.nwafu-4B.1、QKlwr.nwafu-1D、QKlwr.nwafu-4D、QKlwr.nwafu-5B.1和QKlwr.nwafu-6A.2;共发现10个未见报道的新QTL位点,分别为与株高相关的QPh.nwafu-4B.3,与千粒重相关的QTkw.nwafu-3B和QTkw.nwafu-6A,与籽粒长宽比相关的QKlwr.nwafu-1A、QKlwr.nwafu-1B、QKlwr.nwafu-4A、QKlwr.nwafu-5B.2、QKlwr.nwafu-6A.1和QKlwr.nwafu-6A.2。这些QTL位点初步表明了彩色小麦株高与籽粒性状基因位点的分布、组成,可为彩色小麦产量遗传改良提高参考。     

小麦株高及其构成指数与产量及品质的相关性

为了给小麦栽培和品质育种提供参考,以15个小麦品种为材料,分析了不同基因型小麦品种株高及各节间长度、株高构成指数与产量及产量构成因素、蛋白质、湿面筋、淀粉含量的关系.结果表明,株高及各节间长度除穗下节间外与产量均呈负相关,除穗下节间外与蛋白质、湿面筋含量均呈正相关;穗下节间长度/节间总长、(穗下节间长+穗长)/株高与产量呈正相关,与穗粒数、单穗重呈极显著正相关,与蛋白质、湿面筋含量呈负相关;千粒重与株高、各节间长、穗下节间长度/节间总长、(穗下节间长度+穗长)/株高均呈负相关;株高构成指数与结实粒数、粒重、产量均呈正相关,与蛋白质、湿面筋含量呈二次曲线关系,节间构成指数与产量、蛋白质、湿面筋含量呈负相关,株高及节间构成指数与穗粒数、单穗重均呈正相关.穗下节间长度/节间总长、(穗下节间长+穗长)/株高、株高构成指数可以作为产量和品质协调的育种选择指标,强筋、中筋小麦应选择株高适中、抗倒性好、穗下节间不宜过长、株高构成指数IL<0.54的植株;弱筋小麦应选择株高偏矮、穗下节间较长、株高构成指数IL为0.56～0.58的植株.     

人工合成六倍体小麦对叶部根腐病（H.sativum）的抗性及其在抗病育种中的应用研究初报

叶部根腐病 (H.sativum)是黑龙江省小麦生产中的重要病害 ,由于缺乏理想的抗源材料和高效、准确的抗病性鉴定方法 ,使抗病育种进展缓慢。本研究的目的在于鉴定人工合成六倍体小麦 (硬粒小麦×粗山羊草 )对叶部根腐病的抗性 ;比较离体鉴定与田间接种鉴定结果 ,并探讨人工合成六倍体小麦材料及离体鉴定技术应用于小麦抗叶部根腐病育种的可行性。试验结果表明 :离体鉴定与田间接种鉴定结果的相关性达到极显著水平 ;人工合成六倍体小麦材料在不同抗病级别中的分布与普通小麦相似 ,其抗性较好的材料略多于普通小麦 ;通过用人工合成六倍体小麦与普通小麦杂交 ,其对叶部根腐病的抗性可以转移到适应黑龙江省生态条件的普通小麦中来     

玉米DH系15D969、D1279株高、穗位高的遗传育种效应研究

利用2份低穗位高DH系(15D969、D1279)、5份自交系(A6、PHB1M、B20、PH4CV、PH6WC)进行杂交、回交试验,对株高、穗位高效应进行研究分析。结果表明,DH系15D969所具有的低株高、低穗位高由隐性基因控制。相对于PH6WC×A6,15D969与PH6WC杂交效应不表达;DH系D1279同时具有高株高隐性基因和低穗位高部分显性基因,杂交组合PH6WC×D1279株高、穗位高显著低于先玉335(PH6WC×PH4CV),改良效果显著。     

