大豆重组自交系群体NJRIKY遗传图谱的加密及其应用效果

作物基因组研究,包括基因或数量性状位点(QTL)定位、图位克隆以及物理图谱构建等,首先必须建立具有丰富标记信息的高密度遗传连锁图谱。由科丰1号和南农1138-2杂交组合衍生的重组自交系群体NJRIKY已经构建了4张大豆遗传连锁图谱,但由于遗传信息和标记数目不够充分,在基因和QTL作图时仍然存在精确度和准确度问题。为增加NJRIKY图谱密度,本研究在967对SSR引物中获得了401个多态性SSR标记。结合其他分子数据,使用作图软件Mapmaker/Exp3.0b,获得一张含有553个遗传标记,25个连锁群,总长2071.6cM,平均图距3.70cM的新遗传连锁图谱,其中SSR标记316个,RFLP标记197个,EST标记39个,形态标记1个。连锁群上大于20cM的标记间隔由原来42个减少到2个。原图谱的3个SMV抗性基因定位于D1b连锁群末端的开放区间上且仅与一个RFLP标记连锁,利用加密图谱对Rsc-3、Rsc-7、Rsc-9、Rsc-13、Rsa、Rn1和Rn3等7个SMV抗性基因重定位,全部位于D1b连锁群,与相邻分子标记距离均小于6cM,其中Rsc-9、Rn1、Rsa的距离小于1cM,Rsc-13与EST标记GMKF168a共分离。对本群体农艺性状进行QTL重定位,获得8个性状相关的42个主效QTL,其中20个QTL遗传贡献率大于10%,与原图谱比较,新定位的各QTL的标记区间明显缩短,与相邻标记的连锁更加紧密。     

基于生物信息学的玉米抗病QTL比较定位

以玉米遗传连锁图谱IBM2 2008 Neighbors为参考图谱,利用BioMercator 2.1软件,通过映射来自不同实验中的340个玉米抗病QTL,构建出玉米抗病QTL的整合图谱。采用元分析技术,在1、3、6、10号染色体上发掘5个"一致性抗病QTL"区间,图距分别为5.14cM、9.00cM、28.50cM、1.73cM和33.34cM。从MaizeGDB网站下载"一致性抗病QTL"区间内的基因和标记原始序列,采用NCBI网站在线软件BlastX通过同源比对,在5个"一致性抗病QTL"区间内初步确定8个抗病基因同源序列。借助比较基因电子定位策略,将54个水稻和44个玉米抗性基因转定于玉米IBM2 2008 Neighbors遗传连锁图谱上。本文研究结果为玉米抗病QTL精细定位和克隆奠定了基础。     

基于SSR分子标记的高丹草遗传图谱构建及相关性状QTL定位

本试验以散穗高粱和红壳苏丹草为亲本,以其杂种F2代的170个分离单株为作图群体,利用SSR分子标记技术和Join Map 3.0作图软件构建高丹草遗传连锁图谱,并在此基础上对分蘖数、株高、氢氰酸含量等8个相关性状进行QTL定位。结果表明:从120对SSR引物中共筛选出50对多态性引物,利用这些引物对作图群体各单株进行PCR扩增,共获得226个多态性标记,平均扩增标记为4.5个/引物。构建出一张由10个连锁群组成的高丹草SSR分子遗传图谱,含181个SSR标记,图谱总长803.13 cM。各连锁群长度在5.8~152.3 cM之间,标记间平均距离4.38 cM,图谱密度较高。在构建图谱的基础上,对高丹草8个相关性状进行QTL定位,共获得17个QTLs,其中控制茎粗的QTL 4个,控制叶宽的QTL 3个,控制叶片数、叶长、分蘖数和穗长的QTL各2个;控制株高和氢氰酸含量的QTL各1个。这些QTL位点分布于高丹草SSR遗传连锁图谱的其中8个连锁群上,其遗传贡献率的范围为12.5%~25.6%。本研究可为进一步开展高丹草重要性状基因的精细定位、图位克隆、功能分析,以及分子标记辅助育种提供理论指导。     

