水稻种子低氧发芽力的QTL定位和上位性分析

利用35份水稻品种资源,评价了在不同水深、温度等低氧条件下的种子萌发情况,表明水温30℃、水深0.2 m下黑暗萌发5 d为最佳鉴定方法,并以此条件下水稻种子萌发的芽长为鉴定指标,评价了359份水稻品种低氧发芽力地区间、籼粳间的差异。进一步利用81个Kinmaze/DV85 重组自交系群体进行了水稻低氧发芽力数量性状位点分析, 在第1、2、5、7染色体上检测到5 个低氧发芽力QTL,其中第5染色体上存在2个QTL,各QTL的贡献率为10.5%～19.6%。同时进行上位性分析,检测到3对互作位点,分别位于第2、3、5、11染色体上,其中位于第3染色体上标记C563-X182之间的位点与第5染色体上标记R830-X208之间的位点的互作贡献率高达48.78%。     

稻米粒形和垩白度的QTL定位和上位性分析

 利用由181个家系组成的Lemont/特青籼粳交重组自交系群体,以及由161个RFLP、SSR标记和3个形态标记构建的全长为1916.5 cM、覆盖水稻基因组12 条染色体的连锁图,采用线性模型的复合区间作图方法（QTLMapper V10）,对粒长、粒宽、长宽比和垩白度等4个稻米品质性状的数量性状座位（QTL）进行了分析。在水稻的所有12 条染色体上共定位到7个加性主效QTL和19对上位性QTL,其中控制粒长、粒宽、长宽比的主效QTL各2个,控制垩白度的QTL 1个,分别解释12.8%、40.0%、26.0%和42.1%的表型变异;共检测到6对影响垩白度、6对影响粒长、7对影响长宽比的上位性QTL,分别解释52.2%、31.3%和38.2% 的表型变异。结果表明,上位性QTL和主效QTL一样在稻米粒形和垩白度的遗传中起着重要的作用。     

水稻低温发芽力的QTL定位

以珍汕97B与多年生稻种质AAV002863的DH群体(198个株系)构建了包含140个SSR标记的连锁图谱,检测了影响水稻低温发芽力性状的数量性状座位（QTL）。15℃下处理6 d,两亲本珍汕97B与多年生稻AAV002863的发芽率分别为79.7%和30.1%,DH群体间的发芽率变化在0%~100%。QTL定位分析检测到2个与低温发芽力相关的基因座,分别位于第3和第10染色体上,贡献率分别为12.6%和12.9%,增效等位基因分别来自多年生稻AAV002863和珍汕97B。上位性分析结果显示,第1与第10染色体上存在影响低温发芽力的互作位点,其互作可以提高低温发芽力,参与互作的第10染色体上的位点也具有加性主效应。     

水稻苗期抗旱性的QTL分析

利用251个株系组成的Maybelle/白叶秋的加倍单倍体群体,构建了由226个SSR分子标记组成的遗传图谱。通过两年抗旱棚苗期抗旱性鉴定,应用复合区间作图法和QTLNetwork2.0对水稻苗期抗旱性进行QTL定位及互作效应分析。利用前者在两年共检测到5个抗旱性相关QTL,分别位于第2、3、5、6和8染色体;而通过后者在第2、3、5和6染色体上也找到了抗旱性相关的QTL,并且通过两种方法检测到的第3、5、6染色体上的3个QTL所在区间吻合;还发现4个具有上位性的QTL。所有抗旱性QTL的加性效应均为正值,表明来自父本白叶秋的这些抗旱性位点可以提高水稻的抗旱性。     

水稻苗期发根力的遗传研究

 用8个品种进行4×4不完全双列杂交进行试验。结果表明，在品种间存在明显的根数、根长、根宽和发根力差异。杂种优势较大，且组合间变异非常大。其主要受菲加性遗传控制。     

水稻抗倒力及相关抗倒伏性状的QTL分析

以典型的籼粳交（窄叶青8号/京系17）的F1花培加倍单倍体为材料,考查了抗倒力、株围、株高、有效穗数、重心高和地上部生物量等抗倒伏相关性状。利用该群体的分子连锁图谱进行QTL区间作图分析,除地上部生物量外,其他5个性状均检测到了相关的QTL,其中与抗倒力、株围、有效穗数相关的QTL各1个,分别位于第8、8和12染色体上,贡献率分别为18.4%、12.6%和10.6%。与株高相关的QTL 2个,位于第4和第8染色体上,贡献率分别为12.7%和12.5%。与重心高相关的QTL 3个,位于第4、8和10染色体上,贡献率分别为12.5%、14.6%和10.0%。相关分析表明,抗倒力与株围、株高、重心高和地上部生物量均呈极显著正相关。     

