不同基因型水稻稻米加工品质和外观品质的生态型差异

以7个粳稻品种和4个籼稻品种为材料，分析了稻米加工品质和外观品质在江苏省不同生态地区间的差异及其变化特征。结果显示，不同的水稻品种对不同生态环境的适应性存在着差异，并有强弱之分；粳稻的加工品质根据其品种类型的不同，在不同稻区有不同的表现，籼稻的加工品质在江苏中北部地区表现较好；粳稻品种的外观品质在江苏中部里下河稻区较优，籼稻品种的外观品质则以纬度较高的地区较优。     

不同基因型水稻稻米加工品质和外观品质的生态型差异

以7个粳稻品种和4个籼稻品种为材料,分析了稻米加工品质和外观品质在江苏省不同生态地区间的差异及其变化特征.结果显示,不同的水稻品种对不同生态环境的适应性存在着差异,并有强弱之分;粳稻的加工品质根据其品种类型的不同,在不同稻区有不同的表现,籼稻的加工品质在江苏中北部地区表现较好;粳稻品种的外观品质在江苏中部里下河稻区较优,籼稻品种的外观品质则以纬度较高的地区较优.     

国内外优质稻米品质性状研究进展

重点介绍了国内外稻米品质性状及其相关性研究的进展。有关稻米品质性状的研究基本上概括为碾米品质、外观品质和食味品质3个方面,其中食味是决定稻米品质优劣的重要性状,弄清稻米食味与其它品质性状的相关性及其作用特点和规律,为优质稻米生产和优质米育种提供理论参考,制定我省特色的优质米评价方法,发展创汇及特色农业具有重要的借鉴意义。     

利用高代回交导入系定位稻米外观品质性状QTL

利用252个Lemont导入到特青背景的高代回交导入系,研究稻米外观品质性状相关的数量基因定位.共检测到控制垩白度的3个QTL,分别位于第6、7、8染色体上;控制粒长的QTL 3个,分别位于第4、7和11染色体上;控制粒宽的QTL 5个,分别位于第2、4、6、7、11染色体上;控制粒长宽比的QTL 2个,分别位于第2和第6 染色体上;第7 染色体的OSR4-RM505区间是垩白度、粒长和粒宽的共同基因座位,第 6 染色体的RM439-RM340区间同时控制垩白、粒宽和长宽比;影响稻米外观品质相关性状的一些QTL位于同一染色体的相同或者相邻区域上.     

杂交籼稻稻米主要品质性状的遗传改良

通过对杂交稻米整精米率、垩白率、长/宽、直链淀粉含量、胶稠度、碱消值、蛋白质含量共7项主要品质性状表现及其与亲本关系的分析,以及该7项品质性状之间的相关性分析,提出改良籼型杂交稻米品质的途径：①要使杂交稻具有良好的外观和蒸煮品质,应降低不育系和恢复系的直链淀粉含量、垩白率、增加长/宽,并选用双亲胚乳性状差异小的亲本;②要求杂交稻的整精米率高,必须选育整精米率均高的素本;③要提高优质杂交稻的营养品质,可通过选育适当的亲本来实现。     

杂交稻稻米品质的遗传相关分析

用7个米质有明显差别的不育系与7个恢复系组成不完全双列杂交,对杂交水稻碾磨品质与外观品质进行了遗传相关分析。结果表明,整精米粒长、整精米粒宽、整精米长宽比、垩白度以基因加性效应起主导作用,而糙米率,精米率、整精米率、垩白率、垩白大小这些性状中遗传变异则主要来自基因的非加性效应。狭义遗传力以整精米粒长、整精米粒宽、整精米长宽比较高,这些性状可作为早代选择的问接指标。糙米率、精米率和整精米率这3个碾磨品质性状之问都呈极显著正相关。通径分析表明,对整精米率影响起着首要作用的为精米率,其次为整精米粒宽;对垩白率只有糙米率和整精米长宽比起显著作用;整精米粒宽对整精米长宽比影响最大。选择整精米长宽比大的材料对降低垩白率和垩白度有一定程度的作用。     