苦荞SSR分子遗传图谱的构建及分析

构建苦荞遗传连锁图谱,为今后有关苦荞基因组结构、重要农艺性状QTL定位、分子标记辅助育种和基因克隆等研究工作奠定基础。以栽培苦荞‘滇宁一号’和苦荞野生近缘种杂交产生的119份F4代分离材料为作图群体,利用SSR分子标记来构建苦荞的分子遗传连锁图谱。本研究构建的连锁图谱包含15个连锁群,由89个标记组成,其中偏分离的标记有22个,占24.7%,每条连锁群上的标记在2~16之间。连锁群长度在6.9~165.8 cM的范围,覆盖基因组860.2 cM,总平均长度9.7 cM。本研究构建了首张苦荞SSR遗传连锁图谱,为苦荞QTL定位、基因克隆、遗传选育等研究奠定了基础。     

玉米种子休眠性的QTL定位

选用两个种子休眠性差异较大的普通玉米自交系R08与A318组配的F2群体共331个单株,构建了包含137个SSR标记的分子遗传连锁图谱,覆盖玉米基因组2 076.7 cM,平均图距15.2 cM。采用复合区间作图法对F_2:3家系种子休眠性数据进行分析,共检测到7个QTL,分别位于玉米第1、3、5和10染色体上。7个QTL的贡献率在2.45%~26.     

应用SRAP、ISSR和TRAP标记构建金针菇分子遗传连锁图谱

本研究应用金针菇(Flammulina filiformis)的两个菌株,黄色金针菇Y1701和白色金针菇W3082为作图亲本,采用分子标记以构建高密度的金针菇分子遗传连锁图谱。通过F1代产生的71个单孢为遗传连锁图谱作图群体,应用SRAP、ISSR和TRAP标记引物,利用PCR对得到的作图群体进行多态性分析,构建了一张拥有11个连锁群以及125个标记位点,总长度860.3 cM的遗传连锁图谱。连锁群平均长度为78.21 cM,最长的连锁群为132.9 c M,最短的连锁群为16.3 c M。多态性标记间最大遗传距离为38.4 cM,最小距离为0.5 cM,连锁图中出现了6个大于20 cM的间隙,标记密度6.88 cM,是迄今以来金针菇遗传连锁图谱相关研究中密度最高的。本研究所获得的高密度遗传连锁图谱有助于金针菇QTL定位,分子辅助育种和基因定位的研究。     

籼稻开花期耐热性鉴定与QTL定位分析

高温热害是水稻生产的重要制约因素之一。本研究利用籼稻恢复系蜀恢527为轮回亲本,以来自不同来源的6个籼稻品种为供体亲本构建了131个BC2F3:4选择导入系群体,在正常大田和温室大棚高温胁迫条件下进行连续两年(2011年和2012年)的耐热性鉴定,并结合基因型分析进行产量相关性状和耐热性QTL定位。耐热表型分析结果表明,尽管轮回亲本和供体本身不具备很强的耐热性,但绝大多数导入系后代出现了耐热性的超亲分离。本研究通过分子标记基因型和表型分析的单向方差分析进行产量相关性状(每穗总粒数,结实率,千粒重,单株产量)和耐热性(热胁迫指数)QTL发掘,共定位的到39个产量相关性状QTL,贡献率为7.3%~39.7%和12个耐热性QTL,贡献率为14.7%~30.2%。12个耐热性QTL中,有9个也在产量相关性状中检测到。40例QTL有利等位基因来自供体亲本,61.5%的QTL能在不同群体或环境中被重复检测到。产量性状和耐热性QTL在染色体上大多成簇分布,每个簇往往同时影响几个性状(多效性)。其中,第2染色体上RM341(Bin2.8)对每穗总粒数、千粒重和单株产量影响较大;第7染色体RM051(Bin7.1)则是主要控制结实率、单株产量和耐热指数等性状。第10染色体RM258(Bin10.5)则是主要控制每穗总粒数和耐热指数等性状。研究结果将为水稻耐热性改良及其分子标记辅助育种提供有益信息。     