水稻苗期氮素吸收及其相关性状的QTL分析

以来自于Koshihikari/Kasalath//Koshihikari的回交重组自交系群体为材料,采用流动液体培养和同位素示踪技术,对水稻苗期氮素吸收速率及其相关性状进行QTL分析。结果表明,地上部干质量(SW)、根系干质量(RW)、根冠比(R/S)、地上部相对生长速率(RGRS)和根相对生长速率(RGRR)等与氮素吸收力(NAA)和氮素吸收速率(NAR)密切相关。在SW、RW、植株含氮量、NAA、高氮下的氮吸收速率(HNAE)和低氮下的氮吸收速率(LNAE)上分别检测到1、4、1、3、1和1个主效QTL,主要分布在第6、7、8和10染色体上;R/S、RGRS和RGRR没有检测到主效QTL;NAA、LNAE和RW间存在明显的QTL一因多效或邻近表达现象。     

水稻苗期盐胁迫下叶绿素荧光参数的QTL分析

 应用247个株系组成的珍汕97B/密阳46重组自交系群体及其相应的含250个分子标记的高密度分子遗传图谱,通过复合区间作图法,对苗期水培和盐胁迫条件下水稻叶片叶绿素荧光参数进行了数量性状座位（QTL）分析。检测到控制水稻叶片叶绿素荧光参数（Fo、Fm和ΦPSⅡ）的7个主效应QTL,分布在水稻的第1、4、5和11染色体上,贡献率为598%～10.74%。其中,控制水培条件下Fm的QTL与控制盐胁迫下Fo的QTL均位于第5染色体的CDO82-RG413标记区间,说明此区间的QTL具有多效性,可同时影响Fm、Fo两个叶绿素荧光参数。     

水稻籼粳杂种育性的QTL分析

 以籼稻保持系珍汕97B和粳稻保持系辽91B为亲本,构建了一个包含176个单株的F2群体及123个SSR标记的遗传图谱,在3种环境下联合检测控制花粉育性和小穗育性的QTL。共检测到3个控制花粉育性的主效应（加性效应和显性效应）QTL（qPF3、qPF5和qPF6）和4个控制小穗育性的主效应QTL（qSF3、qSF5、qSF6和qSF8）,其中qPF5与qSF5、qPF6与qSF6均为同一个QTL,为重要的育性QTL。另外,检测到3对花粉育性和4对小穗育性QTL间互作,说明上位性效应对籼粳杂交后代的育性具有重要作用。     

水稻籼粳交DH群体幼苗中胚轴长度的QTLs定位和上位性分析

应用籼粳交IR64/Azucena的DH群体及其构建的分子标记遗传图谱,在遮光条件下,通过适温和低温逆境下发芽,测定中胚轴长度。采用QTL Mapper 基因定位软件检测控制中胚轴长度的加性效应QTLs和加性×加性上位性QTLs,在第1、3、6、7、8、12等6条染色体上定位了8个控制中胚轴长度的QTLs,其中在第1、3、7、8染色体上定位了4个具有加性效应的QTLs,位于第7染色体的1个加性效应QTL的增长等位基因来自于父本Azucena,它能使中胚轴伸长0.26 cm,其贡献率达17.5%,其余3个加性效应QTLs的增长等位基因来自于母本IR64,能使中胚轴伸长0.10～0.21 cm,在第3、7、12等3条染色体中共检测到2对加性×加性上位性效应,其贡献率分别为21.62%和2.27%,同时各检测到2对加性效应×环境的互作效应和上位性与环境的互作效应。对应用分子标记辅助育种选育中胚轴伸长的矮秆水稻的可能性进行了讨论。     

