基于重组自交系的水稻抗纹枯病QTL定位（英文）

利用157个家系组成的大关稻/IR28重组自交系群体,采用牙签接种法,鉴定亲本及157个重组自交系群体对水稻纹枯病的抗性。利用QTL Cartographer软件,对水稻纹枯病抗性基因进行检测分析。结果表明,共检测到qsb1、qsb2、qsb5-1和qsb5-2 4个QTL位点,分别位于第1、2和5染色体上,贡献率为10.41%~36.92%。qsb5-1的加性效应为负值,表明来自供体亲本IR28相应QTL使纹枯病病斑比值变小;qsb1、qsb2和qsb5-2的加性效应为正值,表明来自供体亲本大关稻相应QTL使纹枯病病斑比值变大。     

水稻粒形性状的QTL分析

为了促进水稻粒形性状分子标记辅助选择育种研究,以籼稻二九南和粳稻龙稻5号杂交衍生的重组自交系群体为材料,对粒长、粒宽和粒厚3个粒形性状进行数量性状基因定位(Quantitative trait loci,QTL)分析。结果表明:采用完备区间作图法(ICIM),共检测到7个控制粒形性状的QTL,包括3个粒宽QTL,4个粒厚QTL,它们分布于第2、3、5、11和12号染色体上,其中4个主效QTL包括1个控制粒宽的qGW5a和3个控制粒厚的qGT2a、qGT11a以及qGT12a,但未检测到控制粒长的QTL位点。进一步分析表明,3个控制粒宽性状的QTL能解释28.44%的表型贡献率,单个表型贡献率为6.61%~13.81%;而4个控制粒厚性状的QTL能解释17.53%的表型贡献率,单个表型贡献率为7.32%~15.30%。     

利用F2群体对深水稻抗纹枯病QTLs定位

构建了一个由‘HH1B'和‘RSB03’杂交、包含286个个体的F2群体,对群体及亲本人工接种纹枯病菌,综合应用病级(DR)、病斑长度(LL)、病斑高度(LH)及相对病斑长度(RLL)等指标进行抗性评价.通过QTLs定位分析,检测到4个与纹枯病抗性相关的QTLs位点,分别分布于第4、11及12染色体上,其中第11染色体上的位点同时控制DR与RLL,另外检测到7个与抽穗期(HD)及株高(PH)相关的QTLs位点.     

利用重组自交系群体定位水稻茎粗QTL

为开展水稻茎粗相关基因的精细定位,利用岗46B/A232的高世代重组自交系群体和基于重测序构建的高密度遗传连锁图谱,采用复合区间作图法（CIM）,利用R/qtl软件包对水稻倒二节的节间直径（RSID）和倒三节的节间直径（RTID）进行QTL分析,共检测到3个控制倒二节茎粗的QTL和7个倒三节茎粗的QTL,分布在第2、3、4、7、11号染色体上。其中2号染色体上的qRSID2-1和qRTID2-1距离较近,qRSID2-2/qRTID2-2和qRTID2-3可能是同一位点,并在多次试验中被重复检测到,表型贡献率为7.89%~12.36%,物理区间在100 kb之内。     

