小麦籽粒产量及穗部相关性状的QTL定位

由小麦品种花培3号和豫麦57杂交获得DH群体168个株系,种植于3个环境中,利用305个SSR标记对籽粒产量和穗部相关性状(穗长、穗粒数、总小穗数、可育小穗数、小穗着生密度、千粒重和粒径)进行了QTL定位。利用基于混合线性模型的QTLNetwork 2.0软件,共检测到27个加性效应和13对上位效应位点,其中 8个加性效应位点具有环境互作效应。相关性高的性状间有一些共同的QTL位点,表现出一因多效或紧密连锁效应。5D染色体区段Xwmc215–Xgdm63,检测到控制籽粒产量、穗粒数、总小穗数、可育小穗数和小穗着生密度5个性状的QTL位点,各位点的遗传贡献率较大且遗传效应方向相同,增效等位基因均来源于豫麦57,适用于分子标记辅助育种和聚合育种。控制千粒重与穗粒数的QTL位于染色体不同区段,有利于实现穗粒数与粒重的遗传重组。     

利用单片段代换系研究水稻产量相关性状QTL加性及上位性效应

产量及其相关性状如单株有效穗数、千粒重、穗实粒数、穗总粒数和结实率等是水稻重要的农艺性状,了解产量及其相关性状QTL的加性及上位性效应对以分子标记聚合育种改良水稻产量具有重要意义。本文以16个单片段代换系及15个双片段代换系分析了水稻产量相关性状QTL的加性及上位性效应。共检出影响产量及其相关性状的13个QTL,包括产量性状1个、单株有效穗数1个、千粒重4个、穗实粒数4个、穗总粒数2个和结实率1个,分布于第2、第3、第4、第7和第10染色体上。此外,检出12对双基因互作。结果显示,2个正向(或负向)产量性状QTL聚合,往往会产生负向(或正向)的上位性效应,能否产生更大(或更小)的目标性状,取决于双片段遗传效应(加性效应与上位效应代数和)绝对值与单片段最大加性效应绝对值的差。本研究结果对实施高产分子标记聚合育种方法有重要参考价值。     

甘蓝型油菜产量及其构成因素的QTL定位与分析

产量性状是复杂的数量性状, 对种子的单株产量及其构成因素(全株总有效角果数、每角粒数、千粒重)进行QTL定位和上位性分析,确定其在染色体上的位置及其遗传效应,可以探讨油菜杂种优势产生原因,提高育种中对产量性状优良基因型选择的效率,达到提高油菜产量的目的。在双低油菜细胞质雄性不育保持系1141B和双高恢复系垦C₁构建的F₂作图群体中,运用SRAP、AFLP和SSR三种标记技术构建了一个甘蓝型油菜(Brassica napus L.)的分子标记遗传连锁图谱。共包含244个标记,分布于20个主要连锁群、1个三联体上,图谱总长度为2 769.5 cM。采用Windows QTL Cartographer Version 2.0统计软件及复合区间作图法,对油菜单株产量及其3大构成因素进行QTL定位,共检测到QTLs 16个分布在9个连锁群上,其中第6和13连锁群最多,均有3个。单个QTL解释性状表型变异的0.38%～73.34%。对于同一性状,等位基因的增效作用既来自母本,亦源自父本;采用双向方差分析法对位点间互作及其上位性进行分析,检测到26对影响产量构成性状的上位性互作效应QTL,说明油菜基因组中存在大量控制产量的互作位点,油菜产量性状的上位性存在着多效性,上位性互作包括QTL与非QTL位点,其中以非QTL位点较多。一般互作位点的独立效应值较小,而互作的效应值显著增大,且一般超过两位点独立效应值之和。反映了控制产量性状基因的复杂性。上位性是甘蓝型油菜产量性状杂种优势的重要遗传基础。     

大豆产量和产量构成因子及倒伏性的QTL分析

随机选取中豆29×中豆32重组自交系群体中165个家系作为2年田间试验材料,分析大豆单株产量、产量构成因子及倒伏性等性状的相关性和遗传效应,并检测各性状QTL。结果表明,38个与产量、产量构成因子及倒伏性状等有关的QTL,主要集中在C2、F和I连锁群。表型相关分析结果与QTL定位结果一致。在F连锁群上,2年均检测到倒伏QTL qLD-15-1,解释的表型变异超过20%,与百粒重和分枝荚数QTL分别位于相同和相邻标记区间,表明产量相关性状与倒伏性存在一定的关联。在I连锁群上,每荚粒数QTL和二、三、四粒荚数QTL不仅于同一位置,解释的表型变异为32%~65%,并且2个年份均重复出现,每荚粒数和四粒荚数QTL与二、三粒荚数QTL的增效基因分别来自不同的亲本。这4个粒荚性状QTL的共位性与表型相关分析结果一致,证实每荚粒数和四粒荚数与二、三粒荚数分别由不同的机制调控,对于育种上探讨以改良大豆粒荚性状为途径提高大豆产量,提供了重要依据。     

