普通野生稻稻米加工品质和外观品质性状QTL定位

本研究利用一套以籼稻品种“特青”为遗传背景的云南元江普通野生稻（Oryza rufipogon Griff.）渗入系为材料，采用单标记回归分析和渗入片段叠代法，对出糙率、整精米率、垩白粒率、垩白度、长宽比等5个品质性状的QTL进行了分析，初步定位了16个QTL，有10个QTL来自野生稻的等位基因能改良群体的品质性状。在第5染色体RM289附近检测到了同时影响长宽比、垩白粒率QTL，来自野生稻的等位基因能增加长宽比、降低垩白粒率，贡献率也较高。在第8染色体RM152附近检测到降低垩白粒率和垩白度的QTL，其贡献率分别为14％和9%。本研究结果不仅为品质性状分子标记辅助选择提供参考，而且充分显示了利用野生稻的优异基因改良栽培稻品质性状的巨大潜力。     

水稻外观品质与产量构成因素的QTL解析

本研究以224份F6世代的Z601/C14重组自交系(recombinant inbred lines,简称RILs群体)为试材,分析了水稻外观品质及产量构成因素的相关性,并对相关性状的数量性状位点(QTL)进行了分析。分析表明,垩白粒率与垩白度呈极显著正相关,带胚率与垩白度呈极显著负相关;对产量影响较大的因素分别是有效穗数和穗粒数。检测到控制外观品质性状的QTL25个,控制整精米粒长的3个、整精米粒宽8个、垩白粒率3个、垩白度1个、透明度5个、带胚率5个,分布于第3、5、6、7、8、11和12号染色体上;检测到控制产量构成因素的QTL6个,控制有效穗数1个、每穗粒数1个、结实率4个,分布于第3、6、7、8和12号染色体上。为水稻品质和产量育种低世代筛选提供了一定的理论基础。     

水、旱条件下稻米品质相关性状的QTL定位及其与环境互作分析

为探究干旱胁迫环境条件下水稻(Oryza sativa)碾米品质和外观品质相关性状的变化规律,挖掘干旱条件下稳定存在的控制稻米品质性状的QTL,同时分析QTL与环境的互作效应,本研究以陆稻小白粳子和水稻空育131杂交构建的207个重组自交系(recombinant inbred line,RIL)群体及2个亲本为实验材料,在干旱胁迫和正常灌溉2个环境条件下进行重复实验,对糙米率(brown rice rate,BRR)、精米率(milled rice rate,MRR)、整精米率(head rice rate,HMRR)及垩白粒率(chalky rice rate,CG)4个品质性状进行QTL定位.结果表明,在2个环境下BRR、MRR、HMRR三者之间均呈极显著正相关,MRR、HMRR与CG分别呈显著和极显著负相关.各性状在2个环境下均呈现出连续分布,表现为数量性状的遗传特点.4个性状两年共检测到24个加性QTL和9对上位性互作QTL,分布于除第10和第12染色体的其余10条染色体上.在所有检测结果当中,5个加性QTL(qBRR1a,qMRR11a,qHMRR6a,qCG6a和qCG6c)均在2年干旱胁迫环境下同时检测到,3个加性QTL和4对上位性互作QTL检测到显著的环境互作效应,但各性状均以加性遗传效应为主,受水分环境影响较小.对干旱胁迫具有特异性QTL的挖掘和发现,在一定程度上为干旱胁迫下稻米品质的遗传改良提供了基础资料.     

