栽培稻与普通野生稻BC2F2群体产量相关性状的QTL分析

以广陆矮4号(Oryza sativa ssp. indica)为母本及轮回亲本,普通野生稻（Oryza rufipogon）为父本,分单株连续回交2次,构建BC2F2群体。首先用241对具有双亲多态性的SSR标记对BC2F1单株进行代换片段分析,在此基础上,根据BC2F1的表型选产量较优的单株自交获得BC2F2群体,用代换片段上具有双亲杂合型基因型的24对SSR标记进行QTL定位。在所选的BC2F1单株上,共检测到分布于7条染色体上的20个野生稻的代换片段,平均每条染色体上有2.86个;代换片段长度最小为0.55 cM,最大为33.00 cM,平均长度为12.36 cM,总覆盖长度为247.20 cM,覆盖率为16.21%。利用BC2F2群体对14个产量相关性状进行QTL定位,共检测到控制8个性状的20个QTL。对性状表型值起增效作用的有11个,占总检出数的55%。控制产量相关性状的QTL存在簇状分布现象,这与表型相关分析结果相符合。     

小麦品系XN6426抽穗期相关基因的检测与定位

为定位小麦品系XN6426抽穗期相关基因,在可控温室(温度16~25℃,日光照≥16h)和田间分别种植XN6426×京411F2代群体、早抽穗亲本XN6426和晚抽穗亲本京411,分析F2群体抽穗期表型,得出该表型由两对基因控制。构建温室条件下F2群体的极端早抽穗和极端晚抽穗期DNA池(BSA法),采用小麦90KSNP芯片分析得出早晚抽穗期池间差异SNP位点在不同染色体上的分布频率和相应密集区域;在5A染色体上筛选出双亲和早晚抽穗期池间有多态性且分布在差异SNP位点密集区域附近的SSR标记Xbarc151和Xwmc327,这两对标记检测群体的基因型与其抽穗期表型之间极显著负相关。检测Xbarc151、Xwmc327以及亲本间有多态性的标记Xgwm186和Xwmc96在F2群体内的基因型,并结合群体相应抽穗期表型,利用复合区间作图法,在5A染色体标记Xbarc151和Xwmc327之间检测到了1个抽穗期相关QTL位点qHD-5A-1,距离两标记的遗传距离分别为1.00cM和11.49cM,LOD值为3.68,贡献率为8.07%,结合前人结果初步确定该位点与Vrn-A1位点不同,可能为已知抽穗期相关基因的未知等位变异或新基因位点。     

水稻迟抽穗突变体dth9的遗传分析与基因定位

在EMS诱变的93-11突变体库中筛选到一个稳定遗传的迟抽穗突变体dth9(days to heading 9)。该突变体的抽穗期比野生型延长了50d左右,其他农艺性状基本无异。遗传分析表明迟抽穗性状受一个隐性核基因控制。以突变体dth9与日本晴和武运粳7号杂交构建的F2分离群体作为定位群体,利用SSR标记和新开发的8个InDel标记,将DTH9定位在第9染色体着丝粒附近D9-9和D9-17之间240kb的区间内,该区域尚未发现与抽穗期有关的基因。此外,实时荧光定量PCR结果表明,在突变体dth9中与抽穗期相关基因的表达量显著降低。     

水稻单片段代换系对两种不育细胞质恢复性的遗传分析

 由华南农业大学植物分子育种实验室选育的水稻单片段代换系S42对野败型（WA型）和夜公型（Y型）细胞质雄性不育系均具有较强的恢复性。以野败型不育系珍汕97A和Y型不育系Y华农A为母本,单片段代换系S42为父本进行杂交,采用分子标记辅助选择和连续回交的方法构建了两个BC3F2群体。利用与第1、10染色体上恢复基因Rf3和Rf4两侧紧密连锁的SSR标记,从这两个BC3F2群体中筛选携带有基因型Rf3Rf3/rf4rf4和rf3rf3/Rf4Rf4的单株,对这些单株进行花粉和小穗育性观察,并利用205个多态性SSR标记对这些单株进行遗传背景分析,结果表明： 1）在同一细胞核背景下（S42）,WA型不育细胞质的可恢复性好于Y型不育细胞质,单片段代换系S42中的恢复基因Rf4的恢复力大于Rf3; 2）单片段代换系S42中的恢复基因对于珍汕97A和Y华农A表现出质量 数量性状的遗传。在单片段代换系S42中,除了主效恢复基因Rf3和Rf4外,微效基因或者修饰基因也表现出对珍汕97A和Y华农A的育性恢复作用,而且效应较大; 3）在构建的两个BC3F2群体中,基因型Rf3Rf3/rf4rf4和rf3rf3/Rf4Rf4单株的遗传背景片段数平均为1.1,对应于恢复基因Rf3和Rf4座位的代换片段平均长度分别为14.5  cM 和17.4  cM。     

