干旱胁迫与正常环境下控制玉米开花期性状的QTL鉴定

利用N87-1(耐旱)×9526(敏感)的F2分离群体,构建了包含103个SSR标记的连锁图谱;在干旱胁迫与正常灌溉两种环境下调查了183个F23家系的抽雄期、吐丝期及抽雄-吐丝间隔等3个开花期性状;然后选用复合区间法对控制这些性状的QTL进行了鉴定.结果表明抽雄期在胁迫环境下检测到1个QTL位于第7连锁群上,单个QTL可解释表型变异的14.89 %;在正常灌溉下检测到4个QTL分别位于第1、4、7和第9连锁群上,累计可解释表型变异的44.3 %.吐丝期在胁迫环境下鉴定出1个QTL,位于第7连锁群上,占表型方差的15.80 %,与胁迫环境下的抽雄期QTL的位置、加性效应方向和基因作用方式一致;在正常环境下检测到2个QTL,分别位于第4和7连锁群上,累计可解释表型变异的20.56 %.ASI在胁迫环境下检测到1个QTL位于第9连锁群上,单个QTL可解释表型变异的8.88 %;在正常环境下检测到了2个QTL,均位于第6连锁群上,累计可解释表型变异的17.2 %.经比较分析,第7连锁群上所与标记umc1015连锁的QTL具有重要的标记辅助选择利用潜力.所鉴定QTL的基因效应以部分显性为主.     

甘蓝型油菜遗传图谱构建及苗期耐旱相关性状的QTL定位

以耐旱性差异较大的甘蓝型油菜三六矮和科里纳2构建的重组自交系群体F2∶4家系为作图群体,通过SSR 标记构建了包含15个连锁群的遗传连锁图谱,图谱总长762.95cM,相邻标记平均距离6.25cM.采用复合区间作 图方法,在正常灌溉和干旱胁迫处理两种环境条件下,对苗期叶绿素质量分数、叶片相对含水量、叶片保水力、可 溶性糖质量分数、丙二醛质量分数5个耐旱相关性状及其耐旱系数进行了QTL分析,共检测到8个QTL,分布在 第1,3,5,12连锁群,单位点解释表型变异的6.6%~12.4%.在第5连锁群检测到叶绿素质量分数和叶片保水力 的QTL重叠区域.     

玉米生育期相关性状QTL定位

生育期是玉米重要的性状之一,其中抽穗期、散粉期和吐丝期是3个最重要的指标.以玉米自交系LDC-1和YS501构建的186个重组自交系为材料,在2个大田种植环境下对抽穗期、散粉期和吐丝期3个生育期相关性状进行QTL解析.基于Maize10k芯片数据构建总长为2569.89 cM的高密度遗传图谱,共包含2624个bin,相...     

甜瓜遗传连锁图谱构建及果实相关性状QTL定位

试验以厚皮甜瓜品系M4-5为母本材料,薄皮甜瓜品系M1-15为父本材料,配制杂交组合获得F1、F2代,研究甜瓜果实相关性状遗传规律。对M4-5和M1-15两亲本间存在SNP突变位点序列作CAPS检测,共设计CAPS标记523对,筛选出在亲本间有多态性的CAPS标记223对,多态率43.8%。利用多态性引物标记F2代群体,构建甜瓜遗传连锁图谱,该图谱包含195个标记,12个连锁群,覆盖基因组长度1 702.55 c M,标记间平均距离8.78 c M。检测到果实相关位点共计28个,贡献率介于3.4974%~17.9684%。其中与果实形状相关位点14个,与产量相关位点9个,与可溶性固形物含量相关位点5个。     