大豆主茎节数数量性状座定位及遗传效应分析

为了定位控制主茎节数的QTL并明确其遗传效应,利用100对SSR引物,并采用Mapmaker Exp 3.0和复合区间法,研究构建了一张包括3个连锁群的连锁图谱。以‘黑农37’（栽培大豆）×ZYD581（野生大豆）组合的亲本、F₂、F₃为试材,分别在chr1连锁群上定位了一个影响大豆主茎节数的QTL,2007年QTL位于Satt238—Satt242这个区间内,与Satt238的遗传距离是0.01 cM,与Satt242的遗传距离是24.69 cM,其遗传贡献率为17.22%,加性效应为-3.2608;2008年QTL位于Satt238—Satt240之间,与Satt238的遗传距离为0.59 cM,与Satt240的遗传距离为6.01 cM,其遗传贡献率为6.68%,加性效应为-1.4965。2年大豆主茎节数QTL分析表明,在chr1连锁群上Satt238附近确定了1个控制大豆主茎节数QTL位点。     

不同环境条件下西瓜果实可溶性固形物含量的QTL分析

利用西瓜栽培品种97103和野生品种PI296341-FR为亲本构建了由117个稳定株系组成的F2S8代重组自交系永久群体。利用RAPD、SSR、AFLP和SCAR等203个标记,构建了该RIL群体的高密度分子遗传连锁图谱,覆盖基因组总长度1383.8cM,平均图距6.8cM。在新疆和北京2个地点的3个年份对果实可溶性固形物含量进行QTL比较分析。累计检测到18个QTL,分布在第1、2、3、5、14、15和19连锁群上。其中3种环境中能重复检出的QTL2个,贡献率为14.2%￣22.9%。两种环境中能重复检出的QTL6个,其贡献率为12.4%￣20.3%。仅能在单一环境下检测到的QTL10个,其贡献率为14.4%￣22.6%。根据不同环境条件下的QTL比较分析结果,认为第1连锁群上的qSSC-1a和qSSC-1b可能是控制可溶性固形物含量性状表达的主效QTL位点,这2个QTL位点的峰值分别落在标记N02_800a和Z03_250a上,这对西瓜可溶性固形物含量的标记辅助选择是非常有利的。     

短季棉早熟性的分子标记及QTL定位

以两个陆地棉品种中棉所36×TM-1的207个F2单株为作图群体,筛选出73个多态性引物,25个SSR标记、35个RAPD标记和13个SRAP标记,构建了第一张以研究短季棉为主的包含43个标记,标记间的最小遗传距离为11.8 cM,最大遗传距离为48.9 cM,总长1174.0 cM的遗传连锁图谱,覆盖棉花基因组总长度的23.48%。检测到与短季棉早熟性状相关的12个QTLs,其中有8个QTLs呈簇分布在LG1连锁群上,找到对表型变异的贡献率在30%以上与全生育期、霜前花率和开花期有关的QTL各1个。     

不同水稻品种产量对抽穗期高温的响应及其差异

为探讨全球气候变暖情况下,水稻高产稳产栽培技术及耐热新品种选育,以13个杂交水稻品种为材料,在田间自然条件下,研究了抽穗期高温对水稻产量的影响及其品种差异。结果表明,抽穗期温度升高会显著降低水稻产量,该时期平均温度每升高1℃会造成水稻减产15.3%。不同水稻品种对抽穗期高温的响应表现出显著的差异,父本丰新占所配组合对抽穗期高温的耐热能力较差,表现为结实率较低(40.5%～59.3%),而父本GR560所配组合对抽穗期高温有一定的耐热能力,结实率较高(64.9%～75.6%)。水稻抽穗期高温胁迫问题的解决,应侧重于培育生育期与当地栽培环境相适宜的新品种或通过种植制度调整和栽培技术创新,使其避开抽穗期高温。     