水稻苗期耐Cd胁迫的QTL定位分析

为进行水稻苗期耐Cd胁迫的QTL初步定位,以Lemont (美国)和Dular(印度)杂交建立重组自交系(RILs)群体,包括123个家系和亲本在内,用含有0.2 mg/L镉的水培液进行处理,以不加镉培养的水培液作为对照,考察了叶绿素含量、根长、株高、叶长等4个性状,并转换成抗性指数,用于评价水稻对Cd污染的抗性指标.在已构建的以109个引物为基础的遗传图谱上进行复合区间定位.共检测到9个加性QTLs,涉及1,2,3,11等4条染色体,其中,以叶绿素抗性指数为指标,检测到3个与耐Cd有关的QTLs位于第2,3,11染色体上,分别解释了14%,9%,9%的表型变异;以根长抗性指数为评价指标,只定到1个位于第1染色体上控制耐Cd的QTLs,解释了9%的表型变异;用株高抗性指数进行定位,共有3个与耐Cd相关的QTLs位于1,1,11染色体上,分别解释了10%,27%,10%的表型变异;而以叶长抗性指数进行水稻秧苗耐Cd性表现的QTL定位,结果发现也有2个QTLs与其耐Cd反应有关,它们分别位于1,11染色体上,解释了21%.12%的表型变异.分析表明,在采用不同评价指标所检测到的9个与耐Cd相关的QTLs中,有7个集中于第1和第11染色体上,其中第1染色体上有4个,第11染色体上有3个.因此,以株高和叶绿素抗性指数为评价指标,检测到的QTLs最多,根长抗性指数为评价指标的最少.研究还发现在第1和第11染色体上的相同区间内同时检测到以不同抗性指数为评价指标的多个与耐Cd相关的QTLs,推测它们可能是功能相同的几个紧密连锁的非等位基因,也可能就是同一等位基因的不同表现形式,从而也说明了该评价指标用于基因定位的准确性和可行性.     

不同供水条件下水稻叶绿素含量的QTL分析

在水分胁迫和非水分胁迫条件下分别种植水稻亲本和重组自交系(RIL)群体,在苗期生长阶段和开花后采用漆标定位方法分别考察叶片的叶绿素含量变化,进行不同水分环境下叶绿素含量和胁迫敏感指数的遗传分析.在两种不同水分供应条件下,在不同生育期共定位到13个控制叶绿素含量的具有加性效应的QTL,其中干旱环境中检测到6个,贡献率为4.74%～19.86%;水田环境中检测到7个,贡献率为4.92%～14.02%;未检测到两种环境下共同表达的QTL.检测到7个影响胁迫敏感指数的QTL,其中在苗期和开花期第1次测定时分别检测到的影响胁迫敏感指数的QTL(qkhChl-2a和qkhChl-6)贡献率高达25.29%和38.70%,增效等位基因均来自母本珍汕97B.     

基于高密度遗传图谱的水稻糙米籽粒大小 QTL 定位

【目的】籽粒大小是影响水稻产量的主要农艺性状之一。采用籼稻品种 V20B 与细长型爪哇稻品种 CPSLO17 衍生的重组自交系开展水稻糙米籽粒大小 QTL 定位研究,挖掘遗传稳定的主效 QTL,为优质高产稻品种培育提供新的基因资源和科学依据。【方法】基于 V20B/CPSLO17 遗传背景的高密度遗传连锁图谱,结合150 份重组自交系在 4 种环境（2019 年贵州贵阳、2020 年贵州贵阳、2021 年贵州贵定、2021 年海南三亚）中的糙米籽粒大小表型数据,采用 IciMapping 4.0 软件的 ICIM-ADD 方法进行 QTL 扫描。【结果】亲本 V20B 的糙米籽粒大小显著大于 CPSLO17,重组自交系的糙米籽粒大小在 4 种环境间差异显著,均表现出连续的单峰分布。4 种环境共检测到分布于 7 条染色体上的 11 个与糙米籽粒大小相关的 QTL,LOD 值均介于 3.00~14.57 之间。4 个 QTL（qRGS5、qRGS7.1、qRGS7.2 和 qRGS11.3）的表型贡献率超过 10%,其中 qRGS5 在 4 种环境中均被重复检测到,分别解释群体表型变异率的 29.71%、28.77%、17.27% 和 12.50%。3 个 QTL（qRGS2.1、qRGS2.2和 qRGS12）的增效等位基因源自亲本 CPSLO17,8 个 QTL（qRGS4.1、qRGS5、qRGS7.1、qRGS7.2、qRGS8、qRGS11.1、qRGS11.2 和 qRGS11.3）的增效等位基因源自亲本 V20B,qRGS5 在 4 种环境中的增效等位基因均源自亲本 V20B。【结论】亲本 V20B 和 CPSLO17 间糙米籽粒大小差异极显著,糙米籽粒大小性状易受环境影响。QTL qRGS5 是影响糙米籽粒大小且遗传稳定的主效 QTL,在糙米籽粒大小性状基因挖掘和高产优质稻分子育种中具有潜在的应用价值。     