玉米制种花期相关性状的QTL分析

提高杂交种制种产量是降低玉米种子生产成本,加速杂交种推广的一条有效途径。本研究拟通过对玉米制种花期相关性状的遗传分析,为玉米制种产量的提高和玉米育种提供理论基础。试验以优良玉米自交系琼68和K12组配的一套F2：4家系为基础材料,构建了包含134个SSR分子标记的遗传连锁图,通过1年2点的田间试验,对玉米制种花期相关性状进行了分析。结果表明,散粉期与吐丝期、吐丝周期、花丝活力呈极显著正相关;同时吐丝期与吐丝周期、花丝活力,以及吐丝周期和花丝活力也呈极显著正相关;而散粉周期与散粉期和吐丝期呈负相关关系。利用复合区间作图法在2个环境中定位了22个玉米制种花期相关性状的QTL：散粉期5个、吐丝期4个、散粉至吐丝间隔期5个、散粉周期4个、吐丝周期2个、花丝活力2个。结果发现多数QTL存在环境表达的特异性。     

不同水分处理条件下玉米耐旱形态分析

为进一步确定玉米的耐旱指标,有效地进行新品种的选育,以黑龙江省农业科学院玉米研究所高产室选育的相对耐旱玉米新品种龙单23和相对不耐旱的龙343为试验材料,分析和比较了不同类型玉米品种的生长状况差异。结果表明:较耐旱品种龙单23在不同的水分条件下的根干重、根冠比值、根长、根数等参数都明显优于相对不耐旱品种龙343。     

基于两个相关群体的玉米花期相关性状QTL定位

【目的】利用具有共同亲本黄早四的2个F2﹕3群体,定位控制玉米的抽雄期(DTT)、散粉期(DTP)、吐丝期(DTS)以及散粉-吐丝间隔期(ASI)的QTL,为玉米分子育种与相关基础研究提供参考和依据。【方法】以自交系齐319和掖478分别与黄早四杂交构建的230个和235个F2﹕3家系为定位群体(分别写作Q/H和Y/H),利用完备区间作图方法,对在不同生态环境下(2007-北京、2008-北京、2007-河南、2008-河南、2007-新疆以及2008-新疆)玉米花期相关性状进行QTL定位。同时利用基于混合线性模型的QTL Network-2.0软件进行基因×环境互作及上位性的分析。【结果】尽管4个花期相关性状的表现在2个群体中存在明显差异,但它们之间均呈现高度的相关性。在6个环境下对2个群体的4个性状进行了QTL检测,Q/H群体共定位到了85个QTLs,分布在玉米的10条连锁群上;Y/H群体共检测到了30个QTLs,呈现成簇分布。在Q/H群体中检测到2个重要的与多个性状相关且在不同环境条件下同时表达的QTL区域,分别位于第8染色体的umc1562—bnlg1651和第10染色体的phi062—umc1115区段;在Y/H群体中也检测到了1个与多性状相关且在多环境表达的QTL区域,位于第3染色体的nc030—umc2166区域。进一步分析发现,贡献率较大的QTL同时控制着多个性状。对比2个群体的定位结果,共检测到4个在不同遗传背景下的"一致性"QTLs。【结论】玉米花期相关性状的遗传机制较为复杂,而在不同环境及不同遗传背景下能够稳定存在的QTL可为这类性状的生产应用以及精细定位与图位克隆提供有价值的参考。     

玉米株型性状的QTL定位

理想株型是杂交种玉米育种的主要目标之一.该研究以玉米黄C×178 F2群体作为研究材料,采用SSR分子标记构建遗传连锁图谱.采用区间作图法对5个玉米株型性状进行了QTL定位.共检出11个QTLs,包括3个株高QTLs,分别可解释表型变异的8.7%,8.3%和9.0%;1个穗位高QTL,解释表型变异的13.4%;2个雄穗分枝数QTLs,分别可解释表型变异的8.2%和7.3%;4个茎粗QTLs,分别可解释表型变异的8.3%,15.9%,10.3%和6.8%,1个穗上叶平均叶向值QTL,可解释表型变异的11.1%.     