基因水稻培矮64S回交后代白叶枯病抗性与育性研究

对筛选到的转[WTBX][STBX]Xa21[WTBZ][STBZ]基因培矮64S后代纯合株系抗性与育性的研究表明,在第5代杂种中,该外源基因仍能稳定遗传表达;以其作父本、培矮64S为母本所配制的F1植株, Xa21基因PCR检测均呈阳性,且绝大多数表现抗白叶枯病,说明该外源基因能够通过常规杂交方式转移利用。这些杂交组合F2群体中抗病与感病株出现3∶1分离,表明转Xa21基因在杂交后代的传递属单基因显性遗传。长日高温下,（培矮64S/转Xa21基因培矮64S）F1雄性完全可育,F2群体可育与不育株出现27∶1分离。     

水稻短根毛突变体ksrh1的遗传分析和基因定位

从EMS诱变的籼稻品种Kasalath突变体库中筛选获得了一个短根毛突变体,命名为ksrh1。该突变体在苗期表现为根毛变短,除此之外其表型与野生型没有显著差异。遗传分析表明,该突变性状受1个隐性单基因控制。将突变体ksrh1与粳稻品种日本晴杂交构建F2定位群体,利用已公布的水稻SSR标记和自行设计的STS标记对突变位点进行基因定位,最终将KSRH1定位在水稻第1染色体长臂上的S3578和S3584之间,物理距离约为67kb。     

水稻第6染色体短臂谷壳硅含量QTL的分解

报道了水稻谷壳硅含量QTLqHUS6的分解研究。针对前期定位的qHUS-6区域,应用在第6染色体短臂RM587-RM19784区间分离、背景基本纯合的F2:3群体,将qHUS-6分解为2个QTL;其中,qHUS-6-1位于目标区间的上部,qHUS-6-2位于下部。同时,筛选出在目标区间内携带更小杂合片段的3个单株。其中,2株覆盖qHUS-6-1区间,各自交产生了1个F2:3群体,应用这2个群体将qHUS-6-1定位于RM510和RM19417之间约147.0kb的区间内;另1株覆盖qHUS-6-2区间,自交产生了1个F2:3群体,从中挑选出在qHUS-6-2区间具有不同基因型组成的5套F3株系,将qHUS-6-2分解为qHUS-6-2a和qHUS-6-2b,分别位于RM19706-RM19795和RM314-RM19665区间。     

水稻第1染色体qTGW1.2区域粒重组分性状QTL的剖析

对水稻第1染色体长臂上控制粒重、粒长和粒宽的3个QTLs进行了剖析。从珍汕973/密阳46的BC2F8群体中筛选到1个在RM212-RM265区间呈杂合的单株,应用DNA标记检测其衍生的BC2F9群体,筛选出在RM212-RM11787和RM11787-RM265区间呈杂合的单株各1个,其杂合区间分别覆盖前期定位的千粒重QTL qTGW1.2a和qTGW1.2b。种植2个BC2F10群体,筛选出杂合区间相互交叠的单株各3个,自交后获得6个BC2F11群体,在RM11781-RM11800区间检测到了1个控制粒长的QTL,并将qTGW1.2a和qTGW1.2b分别缩小至580kb的RM11730-Wn33304和2.0 Mb的RM11807-RM11885区间内。同时,筛选出5个杂合区间相互交叠的单株,衍生了5个BC2F12群体。QTL分析结果表明,每个群体均检测到粒长QTL,加性效应为0.03~0.06mm,增效等位基因来自密阳46;经比较各个群体的分离区间,将控制粒长的QTL qGL1.2界定在RM11781和Wn34526之间372kb的区间内;该QTL呈加性作用,可能同时控制粒重、粒长与粒宽。     