两种磷水平下玉米产量性状的变化及其QTL定位

为了解低磷胁迫下玉米产量性状的影响及其遗传基础,以玉米重组自交系为研究材料,分别在低磷处理和正常条件下,比较供试群体的产量及构成性状的变化,并运用复合区间作图法对其进行QTL定位。结果表明,单株产量、穗重和轴重等性状受低磷胁迫影响较大,出籽率、穗行数和粒深等性状受低磷胁迫影响较小;通径分析表明,低磷胁迫主要通过影响行粒数、百粒质量和粒深构成性状导致了单株产量的损失。在2种磷水平下共检测到23个产量及其构成性状QTL;单个QTL可解释的表型变异为4.32%~14.77%;其中,标记区间bnlg666~umc1141和umc1108~bnlg1258分布了不同性状的多个QTL。这些成簇分布QTL的染色体区域和低磷胁迫条件QTL,可为开展玉米耐低磷分子育种提供参考。     

不同生态环境下玉米产量性状QTL分析

以玉米（Zea mays L.）自交系黄早四和Mo17为亲本得到的191个F₂单株为作图群体,衍生的184个F_2∶3 家系作为性状评价群体,分析了单株穗数、穗行数、行粒数、百粒重和单株籽粒产量在北京和新疆2个生态环境下的表现和数量性状基因位点的定位结果。QTL检测结果表明,2个环境共检测出47个QTL,分布于除第10染色体以外的9条染色体,其中与单株穗数相关的QTL共10个,可解释的表型变异为5.3%~25.6%;与穗行数相关的QTL共13个,可解释的表型变异为4.5%~23.2%;与行粒数相关的QTL有9个,解释的表型变异为5.4%~13.7%;与百粒重相关的QTL达10个,可解释的表型变异为4.9%~13.3%;与单株籽粒产量相关的QTL有5个,可解释的表型变异为6.1%~35.8 %。大部分产量QTL只在单一环境下被检测到,说明产量相关QTL与环境之间存在明显的互作。表型相关显著的产量性状,它们的QTL容易在相同或相邻标记区间检测到。研究还发现了若干个QTL富集区域,可能是发掘通用QTL的候选位点。     

玉米子粒产量及其组成性状的QTL研究进展

为推进分子标记辅助选择在玉米育种中的应用,总结出近30年玉米子粒产量及其组成性状的QTL研究进展。表明子粒产量的QTL为5~9个,主要分布在第1、2、5、6、7、8、9染色体上,穗行数、行粒数和百粒重的QTL均为3~6个,主要分布在第1、2、3、4、5、6、7、8染色体上,这些QTL成簇分布在几条主要染色体上,形成QTL富集区域,它们能解释性状表型变异的25%左右;多数性状的QTL主要表现为加性、显性、部分显性或超显性效应,部分性状的QTL存在遗传×环境互作效应。预示子粒产量及其组成性状的QTL存在共同染色体载体,育种选择应在多环境、大样本下进行,在不同环境下均能稳定表达的QTL更适用于育种选择;单株穗数、植株性状和抗逆性的QTL研究有待加强。     

利用大豆四向重组自交系群体定位产量相关性状QTL

为探明大豆产量与株高、主茎节数、单株荚数、单株粒数、百粒质量等产量构成因素间的相关性,定位控制这些性状的QTL进而提高大豆产量,以4个产量相关性状差异较大的大豆亲本配制双交组合(垦丰14×垦丰15)×(黑农48×垦丰19)衍生的包含160个株系的四向重组自交系群体(FW-RIL)为材料,在哈尔滨(2013-2015年)和克山(2013,2015年)种植,获得的株高、主茎节数、单株荚数、单株粒数、百粒质量的表型数据,结合已经构建的包含275个SSR标记的大豆遗传图谱对产量相关性状QTL进行定位。结果表明:在多个环境下重复稳定检测到产量相关性状的QTL 28个,其中10个株高QTL可解释表型变异率在3.20%～11.72%,3个主茎节数QTL可解释表型变异率分别为6.55%,5.70%,3.77%,9个单株荚数QTL可解释表型变异率在2.60%～11.25%,4个百粒质量QTL可解释表型变异率在3.83%～9.35%,2个单株粒数QTL可解释表型变异率分别为8.58%,7.52%;28个多环境重复检测到的产量性状QTL,其中16个QTL是本研究新检测到的,12个与国内外报道过的产量相关性状...     

