利用品质性状的回交选择导入系挖掘水稻抗纹枯病QTL

将优质、抗纹枯病的高秆供体Tarom Molaii和Binam导入半矮秆IR64和特青背景,培育品质性状回交选择构建的4个导入系群体IR64/Tarom Molaii、特青/Tarom Molaii、IR64/Binam和特青/Binam,定位了影响水稻抗纹枯病病级(disease scale, DS)、相对病斑高度(relative lesion height, RH)和株高(plant height, PH)的QTL。结果表明,4个导入系群体的DS与RH高度相关,两者与PH呈显著负相关。导入系后代各性状均呈现超亲分离,出现抗性明显优于双亲的抗病个体,其中40%左右属半矮秆抗病类型。采用单向方差分析,在这4个群体中分别定位到10、8、8和6个影响3个性状的QTL,多数基因座上降低DS和RH即增强抗病性同时增加株高的等位基因均来自两个供体。未在同一供体两个不同背景下检测到影响3个性状的相同QTL,表明抗纹枯病QTL表达有明显的遗传背景效应。PH与DS及PH与RH被定位在同一个显著标记位点的QTL数分别占两个性状QTL总数的38%和52%,表明水稻纹枯病抗性与株高关系密切,两者存在许多连锁位点。与以往相同群体品质性状QTL的定位结果相比,发现品质性状QTL与抗纹枯病QTL大多分布在染色体的不同区域,彼此独立遗传。对利用目标性状选择导入系定位非目标性状QTL的效果、影响因素及育种应用进行了探讨,强调了目标性状选择导入系对非目标性状QTL发掘及育种应用的重要性。     

水稻抗纹枯病种质资源、抗性遗传和育种研究进展

水稻纹枯病以其常发性和对水稻产量造成的巨大损失而越来越受到重视,长江以南许多省份已将其列为水稻生产上的第一大病害。本文就水稻纹枯病抗病种质的资源发掘与利用、抗性遗传方式以及水稻纹枯病抗病育种进行了综述,认为目前水稻抗纹枯病研究中主要存在以下问题：缺乏高水平（免疫）抗源;没有一套比较客观、准确和简便的抗性鉴定标准;有些高抗材料表现为部分抗性;分子遗传研究和抗病育种脱节;以及高抗亲本配制的杂交组合在生产上抗性不高等。结合本课题组所进行的工作,认为当前水稻纹枯病抗病遗传育种研究应着重于以下方面：继续筛选、创制抗源;抗性鉴定中宜将Rush的0-9级标准和相对病斑长、Groth指标以及叶片蜡质含量结合使用;遗传研究群体和育种群体宜尽量为同一群体;聚合杂交育种和分子标记辅助选择结合应用,培育多基因抗病品种。同时展望了今后水稻纹枯病的研究前景。     

灌溉与自然降雨条件下水稻高代回交导入系产量QTL的定位

利用254个Lemont导入到特青背景的高代回交导入系定位了灌溉（对照）与自然降雨（干旱胁迫）环境下影响单株籽粒产量及其穗部相关性状的QTL。在两种环境下共检测到32个影响单株粒籽产量、千粒重和每穗实粒数的主效QTL,根据不同环境下表达的情况将其分成3类,第1类10个QTL,在两种环境下均被检测到;第2类14个QTL,只在对照条件下检测到;第3类8个QTL,受干旱胁迫诱导,只在胁迫条件下被检测到。此外还检测到9个影响胁迫与对照条件下性状差值的QTL。认为在两种条件下均检测到的相对稳定的3个QTL（QGn11b、QGn12和QGn11b）及影响两种条件下性状差值（即性状稳定性）的9个QTL可能对耐旱性有直接贡献。在所有12个耐旱QTL中,除在QGn5和QGy1的Lemont等位基因减小性状差值（即增强耐旱性）外,其余位点上增强耐旱性的等位基因均来自特青。另外通过与源自相同亲本的不同定位群体在不同环境下定位结果的比较,鉴别出一些受遗传背景和环境影响较小的QTL如QGn3b、QGw1、QGw5、QGy1、QGy5、QGy8和QGy10。对应用QTL定位结果进行标记辅助选择培育耐旱品种进行了探讨。     

美发现水稻纹枯病抗性遗传基因

水稻纹枯病是一种全球范围影响水稻生产的重大疾病,美国农业研究局（ARS）的科学家发现了抗水稻纹枯病的遗传资源。     

水稻高世代回交导入系耐盐性的遗传研究

水稻是一种对盐敏感的作物，盐分是限制水稻产量的主要因子之一。本研究利用广泛推广种植的杂交籼稻的亲本珍汕97（ZS97）和测序粳稻品种日本晴（Nipponbare）杂交、回交构建的导入系，对水稻的耐盐性进行遗传研究。用88份导入系作苗期盐胁迫（0．3％氯化钠）处理试验，发现6份导入系的耐盐性同受体亲本ZS97有显著差异，其中5份导入系耐盐，1份对盐敏感。图示基因型分析表明5份导入系中含有少数外源导入片段及耐盐相关的基因。     

