水稻复合农艺性状QTL剖析

为了解水稻复合性状的数量性状基因座(QTL),在利用单片段代换系进行QTL鉴定的基础上,剖析了水稻株高QTL与主茎高和穗长QTL,主茎高与倒一节间长、倒二节间长、倒三节间长和倒四及以下节间长QTL,谷粒长宽比QTL与粒长和粒宽QTL,每穗粒数QTL与一次枝梗数和二次枝梗数QTL的关系。结果表明:鉴定出株高QTL的6个单片段代换系中有4个只检测出了主茎高QTL,其加性效应百分率为86.00%～99.55%,有1个只检测出了穗长QTL,其加性效应百分率为48.31%,有1个同时检测出了主茎高QTL和穗长QTL,其中主茎高QTL的加性效应百分率为81.72%,穗长QTL加性效应百分率为18.28%;在检测出主茎高QTL的7个单片段代换系中,有1个只检测出倒一节间长QTL,有2个只检测出倒二节间长QTL,有2个检测出倒一节间长QTL和倒二节间长QTL,有2个只检测出倒三节间长QTL;不同的单片段代换系中检测出的节间长的QTL加性效应百分率变化范围为-128.62%～172.07%;7个检测出谷粒长宽比QTL的单片段代换系中,有5个只检测出粒长QTL,1个只检测出粒宽QTL,1个同时检测出了粒长QTL和粒宽QTL;检测出每穗粒数QTL的3个单片段代换系中,有2个只检测出二次枝梗数的QTL,有1个同时检测出一次枝梗数QTL和二次枝梗数的QTL。这些结果表明,代换片段中如能检出复合性状QTL,也可以检出其构成性状QTL;复合性状QTL的加性效应的大部分可由其构成性状QTL的综合效应来解析,但相同的复合性状,不同代换片段检出的构成性状QTL不同。     

水稻抽穗期QTL鉴定及重叠群作图

以40个单片段代换系(Single Segment Substitution Lines,SSSLs)为试材,分别在2012和2013年对水稻抽穗期QTL进行分析,其中30个SSSLs能够在两年中重复检出,占检出SSSLs的78.9%。经重叠群作图分析,鉴定出11个抽穗期QTL,分别位于第1、2、3、4、6、8、10染色体上,这些QTL具有较大的加性效应,且受环境影响较小。     

利用染色体单片段代换系定位水稻粒重QTL

粒重是决定水稻产量的三要素之一,是由多基因控制的数量性状。本研究以广陆矮4号为受体,日本晴为供体的119个染色体单片段代换系群体为试验材料,利用 SPSS软件分析了粒重与粒形性状之间的相关性,通过单因素方差分析和 Dunnett’s多重比较,测验单片段代换系与受体亲本广陆矮4号之间粒重的差异,以2年都能检测到的显著差异位点作为稳定表达的 QTL。结果表明：千粒重与粒长、长宽比呈极显著正相关,与粒宽、粒厚相关性不显著;以 P≤0.001为阈值,2年都能检测到的千粒重相关 QTL 19个,分布在除第10、12染色体以外的10条染色体上。其中,10个QTL的加性效应表现为增效作用,其加性效应值的变化范围为0.49~2.74 g,加性效应百分率的变化范围为2.00%~11.05%;9个 QTL加性效应表现为减效,加性效应值的变化范围为0.60~2.35 g,加性效应百分率的变化范围为2.40%~9.48%。这些QTL的鉴定,为进一步精细定位或克隆相应 QTL奠定了基础。     