Ⅱ优航1号再生稻高产栽培技术与效益分析

Ⅱ优航1号再生稻高产栽培技术试验和示范研究表明,选用II优航1号作再生稻种植,比作单季稻每公顷可增产2.73t,增效16%。提出II优航1号再生稻生产的高产栽培技术。     

抛栽稻高产形成及生态生理特征

抛栽稻成本低, 易操作, 高产稳产潜力大, 深入研究抛栽稻对我国水稻生产的轻简化栽培具有重要作用。本研究旨在探讨抛栽稻高产形成及生态生理特征。稻麦两熟制下, 以常规粳稻南粳44和杂交粳稻甬优8号为材料, 以洗根手插为对照, 从摆栽、点抛和撒拋3种抛栽方式下水稻产量形成的茎蘖动态、LAI、光合势、物质生产等方面的特性, 并从株型特征、后期根系活力、光合特性、物质积累与转运等方面探讨抛栽稻高产形成的生态生理基础。结果表明, 甬优8号摆栽、点抛、撒抛3种抛栽方式的2年平均产量分别较对照(洗根手插)高21.9%、18.3%和13.2%, 南粳44分别较对照高18.3%、14.1%和9.87%, 两品种产量均为摆栽>点抛>撒抛>洗根手插, 差异显著或极显著。抛栽稻的结实率和千粒重显著或极显著低于对照, 但总颖花量均显著或极显著高于对照, 产量提高的原因主要是总颖花量较高。抛栽稻较对照, 高峰苗数多, 成穗率高或与其相当, 最终有效穗数足, 叶面积指数和光合势高, 群体质量较对照更稳健。抛栽稻高产稳产的生态生理基础为: 秧苗移栽大田后分蘖早, 分蘖叶位多, 分蘖性强, 分蘖质量高、数量足; 抽穗期株高适中, 茎鞘粗壮, 叶系配置好, 通风透光强, 物质积累量高, 库源协调, 产量潜力更高; 后期根系发达, 叶片衰老慢, 光合生产能力强, 群体茎鞘物质输出与运转协调, 籽粒充实度高。就不同抛栽方式而言, 精确摆栽和点抛生长优势显著高于撒抛, 更易于实现高产稳产。     

长江中游南部稻区杂交晚稻高产育种策略的研究

以61个杂交晚稻组合组成供试群体,综合运用多种统计方法对单位面积产量与产量相关性状的相互关系进行了剖析,以期为我国长江中游南部稻区尤其是江西生态条件下杂交晚稻的高产育种提供科学依据。结果表明,在产量已达到较高水平的情况下,杂交晚稻高产育种的方向必需着重选配大穗、大粒型的组合,但除此之外,还必需在保证较高有效穗数的基础上寻求有效穗数与大穗、大粒的协调结合。通过成穗率高的选择,不仅对提高新组合的产量水平具有正效应,而且成穗率可以作为一个核心性状协调多穗与大穗、大粒之间的矛盾,进而实现有效穗数多与大穗、大粒在更高水平上的结合,从而获得更高的产量。在实现有效穗数多与大穗、大粒在更高水平上的协调结合的基础上,提高结实率也是必需顾及的一个方向;其中的关键是打破结实率与每穗总粒数之间的不利相关。     

几个外引水稻品种在河南沿黄地区的表现

通过对几个外引水稻品种在河南沿黄地区引种试验，表明杂交稻生长速度快，抽穗较晚，但分蘖力强、成穗率高、穗粒数多，产量的增产潜力较大。除金世纪外其他几个品种与豫粳6号相比基本持平，但产量也有不同程度的提高。但金世纪品质与豫粳6号相比有较大的提高，产量也提高。     