稻米外观品质性状的遗传与标记定位研究进展

综述了稻米外观品质粒长、粒宽、长宽比和垩白等性状的分子遗传研究状况及稻米品质的相关性研究,归纳列举了经典群体的外观品质性状的QTLs和部分已被克隆的外观品质性状基因。对部分标记定位的重要QTLs在育种中的应用前景进行了简要概述。     

盐胁迫下水稻稻米外观品质性状的遗传分析

应用前人的基因型×环境互作的加性、显性遗传模型(ADE),在盐胁迫条件下,对水稻稻米外观品质性状进行遗传效应分析,结果表明:①水稻稻米的外观品质性状普遍存在基因加性效应和显性效应,以及基因型×环境互作效应.但不同性状的加性效应和显性效应所起的作用有所不同;③不同性状的遗传率大小不同,所受环境的影响也不同.外观品质性状的遗传率都以普通狭义遗传率为主,互作狭义遗传率较小;③谷粒长、谷粒宽、糙米宽、糙米长、糙米厚和糙米率等性状在盐胁迫条件下,有比较稳定的遗传表现.     

籼稻稻米外观品质与其它品质性状的相关性分析

利用６个籼型不育系和３个籼型恢复系按不完全双列杂交方式配制杂交组合，考察稻米观品质等米质性状，采用种子坯乳模型分析成对性状间多种遗传相关，结果表明，粒长与长宽长，长宽比与直链淀粉含量，垩白面积与胶稠度，垩白面积与蛋白质指数以及垩白面积与赖氨酸指数性状间具有明显的种子直接加性相在，母体植株加性相关以及种子直接加性与母体植株加性相关，但也受制于一些显性相关分量，而粒长与粒宽，粒宽与长宽比，粒宽与垩白面     

水稻外观品质性状和千粒重的QTLs分析

通过以明恢63和优质泰国香米KDML105两个籼稻品种为亲本杂交的重组自交系(Recombinant inbred line,RIL)群体,构建包含134个简单重复序列标记(SSR)的遗传连锁图谱.2009、2010年对水稻(Oryza sativa L.)的粒长、粒宽、粒形、粒厚、腹白率、心白率和千粒重进行数量性状位点(QTL)定位.2009年检测到16个QTLs,其中粒长、粒宽、粒形、粒厚、腹白率、心白率和千粒重分别检测到2、2、1、1、1、1和8个QTLs,单个QTL可解释表型变异的4.43％～ 13.06％.2010年检测到19个QTLs,其中粒长、粒宽、粒形、粒厚、腹白率、心白率和千粒重分别检测到2、3、3、2、3、3和3个QTLs,单个QTL可解释表型变异的6.04％～24.31％.千粒重qTGW-3和qTGW-6-2在2009、2010年两年中均被重复检测到,qTGW-3在两年中分别可解释表型变异的13.06％和7.12％,qTGW-6-2在两年中分别可解释表型变异的7.66％和14.56％.     