不同品种及有关外因对水稻纹枯病抗性的影响

选择9个具不同纹枯病抗性的水稻品种，采用3个纹枯病菌株和2种接种方法，在2个生长季进行水稻品种纹枯病抗性的综合评价。结果表明，生长季、接种方法和菌株极显著地影响水稻品种对纹枯病的抗性反应，其中，以生长季因子的效应最大。不同接种方法对水稻纹枯病发病程度的影响因生长季的不同有所变化。不同品种在同一生长季、接     

利用选择导入系分析大豆芽期和苗期耐旱性的遗传重叠

以黑龙江主栽品种红丰11为母本, 与美国品种Clark杂交, 再以红丰11为轮回亲本, 对回交后代的芽期和苗期的耐旱性进行筛选。结果获得芽期耐旱导入系44个,采用单项方差分析检测到10个控制芽期耐旱性的QTL;获得苗期耐旱导入系46个,检测到影响苗期叶片相对含水量、叶片持水能力、胁迫期间株高变化量的21个QTL。大多数位点的遗传是相互独立的,只有分布于A1、K、I和H连锁群上的Satt449、Satt499、Satt440和Sat_180位点是在芽期、苗期干旱条件下共同检测到的,表明芽期和苗期的耐旱性存在部分的遗传重叠。以上结果为深入研究大豆耐旱性以及进行分子设计育种以累加芽期苗期重要耐旱QTL奠定了基础。     

杂稻品种及育种材料对稻瘟病和纹枯病的抗性监测研究与分析

本文通过对３８个水稻品种和８个育种材料对稻瘟病和纹枯病的性监测和分析,明确了参试的４６个品种和育种材料的抗性类型和经济性状,提出了育种上运用于培育抗稻瘟病和纹枯病品种的育种材料,同时还指出生产实际中,不同抗性的品种适宜种植的区域和必须注意的事项。     

利用回交导入系定位干旱环境下水稻植株水分状况相关QTL

日益严重的水资源危机使水稻的耐旱育种尤为迫切, 干旱环境下较高的植株水分含量有助于提高或维持作物产量的稳定性, 挖掘与耐旱性密切相关的分子标记有助于提高耐旱品种的选育效率。从供体Lemont (粳稻)导入到特青(籼稻)背景的254个高代回交导入系中筛选出覆盖供体全基因组的55个回交导入系, 采用PVC管栽培, 分析了干旱(胁迫)条件下水稻植株水分状况相关性状与籽粒产量、生物量的相关性并定位了相关QTL。研究表明, 植株水分相关性状(相对含水量、叶片水势、渗透势、卷叶度)均与籽粒产量显著相关。检测到7个相对含水量QTL, 7个叶片水势QTL, 5个渗透势QTL及5个卷叶QTL; 另检测到5个产量QTL, 7个生物量QTL。分析发现, 不仅QLwp5、QLr5、QRwc5和QY5同时分布在RM509~RM163区域, 且该区域还分布有对水分环境表现稳定的产量QTL(QGy5), 效应方向一致, 从遗传学角度解释了籽粒产量与水分相关性状之间的显著相关性。另外, QLr5、QRwc5、QY5、QLr2、QLr7、QLr8、QLr9、QRwc3、QRwc4a、QRwc12及QY7 等11个QTL曾在不同遗传背景群体中被检测到, 它们控制相同目标性状。研究认为RM509~RM163区域及QLr2、QLr7、QLr8、QLr9、QRwc3、QRwc4a、QRwc12和QY7所分布的染色体区域对水分环境或者遗传背景相对稳定, 在水稻分子标记辅助选择(MAS)耐旱育种实践中有较重要利用价值。     

水稻主要数量性状遗传研究的进展与育种

什么叫数量性状呢?一般认为受多基因控制、性状表现连续变异对环境变化反应敏感的性状叫数量性状，对动、植物而言，也叫经济性状。那么，水稻数量性状是怎样遗传的呢？从数量性状正、反交的基本一致性，以及在一些数量性状遗传试验里，亲本、F1、F2和F3的表现型频率分布与根据多基因独立分配所期望的频率分布的一致性等现象看出，控制数量性状的多基因也位于染色体上。果蝇腹刚毛数研究证明，多基因和主基因连锁在一起，并位于核内染色体上。所以数量性状的遗传也应遵循三个基本遗传规律。本综述旨在对水稻主要数量性状的遗传的大量实验…     