利用染色体片段置换系群体检测水稻产量相关性状QTL

为了发掘单株产量及其构成因素相关性状的数量性状基因座(QTL),本研究以9311/日本晴染色体片段置换系群体为材料,调查了单株产量及单株产量构成因素(单株实粒数、单株总颖花数、结实率、每穗实粒数、有效穗数、每穗颖花数、千粒质量等8个性状)。利用Ici Mapping v3.1软件,将分子标记检测结果与田间性状调查值相结合,定位了与单株产量、单株实粒数、千粒质量、每穗颖花数、结实率、单株总颖花数6个性状有关的QTL,未定位到与有效穗数(EPN)和每穗实粒数(GPP)有关的QTL。共定位到的10个相关QTLs,分别分布于第1条、第2条、第5条、第7条、第8条染色体的7个区间,贡献率为7.52%~44.59%,其中4个QTLs的贡献率大于10.00%。单株产量q GY1,单株实粒数q GN1,结实率q SSR1.2、q SSR2和q SSR8,加性效应值为负值,表明9311的等位基因表现为增效作用;单株总颖花数q SN2,结实率q SSR1.1,千粒质量q TGW5,每穗颖花数q SPP5和q SPP7,加性效应值为正值,表明日本晴的等位基因表现为增效作用。10个QTLs位点中,除q SN2、q TGW5、q SPP5与已克隆的LP、q SW5、Os NADH-GOGAT2可能位于同一区域外,其余7个位点均未被克隆或精细定位。     

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。     

利用染色体单片段代换系定位水稻结实率QTL

结实率是评价水稻品种应用价值的重要农艺性状之一,是产量重要的构成因素,易受到高温、低温、干旱等环境因素的影响,对结实率QTL进行定位并研究其遗传效益在水稻育种中至关重要,为进一步精细定位及克隆相应QTL和开展水稻结实率分子育种奠定基础。以籼稻品种扬稻6号为受体、粳稻品种日本晴为供体构建的一套染色体片段代换系为材料,利用多元回归分析方法,结合Bin图谱,对代换系上的结实率QTL进行鉴定,结果表明,在水培条件下共定位14个控制水稻结实率性状的QTL,分别位于3~11染色体上,其中,2010年定位2个,2011年定位5个,2012年定位7个;贡献率大于20%的QTL共有9个,分别是q SSR5.1、q SSR7.1、q SSR9.1、q SSR11.1、q SSR3.2、q SSR3.3、q SSR4.1、q SSR8.2和q SSR9.2WTBZ〗,其中,贡献率最大的QTL为q SSR5.1,贡献率为49.76%,被定位在第5染色体上731 482 bp区间内。     

水稻染色体片段代换系Z745的鉴定及穗部性状QTL定位

对水稻染色体片段代换系Z745进行染色体代换片段鉴定,并用以日本晴为背景亲本、水稻染色体片段代换系Z745为供体亲本杂交构建的次级F_2群体定位水稻穗部性状QTL,以期发现新的穗部性状QTL。结果发现,Z745共含有17个代换片段,分布于第1、3—8、10和12染色体,代换片段总长度为26.1 Mb,平均代换长度为1.54 Mb;Z745的穗长、一次枝梗数、二次枝梗数和穗粒数均极显著高于日本晴;鉴定出21个穗部性状QTL,分布于其中9个代换片段上,位于第1、3—5、7—8、10和12共8条染色体上,其中,穗长QTL 4个(1、4和7染色体)、一次枝梗数QTL 4个(1、5、7和8染色体)、二次枝梗数QTL 6个(1、7、10和12染色体)、穗粒数QTL 7个(1、3、7、8、10染色体)。定位到的穗长QTL (qPL7-1、qPL7-2)、二次枝梗数QTL(qNSB7-1)和穗粒数QTL(qSPP1-1)已被报道,其余穗部性状QTL尚未报道。     

基于水稻染色体片段代换系的粒形QTL鉴定分析

利用染色体片段代换系材料,在3个环境中共鉴定出了25个与粒形相关的QTL.其中8个粒长QTL,5个粒宽QTL,5个谷粒长宽比QTL和7个粒厚QTL,分布于除第8、11、12的9条染色体上.     

水稻单片段代换系抽穗期QTL鉴定及遗传分析

适宜的抽穗期是水稻（Oryza sativa）获得理想产量的前提。本研究利用带有晚抽穗基因的单片段代换系（SSSL）为供体,华粳籼74为受体亲本,发展F2次级分离群体。通过t测验比较单片段代换系与受体亲本华粳籼74之间抽穗期的差异,同时对代换片段上的抽穗期QTL进行鉴定。以P≤10-6为阈值鉴定出抽穗期QTL,此QTL位于水稻的第6染色体。调查记录F2次级分离群体单株抽穗期,并对统计结果进行卡方（χ2）测验。结果显示,F1代单株表现为早抽穗,F2代早抽穗和迟抽穗植株数符合3∶1的分离比,早抽穗表现为显性。     