利用双向导入系和重组自交系解析水稻加工品质的遗传基础

水稻加工品质直接影响水稻的商品价值。为解析水稻加工品质的遗传基础,以粳稻秀水09和籼稻IR2061构建的2套双向导入系和1套重组自交系为材料,在温州和三亚环境下考察了稻米加工品质,并进行了加工品质性状的数量性状位点(QTL)定位。本研究构建了一张包含145个简单重复序列(SSR)分子标记的遗传连锁图,该连锁图总长1 567.8 cM,秀水09和IR2061背景导入系的平均背景回复率分别为90.15%和85.82%。双亲的糙米率和精米率无显著差异,秀水09整精米率显著高于IR2061。3套群体的加工品质均表现为连续分布,且糙米率、精米率和整精米率3个性状间彼此均呈显著正相关。在两个环境下共定位到影响糙米率、精米率和整精米率的29个主效QTL和20对上位性QTL,其中6个QTL在其中的两套群体中被重复定位到,2个QTL在两个环境下稳定表达,10个QTL与环境互作,说明遗传背景和环境显著影响加工品质QTL的表达。此外,在第7号染色体RM432~RM11区间、第8号染色体RM80~RM458区间和第9号染色体RM257~RM278区间均同时定位到影响糙米率、精米率和整精米率的QTL,秀水09等位基因在这些QTL处均提高加工品质。研究结果可为分子改良水稻加工品质提供重要基因资源的参考依据。     

利用旱稻导入系定位水、旱田外观品质的QTL及土壤水分效应分析

以271份具有优质水稻(Oryza sativa L.)越富遗传背景及旱稻IRAT109导入片段的导入系群体为材料,在北京、海南两地水、旱田环境下调查精米粒长、粒宽、粒厚、长宽比和垩白率5个性状,研究旱田栽培对外观品质的影响,进行QTL定位及QTL与水分环境的互作分析.结果表明,粒长、粒宽、长宽比和垩白率易受土壤水分的影响,粒厚比较稳定.水分胁迫使稻米粒长、粒宽变小,长宽比增大,垩白率减少.利用QTLNetwork软件,5个性状共检测到30个加性QTL和4对上位性QTL.6个加性QTL(qGL7、qGT2、qGT4、qLWR2、qC2和qC8)和2对上位QTL(qGL3-qGL7和qGL7-qGL10)的贡献率大于10%.21个QTL与前人研究结果相一致.外观品质性状QTL在染色体上多呈成簇分布,第2染色体RM492～RM1211、第3染色体RM6832～RM3166和第6染色体RM587-RM1163区段是外观品质QTL相对集中分布区域.41%的QTL存在水分环境互作.根据不同性状对干旱胁迫的反应特点,选择水、旱田贡献率大且稳定的QTL,或具有旱田特异性的QTL,进行标记辅助聚合育种是培育抗旱、优质稻的一个有效途径.     

稻米外观和碾磨品质QTL定位及其与土壤水分环境互作分析

本文利用旱稻品种IRAT109和水稻品种越富的花培DH群体的116个株系为作图群体，采用混合线性模型QTL定位方法，在水、旱2个土壤水分环境下对粒长(GL)、粒宽(GB)、长宽比(LWR)和垩白率(C)4项外观品质性状和糙米率(BR)、精米率(MR)、整精米率(HR)3项碾磨品质性状进行QTL定位及QTL与环境互作分析。在水、旱2种条件下对DH群体差异显著性分析结果表明，糙米率、精米率和长宽比差异不显著,而整精米率、粒长、粒宽、垩白率差异极显著。外观品质性状在水、旱栽培条件下变化较大，即在旱种环境下稻米粒形变小（粒长、粒宽减小）、变细（长宽比增大）垩白率大幅度下降。碾磨品质性状在双亲间均有差异，其中整精米率差异较大；且在两种土壤水分环境条件下均有变化，即在旱栽条件下两亲本的糙米率和精米率均降低，IRAT109分别减少了5.8%和5.5%，越富分别减少了11.7%和11.5%。共检测到11个加性效应QTL与稻米外观和碾磨品质性状7项指标有关，分别位于第1、3、5、6、7、10、11染色体上，单个QTL对性状的贡献率在3.15～21.42%之间，位于第1、7 染色体上2个控制整精米率的QTL存在显著环境互作，单个QTL与环境互作效应的贡献率分别为9.59%和13.58%。在第1染色体RM295标记附近同时检测到5个QTL，Qgc1a 、Qgc1b 、Qlwr1、QMr1b和QHr1，分别控制粒长、长宽比、精米率和整精米率，且该QTLs簇在2个环境下能稳定地被检测到。同时，还检测到10对上位性QTLs，所有上位性QTL都发生在不同染色体之间，其中，控制整精米率的4对QTL与土壤水分环境显著互作，其环境互作贡献率分别为14.29%、12.28%、10.56%和13.47%。控制粒长、粒宽、长宽比的6个加性QTL（Qgc1a、Qgc1b、Qgc5、Qgw6、Qlwr1、Qlwr10）与环境之间互作较小，在品质育种中可利用分子标记对其进行辅助选择，提高育种效率；而对于基因型×环境互作效应大的整精米率、垩白率应在特定环境(如土壤缺水条件)下进行选择，在特定水分胁迫条件选择目标亲本，并将抗旱基因导入该亲本方可选到品质较优的抗旱品种。     