遗传搭车与方差分析在水稻定向选择群体的抗旱性位点分析中的初步应用

水稻抗旱性属于复杂性状，近年的遗传研究日益关注胁迫下的产量相关位点。选用来自同一抗旱性较好的供体亲本（BG300），具有两种遗传背景（IR64和特青）和两种选择条件（低地和旱地）的4个水稻高代回交（BC₂）抗旱性定向选择导入系群体。通过SSR分子标记，检测群体中供体等位基因的导入频率，分析了选择条件和遗传背景对供体等位基因导入频率的影响。在此基础上，利用基于遗传搭车原理的卡方检验对等位基因导入频率的偏离进行检测，同时结合表型-基因型方差分析（ANOVA）的方法，对上述群体进行了和抗旱性相关位点的QTL分析。共检测到显著位点24个，其中卡方检验发现20个，方差分析检测到8个。有4个被这两种方法都检测到，很可能是与胁迫下的产量直接相关的位点。同时也对非胁迫下的产量位点进行了检测，发现上述抗旱性位点与非胁迫下产量的关系不大。还就选择条件和遗传背景的效应等对目标性状QTL定位的影响进行了讨论。研究结果将为进一步的水稻抗旱性分子育种研究提供有用的信息和材料。     

水稻抗纹枯病导入系的构建及抗病位点的初步定位

以我国目前生产中广泛应用的杂交稻恢复系蜀恢527和明恢86为轮回亲本, 以江西丝苗为供体亲本配制BC₂F₂混合群体。通过逐代人工接种筛选, 获得49个BC₂F₄抗病导入系。对抗病选择导入系进行基因型分析, 利用基于遗传搭车原理的卡方检验对等位基因导入频率的偏离进行检测, 共检测到12个显著位点, 2个群体定位的QTL各有1个在以往不同群体中也能被检测到。主要农艺性状分析表明, 非接种条件下, 选择导入系群体的抽穗期、株高和千粒重等与轮回亲本无显著差异;在接种的条件下, 在2个试验地点中, 分别有6个和2个蜀恢527和明恢86背景的株系抗病性显著高于轮回亲本, 产量与轮回亲本无显著差异。上述结果为水稻抗纹枯病分子育种提供了有用的信息和中间材料。     

水稻抗纹枯病QTL表达的遗传背景及环境效应

利用水稻纹枯病菌强致病菌系RH-9人工接种Lemont导入到特青背景的213个近等基因导入系(TQ-ILs)群体和特青导入到Lemont背景的195个近等基因导入系(LT-ILs)群体,定位和分析了水稻抗纹枯病数量性状座位(quantitative trait loci, QTL)及其表达的环境与遗传背景效应。亲本Lemont对RH-9表现为高度感病,特青表现为中等抗病。人工接种后TQ-ILs群体的相对病斑高度(病斑高度与株高比)呈连续正态分布,LT-IL群体则明显偏向感病亲本Lemont。在不同年份和遗传背景下检测到影响纹枯病相对病斑高度的主效QTL 10个和互作QTL 13个,其中2006年在TQ-IL群体定位到的6个主效QTL在2007年均得到验证,表明这些QTL具有较好年度间的重复性。QSh4是唯一在双向导入系背景下表达的QTL,该位点特青等位基因降低相对病斑高度,提高抗性水平。在TQ-ILs群体中定位到位于第10染色体RM216~RM311区间的QSb10a与在LT-IL群体中定位到的位于相邻区间RM222~RM216的QSb10b的基因作用方向不同,推断这两个QTL存在紧密连锁关系。绝大多数在TQ-IL群体中表达的主效及互作QTL在LT-ILs群体中不表达,表明水稻抗纹枯病QTL具有明显的遗传背景效应。通过比较作图,本研究定位到的其中8个QTL在以往不同群体中同样被检测到,这些主效QTL对通过分子标记辅助选择(marker-assisted selection, MAS)培育水稻抗纹枯病育种可能具有应用价值。研究指出,标记辅助选择在不同遗传背景中能稳定表达的QTL或通过聚合不同抗病QTL是进一步提高水稻纹枯病抗性水平的一个有效途径。     