水稻剑叶形态与产量的关系及相关性状的QTL分析

对以02428DD/南京11配置的F2群体剑叶形态和单株产量等9个性状进行了相关分析和QTL定位。结果表明剑叶形态性状与部分产量性状呈现显著或极显著相关关系,共检测到6个性状的9个QTL,分布于6条染色体上,贡献率介于6.52%～16.65%,大于10%的位点有5个。其中剑叶长宽比qFLWR10与控制千粒重的qGW6初步确定为新QTL。以上研究结果可为叶片形态和产量性状QTL的精细定位及性状协同改良提供有益的信息。     

Detection of QTLs for Important Agronomic Traits and Analysis of Their Stabilities Using SSSLs in Rice

Single segment substitution lines （SSSLs） each with a single chromosome segment from a donor under the same genetic background as the recipient were developed in rice by advanced backcrossing and molecular marker-assisted selection. Using the SSSLs, the QTLs for the important agronomic traits in rice would be detected under different environmental conditions. Detection of the QTLs controlling 22 important traits in rice was done with 32 SSSLs by the randomized block design in 2-4 cropping seasons. 59 QTLs were detected and distributed on chromosomes 1, 2, 3, 4, 6, 7, 8, 10, and 11, of which 18 QTLs were detected more than twice. Only 30.5% of the QTLs were detected repeatedly in different cropping seasons. Most of the QTLs of important agronomic traits were of little additive effects and instability. The QTLs controlling the traits, such as grain weight, grain length, ratio of grain length to width, and heading date were relatively stable. The stable QTLs usually had larger additive effects and were less affected by environment. The QTLs for the important agronomic traits were detected using the SSSLs in rice with high resolution under different environmental conditions. The instability of the QTLs may be the basis of the variation of rice plants during growth and development. It would be the genetic basis for improving yield and quality in rice cultivars by farming methods.     

TD70/Kasalath RIL群体定位水稻穗部主要性状的QTL(英文)

利用穗部性状存在明显差异的粳稻TD70和籼稻品种Kasalath杂交,经单粒传法获得的240个重组自交系(RIL)为作图群体,分别于2010和2011年对穗长每穗总粒数和着粒密度进行鉴定,用完备区间作图法,以均匀分布于12条染色体的141个SSR标记对粒型性状进行QTL检测结果表明,共检测到3个性状的QTL23个,其中控制穗长的5个QTL每穗总粒数的8个QTL着粒密度的10个QTL,分布在第2、3、4、6、7、8、9和10染色体上,LOD值范围为2.5~9.3,单个QTL的贡献率介于4.0%~20.8%之间第2染色体的RM5699-RM424第3染色体的RM489-RM1278第4染色体的RM3367-RM1018和第6染色体的RM3343-RM412区间,都检测到同时影响每穗总粒数着粒密度的QTL,2年均被检测到的QTL共有6个QTL,分别是控制穗长的qPL3每穗总粒数的qTSP4、qTSP6-2、qTSP7着粒密度的qGD3-2、qGD7其中qPL3qTSP6-2qGD3-2和qGD7为主效QTL除穗长性状5个位点均有报道外,其余2个性状中均发现新的位点,共有16个QTL可能是新的位点,单个QTL贡献率为4.0%~9.5%本研究为进一步精细定位或克隆这些粒型QTL奠定了基础。     

利用单片段代换系定位水稻粒形QTL

 【目的】水稻谷粒形状（粒长、粒宽和长宽比）是衡量稻米外观品质的重要指标之一，为更好地开展粒形分子育种，对水稻粒形QTL进行分子定位。【方法】以单片段代换系（SSSL）为材料构建分离群体，利用微卫星标记对控制水稻谷粒长和谷粒宽的2个粒形QTL进行分子定位。【结果】粒宽QTL Gw-8被定位于第8染色体长臂末端微卫星标记RM502与RM447之间, 遗传距离均为0.3 cM。在此基础上构建了覆盖Gw-8的物理图谱，RM502与RM447位于同一克隆AP005529，两者之间的物理距离为55.0 kb。粒长QTL gl-3被定位于第3染色体着丝粒附近的微卫星标记RM6146和PSM377之间，遗传距离分别为1.5 cM和11.0 cM。【结论】利用单片段代换系能准确地定位水稻粒形QTL，这两个粒形QTL的定位为其克隆及稻米外观品质的分子育种奠定了基础。     