不同环境下水稻株高和穗长的QTL分析

【目的】水稻株高和穗长是影响水稻产量的2个重要因素,选育长穗大粒和株高适中的品种将对水稻的增产有非常重要的意义。通过对株高和穗长进行多环境QTL分析,鉴定稳定表达的株高和穗长的主效QTL,增加对株高和穗长遗传行为的了解,为水稻株型育种提供参考。【方法】首先,以辽宁省超级粳稻品种沈农265和云南省的地方粳稻品种丽江新团黑谷杂交衍生的粳-粳交重组自交系（recombinant inbredline,RIL）群体为试验材料,采用QTL IciMapping v3.0软件基于完备复合区间作图法在多环境条件下（沈阳,2011;海南,2012年;沈阳,2013年）对株高和穗长进行QTL分析;其次,基于上面定位的结果,结合已发表的文献和水稻数据库中的相关数据,对在3种环境条件下检测到的主效QTL进行比较分析,确定其可靠性;最后,采用主效QTL-BSA法（Bulked Segregant Analysis of Major QTL）对3种环境条件下检测到的主效QTL进行分析,进一步缩小目标QTL的区间范围。【结果】在3种环境条件下,沈农265和丽江新团黑谷的株高和穗长均存在显著差异,在RIL群体中,株高和穗长存在较大幅度变异,呈现双向超亲分离,近似于正态分布,这表明株高和穗长均为多基因控制的数量性状。在3种环境下,共检测到9个与株高和穗长相关的QTL,包括5个株高QTL,分布于第6、7、9和12染色体上,LOD介于2.67-19.39,加性效应值在-17.68-2.90,单个QTL贡献率为4.25%-37.35%;4个穗长QTL,分布于第6、7和9染色体上,LOD介于3.57-23.18,加性效应值在-3.22-1.42,单个QTL贡献率为11.30%-61.62%。有5个QTL被单独检测到,仅有4个QTL能在2个或3个环境中被检测到。其中,位于第9染色体上相同区间的qPL9a和qPH9能在3种环境中被检测到,而位于第7染色体上相同区间的qPH7和qPL7b分别能在2种或3种环境中被检测到,增效等位基因均来自丽江新团黑谷。同时,依据已发表的相关文献和Gramene网站对所定位的主效QTL进行整合分析,在第7染色体上的RM10-RM248区域存在一个油菜素内酯的信号转导调控因子基因OsBZR1和8个控制株高或穗长相关的QTL,在第9染色体上的RM566-RM242区域存在多个赤霉素合成或油菜素内酯合成相关基因和9个控制株高或穗长相关的QTL,进一步验证了所检测到的主效QTL的可靠性。利用主效QTL-BSA分析法将第9染色体上控制株高和穗长的QTL-qPHL9（qPL9a和qPH9）定位在RM1189-RM24457,物理距离522.46 kb,而将新发现的第7染色体QTL-qPHL7（qPL7b和qPH7）定位在RM478-RM429,物理距离为856.49 kb。【结论】3种环境中,在沈农265和丽江新团黑谷的RILs群体分别检测到5个控制株高和4个控制穗长的QTL,其中位于第9染色体上的主效QTL-qPHL9同时影响株高和穗长,在3种环境中均能被检测到,位于第7染色体上的主效QTL-qPHL7同时影响株高和穗长,该位点能在2种环境中被检测到,是一个新的多效性QTL位点。     

水稻耐冷性遗传及基因定位研究进展

综述了水稻芽期、苗期、孕穗期和开花灌浆期耐冷性的遗传研究概况和耐冷性基因定位的研究进展,并对今后水稻耐冷性研究提出了建议和展望。     

水、旱稻千粒重和产量QTL效应的验证

 【目的】验证水稻和旱稻千粒重、单株产量QTL定位的真实性、准确性及其表型效应。【方法】（1）利用水、旱稻杂交、回交所产生的BC1、F2 3个分离群体对重组自交系（RIL）群体定位到的千粒重、单株产量的QTL效应进行选择验证。（2）依据千粒重、单株产量QTL两侧的分子标记按双标记、单标记进行选择验证。【结果】（1）千粒重、单株产量QTL在不同群体、不同的遗传背景中的遗传稳定，表型效应明显。旱田种植条件下，2个回交群体和自交育种群体携带有千粒重QTL tgw6.1有利等位基因的个体与没有携带tgw6.1有利等位基因个体的均值差为3.18～3.62 g，均达到极显著水平，表型效应为13.94%～18.15%；携带有单株产量QTL yp6.1有利等位基因的个体与没有携带yp6.1有利等位基因个体的单株产量均值差为5.04～8.18 g，达到显著或极显著水平，表型效应为34.89%～58.88%。（2）QTL标记区间较大（如本研究中的标记区间，13.5 cM）时，利用双标记选择更为可靠；标记与QTL距离较小（如本研究中的RM527，1.5 cM）时，利用靠近QTL的单侧标记进行选择也可以获得较好效果。此外，本文还就QTL定位中的一因多效现象及MAS对数量性状选择的有效性等进行了讨论。【结论】利用QTL分子标记辅助选择提高抗旱等复杂性状的选择效率是可行的。     