利用重组自交系群体检测水稻芽期耐冷性QTL

利用水稻籼粳亚种间组合Asominori×IR24重组自交系(RIL)群体71个株系和相应的全基因组染色体片段置换系(CSSL)群体65个株系,以芽期冷害死苗率为芽期耐冷性的鉴定指标,对芽期耐冷性进行了数量性状基因座(QTL)定位和遗传效应分析.结果表明,在RIL群体中检测到3个芽期耐冷性QTL,位于第5和第12染色体上(第5染色体上存在2个位点),分别命名为qCTBP5-1、qCTBP5-2和qCTBP12,其LOD值为4.7、2.9、2.9,解释表型变异的19.21%、12.00%、12.21%.qCTBP5-2增强芽期耐冷性的等位基因来自粳型耐冷亲本Asominori,qCTBP5-1和qCTBP12增强芽期耐冷性的等位基因来自籼型不耐冷亲本IR24.通过CSSL图示基因型分析,证实在第5染色体上RFLP标记C1447附近约15 cM的染色体区段,存在增强芽期耐冷性的基因,来源于染色体片段受体亲本Asominori,能使芽期冷害死苗率降低约11%,该基因的位置与RIL群体在第5染色体上定位的QTL相同,证实了qCTBP5-2的存在.     

利用重组自交系群体检测水稻芽期耐冷性QTL

利用水稻籼粳亚种间组合Asominori×IR24重组自交系(RIL)群体71个株系和相应的全基因组染色体片段置换系(CSSL)群体65个株系,以芽期冷害死苗率为芽期耐冷性的鉴定指标,对芽期耐冷性进行了数量性状基因座(QTL)定位和遗传效应分析.结果表明,在RIL群体中检测到3个芽期耐冷性QTL,位于第5和第12染色体上(第5染色体上存在2个位点),分别命名为qCTBP5-1、qCTBP5-2和qCTBP12,其LOD值为4.7、2.9、2.9,解释表型变异的19.21%、12.00%、12.21%.qCTBP5-2增强芽期耐冷性的等位基因来自粳型耐冷亲本Asominori,qCTBP5-1和qCTBP12增强芽期耐冷性的等位基因来自籼型不耐冷亲本IR24.通过CSSL图示基因型分析,证实在第5染色体上RFLP标记C1447附近约15 cM的染色体区段,存在增强芽期耐冷性的基因,来源于染色体片段受体亲本Asominori,能使芽期冷害死苗率降低约11%,该基因的位置与RIL群体在第5染色体上定位的QTL相同,证实了qCTBP5-2的存在.     

水稻4个异交相关性状的QTL定位研究

利用由98个家系组成的Nipponbare/Kasalath//Nipponbare回交重组自交系(backcross inbred lines,BIL)作图群体(BC1F12),用复合区间作图方法(CIM),对水稻4个异交相关性状进行了QTL分析.结果表明,开颖角度检测到2个QTL,分别位于第 12 染色体的C1069-R1709和R270-G2140区间,共解释性状变异的18.51%,2个位点的增效等位基因均来自Kasalath.柱头外露率检测到1个QTL,位于第 3 染色体的C63-C563区间,解释性状变异的15.99%,增效等位基因来自Kasalath.单花开花历时检测到1个QTL,位于第9染色体的G385-R2272区间,解释性状变异的10.75%,增效等位基因来自Kasalath.包颈长检测到3个QTL,分别位于第3染色体的C136-R250、第5染色体的R521-C1230和第10染色体的R2194-R1629区间,共解释性状变异的39.40%,qPEL-5位点的增效等位基因来自Nipponbare,qPEL-3和qPEL-10位点的增效等位基因均来自Kasalath.     