淮北地区长秧龄麦茬机插优质食味粳稻产量及品质特征

为充分挖掘淮北地区麦茬机插优质食味粳稻的产量和品质潜力,在淮安市稻麦综合示范基地,以迟熟中粳‘南粳9108’、中熟中粳‘南粳2728’为试验材料,设置长秧龄30天和常规秧龄20天(CK)的2种秧龄处理,采用传统毯苗机插方式移栽大田,在高产栽培条件下,系统比较研究2种秧龄机插优质食味粳稻的产量形成和品质特征。结果表明,30天秧龄迟熟中粳稻实产较CK增加3.24%~5.01%,差异显著,中熟中粳增加1.79%~1.85%,差异不显著;产量高的原因主要是,长秧龄水稻在稳定穗数基础上,能显著增大穗型,维持较高的结实率和千粒重;与CK相比,长秧龄机插水稻通过在秧田期延长秧龄10天左右,全生育期延长5~7天,虽然移栽期基本苗不及CK,全生育期茎蘖数偏少,但秧苗个体优势较为突出,群体中后期光合系统好,干物质积累量和收获指数高,最终实产较高。30天长秧龄机插优质食味粳稻的稻米加工品质优于CK处理,整精米率显著提高,外观品质显著改善,食味品质提高。机插优质食味粳稻稻米峰值黏度、热浆黏度、最终黏度和崩解值,均表现为30天秧龄处理高于CK的趋势,且差异显著,而消减值的变化呈现相反的趋势,均显著低于CK,30天秧龄机插稻技术改良了优质食味粳稻的稻米品质。淮北地区可根据生产需求加大长秧龄机插稻农机农艺配套技术研究,并推进该项技术的示范应用。     

海南硅高效水稻的筛选及硅吸收特征

为了深入研究水稻硅营养机理,通过盆栽和小区试验在施硅（低硅）和不施用硅（缺硅）条件下,比较了25个海南主要栽培水稻品种产量的变化,筛选出了硅高效水稻,并探讨了施用硅对水稻产量构成、硅吸收特点的影响。结果表明：产量或稻草干重可以作为筛选的指标,得到10个硅高效水稻品种（系）,其中不耐低硅的4个,耐低硅的6个;施用硅肥对不同品种的成穗数、穗粒数和千粒重的影响不尽相同;施用硅肥对水稻的株高影响在多数品种间并不显著,提高了3个品种株高;谷壳中的硅含量在不同的品种间差异显著;在不施用硅的条件下稻草硅的含量没有显著差异,不过施用硅后硅高效品种更能显著提高稻草硅含量;施用硅后硅高效品种稻米硅的含量比硅不敏感品种的增加的更快,其中耐低硅的硅高效水稻施用硅后提高更显著。硅高效水稻地上部分各器官硅含量能敏感地响应硅的变化,不过产量构成对硅的响应特征不尽相同。     

稻麦两熟制条件下钵苗机插方式对不同类型水稻品种米质的影响

为探明钵苗机插方式在稻麦两熟地区对水稻米质性状的影响及其品种类型间差异,本文以常规粳稻、杂交籼稻和籼粳交水稻为材料,比较了钵苗机插、毯苗机插和机械直播3种种植方式在稻麦两熟制高产栽培条件下的稻米加工品质、外观品质、营养品质、蒸煮食味品质特性变化及其品种类型间差异。结果表明,钵苗机插的整精米率比毯苗机插和机械直播分别提高1.6%和4.9%(P0.05),整精米产量分别提高7.8%和25.9%(P0.05),改善了稻米加工品质;与毯苗机插和机械直播相比,钵苗机插的稻米垩白米率、垩白面积和垩白度显著增加,对稻米外观品质有不利影响,但钵苗机插精米蛋白质含量较高,有利于稻米营养品质的改良,其精米蛋白质产量分别比毯苗机插和机械直播提高8.7%和28.0%;3种种植方式相比,钵苗机插稻米蒸煮食味品质表现出一定程度的变优趋势,其中,稻米直链淀粉含量、消减值和糊化温度呈钵苗机插毯苗机插机械直播的趋势,胶稠度、峰值黏度、热浆黏度、最终黏度和崩解值呈钵苗机插毯苗机插机械直播的趋势;食味值于种植方式间无显著差异,呈籼粳交水稻和常规粳稻钵苗机插毯苗机插机械直播,杂交籼稻毯苗机插钵苗机插机械直播的趋势。由此得出,钵苗机插不仅能增加稻谷产量,还能改善部分稻米品质特征,是稻麦两熟地区实现高产高效优质协调水稻生产的潜力型机械化种植方式。     