Mapping QTL for Heat-Tolerance at Grain Filling Stage in Rice

A mapping population of 98 lines (backcross inbred lines, BILs) derived from a backcross of Nipponbare/Kasalath// Nipponbare was planted at two experimental sites, Nanjing and Nanchang, and treated with high and optimal temperature during grain filling, respectively. The grain weight heat susceptibility index [GWHSI= (grain weight at optimum temperature-grain weight at high temperature) / grain weight at optimum temperature ×100] was employed to evaluate the tolerance of rice to heat stress. A genetic linkage map with 245 RFLP markers and a mixed linear-model approach was used to detect quantitative trait loci (QTLs) and their main effects, epistatic interactions and QTL×environment interactions (Q×E). The threshold of LOD score=2.0 was used to detect the significance of association between marker and trait. A total of 3 QTLs controlling heat tolerance during grain filling were detected, on chromosomes 1, 4 and 7, with LOD scores of 8.16, 11.08 and 12.86, respectively, and they explained the phenotypic variance of 8.94, 17.25 and 13.50 %, correspondingly. The QTL located in the C1100-R1783 region of chromosome 4 showed no QTL×environment interaction and epistatic effect, suggesting that it could be stably expressed in different environments and genetic backgrounds, and thus it would be valuable in rice breeding for heat tolerance improvement. This QTL allele, derived from Kasalath reduced 3.31% of the grain weight loss under heat stress. One located between R1613-C970 on chromosome 1 and the other between C1226-R1440 on chromosome 7, with additive effect 2.38 and 2.92%, respectively. The tolerance alleles of both these QTLs were derived from Nipponbare. Both of these QTLs had significant QTL×environment interactions, and the latter was involved in epistatic interaction also. Eight pairs of epistatic effect QTLs were detected, one pair each on chromosomes 1,2,3, 5, 7, 8, 10 and 12. The results could be useful for elucidating the genetic mechanism of heat-tolerance and the development of new rice varieties with heat tolerance during grain filling phase.     

云南稻种冲腿的孕穗期耐冷性QTL分析

 利用352 个探针分析了日本品种农林20和云南品种冲腿之间的限制性片段长度多态性（RFLP），从中筛选出157个在农林20和冲腿间显示多态性的探针，其中55个被用于其杂交后代（农林20/冲腿）的70个F3系统的孕穗期耐冷性数量性状位点（QTL）分析。结果初步显示出一些与水稻孕穗期耐冷性有关的QTL，它们主要分布在第1、3、4、5、6、7、8、10和第12染色体上。可能在第3和第7染色体上具有对孕穗期耐冷性作用较大的QTL。     

与水稻耐逆性相关的叶片丙二醛含量的QTL分析

丙二醛（MDA)是膜脂过氧化的终产物,其含量可用来反映植物对逆境条件的反应强弱。利用由247个株系组成的珍汕97B/密阳46重组自交系（RIL）群体及其分子标记连锁图谱,检测了控制水稻丙二醛（MDA）含量的数量性状基因座位（QTL）。所测性状在RIL群体中出现超亲分离。在第1染色体的RG532-RG811和RG381-RG236标记区间,共检测到2个控制水稻叶片MDA含量的QTL,加性效应分别来自母本珍汕97B和父本密阳46,贡献率分别为4.33%和462%。     

水稻幼苗耐缺氧能力的QTL分析

利用粳稻品种秀水79与粳稻恢复系C堡及其衍生的247个重组自交系(RIL)和粳稻Nipponbare与籼稻Kasalath及Nipponbare/Kasalath//Nipponbare衍生的98个回交重组自交系(BIL)为材料,在缺氧胁迫和正常萌发条件下调查了萌发7d的幼苗芽鞘长度。以缺氧反应指数为衡量指标,对幼苗耐缺氧能力进行了QTL分析。RIL群体在第2染色体上检测到1个与SSR标记RM525紧密连锁的QTLqSAT-2-R,解释表型变异的8.7%;在第7染色体上检测到1个与RM418紧密连锁的QTLqSAT-7-R,解释表型变异的9.8%;增效等位基因均来自C堡。BIL群体检测到6个QTL,分布在第2、3、5、8、9和12染色体上,分别解释表型变异的16.2%、11.4%、7.3%、5.8%、9.5%和14.0%;其中qSAT-2-B、qSAT-3-B和qSAT-9-B增效等位基因来自Nipponbare。与qSAT-2-B紧密连锁的RFLP标记为C747,C747对应SSR标记RM1367;qSAT-2-R与qSAT-2-B相距7.2cM。     

水稻抽穗期主效QTL qHd8.1的精细定位

 从广陆矮4号/日本晴染色体片段代换系群体中筛选到1个株系C23011。该株系除第8染色体短臂上的一个片段来自广陆矮4号外,背景均与日本晴相同。该株系在自然长日照条件下比轮回亲本日本晴提早抽穗约14.1 d,但在短日照条件下,两者抽穗期无显著差异。利用BC4F2世代中筛选到的一个目标区段杂合但背景基本纯合的单株自交一代后得到的BC4F3分离群体进行遗传分析。在该群体中单株抽穗期呈不连续的双峰分布,迟抽穗和早抽穗单株比例符合3∶1的分离比,表明抽穗期受1 个主效QTL qHd8.1控制。利用BC4F3群体中共1628株早抽穗的单株将qHd8.1精细定位在BAC克隆AP005164上标记S8111和S849之间,物理距离约为59.94 kb,该区间共有7个预测基因。