基于单片段代换系玉米子粒性状的QTL定位

利用lx9801为遗传背景的昌7-2单片段代换系为基础材料,通过一年两点的田间试验,对粒重、粒长、粒宽和粒厚进行QTL分析。在两个试验点共检测到31个玉米子粒性状的QTL,包括12个粒重QTL、7个粒长QTL、8个粒宽QTL和4个粒厚QTL。其中,有2个粒重QTL、2个粒长QTL和1个粒厚QTL在两试验点同时检测到,可分别解释5.53%、9.09%、4.55%、4.18%和7.70%的表型变异。     

两种供氮水平下玉米穗部性状的QTL定位

以优良杂交种豫玉22两亲本Z3和87-1为基础构建一套F8家系的重组自交系群体为研究材料,在正常供氮和低氮两种氮水平下进行田间试验,利用复合区间作图法对玉米穗长、穗行数、行粒数、百粒重和单穗粒数进行QTL定位分析。两种氮水平下共定位到24个玉米穗部性状的QTL位点,其中正常供氮条件下定位到13个QTL,低氮水平下定位到11个QTL,集中分布在第1(8个QTL)、第5(6个QTL)和第8(5个QTL)染色体上。两种氮水平下共位或紧密连锁的QTL位点较少,表明玉米穗部性状在低氮水平下的遗传机制发生很大改变。研究发现,第1染色体umc1122/bnlg1556位点是一个控制低氮水平下玉米单穗粒数的主效QTL,单个QTL可解释19.7%的表型变异,该位点还同时影响低氮水平下玉米穗长、穗行数和百粒重的表型。与前人定位结果比较发现,该位点所在的染色体区域是一个产量及氮效率相关性状的QTL富集区,对此位点附近进行相关分子标记辅助选择,可能会在玉米氮高效分子育种上有所突破。     

两种磷水平下玉米苗期根系性状的QTL定位

以耐低磷性状具有明显差异的玉米自交系X178和9782为亲本构建的重组自交系为研究材料,在正常供磷与低磷胁迫下对玉米苗期根系和地上部分干重等性状进行表型鉴定和QTL定位分析。结果表明,低磷胁迫下重组自交系地上部分干重下降最多,显示低磷胁迫下玉米苗期优先确保根系生长发育。两种磷水平下共检测到9个性状的16个QTL,主要位于第1染色体上,其中,正常磷水平下富集了5个QTL的bin1.06区域、低磷胁迫下集中了3个QTL的bin1.03区域可能是含有控制根系或磷利用相关性状基因的重要染色体区域。在定位的16个QTL中,位于第7染色体的根冠比QTLqRRS7_LP可解释表型贡献率高达14.06%,且增效等位基因来源耐低磷亲本X178,表明若对该位点进行分子标记辅助选择,可能会对耐低磷性状改良具有明显的选择效果。     

玉米主要营养品质性状的QTL定位

以LX00-6×E28的278个F_2:3家系为作图群体,通过SSR标记利用MAPMAKER/EXP3.0和Mapdraw 2.0构建遗传连锁图谱.该连锁图覆盖玉米基因组1 508.1 cM,包含124个标记,相邻两标记的平均距离为12.2 cM.利用QTLMaper2.5软件,结合主要品质性状的检测结果,运用复合区间作图法,以LOD=2.0对玉米主要品质性状进行全基因组QTLs扫描,检测到两个与淀粉含量相关的QTL位点,分别位于第1、8条染色体上,表现为部分显性效应和加性效应,并在第1条染色体上检测到1个与油分含量相关的位点,表现为加性效应.     

玉米子粒体积和比重的QTL分析

以玉米杂交种豫玉22的父母本综3和87-1构建的294个玉米F9:10家系为材料,通过北京上庄(2006年)和昌平(2007年)两年随机区组田间试验和分子标记分析,研究了玉米子粒体积和比重两个重要产量性状的遗传变异。采用复合区间作图法,2006年定位到了与子粒体积和比重相关的5个QTL,2007年定位到了与子粒体积和比重相关的10个QTL,有3个QTL两年均检测到,其中5个QTL与子粒体积相关,7个QTL与子粒比重相关。     