重庆市部分新育成杂交水稻组合品质分析

对重庆市2005年水稻区域试验64个新组合的主要品质指标及产量性状分析结果表明,我市杂交水稻组合的稻米品质有了较大的提高,垩白粒率和垩白度两项主要品质均已有组合达国颁优质稻米一级标准,54.69%～73.44%的组合胶稠度达国颁优质稻米一、二级标准,但整精米率偏低、垩白粒率较高影响了稻米整体品质的提升.垩白粒率、垩白度与直链淀粉呈极显著的正相关、与粒形呈极显著的负相关,整精米率与垩白度呈显著的负相关;产量与品质性状的整精率、直链淀粉呈显著的正相关.适当增加有效穗、降低穗粒数和穗重,培育穗粒兼顾的组合可协调品质与产量的关系.     

不同杂交中稻品种在川南再生稻区的两季产量及头季稻米品质差异

川南高温伏旱区杂交中稻因高温逼熟,产量低且稻米品质较差。杂交中稻蓄留再生稻是充分利用秋季温光资源提高稻谷产量和改善品质的重要途径。以2015—2016年审定的12个杂交中稻新品种为材料,分别在川南有一定生态代表性的隆昌、江安、富顺、宜宾4个地点采取统一的栽培技术方案,研究了杂交中稻品种与环境对头季稻及其再生稻产量与头季稻米品质的影响。结果表明, 4个地点间的头季稻产量、再生稻产量和两季总产量差异达极显著水平。12个水稻品种的头季稻产量、再生稻产量均达极显著差异,而两季总产量间差异则不显著。其中有7个品种(‘创两优华占’‘内5优907’‘宜香4245’‘泸香优104’‘花优357’‘内6A/绵恢138’‘隆两优1813’)两季产量在11 000kg·hm~(-2)以上。6个稻米品质性状在4个地点间的差异除胶稠度不显著外,其余5个性状均达极显著水平,以宜宾和江安2个点的米质稍好。12个水稻品种在4个地点间的品质差异均达极显著水平,综合考虑总体米质相对较好的为‘创两优华占’‘隆两优1813’两个品种。再生稻产量和头季稻产量间呈显著负相关关系,头季稻产量与整精米率、垩白粒率、垩白度相关不显著。说明川南特定生态下需要改良的整精米率、垩白粒率、垩白度3个米质性状与高产并没有明显矛盾,长宽比大的品种有利于降低垩白粒率、垩白度、直链淀粉含量,提高胶稠度。     

非洲栽培稻基因渗入系粒形和剑叶形态性状的QTL定位

非洲栽培稻作为重要的水稻种质资源,其基因渗入系可以为普通栽培稻的遗传背景提供新的有利基因,如果能将这些优良基因引入普通栽培稻中,可为水稻分子设计育种提供新的基因资源。本研究以非洲栽培稻基因渗入系YIL60与轮回亲本中9B(Z9B)杂交衍生的包含188个株系的F₂和F_2:3群体为材料,对粒形性状包括粒长、粒宽、籽粒长宽比、千粒重,剑叶形态性状包括剑叶长、剑叶宽进行数量性状点位(QTL)检测。结果共检测到16个QTL,包括2个粒长QTL、3个粒宽QTL、2个籽粒长宽比QTL、2个千粒重QTL、1个剑叶长QTL、6个剑叶宽QTL,分布于第1、第6、第7、第10和第11号染色体上,贡献率为2.25%~25.64%;有4个多效性QTL区间,有4个QTL qGW7-1、qFLL10、qFLW10、qTGW7在F₂和F_2:3群体中被重复检测到,其中在第7号染色体RM3859-RM3394区间检测到同时控制粒长、粒宽、籽粒长宽比和千粒重的QTL,贡献率最高达17.10%,是一个来源于非洲栽培稻的新粒形QTL。本研究为进一步开展粒形、剑叶形态性状基因的精细定位、克隆和分子标记辅助育种工作奠定了一定的理论基础。     