水氮管理模式对不同氮效率水稻氮素利用特性及产量的影响

以高产氮高效品种(德香4103)和中产氮低效品种(宜香3724)为材料,通过“淹水灌溉+氮肥优化运筹(W1N1)”、“控制性交替灌溉+氮肥优化运筹(W2N1)”、“旱种+氮肥优化运筹(W3N2)” 3种水氮管理模式处理,研究其对氮素利用及产量的影响及其生理特性,并探讨氮素利用及产量与生理响应间的关系。结果表明,氮效率品种间的差异与水氮管理模式对水稻氮素利用特征、灌溉水生产效率、生理特性及产量均存在显著影响;不同氮效率品种间在氮肥利用效率方面的差异明显高于水氮管理模式的调控效应;而水氮管理模式对灌溉水生产效率、总吸氮量、氮素干物质生产效率及稻谷生产效率的调控作用显著。W2N1相对于W1N1及W3N2水氮管理模式能促进不同氮效率水稻拔节至抽穗期、抽穗至成熟期氮素的累积,提高功能叶谷氨酰胺合成酶(GS)活性、光合速率(P_n)及根系活力,进而提高稻谷产量及氮肥利用率,且对中产氮低效品种的调控效应显著高于对高产氮高效品种,为本试验最佳的水氮管理模式。高产氮高效品种的平均总颖花数、拔节至抽穗期稻株氮累积量、功能叶GS活性、P_n及根系活力均显著高于氮低效品种,尤其结实期高产氮高效品种更有利于维持叶片及根系的代谢同化能力,利于氮素转运、再分配到籽粒中提高稻谷生产效率及氮肥利用效率,是氮高效品种相对于氮低效品种高产、氮高效利用的重要原因。相关分析表明,水氮管理模式下不同氮效率水稻主要生育时期功能叶GS活性、P_n及根系活力与氮素利用及稻谷产量均存在显著或极显著的正相关;尤其以水稻抽穗期剑叶GS活性及根系活力与氮素利用及稻谷产量的正相关性最高。     

常州水稻“12连冠”中气象条件的贡献效应

为研究气象条件在常州水稻单产“12 连冠”中发挥的效应,应用2003—2014 年间水稻单产数据及气象观测资料,采用数理统计、文献查阅以及SPSS软件中曲线估计等方法,结合水稻生长指标,对该期间气象要素适宜程度、农业气象灾害发生等级以及气象产量贡献作用进行综合分析。结果表明：（1）气象要素总体适宜：0℃以上积温较常年偏多;日照时数较常年偏少,但90.9%年份在常年-15%范围内;降水量一半年份少于常年,但拔节—孕穗期降水的偏多和抽穗—成熟期降水的偏少则利于水稻的高产;（2）农业气象灾害影响偏轻：基于水稻生育期农业气象灾害发生等级定量预警阈值分析,期间灾害发生等级多为轻度危害,但拔节—孕穗期中度、重度危害有增多趋势;（3）气象产量总体呈正贡献：计算线性、二次项、三次项3 个最佳拟合方程,显示多数年份气象产量为正产量。气象条件在常州水稻“12 连冠”中起到了增产的贡献效应。