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。     

水稻极早抽穗期基因的鉴定和遗传分析

利用一个带有华粳籼74遗传背景的单片段代换系文库对水稻抽穗期基因进行评价,发现单片段代换系W 23-03-08-9-1带有极早抽穗期基因,在山东和海南种植,抽穗期稳定且表现早抽穗。该代换系代换区间为PSM306-PSM305-PSM304-RM3894-RM3372-RM569-RM231-RM489-RM545-RM251-RM282,在第3染色体上,带有抽穗期基因qHD3-1。利用该代换系与受体华粳籼74杂交,得到F2代分离群体,对分离群体单株进行抽穗期鉴定,发现早抽穗单株数对晚抽穗单株数的分离比例符合3∶1,说明早抽穗基因为一个显性基因控制,且属于基本营养生长型的抽穗期基因。     

Molecular Mapping QTLs for Gel Consistency in Rice

A population of 152 recombinant inbred lines (RIIs) derived from a cross between CT9993, a japonica rice with hard consistency (GC) and Khoa Dawk Mali105 (KDML 105 ), a famous Thai rice(Oryza sativa L. ) with medium GC, was used for GC quantitative trait loci (QTLs) analysis. Three linkage maps were constructed with RFLP, AFLP and microsatellite (SSLP) markers. The first one consists of 83 RFLP markers with 17.53 cM of an average distance between markers. The second one consists of 83 RFLP and 69 AFLP markers with 13.22 cM average distance between markers and the third one consists of 83 RFLP, 69 AFLP and 15 SSLP markers, and has an average distance of 12.98 cM between markers. Based on these three maps, QTLs conferring GC were analyzed. The results show that GC is mainly controlled by two linked loci,which are located at the two flanks of RFLP marker R2170 on chromosome 3. The distance between the two linked QTLs is 25 cM and the two QTLs were determined by a LOD scores larger than 16.0. The number of minor QTIs controlling GC varies from 4- 9 in the three different linkage maps.     

水稻极晚抽穗期基因的鉴定和遗传分析

水稻抽穗期是重要的农艺性状。本研究以一个带有华粳籼74遗传背景的单片段代换系为试验材料,对水稻抽穗期基因进行评价,发现单片段代换系W06-26-35-1-5-2带有极晚抽穗期基因,在山东种植,抽穗期稳定且表现为晚抽穗。该代换系的代换区间为PSM152-PSM154-PSM155-RM25-RM547-RM72-RM404,在第8染色体上带有抽穗期基因qHD8-1。对该代换系与受体亲本华粳籼74杂交发展的F2分离群体的单株进行抽穗期鉴定,发现晚抽穗和早抽穗单株数符合3：1的分离比,说明晚抽穗为一个显性基因控制。     

基因枪法转基因水稻后代农艺性状的表现

 通过基因枪转化法，将潮霉素磷酸转移酶基因（ｈｐｔ）导入粳稻品种７７１７０和中花９号，获得转化再生植株，选其中７个结实较好的株系为试验材料，对其自交后代（Ｔ１ 和Ｔ２）的株高、穗数、穗长、穗粒数、结实率和千粒重等６个农艺性状进行调查分析。结果显示，转基因植株后代６个农艺性状都不同程度地发生了变异，ＳＧ－１的千粒重变异较大，ＳＧ－２穗数变异较大，ＳＧ－３－１结实率变异较大，ＳＧ－３－２在６个性状上都有较大的变异，ＳＧ－１５主要是在株高、穗长、穗粒数以及穗数和千粒重５个性状上有较大变异。产生这些变异的主要原因是在组织培养过程中发生了体细胞无性系变异，导入外源基因并没有直接影响农艺性状的表达。在Ｔ１和Ｔ２代中，千粒重和结实率的表现基本一致，而株高、穗数、穗长和穗粒数的遗传表现还不够稳定。因此，在Ｔ１代选育时，应注重选择千粒重和结实率表现好的株系，而对本研究涉及的其它性状可不作严格选择。