水稻苗期生长特性的遗传剖析

 以1个水稻重组自交系为作图群体进行盆栽试验，分别在播种后第14、24、34和44天进行第1、2、3和第4次取样，考察秧苗苗高和干物重以及播种前所用种子的千粒重。结合1张高密度的遗传图谱，对性状进行复合区间作图，分别检测到控制秧苗干物重、苗高和种子千粒重的主效应QTL 6、14和3个。其中，位于3号染色体RM148-RM85区段的QTL qGC-3-3同时影响第4期干物重和第1、3和4期苗高，且其对苗高的效应呈逐期递增的趋势。与qGC-3-3相反，位于5号染色体RM163-RM161区段的QTL qGC-5 同时影响第1～3期的干物重和苗高，但其效应由强趋弱。在第1～4期中，秧苗干物重与苗高的相关系数分别为0.60～.70，为极显著（P<0.01）正相关。秧苗干物重和苗高与种子千粒重的相关性均呈逐期递减的趋势、以至于到后期相关性较弱或不显著。QTL定位结果表明，对种子千粒重效应最大的QTL正是上述5号染色体上的qGC-5，该QTL对这3个相关性状的效应方向均一致，但对秧苗干物重和苗高的效应大小是逐期递减。将本研究中定位到的QTL与已报道的利用同一定位群体所检测到的籽粒产量性状QTL相比较，发现有的QTL（如3号染色体上的QTL qGC-3-1和qGC-3-3）尽管在水稻生育早期的效应较小，但其效应随着生育进程的发展而逐期递增，且加性效应的方向在全生育期一致；有的QTL（如5号染色体上的qGC-5）在水稻生育早期的效应相对较大，但其效应逐期减弱，以至于对生育后期的生长发育和产量性状没有直接影响或影响很小。这些QTL的表达具有较强的时期特异性。     

水稻第6染色体短臂产量性状QTL簇的分解

【目的】将水稻第6染色体短臂上产量性状QTL分解到更小的区间中。【方法】从珍汕97B/密阳46重组自交系群体筛选到针对第6染色体短臂RM587-RM19784区间的剩余杂合体,衍生了一个由221个株系组成的F2:3群体,种植于海南和浙江两地,考察每株穗数、每穗实粒数、每穗总粒数、千粒重、结实率和单株产量,建立SSR标记连锁图,应用Windows QTL Cartographer 2.5检测QTL。【结果】在所分析的6个性状中,除穗数外在第6染色体短臂上的目标区间均检测到QTL,分别座落于目标区域中3个以上的不同区间中,单个QTL对群体性状表型变异的贡献率为6.3%～35.2%;控制产量构成因子的QTL基本以加性作用为主,但3个单株产量QTL的显性度分别为1.65、0.84和0.42。【结论】目标区间存在3个以上的产量性状QTL,且同一区间控制不同性状的QTL、不同区间控制同一个性状的QTL在遗传作用模式、效应方向和效应大小上存在一定差异。     

水稻根系性状QTL的整合、分类和真实性分析

为提高水稻根系性状QTL分子标记辅助选择利用效率,利用饱和分子标记连锁图谱,对已发表的水旱稻根系性 QTL进行了整合,并对这些QTL的贡献率、分布特点和真实性进行了分析.结果如下:通过对QTL贡献率分析得到11个主效QTL;根据QTL在染色体上的位置,确定1,2,3,5,11号染色体上共11个分子标记区域为"一因多效"可能性较大区域;通过对这些QTL的真实性分析共得到35个"真实"QTL和3个"热点"QTL.这些主效QTL、成簇分布QTL及"热点"QTL可作为水稻根系性状分子育种的重要候选区域.     