不同温光条件下水稻抽穗期QTL的定位与分析

以广陆矮4号为受体,日本晴为供体的85个染色体单片段代换系群体为试验材料,通过单因素方差分析和Dunnett多重比较,测验单片段代换系与广陆矮4号之间抽穗期的差异,对代换片段上抽穗期相关的QTL进行了定位。以P≤0.001为阈值,在南京和海南不同温光条件下共定位到40个抽穗期相关的QTL。其中,21个QTL在2个环境中均被检测到;15个QTL只在南京环境中被检测到;4个QTL只在海南环境中被检测到。南京环境中定位到的36个抽穗期相关QTL,其加性效应值变化范围为2.8d~15.7d,加性效应百分率变化范围为3.8%~21.1%;海南环境中定位到的25个抽穗期相关QTL,加性效应值变化范围为1.8d~12.1d,加性效应百分率变化范围为1.7%~11.3%。这些QTL的定位,为进一步精细定位并克隆相应主效QTL和优异品种特定环境下的生育期改良奠定了基础。     

影响水稻遗传群体株系氮素高效吸收的主要根系性状

在群体水培条件下,采用遗传背景相似的染色体单片段代换系114个水稻株系为供试材料,依据成熟期单株吸氮量和单株籽粒产量两个性状进行聚类,将供试群体分为6种类型,并按单株吸氮量从低到高排序分为A、B、C、D、E和F类。结果表明:1)供试群体单株吸氮量差异较大,变幅为0.32g~0.91g,最大值是最小值的2.85倍。2)吸氮量和氮素籽粒生产效率均是影响产量的重要因素,但前者对产量的正向贡献度显著大于后者。3)随着吸氮量的增加,产量总体呈上升趋势。但吸氮量类型与产量类型并不完全吻合,高吸氮量仅是产量提高的重要基础,产量可能还受到其他因素的影响。4)不同类型间遗传群体株系活性性状(总吸收面积、活跃吸收面积和根系活力)差异较小,根系形态性状(根总长、根干质量、最长根长、众数根长)及冠根比差异显著,氮高吸高产型水稻单株不定根总长、单株根干质量、最长根长、众数根长、冠根比显著大于氮低吸低产型水稻。5)综合相关分析、主成分分析和通径分析的结果,影响染色体单片段代换系水稻遗传群体株系氮素高效吸收主要根系性状为单株根干质量、抽穗期冠根比、最长根长和单株不定根总长。通过遗传改良根系的形态性状可实现氮素吸收能力的显著提高。     

基于重测序的染色体片段代换系定位水稻抽穗期QTL

【目的】水稻的抽穗期是决定水稻产量及其适用性的重要农艺性状之一,是由多基因控制的数量性状。染色体片段代换系减少了个体间遗传背景的干扰,已经成为定位和克隆复杂性状QTL的重要材料。【方法】本研究以9311为受体,日本晴为供体构建的128个重测序的染色体片段代换系群体为试验材料,利用多元回归,结合Bin-map图谱,【结果】鉴定到6个在南京、扬州不同年份间稳定表达的抽穗期QTL,其中,qHD2.1被定位在第2染色体上的759 848 bp区间内;qHD2.2被定位在第2染色体上的45 286 bp区间内;qHD 3.1被定位在第3染色体上的147 931 bp区间内;qHD5.1被定位在第5染色体上的213 351 bp区间内;qHD5.2被定位在第5染色体上的442 305 bp区间内;qHD8.1被定位在第8染色体上的538 176 bp区间内。【结论】本研究为精细定位并克隆相应QTL,进而探明抽穗期QTL的分子调控机制奠定了基础。     

水稻短根突变体ksr1的遗传分析和基因定位

 从甲基磺酸乙酯诱变的Kasalath突变体库中,在苗期筛选到一个水稻短根突变体 ksr1, 6 d苗龄时该突变体的根长只有野生型的20%左右,遗传分析表明该突变性状由一对隐性核基因控制。利用突变体与粳稻日本晴杂交发展的F2群体对突变基因进行了定位分析,初步定位结果显示目的基因 KSR1 与第4染色体上SSR标记RM1223连锁。在该标记附近进一步发展了8对SSR标记和2对InDel标记,将突变基因定位于InDel标记4 24725K和SSR标记RM17182之间,该区段物理距离为155 kb。     

Genetic Analysis and Gene Mapping of Short Root Mutant Rice ksr1

A short root mutant ksr1 with the Kasalath background was isolated from an EMS-mutagenized population in rice. The root length of 6-day-old ksr1 seedlings was only about 20% of the wild type. Genetic analysis indicated that the short root phenotype of ksr1 was controlled by a recessive mutation in a single nuclear-encoded gene. To map the ksr1 mutation, an F2 population was generated by crossing the ksr1 mutant with Nipponbare. The KSR1 locus was linked to the SSR marker RM1223 on rice chromosome 4. Eight n...     