小麦株高QTL的定位及对重要农艺性状的多效性分析

株高作为小麦育种的重要指标,对产量具有较大的影响。为进一步挖掘小麦株高的数量性状位点（quantitative trait loci,QTL）,本研究以扬麦12和偃展1号杂交得到的包含205个家系的重组自交系（recombinant inbred lines,RIL）群体为材料,利用小麦55K SNP芯片构建高密度遗传图谱,结合 3年共6个环境的表型数据对株高性状进行QTL定位分析。结果表明,在染色体2B（1）、4B（1）、4D（1）、5A（1）、5B（1）和7D（2）上共检测到7个与株高相关的QTL。QPh.yaas-4B、QPh.yaas-5A和QPh.yaas-7D.1的矮秆效应来源于扬麦12,其余4个QTL的矮秆效应来源于偃展1号。在6个环境下都能检测到的位点是QPh.yaas-4B和QPh.yaas-4D,对株高的贡献率分别14.50%~24.09%和19.01%~29.80%,经过比对发现,这2个QTL分别是Rht1和Rht2。QPh.yaas-5A在5个环境下被检测到,对株高的贡献率为3.29%~5.36%;QPh.yaas-2D和QPh.yaas-7D.2在4个环境中均被检测到,对株高的贡献率分别为3.45%~6.14%和3.16%~4.10%;QPh.yaas-5B和QPh.yaas-7D.1分别在2个和3个环境中被检测到,对株高的贡献率分别是2.27%~5.09%和2.72%~4.82%。QTL比较分析后发现,QPh.yaas-7D.1和QPh.yaas-7D.2可能是新的株高位点。研究Rht-B1和Rht-D1对千粒重、穗长和穗粒数的效应,发现Rht-B1位点对这些农艺性状无显著效应,Rht-D1位点仅对千粒重有显著效应,其株高增效等位变异可显著增加千粒重。在自然群体中验证Rht-B1和Rht-D1的效应结果与RIL群体结果一致。     

基于无人机影像的小麦株高与LAI预测研究

为快速、准确地估测不同生育时期小麦品种（系）株高与叶面积指数（LAI）表型性状,基于各生育时期小麦品种（系）数字正射影像（digital orthophoto map,DOM）和数字表面模型（digital surface model,DSM）,分别构建不同生育时期株高估测模型和光谱指数LAI估测模型。借助一元线性回归、多元逐步回归（SMLR）和偏最小二乘回归（PLSR）分析方法,并采用决定系数（r）、均方根误差（RMSE）和归一化均方根误差（nRMSE）综合性评价指标,筛选出小麦不同生育时期最优的株高和LAI估测模型。结果表明,（1）全生育期株高估测效果最好,模型预测值与实测值高度拟合（r、RMSE、nRMSE分别为0.87、5.90 cm、9.29%）;在各生育时期中,灌浆期模型预测精度较好,成熟期预测精度最差,r分别为0.79和0.69。（2）所选的18种光谱指数与LAI相关性均较好,其中BGRI、RGBVI、NRI和NGRDI的相关系数达到极显著水平,且各时期三种回归估测模型均表现出较高的稳定性和拟合效果,其中SMLR回归模型对各生育时期LAI预测精度最好,其拔节期、孕穗期、扬花期、灌浆期和成熟期的预测集r分别为0.68、0.57、0.61、0.68和0.53。这说明,基于无人机获取的不同生育时期小麦DSM影像提取株高,并运用18种光谱指数构建LAI估测模型方法是可行的。     

小麦穗部性状和株高的QTL定位及T6VS·6AL易位效应分析

为了发掘新的穗部性状和株高QTL,利用扬麦17与扬麦18杂交后代206个单株组成的F2群体,构建了一个由141个SSR标记组成的全长1005.1cM的遗传图谱。该图谱包括26个连锁群,覆盖15条染色体,标记间平均距离为7.03cM。结合F2和F2:3群体的表型数据,对穗部性状和株高进行QTL分析,利用复合区间作图法检测出15个QTL,分布在2B、2D、4B、5A、5B和7A染色体上,其中4个QTL能够同时在两个世代被检测到,表型变异解释率为1.93%~20.78%,穗长QTLQSl-YY-2D、QSl-YY-5A和株高QTLQPh-YY-4B的贡献率超过10%。根据6VS特异性标记鉴定和表型调查结果,推测扬麦18的6VS上携带有增加穗长和穗粒数的基因,且为部分显性。2B染色体上总小穗数和5B染色体上穗粒数、穗基部结实粒数的QTL增效等位基因及2D、4B染色体上降低株高的QTL增效等位基因均来自扬麦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。