高氮和低氮条件下玉米穗位叶持绿性状的QTL定位

【目的】玉米叶片持绿性与籽粒产量、品质性状密切相关,本研究利用单片段代换系群体,对高氮和低氮条件下的玉米穗位叶持绿性状进行了QTL定位,旨在为持绿相关基因的精细定位以及克隆相关主效QTL奠定基础。【方法】以氮效率差异显著的两个亲本许178和综3构建的172个玉米单片段代换系为研究材料,采用完全随机区组设计,在高氮(N 240 kg/hm^2)和低氮(N 75 kg/hm^2)条件下,进行了两年大田试验。以吐丝后第10天穗位叶的SPAD值作为玉米持绿性的表型值,根据代换系与亲本许178表型值的T-test结果,利用该群体的SSR遗传图谱,在P <0.01条件下定位持绿性状的QTL。【结果】在基因组范围内,两个氮水平下共定位53个穗位叶持绿QTL (贡献率为–2.45%～–22.65%)。上述QTL在玉米的10条染色体上均有分布,其中以第1染色体上检测到的数量最多(14个),第7染色体上检测到的数量最少(1个)。高氮条件下检测的QTL为29个,6个在两年试验条件下被重复检测,分别为qhnSG1d、qhnSG2a、qhnSG3a、qhnSG4a、qhnSG8b和qhnSG10c,其中qhnSG8b和qhnSG10c为高氮特异QTL,两年内QTL的贡献率分别为–4.47%、–9.17%、–9.46%和–5.05%;低氮条件下检测的QTL为16个,2个QTL在两年大田环境被重复检测,分别为qlnSG1f和qlnSG2b。其中qlnSG1f为低氮特异QTL,两年内QTL贡献率分别为–9.70%和–10.85%。【结论】通过对玉米穗位叶持绿性状分析,将高氮特异持绿染色体片段定位到umc1077～umc2350区段内,低氮特异染色体片段定位到umc1013～umc2047区段内。     

利用双向导入系剖析水稻源、库相关性状的QTL

以我国高产籼稻特青和美国优质粳稻Lemont为亲本培育的双向回交导入系为材料,采用单核苷酸多态性标记定位源相关性状(剑叶长、剑叶宽、剑叶面积、叶干重和比叶重)和库相关性状(穗总粒数、千粒重和穗实粒重)的QTL.特青剑叶长、穗总粒数和穗实粒重显著大于Lemont,剑叶宽则显著小于Lemont.双向导入系群体检测到影响源、库相关性状的QTL 62个,平均每个QTL解释群体表型变异的9.0％,变幅为3.0％ ～27.9％.Lemont背景导入系在第2、3、4、6、9和11等6个染色体的区段同时定位到影响源、库相关性状QTL 17个,占Lemont背景导入系定位QTL总数的50％.特青背景导入系在第1、3、4、8和12等5个染色体区段同时定位到影响源、库相关性状的QTL 13个,占特青背景导入系定位QTL总数的28.3％.Lemont背景下绝大多数位点导入特青等位基因均增加性状值,而特青背景绝大多数位点导入Lemont等位基因都减小性状值.两个背景共同检测到影响源、库相关性状的QTL有18个,占定位到62个QTL的29.0％,表明源、库相关性状QTL定位存在明显的遗传背景效应.发现第3染色体影响剑叶长、剑叶面积、叶片干重、每穗总粒数和穗实粒重的35576704 ～36341768区间和第4染色体影响比叶重、穗总粒数和穗实粒重的4560663 ～13503095区间,在以往不同群体中均被检测到,是影响水稻源、库相关性状的重要染色体区域,对标记辅助选择培育源、库协调的超高产水稻品种具有重要的应用价值.     