利用染色体片段置换系定位水稻米糠油含量的QTL

染色体片段置换系由于减少了个体间遗传背景的干扰,已经成为鉴定复杂性状QTL的新型遗传材料。本研究以9311为受体、日本晴为供体的119个染色体片段置换系为试验材料,借助近红外广谱分析技术,对米糠油含量进行了测定,通过差异显著性测验及代换作图,鉴定了置换片段上米糠油相关的QTL。以P≤0.001为阈值,共检测到4个米糠油相关的QTLs,其加性效应值的变化范围为0.91%~1.48%,加性效应百分率的变化范围为3.96%~6.46%。     

水稻产量及其相关性状的数量性状基因座分析

利用由98个家系组成的Nipp0onbare/Kasalath//Nipponhare回交重组自交系（backcross inbred lines,BIL)作图群体（BC1F9），以及混合线性模型的数量性状位点（QTL）定位方法，对水稻有效穗、每穗颖花数、每穗实粒数、结实率、干粒重、着粒密度和单株产量等7个重要农艺性状进行了QTL分析。共检测到分布在8条染色体上的26个QTL，其贡献率差异较大，在5．2％－49．2％之间，其中有4个QTL的贡献率超过30％，分别是控制有效穗的qPN-4、每穗颖花数的几个连锁群上。与其它研究结果比较表明，相关显的产量性状QTL往往分布在染色体上相同区域，并集中在少数几个连锁群上。与其它研究结果比较表明，主效QTL在不同群体中的重演性较好。     

4个水稻纹枯病新抗源品系的抗病性遗传分析

[目的]对中大304、MR1400、T1006和大区50等4个抗源进行稻纹枯病抗性遗传分析,为利用这些资源进行基因定位与育种提供依据.[方法]用感稻纹枯病的粳稻品种中野1211作母本,4个籼稻抗源品种中大304、MR1400、T1006和大区50分别作父本,组配4个杂交组合,获得F1和F2群体.用广西稻纹枯病菌优势致病型菌株AG-I-IA、GX-2以牙签嵌入法对F1和F2进行接种鉴定和遗传分析.[结果]抗源中大304、MR1400、T1006和大区50均表现中抗纹枯病,中野1211高感纹枯病;4个杂种F1植株对纹枯病的抗病等级为4.0～8.0级,表现为中抗～高感,平均为5.1～6.1级,为中感,群体抗性呈连续性分布;F2群体纹枯病抗性分离谱较广,抗性等级变化范围为2.0～9.0（R～HS）,群体抗性呈连续单峰分布.抗源中大304、MR1400、T1006和大区50对水稻纹枯病的抗性遗传率分别为15.4％、31.1％、47.7％和43.8％.[结论]4个杂交组合的F1群体对纹枯病的抗性均介于其双亲之间,抗源中大304、MR1400、T1006和大区50对水稻纹枯病的抗性均为数量性状,受微效多基因控制.     

水稻功能叶相关性状的遗传分析

利用由小穗小粒型水稻Milyang 46和大穗大粒型FJCD建立的一个包含130个家系F10的重组自交系,测定福建省武夷山和莆田环境下籽粒灌浆期功能叶性状,并进行QTL定位及环境互作分析.结果表明,2种环境下共检测到35个加性QTL,位于1、2、5、6、7、11、12号染色体上,表型变异贡献率为0.66%-56.75%;检测到12个位点存在显著的加性×环境互作效应,位于1、2、6、11号染色体上,表型变异贡献率为1.45%-12.05%;莆田环境下,检测到7对加加上位性QTL位点,表型变异贡献率为0-15.64%.     