西瓜遗传图谱构建及果实相关性状QTL分析

【目的】利用CAPS及SSR标记构建西瓜遗传图谱,对西瓜果实相关性状进行QTL分析,为西瓜果实性状改良、主效基因精细定位及克隆奠定基础。【方法】授粉后40 d对母本PI186490、父本LSW-177以及两者杂交获得的F2群体的果实进行采摘,对每个果实的果形指数、中心和边缘可溶性固形物、中心和边缘果肉硬度、果皮硬度、种子长度、种子宽度、种子厚度以及种子百粒重进行调查,将所得数据用软件SPSS19进行统计分析。通过Illumina HiSeq 2000高通量测序平台对两亲本材料进行基因组重测序,每样品产出10 G数据量,覆盖西瓜基因组20×以上,所得数据以已经发布的基因组数据为参考基因组,用bwa软件进行基因组组装,组装后利用Samtools软件进行SNP发掘,利用perl语言自编脚本提取SNP位点前后1 000 bp的序列,将SNP及其侧翼序列输入软件SNP2CAPS以转化为CAPS标记。在每条染色体上平均选取20个CAPS酶切位点,利用Primer Premier 5软件在突变位点上下游100-500 bp左右设计CAPS引物,进行PCR扩增和酶切检验,酶切产物用1%琼脂糖凝胶电泳检测。SSR引物来源于前人发表文献,PCR扩增产物用聚丙烯酰胺凝胶电泳检测。对所有分子数据进行卡方检验,在其中选择符合1﹕2﹕1比例的标记用于构建遗传连锁图谱。利用Mapmaker/Exp version 3.0软件构建遗传连锁图谱,用Group命令对标记进行连锁分组,标记数目少于8的连锁群用Compare命令进行排序优化,标记数多于8的连锁群用Try命令排序。绘制遗传图谱使用Map Chart 2.1软件。QTL分析运用QTL Network 2.0软件,利用置换测验做1 000次重复,临界阈值为P=0.005,采用复合区间作图法,在每条染色体上以1.0 cM步行速度在全基因组范围内扫描,分析QTL加性效应和上位效应。【结果】本遗传连锁图谱共包含16个连锁群,涉及CAPS标记87个,SSR标记9个,覆盖基因组1 484.3 cM,平均图距15.46 cM。利用QTL Network 2.0分析,检测到6个西瓜果实相关性状的8个QTL位点和1对上位效应位点,其中包括果形指数QFSI 1、中心可溶性固形物QCBR、中心果肉硬度QCFF、边缘果肉硬度QEFF、种子长度QSL各1个,种子宽度QSWD 1、QSWD 2、QSWD 3 3个;上位效应位点包括果形指数FSI 2、FSI 3。表型贡献率大于等于10%的QTL有6个,可解释11.7%-18.8%的遗传变异。【结论】以CAPS标记为主要标记构建西瓜遗传图谱,并且定位了控制西瓜果实相关性状的8个加性QTL与1对上位性QTL,可用于进一步精细定位与克隆西瓜果实优良性状基因。     

玉米籽粒相关性状的QTL定位

为探究玉米籽粒百粒质量、粒长和粒宽的遗传机制,以郑58×D863F构建的包含241个家系的重组自交系(RIL)群体为材料,进行2 a不同环境下的百粒质量、粒长和粒宽QTL定位分析.结果表明,玉米百粒质量、粒长和粒宽在RIL群体中表现出连续变异,呈正态分布,且性状间呈极显著相关,属于典型的数量性状.在2 a不同环境下共检...     

玉米抗病基因一致性图谱的构建

发掘和精细定位玉米抗病基因是构建玉米抗病分子育种技术体系的重要基础。利用生物信息学手段,整理文献和玉米基因组数据库中已有的抗病基因定位的信息,借助高密度玉米分子标记连锁图谱IBM22005neighbors,通过染色体映射的方法,绘制了玉米抗病基因的一致性图谱。结果显示,在试验涉及到的14种主要玉米病害的78个抗病主基因或QTL之中,抗病基因在各条染色体上呈不均匀分布,第3、第6、第10染色体上的主效抗病基因较多,第5和第7染色体上的抗病基因较少,且抗病基因呈簇集分布。研究结果为进一步发掘和鉴定玉米抗病基因和建立玉米抗病分子标记辅助育种技术体系奠定了基础。     