水稻抽穗期基因的精细定位、克隆和生物学功能分析

介绍了水稻抽穗期QTL研究的进展,在相同亲本日本晴/Kasalath衍生的不同类型的多个群体中,共检测到15个QTL;应用高世代回交后代,精细定位了其中8个QTL;将在初步定位时同一区间检测到的1个控制种子休眠期QTL(Sdr1)和1个抽穗期QTL (Hd8),分解为两个紧密连锁的基因;将经过精细定位表明可能具有双重功能的单个孟德尔因子Hd3,分解为两个功能不同的紧密连锁的基因Hd3a和Hd3b;根据QTL近等基因系的光周期反应以及这些座位间上位性互作的研究,明确了其中6个QTL的生物学功能;应用图位法克隆了其中3个QTL,研究了它们的表达和调控,并与拟南芥的同源基因进行比较。为水稻其他数量性状以及其他作物数量性状的遗传学研究,提供了一个范例。     

Mapping of Hd-6-2 for Heading Date Using Two Secondary Segregation Populations in Rice

Heading date is one of the most important traits for rice adaption to different cultivation areas and crop seasons. In this study, two single segment substitution lines(SSSLs), W31-41-61-3-11-3-6-7(W31-SSSL) and W32-59-80-2-11-1-10(W32-SSSL) with substituted intervals derived from the donor parents IR66897 B(W31) and IR66167-27-5-1-6(W32), respectively, with Huajingxian 74(HTX74) were found to comprise a gene for extremely late-heading date, and the gene was tentatively designated as Hd-6-2. Two secondary F2 segregating populations were developed by crossing the two heterozygous SSSLs with HJX74 to map Hd-6-2 gene. According to phenotype analysis of the two mapping populations, the late heading date trait was controlled by a major recessive gene. In the segregation population derived from W31-SSSL, Hd-6-2 was mapped on chromosome 6 between PSM677 and RM204 with the genetic distances of 1.3 and 2.7 c M, respectively. In the population of W32-SSSL, the gene for heading date was mapped to the similar region as Hd-6-2 and co-segregated with PSM672. The sequence alignment of Hd3 a in the coding domains and promoter regions of HJX74 and W31-SSSL are completely consistent, whereas there was a great difference between W32-SSSL and HJX74, suggesting that Hd3 a could hardly be the main cause of the heading date variation in W31-SSSL, but it was probably the main reason for the change of heading stage in W32-SSSL.     

Identification and Fine Mapping of Heading Date Related Mutant Gene in Rice

A rice heading-date-related mutant was isolated from a 60 Co-γ-ray-induced mutation pool of Zhejing 22,a conventional japonica cultivar in Zhejiang Province,China.The mutant was characterized by a delayed heading date of almost 20 d longer than the wild type plant.Genetic analysis revealed that the mutation was controlled by a single nuclear-encoded recessive gene that was designed as HD(t)(heading date tentatively).To isolate the HD(t) gene,a map-based cloning approach was employed using 479 F 2 mutant individual plants derived from the cross between the hd(t) mutant(japonica) × Zhenshan 97(indica).Finally,the HD(t) gene was mapped to an approximate 53 kb region between the insertion and deletion(InDel) markers of 10-61W and 10-66W on chromosome 10.According to the genome sequence of Nipponbare,the target region contains 11 annotated genes.It is helpful for future cloning of HD(t) gene based on this fine mapping results.     

两个中籼水稻品种的抽穗期遗传

南京11和武进香籼均为中籼稻品种,F₁生育期超(晚)亲优势极强。通过对F₁、F₂、BC₁、BC₂等世代在自然日长或短日照处理条件下抽穗期的考察,证明杂种超亲迟熟与双亲的3个感光性主基因位点的分化有关,三者以互补方式决定植株的强感光性;两亲本分别含有2对和1对互补基因,根据系谱分析双亲的互补基因分别来自我国华南或东南亚的水稻品种。