水稻剑叶光合性状的QTL分析

水稻剑叶全氮含量、净光合速率和蒸腾速率是影响生物产量的重要因子。利用[Nipponbare(粳稻)×Kasalath(籼稻)]×Nipponbare的回交重组自交系(Backcross recombinant inbred lines,BILs)群体在2005、2006连续两年对其剑叶抽穗后7 d的全氮含量、净光合速率、蒸腾速率进行数量性状基因座(Quantity trait locus,QTL)定位。结果检测到5个控制全氮含量的QTLs(qTLN-1、qTLN-3a、qTLN-3b、qTLN-9和qTLN-12),分布在第1、第3、第9、第12这4条染色体上,其LOD值为2.67~19.07,贡献率为2.33%~18.70%,其中qTLN-3a、qTLN-9、qTLN-12是新检测到的位点。在第6染色体上检测到1个控制净光合速率的QTL,LOD值为3.06,贡献率为4.73%;控制蒸腾速率的1个QTLqTr-10,其LOD值为6.59,贡献率为7.45%。同时还发现控制单个性状的QTLs存在上位性互作,因而利用相应的以Nipponbare为背景的全基因组染色体片段置换系(Chromosome segment substitution lines,CSSLs)群体进一步剖析单个QTL效应,结果显示控制全氮含量的qTLN-3a、qTLN-9和控制净光合速率的qPn-6在不同环境下可以被重复检测到,且效应稳定。该结果将有利于光合功能基因的分子标记辅助(MAS)育种及其图位克隆。     

利用回交重组自交系群体检测水稻苗期耐冷性基因座

以98个Nipponbare／Kasalath∥Nipponbare回交重组自交家系（BILs）组成的群体为材料,进行水稻苗期耐冷性数量性状基因座的检测和遗传效应分析。25℃正常条件下培养水稻幼苗至二叶一心期,6-10℃低温处理7d,之后缓慢升温至25℃,缓苗4d,调查死苗率,并以死苗率作为苗期耐冷性强弱的表型值,分析亲本和98个BILs的苗期耐冷性表现。采用Windows QTL Cartographer 1.13a软件的复合区间作图法,共检测到2个苗期耐冷性QTLs,分别位于第2和第3染色体上,命名为qSCT-2和qSCT-3。2个QTL的LOD值分别为3．81和2．86,可解释群体表型变异的13．69％和9．31％。对苗期冷害具有抗性的2个数量性状基因座均来自苗期耐冷亲本Nipponbare。     

Physiological analysis on pre-harvest sprouting in recombinant inbred rice lines

Pre-harvest sprouting (PHS) in rice production is usually caused by high temperature and humidity or continuous rains. It frequently happens in F₁ in hybrid rice seed production. The PHS or “Physiologically germinated” seeds are of lower quality, by which the hybrid rice seed production is badly affected every three years at a loss of 20% or even 50% yield in seed production over the vast Yangtse River Valley and Southwest China. It is estimated that PHS causes an average decrease of seed activity by 10%. A recombinant inbred line population including 304 lines, derived from a cross between Indica rice (Oryza sativa L.) cultivars Zhong-156 and Gumei-2, was used to study the PHS physiology. Based on the data of sprouting rate in panicles and sprouting rate in grains, two kinds of lines, namely easy-to-sprout lines and hard-to-sprout lines, were selected to investigate their physiological differences when PHS happened. The experiment was conducted in a special field with a microclimate of higher temperature and humidity. The results indicated that it was easier to produce PHS from the female parent GM-2 than the male parent ZH-156, besides, the GA₁ content and amylase activity in GM-2 grains were higher than those in ZH-156. However, the abscisic acid (ABA) content in GM-2 grains was lower than that in ZH-156. Higher temperature and higher humidity facilitated the GA₁ increment from milk ripe stage to yellow ripe stage. GM-2 and the easily-sprouting lines showed an even higher increase in GA₁ than ZH-156 and the hardly-sprouting lines, which enhanced the amylase activity and induced pre-harvest sprouting. This may be the physiological basis for pre-harvest sprouting induced by higher temperature and higher humidity, and these special characteristics must be inherited from their parents. __________ Translated from Acta Agronomoca Sinica, 2006, 32(5): 728–733 [译自: 作物学报]     

籼稻保持系穗发芽抗性的改良

对籼稻32个保持系和40个恢复系收获时休眠性进行鉴定,在保持系中没有发现强休眠性材料,大多数恢复系休眠性也较弱。采用国际水稻研究所的4个强休眠品种IR64、IR112-12、IR13427、IR1529与生产上穗发芽严重的Ⅱ32A、冈46A及其保持系Ⅱ32B、冈46B组配,研究水稻收获时休眠性的遗传特点,并在F5和BC1F4世代中获得21个对Ⅱ32A和冈46A具有保持能力的强休眠材料。