河南省1963-1993年玉米杂交种籽粒产量及其组成性状的遗传增益

对１９６３～１９９３年１０个大面积种植的代表性玉米杂交种进行了２年研究,结果表明：３０年来玉米杂交种育种的遗传增益为６８．９８％,单株产量的遗传增益为２２．７７％,河南省玉米育种对玉米增产的贡献为６４．０５％,在诸产量组成性状中,穗粗和穗行数的改良效果最显著,其次为行粒数,穗长和粒重的变化较小,因此,在河南省及其相似生态地区的玉米育种策略应是稳定百粒重和穗长,着重改良穗组,穗行数和行粒数。     

利用抗旱选择导入系定位向日葵产量性状QTL

干旱是造成向日葵减产的最主要因素之一。利用综合性状优良的自交系K55作为轮回亲本与抗旱自交系K58杂交构建回交导入系, 在干旱条件下进行单株产量筛选, 得到45个BC₃F₂抗旱定向选择导入系。通过全基因组SSR及SNP标记扫描, 以方差分析和基于遗传搭车原理的卡方检验对呼和浩特市及武川县两点、两种水分条件下的5个产量性状进行QTL检测。方差分析检测到的QTL根据不同环境下的表达情况分为三类, 第一类在两种水分条件下稳定表达, 包括武川的4个百粒重QTL及呼和浩特的2个单株产量QTL、3个单株实粒数QTL, 这些QTL可能对向日葵抗旱性有直接贡献; 第二类受干旱胁迫表达, 包括呼和浩特的30个和武川的27个; 第三类仅在正常供水条件下被检测到, 包括呼和浩特的38个和武川的64个。卡方检验检测到极显著位点274个。用两种方法共检测到一致性位点14个, 可能是与向日葵抗旱性相关的关键位点。本研究结果可为向日葵高效抗旱分子育种奠定基础并提供相关材料。     

玉米杂交组合产量性状与产量的相关及通径分析

为了揭示玉米产量性状对产量影响的相对重要性, 同时分析产量性状间的相互关系, 为高产育种提供理论依据, 通过采用相关分析和通径分析的方法, 研究 13个玉米新组合的穗长、 穗行数、 秃尖、 单穗粒重、 百粒重、 和产量的关系。结果表明： 对产量影响最大的因数是穗行数(0.293)和单穗粒重(0.304),均达显著水平。可见, 提高穗行数和单穗粒重, 同时降低秃尖并兼顾其他农艺性状是提高玉米产量的有效途径。     

玉米杂交种产量与产量构成因素的相关和通径分析

通过玉米产量构成因素与产量的相关和通径分析,研究产量构成因素对产量的作用方式和大小,为玉米高产育种提供理论依据.本试验以85个玉米杂交组合为研究对象,通过随机区组试验进行鉴定,收集参试品种的穗长、穗粗、穗行数、行粒数、500粒重、出籽率等6个主要产量构成因素与单株产量,采用DPS数据处理软件的回归分析程序进行遗传相关和通径分析.结果表明:对产量影响最大的因素是行粒数,其次是粒重和穗粗,它们与产量呈极显著正相关(r=0.421 1,0.450 2,0.473 7),对产量的直接通径系数也较大(P=0.562 5,0.449 9,0.370 8);增加行粒数、粒重和穗粗,并兼顾其他农艺性状是提高玉米产量的有效途径.     

干旱和灌溉两种处理条件下玉米株高、产量的QTL分析

为了对玉米的抗旱遗传学研究以及开展抗旱分子标记辅助育种提供有力支撑,利用SSR分子标记技术,构建了玉米基于RIL6群体的遗传连锁图谱,包含101个位点,覆盖玉米基因组1 395.2 cM,标记间平均距离为13.81 cM。在灌溉与干旱两种环境下,对该RIL家系的株高、产量进行QTL初级定位,在灌溉条件下,检测到3个控制株高和3个控制产量的QTL,在干旱条件下,检测到5个控制株高和3个控制产量的QTL,两种水分条件下检测出的QTL不同,并找到1个相对稳定的QTL。     