利用高密度遗传图谱定位水稻耐低氧萌发 QTL

【目的】耐低氧萌发能力是水稻直播适应性的核心性状之一。采用直播型温带粳稻品种 Francis 和多穗型优质恢复系 R998 衍生的重组自交系群体开展水稻耐低氧萌发 QTL 定位研究,旨在为直播稻品种培育提供新的有价值的基因资源,促进直播稻新品种培育和直播稻生产方式的推广。【方法】以 28 ℃ 淹水 10 cm 暗培养 7 d 的水稻胚芽鞘长、芽长和最大根长作为耐低氧萌发能力指标,通过低倍基因组重测序构建含有 3 106 个bin 标记的高密度遗传图谱,采用 WinQTL Cart 2.5 进行 QTL 扫描。【结果】低氧萌发条件下,Francis 的胚芽鞘长度和根长显著高于 R998,但是两者芽长差异不显著。构建的遗传图谱总图距为 3 646.2 cM,其中 12 号染色体标记数最少,1 号染色体标记数最多,分别为 174 个和 389 个。遗传图谱的标记平均图距为 1.21 cM,各染色体的平均图距范围为 0.68 ~1.84 cM,5 cM 以上的 Gap 比例为 0.36%。采用复合区间作图法（CIM）,共检测到分布于 5 条染色体上的 6 个耐低氧萌发相关 QTL。其中,控制胚芽鞘长度、芽长和根长的 QTL 个数分别为 3、1、2 个。表型贡献率超过 10% 的 2 个 QTL 是胚芽鞘长度位点 qCL9 和芽长位点 qSL5,二者分别解释群体表型变异的 13.39% 和 10.78%。qCL9 与根长 QTL qRL2-1 的增效等位基因均来自亲本 Francis,其余 4 个 QTL 的增效等位基因来自亲本 R998。6 个 QTL 中有 3 个暂未见报道,可能是新的 QTL。【结论】Francis 和 R998 低氧萌发特性存在显著差异,双亲中均含有耐低氧萌发的增效等位基因。qCL9 和 qSL5 是分别影响胚芽鞘长和芽长的主效QTL,在直播稻分子育种中具有潜在应用价值。     

陆地棉产量、纤维品质相关性状主效QTL和上位性互作分析

 【目的】为了能够较为全面地了解陆地棉产量和纤维品质相关性状的遗传基础,利用包含471个标记、总长3 070.2 cM、覆盖棉花基因组65.88%左右的遗传图谱对其进行主效QTL定位和上位性互作分析。【方法】以DH962×冀棉5号的F2:3家系为分析群体,用WinQTLCartV2.5进行复合区间作图定位主效QTL,利用EPISTACY软件对共显性标记进行两位点的上位性互作分析。【结果】共检测到9个与产量相关性状的主效QTL,和5个与纤维品质相关性状的主效QTL,整齐度和比强度在显著LOD阈值下没有检测到相关QTL。共检测到75对互作位点,大多数互作属于非QTL位点与非QTL位点之间的互作,互作类型以加性显性互作和显性加性互作为主。所涉及的性状中,影响衣分和纤维长度的互作位点最多,单株铃数和衣指的最少。在LG1上检测到1个同时控制单株籽棉重、单株皮棉重和籽指主效QTL。在两位点的互作对中也发现了同时影响单株籽棉重、单株皮棉重和马克隆值的互作位点1对,同时影响衣分和纤维长度的互作位点4对。【结论】除了主效QTL外,上位性是陆地棉产量和纤维品质性状的重要遗传基础。主效QTL的效应小和上位性互作将会使得棉花分子标记辅助育种更加困难和复杂。表型相关的性状是由相同的QTL/互作位点所控制,这有助于多个性状的同时选择。     

水稻苗期耐冷性QTLs的分子定位

进行耐冷性数量性状（QTLs)的精细定位，可为水稻耐冷性分子育种提供条件。以籼稻品种二九青和粳稻品种Yukihikari杂交后自交8代得到的79个重组自交系（RIL）群体为材料，用89个微卫星标记构建了该群体的分子连锁图谱。用4种低温处理21d的幼苗高度作为耐冷性指标，对RIL群体进行了耐冷性分析。4种温度条件下共定位了10个耐冷性数量性状位点，其中2个QTLs在4种环境条件下都能检测到，1个QTL在三种环境条件下能检测到，6个QTLs在2种环境条件下能检测到，而1个QTLs却只能在1种环境条件下检测到。10个QTLs可解释的表型变异从4．85％到22．47％。位于第1染色体上的RM104和位于第9染色体上的RM160位点，在4种环境下都能稳定表达，是对环境条件相对稳定的QTLs，可作为苗期耐冷性分子标记辅助选择育种的依据。