抗水稻纹枯病qSB-9Tq基因效应及作用方式分析

水稻第9染色体上存在1个抗纹枯病QTL,被命名为qSB-9,水稻品种特青在该QTL上携带抗性等位基因qSB-9^Tq,而Lemont携带相对感病等位基因qSB-9^Le。为精确地评价qSB-9^Tq的抗病效应,分析其作用方式,利用分子标记进行前景选择和背景选择,从轮回亲本Lemont与特青回交后代群体中筛选到1个目标单株。连续3年对该单株的扩繁后代(BC₆F₂)及随后获得的近等基因系采用嵌入法进行接种鉴定试验。田间试验采取2种不同的设计。第一种是完全随机试验,即从BC₆F₂分离群体中筛选出目标区间为qSB-9^TqTq纯合型、qSB-9^LeLe纯合型和qSB-9^TqLe杂合型个体,并对3种基因型个体间的病级平均数差异进行统计分析。第二种设计为随机区组设计,即在BC₆F₃和BC₆F₄代,分别对上述3种基因型的近等基因系群体,按3次重复的随机区组设计进行移栽和接种鉴定试验。结果表明,3年的试验结果表现出一致的趋势,即qSB-9^Tq存在于分子标记RM242~Y92.5之间,可减轻病级1.0级(0~9级病情分级系统)左右,且其抗性表现为几乎完全的显性特征。本研究的结果为qSB-9^Tq的精细定位和育种利用奠定了基础。     

一个水稻半矮秆突变体的鉴定与遗传分析

高黄矮材料是由黄矮与高秆材料杂交后代F2群体中分离得到的一个半矮秆突变体材料,株高在95 cm左右,比黄矮高约40 cm.该材料在苗期倒2叶叶尖开始出现黄化,分蘖期倒2叶叶尖仍然黄化,倒3叶近1/3叶面黄化干枯、破损现象比较明显.将该突变材料与不同高秆材料杂交,杂种F1表现为高亲本,F2群体株高数据符合3:1分离比例,结果表明该矮生性状受1对隐性基因控制,因其叶尖黄化性状与半矮秆性状共分离,故暂将该基因命名为dy(t)基因;同时将突变材料与其他不同基因型的半矮秆杂交,F2群体均符合9:3:3:1的分离比例,结果表明dy(t)基因与sdl、sdn、sdg基因均不等位,为一新的半矮秆基因.对不同株高材料的幼苗进行不同浓度外源赤霉素(GA3)叶面喷施处理后,结果表明dy(t)基因对该激素敏感.     

抗玉米纹枯病早代材料分子标记辅助选择的初步研究

本研究利用已定位的两个SSR标记phi116和umc1044对CML270×掖478的145个F2:4家系进行玉米抗纹枯病分子标记辅助选择。结果表明,单个标记和两个标记选择对抗病家系和感病家系中选率差异不大。利用phi116和umc1044分别选择与抗病亲本CML270相同带型的家系,抗病家系中选率分别为27.3%和20.0%,选择与感病亲本掖478相同带型的家系,感病家系中选率分别为95.8%和93.3%;同时使用phi116和umc1044时,抗病家系中选率为29.5%,感病家系中选率为93.8%。利用标记phi116和umc1044对玉米纹枯病抗病材料进行早代选择是有效的,可淘汰大量感病家系,大大减轻工作量。     

水稻苗期耐淹相关性状QTL分析

以相同淹水条件下存活率差异较大的籼稻TN1与粳稻春江06(CJ06)为亲本构建的DH群体为试材,考察了DH群体及其双亲与苗期耐淹相关的5个性状,各性状均表现为连续分布,且都存在一定数量的双向超亲遗传类型,受多基因控制。使用分子连锁图谱进行QTL分析,共检测到16个与苗期耐淹有关的QTL,包括4个中胚轴长度QTL、3个株高QTL、3     

分子标记辅助渗入佳辐占基因组约800kb区间定向改良珍汕97B外观品质

稻米的外观品质性状主要包括粒长、粒宽、长宽比、垩白和透明度。外观性状是稻米商品品质的第一要素,直接影响稻米的商品价值。中国杂交稻以产量高著名,但常因品质欠佳,尤其是外观品质差而影响杂交稻的推广应用。杂交稻汕优63是中国最著名的杂交稻组合,也因品质欠佳而不能持续应用。本研究构建了三个遗传群体,对稻米外观性状进行了经典和分子遗传学研究,并试图利用分子标记辅助手段改良我国三系杂交稻著名保持系“珍汕97B”,以期提高杂交稻汕优63的品质并使之持续应用。主要的研究结果如下:通过整合已发表的分子遗传图谱和基因组数据库,选用45个与外观性状相关的分子标记,在珍佳群体和广佳群体中进行稻米外观性状分子连锁群重建,并用区间作图法对稻米外观性状进行OTL分析。研究表明:在珍佳群体中,检测到9个与稻米外观性状相关的OTL,其中5号染色体的RM169-RM516是粒宽、长宽比、垩白和腹白的共同座位,贡献率分别为10.9％、14.9％、12.0％和14.2％;7号染色体RM214、8号染色体RM339都是垩白和腹白的共同座位,贡献率分别为9.4％和10.0％、11.0％和12.1％;3号染色体上检测到1个长宽比基因座位RM347,贡献率为10.3％。在广佳群体中,检测到5个与稻米外观性状的OTL,其中5号染色体RM169-RM516是粒宽、垩白和腹白性