玉米产量相关性状Meta-QTL及候选基因分析

借助IBM2 2008 Neighbors高密度玉米遗传图谱整合了1994—2012年文献发表的玉米产量性状(穗行数、行粒数、粒重)584个QTL。采用元分析方法,确定了22个穗行数、7个行粒数和44个粒重Meta-QTL。根据B73基因组序列进行产量相关基因的重定位,在Meta-QTL区段内分别获得10个玉米产量基因和12个与水稻7个产量基因同源的候选基因,分别位于玉米染色体Bins 1.04、1.06、1.07、2.04、2.06、3.04、4.05、4.07、4.09、5.03、5.04、5.05、7.02、8.03、9.03、10.06和10.07。玉米产量性状Meta-QTL及相关候选基因分析可以为分子标记辅助育种和基因克隆提供有用的信息。     

夏大豆产量性状的遗传力和配合力分析

用６个夏大豆品种进行双列杂交试验，估算了主要产量性状的遗传力、配合力效应。结果表明：大豆有效分枝数，每荚粒数，百粒重的狭义遗传力较高，可以进行早代选择；单株数、单株产量的狭义遗传力较低，在中高世代进行选择效果较好。大豆产量性状的加性遗传效应都是主要的，并以单株产量表现较大的特殊配合力效应。新品系８５２１２．８４２４０Ｂ１、７７２４９都是高产育种较理想的亲本材料，尤以品系７７２４９育种的效果最佳。     

辽西地区不同种植模式对春玉米产量形成及其生长发育特性的影响

改变玉米田间种植模式是提高玉米单产的重要措施之一。本文在大田试验条件下, 以耐密品种(郑单958)和中密品种(沈玉21)研究了三比空密疏密、大垄双行和等行距(CK) 3种种植模式对春玉米产量形成及其生长发育特征的影响。结果表明, 田间种植形式的改变可以显著影响玉米群体产量及其生长发育特征。耐密品种以大垄双行种植模式为宜, 可以增加玉米的株高、茎粗, 提高叶面积和光能利用率, 促进干物质积累, 两年平均产量为8882.36 kg hm^-2, 比对照增加6.51%, 增产的原因是百粒重和穗行数的显著提高; 中密品种以大垄双行和三比空种植模式为宜, 两种种植模式均可增加玉米的株高、茎粗, 提高叶面积和光能利用率, 促进干物质积累, 且与耐密品种表现不同, 两年平均产量分别为8294.58 kg hm^-2和8188.30 kg hm^-2, 比对照增加21.36%和19.81%, 增产的原因是行粒数的显著增加。因此, 笔者认为在辽西地区特定的自然条件下大垄双行是提高玉米单产的最佳种植模式。     

玉米“黄金”群体产量等性状轮回选择改良效果评价研究

利用群体改良方法,充分挖掘地方优异种质的遗传潜力是玉米种质改良与创新的一个重要途径。本研究以黄金群5个轮次改良群体为材料,通过1年2点产量比较试验,分析了混合选择和相互半姊妹轮回选择方法对黄金群产量及穗部性状的改良效果。结果表明,两种选择方法对群体产量改良是有效的,随着改良轮次的增加,黄金群的单株产量逐轮提高,平均每轮提高3.78%,其中,混合选择改良的3轮群体平均每轮提高4.27%,相互半姊妹轮回选择的改良群体提高2.07%;虽然群体产量的变异系数从15.43%下降到12.80%,但群体内仍有较丰富的变异。通过改良群体穗部性状比较发现,穗长和行粒数改良效果显著,分别提高14.71%和17.62%,说明它们的提高是群体单株产量提高的主要因素。     

利用DH群体分析水稻产量与蒸煮品质的遗传相关性

以粳稻农垦57和武运粳8号杂交衍生的DH群体为材,分析了各株系产量和蒸煮品质之间的关系。结果表明,在DH群体中有效穗数、每穗粒数、着粒密度、单株产量与PKV、 HPV、BDV、CPV、SBV、CSV显著或极显著相关,而其他产量性状与品质指标间没有显著的相关关系。利用在亲本间表现多态性的60个SSR标记分析了DH群体各株系的基因型,单标记分析和复合区间作图结果显示,第7染色体上RM234~RM505区间内存在同时控制单株产量、PKV、HPV和CPV的QTL,在第6染色体的RM454~RM162同时存在控制着粒密度、BDV、SBV的QTL。没有发现共同控制单株产量和最能反映蒸煮品质的BDV和SBV的相关QTL。总之,水稻产量和蒸煮品质性状确实存在一定程度的相关性,但通过优化产量构成因子的结构,选择合适的品质性状相关基因可以实现优质与高产的重组,从而培育优质、高产水稻新品种。