土培条件下玉米萌发期耐旱鉴评技术体系研究

【目的】中国玉米主产区多为干旱、半干旱地区,播种后遇旱问题时常发生,生产上实现良好的出苗与成苗率是保障玉米高产稳产的基础。鉴于不同的玉米品种对萌发期干旱胁迫反应不一,构建玉米萌发期耐旱评价技术体系,鉴定不同品种萌发期耐旱性,为玉米品种筛选与应用奠定基础。【方法】以从田间耕层采集的土壤为介质,设置从种子不能发芽到全部发芽的土壤含水量13个梯度,在25℃光照培养箱条件下测定5个代表性品种种子发芽率,建立不同土壤水分胁迫条件与发芽率的Logistic拟合方程,确立50%种子发芽率时土壤含水量(GW50);在此基础上,以5个品种GW50平均值作为干旱处理强度,对32份品种的发芽率等11个性状进行测定,通过相关性分析、聚类分析和主成分分析等方法,解析种子发芽率与其他相关性状间的关系。【结果】在13个水分梯度下5个品种的发芽率拟合Logistic方程的决定系数R 2为0.978—0.992,基于Logistic方程估算GW50为18.2%—18.7%,GW50平均值为18.5%。以18.5%土壤含水量作为干旱胁迫处理水平,对32份品种的发芽率等11个性状的分析结果显示,发芽率与胚芽鲜重、胚根鲜重、...     

关联分析在QTL定位中的应用

玉米的许多重要农艺和经济性状都是复杂多基因控制的数量性状。随着分子标记技术的发展,利用分子标记可以将数量性状位点(QTL)定位到染色体上。近年来出现的基于连锁不平衡(LD)原理的关联分析被广泛应用于玉米数量性状位点的定位上。介绍了关联分析的基本原理以及影响定位精度的主要因素。     

玉米愈伤组织的耐盐性筛选

以玉米(Zea mays L.)自交系H99、丹988、丹598的胚性愈伤组织为材料,利用农杆菌介导的方法将带有p CAMBIA1301-BADH抗盐碱基因转入供试品种的胚性愈伤中,通过愈伤组织对盐(NaCl)的敏感性试验,确定愈伤组织适宜选择压,同时研究了2,4-D浓度对筛选结果的影响。结果表明,玉米自交系H99在盐筛培养基中NaCl浓度为200 mmol/L,2,4-D浓度为1.0 mg/L时筛选结果最佳。对移栽成活的48棵抗盐转p CAMBIA1301-BADH基因植株,经PCR检测有3株呈阳性,阳性株率达到6.3%,初步证明目的基因已整合到玉米基因组中。     

干旱胁迫下外源内生菌提取物AAC-2对玉米苗期生理生化特性的影响

以植物内生菌提取物(AAC-2)拌种预处理玉米(Zea mays L.)种子,在10%PEG-6000胁迫模拟干旱环境下,研究植物内生菌提取物AAC-2对玉米幼苗生理生化特性的影响。结果表明,经AAC-2处理后玉米苗期叶片比对照叶绿素含量增加3.33%,脯氨酸含量增加10.43%,可溶性糖含量增加11.29%,丙二醛含量降低18.50%。植物内生菌提取物(AAC-2)通过对玉米苗期生理生化特性的干旱适应性调节,可有效缓解干旱胁迫对玉米幼苗的伤害,提高其抗旱能力。     