排除主效作用下水稻产量性状QTL的检测

本研究旨在排除主效QTL效应的基础上检测控制水稻产量性状的微效QTL。前期应用中156/谷梅2号重组自交系（RIL）群体在第7染色体RM2-RM214区间上检测到控制抽穗期和产量性状的主效QTL,本研究挑选在此区间呈谷梅2号基因型的两个株系,配组衍生新的RIL群体,检测控制水稻产量性状的QTL。共检测到25个产量性状Q...     

水稻早代跟踪叶绿素b含量创制耐寡照不育系初探

四川盆地是我国水稻生产重度寡照区,寡照不仅影响水稻产量,还使米质变差。捕光色素——叶绿素b对水稻耐寡照有重要作用,提高叶绿素b含量,能够提高寡照下水稻的生物产量和经济产量,降低垩白粒率。试验将高叶绿素b材料58B与一个性状互补的广东常规稻杂交,利用自然寡照条件下早代跟踪叶绿素b含量方法辅以必要的垩白、配合力、农艺性状筛选技术筛选出了4个不育系株系,经测交组合的产量、垩白等配合力检测,定型了一个综合性状较好的不育系5A。该不育系目前已经通过重庆市农作物品种审定委员会技术鉴定,说明利用该方法创制耐寡照不育系是可行的。相关性分析发现叶绿素b含量与经济产量呈正相关,与垩白粒率呈负相关。     

利用双向导入系定位再生稻外观品质的QTL

再生稻具有较好的外观品质。为解析再生稻外观品质的遗传基础,本研究利用籼稻明恢63和粳稻02428构建的双向导入系为材料,连续两年在湖北荆州考察了双向导入系头季和再生季的外观品质。结果表明,明恢63头季和再生季的外观品质均显著优于02428,双向导入系的所有性状均表现为连续分布。同一性状在头季和再生季间表现为显著正相关,同一季节内不同性状间也表现出显著的相关性,其中粒宽对外观品质的影响最大。结合双向导入系已有的4 568个Bin的高密度基因型数据,共定位到57个影响再生稻外观品质的数量性状点位（QTL）,位于全部12条染色体上。其中25个QTL在两年间稳定表达,17个QTL在两个遗传背景下被重复鉴定到。此外,第3号染色体16.28～17.33 Mb、第5号染色体3.35～4.28 Mb、第7号染色体24.68～25.46 Mb和第11号染色体6.19～6.97 Mb这4个区间同时影响4个以上性状,来自明恢63的等位基因在这4个区间均可提高外观品质。最后,利用分离群体验证了第11号染色体6.19～6.97 Mb具有真实性。本研究结果为分子育种改良再生稻的外观品质提供了遗传基础。     

杂交水稻库源关系和穗型对稻米垩白粒率的影响

对50个杂交水稻组合库源关系与稻米垩白粒率的相关性进行了分析,结果表明各种穗型品种总的看来与垩白粒率无相关性,但不同穗型品种的垩白粒率与库源关系表现出不同的关系,大穗型品种库源关系与稻米垩白粒率成正相关,小穗型品种库源关系与稻米垩白粒率成负相关,而中穗型品种库源关系与稻米垩白粒率无相关性。     

皖南单季稻区种植利用紫云英对水稻产量、氮肥利用率及稻米品质的影响

为了探明种植利用紫云英在稻田系统的化学氮肥替代潜力,通过4年田间定位试验,设置冬闲+不施氮（-N）、冬闲+100%N(100%N)、紫云英+不施氮（GM）、紫云英+40%氮肥（GM+40%N）、紫云英+60%氮肥（GM+60%N）和紫云英+80%氮肥（GM+80%N）共6个处理,研究不同处理对水稻产量、氮素吸收、氮肥利用率和品质的影响。结果表明,GM+80%N处理水稻产量、氮素积累量、糙米率、整精米率、垩白粒率、蛋白质和锌含量与100%N处理差异不显著,氮肥利用率、精米率、钙、镁和铁含量显著高于100%N处理（P<0.05）,垩白度和直链淀粉含量显著低于100%N处理（P<0.05）;GM+60%N处理水稻产量、糙米率、整精米率、垩白粒率、垩白度和锌含量与100%N处理差异不显著,氮肥利用率、精米率、钙、镁和铁含量显著高于100%N处理（P<0.05）,氮素积累量、直链淀粉和蛋白质含量显著低于100%N处理（P<0.05）。GM+60%N处理水稻产量、氮素积累量、糙米率、精米率、整精米率、垩白粒率、直链淀粉、蛋白质、钙、镁、铁和锌含量与GM+80%N处理差异不显...     