基于高密度遗传连锁图谱定位玉米子粒容重及相关性状QTL

利用玉米优良自交系农系531和X178杂交构建的200份RIL群体,基于GBS技术获得SNP标记构建高密度的重组bin遗传连锁图谱,定位控制玉米子粒容重相关QTL。结果表明,构建的物理图谱和遗传图谱的总长度分别为2 017.03 Mb和2 568.99 cM,相邻两个bin标记之间的平均物理距离和平均遗传距离分别为0.27 Mb和0.35 cM。运用所构建的遗传连锁图谱对RIL群体获得的所有目标性状进行连锁作图,两年共定位到4个与子粒容重相关的QTL位点,分别位于chr1、chr7和chr8上;穗部性状穗长、穗粗、穗行数、行粒数和出籽率两年分别共定位到了6、5、5、1、2个QTL位点,位点分布于chr1、chr2、chr3、chr4、chr5、chr7和chr8上。     

两种光、氮条件下玉米苗期根冠性状QTL定位

以根、冠性状差异显著的亲本478和Wu312为基础材料,构建了含218个株系的F8重组自交系群体,利用该群体构建了包含184个SSR标记的遗传连锁图谱,图谱总长度为2 084.1 cM,平均图距为11.3 cM。在低光、高氮下和高光、低氮下对玉米苗期地上部干重、根干重、根冠比、最大根长进行了QTL定位分析,两种条件下共定位到21个与苗期根冠性状相关的QTL位点,低光、高氮条件下定位到11个QTL位点,高光、低氮条件下定位到10个QTL位点,分别位于第1、2、3、4、5、6、7、9染色体上。第6染色体上定位到7个位点,其中一个为控制低光、高氮下根干重的主效位点,贡献率为25.3%。在第1染色体上umc1335-bnlg1556区段同时检测到高光、低氮条件下地上部干重和根冠比的QTL位点,这些位点与地上部干物质的形成密切相关。     

玉米株型性状的QTL定位

以玉米自交系L26和095组配的F2世代为作图群体,采用SSR分子标记技术和复合区间作图法对玉米茎粗等7个株型性状进行基因定位。共检出21个QTL,其中茎粗检测到1个位点(qSD1),穗位高、株高均检测到3个QTL位点(qEH1-qEH3、qPH1-qPH3),雄穗分枝数检测到5个QTL位点(qTBN1-qTBN5),叶片数检测到4个QTL位点(qLN1-qLN4),叶型系数检测到3个QTL位点(qLSC1-qLSC3),叶向值检测到2个QTL位点(qLOV1-qLOV2)。21个QTL中,qTBN1、qTBN4、qLN1、qLN3、qLN4这5个QTL解释表型变异率超过30％,表现出明显的主效QTL效应。研究还发现,有5个影响不同性状的QTL位于染色体上相同标记区间内或与相同标记连锁,分为Ch3-2和Ch8-1两个区段,表现出了成簇分布的特性。     

玉米农艺性状QTL定位分析

以苏玉16(JB×Y53)的F2∶3家系为试验材料,选用分布在玉米10条染色体上的556对SSR引物,对玉米农艺性状进行基因定位并分析其遗传效应。结果表明,556对SSR引物对亲本Y53、JB及其F1进行多态性检测,获得85对多态性引物,多态率为15.3%,其中有76对引物扩增带型清晰,可用于后续QTL的研究工作。共检测到3个与抽穗期QTL连锁的标记,可解释表型变异的8.16%～14.10%;6个与株高QTL连锁的标记,可解释表型变异的6.01%～15.83%;6个与穗位高QTL连锁的标记,可解释表型变异的9.58%～31.89%;4个与茎粗QTL连锁的标记,可解释表型变异的5.84%～11.05%;2个与雄穗分枝数QTL连锁的标记,可解释表型变异的13.21%～24.76%;2个与雄穗长QTL连锁的标记,可解释表型变异的7.56%～7.67%;2个与散粉期QTL连锁的标记,可解释表型变异的7.14%～16.72%。     