玉米单倍体高效栽培技术

从种子准备、选地整地、种植设计、除杂、肥水管理、虫草害防治、收获等方面,总结了玉米单倍体的高效栽培技术,以为提高玉米单倍体育种效率提供参考。     

多环境下玉米保绿相关性状遗传位点的挖掘

【目的】功能性保绿通常被认为是包括玉米在内的主要作物品种的理想性状。挖掘新的控制玉米保绿相关位点和候选基因,为玉米保绿遗传研究提供理论基础。【方法】以150份由许178和K12组配的重组自交系（recombinant inbred lines,RIL）群体为材料,通过Windows QTL Cartographer V2.5的复合区间作图法（composite interval mapping,CIM）对3个保绿相关性状（保绿度（visual stay green,VSG）、吐丝期绿叶数（green leaf number at silking stage,GLNS）和成熟期绿叶数（green leaf number at mature stage,GLNM））进行QTL定位。同时,以139份自然材料组成的关联群体为材料,基于混合线性模型（mixed linear model,MLM）,结合50 790个高质量SNP标记,对这3个性状进行全基因组关联分析（genome-wide association study,GWAS）。【结果】基于CIM,利用单环境下的表型值和最佳线性无偏估计值（best linear unbiased prediction,BLUP）对GLNM、GLNS和VSG进行定位,共检测到37个QTL,分布在除第10染色体以外的其他染色体上,LOD范围为2.58—11.36,表型贡献率为4.34%—22.40%。GLNM、GLNS和VSG性状分别检测到14、12和11个位点。其中,4个遗传稳定的QTL（qGLNS2-1、qVSG1-1、qVSG1-2和qVSG7-1）,在3个及以上不同单环境中同时被检测到。利用MLM对保绿相关性状进行全基因组关联分析,共检测到44个超过阈值线的显著SNP,根据SNP标记在B73参考基因组的物理位置,发现共有15个位点落在连锁分析定位到的QTL区间内。【结论】通过QTL定位和全基因组关联分析共同检测到4个遗传稳定的共定位遗传区段（对应的B73参考基因组V4版物理位置区间为第1染色体6.2—8.2 Mb、第2染色体209.1—221.4 Mb、第6染色体96.8—102.1 Mb、第7染色体4.9—11.4 Mb）,并挖掘到4个与光合作用和抗逆相关的候选基因（Zm00001d006119、Zm00001d018975、Zm00001d006535和Zm00001d036763）。     

玉米种质资源创新的技术与策略

我国玉米种质资源较丰富,但遗传基础狭窄,玉米杂交种所用的自交系主要集中在少数几个骨干自交系.因此,玉米种质资源的创新是当今研究的重点领域之一.概述了玉米种质创新的技术与策略,分析和评价了其在玉米种质创新中的实际应用.     

玉米八个产量相关性状的QTL鉴定

以玉米优良自交系‘农系531’和‘SIL8’为亲本构建200个F2:3家系,利用复合区间作图法对8个产量性状进行QTL鉴定。8个性状共检测到34个QTL,单个QTL的表型贡献率为5.21%～26.62%不等,累计解释各个性状的表型变异为21.33%～74.10%。分布于第1、3、4、5、6染色体上16个QTL形成6个QTL富集区,且表型贡献率最大的QTL均位于富集区内。共检测到26对上位性互作,其中QTL间互作1对,QTL与背景间互作8对,背景间互作17对,所解释的表型变异为5.98%～15.93%不等,累计解释各性状的表型变异为15.93%～61.64%。多数产量相关性状的遗传基础非常复杂,上位性在产量相关性状形成的遗传控制中具有重要的作用。QTL富集区对于数量性状的遗传分析与作物遗传改良具有重要意义。     

玉米不同播期对产量的影响

以丹玉405、丹玉39、丹玉86、丹玉605四个不同熟期的优良玉米品种为材料,分别于4月22日、5月8日和5月26日进行三次播种,比较不同熟期品种在不同播期的产量差异。结果表明:极晚熟和晚熟品种适宜提早播种,以满足生育期内对光、热的充分利用,促进品种高产;中晚熟和中熟品种在生长期充足的情况下,适当晚播能够促进后期充分灌浆、避免早衰,有利于品种增产。在辽宁不同玉米产区,选择适宜熟期的品种和播期,有利于提高玉米的单产水平。