作物次级群体的研究进展

用于作物数量性状基因座(QTL)定位研究的次级群体有近等基因系、导入系、染色体片段代换系等。次级群体是用于QTL鉴定、精细定位、互作分析、图位克隆、品种改良等的良好材料。相对于初级群体而言,次级群体是在相似的遗传背景下进行QTL分析,消除了大部分遗传背景的干扰和QTL之间的互作,提高了QTL分析的灵敏度和准确性。概述了作物次级群体库的构建及利用的研究进展,讨论了基于次级群体理论发展起来的染色体单片段代换系在作物遗传育种中的利用价值。     

钾肥用量对寒地水稻产量和品质的影响

以粳稻品种空育131为试材,研究不同钾肥用量对其产量构成和品质性状的影响,为寒地水稻生产的合理施肥提供依据。结果表明,施用钾肥显著提高了有效穗数、穗粒数、稻谷产量和整精米率,降低了垩白粒率和胚乳直链淀粉含量,而对结实率、千粒重、糙米率、垩白面积和垩白度的影响较小;施钾使胚乳中总氮和蛋白氮含量增加,并提高蛋白氮比例,改善营养品质;施钾降低了糊化开始温度、冷胶黏度、回复值和消减值,提高了最高黏度、热浆黏度和崩解值,各特征值以回复值受影响最大。钾肥对水稻产量构成、品质指标及淀粉黏滞性谱特性的影响,在一定的范围内随施用量增加变化较明显,达到一定用量后继续增施钾肥效应减弱;试验条件下,以90.0kghm-2K2O的施用量较佳。     

利用复合杂交群体定位陆地棉产量性状QTL

以共同亲本渝棉1号分别与中棉所35和贝尔斯诺杂交F1代,再次杂交得到复合杂交群体.利用6 565对SSR引物对3亲本进行多态性引物筛选,获得92对多态性引物.以多态性引物检测复合杂交群体172个单株的标记基因型,共获得96个标记位点,其中4对引物产生两个位点.构建的遗传连锁图谱包括63个标记、19个连锁群,总长656.0 cM,标记问平均距离10.4 cM,覆盖棉花基因组14.8%.利用多QTL作图方法,以复合杂交群体F2株系的产量性状鉴定结果,检测到7个产量性状QTL,即1个单株铃数(BN)、2个单铃重(BW)、1个衣分(LP)、1个单株籽棉(SC)和2个单株皮棉(LC).7个QTL分布于4条D基因组染色体,其中第19染色体分布4个QTL.同时,不同亲本之间存在产量性状QTL等位基因的差异.     

利用基础导入系群体定位氮胁迫下水稻产量性状QTL

水稻产量性状的遗传机制复杂,在低氮胁迫下进行QTL定位,可为产量性状遗传机制的解释、基因的精细定位和克隆提供参考价值,也可为筛选耐低氮水稻材料提供有价值的参考.本研究以66个水稻籼粳交片段导入系群体[粳稻(Oryza sativa ssp,japonica)楚粳12是供体亲本,籼稻(O.sativa ssp,indica)蜀恢527是受体亲本,采用回交和分子标记辅助选择相结合的方法构建]为定位群体,利用单标记作图法,对正常与低氮胁迫条件下水稻有效穗、单株产量、株高和生物学产量等性状进行QTL定位.共检测到24个QTLs,20个为新检测出的QTL,而qph-1、qpn-1、qby-2、qby-4与前人研究结果相似,另外,qph-1a和qph-1b为在不同处理下均能影响株高的位点;生物学产量的QTL仅在低氮处理下被检测到;qpn-2b与qyd-2具有共同的连锁标记RM521;qpn-1b、qpn-2a、qpn-2b等加性效应值都小于1.结果表明,低氮胁迫明显影响单株有效穗、单株产量和生物学产量,且导入系群体检测微效QTL的能力较强.