不同生育期高温对玉米子粒品质及淀粉糊化特性的影响

以玉米杂交种隆平206与秦龙14为试材,分别在开花期和子粒灌浆期进行高温处理,研究不同生育期高温对玉米穗部性状、子粒品质与淀粉糊化特性的影响。结果表明,开花期与子粒灌浆期高温处理均显著降低秦龙14的子粒行数、行粒数,其中,开花期秦龙14高温处理败育;对隆平206无显著影响,说明隆平206子粒形成过程中耐高温较强。与对照相比,高温显著增加两个品种玉米子粒蛋白质含量,降低子粒脂肪与淀粉含量;品种间比较,高温对秦龙14品质的影响较隆平206大。隆平206不同生育期高温处理比较,灌浆期高温对子粒脂肪含量影响较大,蛋白质含量次之,淀粉含量相对较小,两个高温处理子粒淀粉峰值黏度、低谷黏度、最终黏度与糊化温度显著高于对照;灌浆期高温处理糊化参数的升幅较开花期高温处理大。玉米生育后期高温对玉米子粒品质及糊化特性有显著影响,灌浆期高温较开花期高温对玉米子粒品质的影响较大。开花期高温对玉米子粒育性影响较大,灌浆期高温主要影响玉米子粒品质。     

小麦籽粒性状的QTL定位

为了明确小麦籽粒性状的遗传控制基础,以γ射线诱变结合花药培养创制的大粒、高蛋白小麦新种质H307及生产上主栽品种郑麦9023创建的含有310个株系的重组自交系为实验材料,利用QTL-ICIMapping V3.3软件构建了包含133对SSR标记的遗传连锁图谱,对千粒重、粒长、粒宽、籽粒面积、周长、粗蛋白和淀粉含量进行QTL分析,结果在两年环境条件下共检测到47个加性QTL和10个QTL富集区,其中6个千粒重QTL,分别位于1D、2B、3D、6D和7A染色体上,单个QTL可解释4.54%~13.14%的表型变异;31个粒形QTL,位于1B、1D、2B、3B、3D、5A、5D、6B、6D、7A和7D染色体上,单个QTL可解释2.90%~15.86%的表型变异;10个粗蛋白和淀粉含量QTL,分别位于1A、1B、4B和6A染色体上,单个QTL可解释3.64%~12.19%的表型变异。2B染色体上检测到1个贡献率较大且能稳定表达的重要染色体区段,该区段包含控制小麦千粒重、粒长、粒宽、籽粒面积和周长的10个QTL。1BL染色体上检测到1个控制籽粒粗蛋白含量的微效QTL,对表型的贡献率为3.64%,与连锁分子标记gwm818的遗传距离为0.22cM,该位点是一个不同于前人研究结果的新位点。     

低氮胁迫对不同基因型玉米根部性状的影响

By using pot cultivation,an elite hybrid Nongda 108 and its parents as well as its three F2:4 family lines were grown under nitrogen applied(N+) and no N applied(N-) conditions to analyze the root traits of maize with variance genotypes on different stages.The results showed that significant or highly significant differences existed in the 4 root traits among genotypes at elongation stage,flowering stage and grain filling stage.Beside for the hybrid Nongda108 appearing obviously heterosis,the inbred line Xu178 was higher or significant higher in the 4 root traits than any other lines which ranked unstably in the root traits over stages,such as the line 2 was the poorest in root activity among the 5 lines,but its root volume was more larger,only smaller than that of Xu178,also the inbreed line Huang C was small in root volume but with more main root numbers.Obviously,keeping co-regulation among the root traits was the key for Xu178 to maintain excellence.The root traits appeared more higher over the 3 stages under N+ than N-condition,while the increasing rate varied with genotypes,Nongda108 and Xu178 with little increasing rates which referred that Xu178 was insensitive to low nitrogen stress,and was a high nitrogen using efficiency genotype under low nitrogen condition and also which was the genetic basis for Nongda108 to be a high nitrogen using efficiency hybrid.     

玉米株型相关性状的QTL定位与候选基因分析

以玉米自交系ZNC442和SCML0849为亲本构建的131份F2:3家系为材料,结合简化基因组测序(GBS)的基因型鉴定结果与该群体在多环境下的株型评价数据,利用完备区间作图法对株高、穗位高、叶夹角、穗上叶片数、雄穗分枝数、雄穗主轴长等株型相关性状进行QTL定位。结果表明,2个环境下共检测到98个株型相关QTL,分布于10条染色体上。结合已公开的QTL定位信息,利用生物信息学分析筛选出5个控制株型相关性状的候选基因。Zm00001eb037290、Zm00001eb033500、Zm00001eb033600、Zm00001eb033610与株高相关,其编码的PosF21转录因子、E3泛素蛋白连接酶ATL6、丝氨酸/精氨酸丰富剪接因子和MYB102转录因子,分别通过参与赤霉素的合成、调节C/N反应、调控细胞分裂素变化等过程调控节间生长发育与植株大小。