水稻广谱强恢复系种质GR38雄性不育恢复性的QTL定位

GR38是自育的偏粳型广谱强恢复系种质,利用GR38分别与籼型不育系G46A和粳型不育系光A杂交的F2群体,应用集团分离分析方法和SSR标记对GR38的育性恢复基因进行分析。在组合G46A/GR38的F2群体中检测到2个独立的育性恢复QTL,分别位于第1染色体短臂上的SSR标记RM1331与RM3740之间和第1染色体长臂上的SSR标记RM5310与RM486之间;在组合光A/GR38的F2后代群体中只检测到1个育性恢复QTL,位于第1染色体短臂上的SSR标记RM3740与RM490之间。在两群体中均检测到的位于第1染色体短臂的育性恢复QTL,可能与已报道的Rf3等位,而位于第1染色体长臂上的恢复基因的可能为GR38上特有的新位点,命名为qRf(G-2)。     

水稻光温敏雄性核不育系广占63S不育基因PTGMS2-1的遗传分析与分子定位

 水稻光温敏雄性核不育系广占63S的不育基因来源于光敏核不育系农垦58S,其育性转换表现为温敏型,是迄今两系杂交水稻中应用最广泛的籼型光温敏核不育系之一。对广占63S/旱1587组合的F₂分离群体进行不育基因的遗传分析,结果表明广占63S的不育性受1对隐性不育基因控制。利用SSR和InDel分子标记技术,结合BSA法,以广占63S与旱1587组合的F2分离群体为材料,将不育基因（暂命名为PTGMS2-1）定位于第2染色体标记S2-4与S2-27之间物理距离390 kb的区间内,与两标记间的遗传距离分别为0.5和1.1 cM,与标记S2-24共分离。     

水稻光温敏雄性核不育系广占63S不育基因PTGMS2-1的遗传分析与分子定位

水稻光温敏雄性核不育系广占63S的不育基因来源于光敏核不育系农垦58S,其育性转换表现为温敏型,是迄今两系杂交水稻中应用最广泛的籼型光温敏核不育系之一.对广占63S/旱1587组合的F2分离群体进行不育基因的遗传分析,结果表明广占63S的不育性受1对隐性不育基因控制.利用SSR和InDel分子标记技术,结合BSA法,以广占63S与旱1587组合的F2分离群体为材料,将不育基因(暂命名为PTGMS2-1)定位于第2染色体标记S2-4与S2-27之间物理距离390 kb的区间内,与两标记间的遗传距离分别为0.5和1.1 cM,与标记S2-24共分离.     

水稻印尼水田谷型细胞质雄性不育恢复系R68的恢复基因初步定位

用印尼水田谷型不育系中9A和恢复系R68配组,选取F2的高可育株和极端不育株构建2个基因池,用82个完全不育单株作为定位群体,利用分布于12条染色体的413对SSR引物对双亲和两池进行多态性分析。 位于第1染色体的RM283和位于第10染色体的RM5756、RM258、RM6100、RM171 在亲本、两池间存在多态性,用F2单株验证证明它们与恢复基因连锁。经典遗传分析和分子标记定位研究表明,印尼水田谷型细胞质雄性不育恢复系R68具有2对恢复基因,分别位于第1和第10染色体上。位于第1染色体的恢复基因与分子标记RM283的距离是6.7 cM,位于第10染色体的恢复基因与标记RM5756、RM258、RM6100和RM171间的距离分别是10.4、8.0、2.4和4.2 cM。     

粳稻发芽期耐碱性的QTL检测

 以粳粳交高产106/长白9号的200个F2:3株系为作图群体,在0.15% Na2CO3溶液碱胁迫下,进行了水稻发芽率及其相对碱害率的鉴定评价,并以SSR标记构建的分子连锁图谱为基础,对水稻发芽率及其相对碱害率进行了数量性状基因座(QTL)检测。结果表明,在F3株系群中水稻发芽率及其相对碱害率均呈单峰接近正态的连续分布。共检测到碱胁迫下与水稻发芽率相关的QTL 7个,对表型变异的贡献率范围为4.05%～12.61%,其中位于第6染色体RM225-RM204区间的qGC 6和位于第9染色体RM219-RM3700区间的qGC 9对表型变异的贡献率分别为12.61%和10.85%。共检测到与水稻发芽率相对碱害率相关的QTL 6个,对表型变异的贡献率为4.82%～28.07%,其中位于第2染色体RM29-RM221区间的qRGC 2、位于第6染色体RM225-RM204区间的qRGC 6 1、位于第9染色体RM219-RM3700区间的qRGC 9和位于第12染色体RM260-RM3226区间的qRGC 12对表型变异的贡献率较大,分别为28.07％、15.35％、15.61％和18.91％,为主效QTL,但其相应的区间距离均较远,需要进一步深入研究。所检测的QTL增效等位基因主要表现为部分显性和超显性。     

小麦雄性不育系AL18A育性恢复基因的QTL定位

为加快AL型杂交小麦的发展,以不育系AL18A、恢复系99AR144-1及二者杂交F2代群体为材料,选用SSR标记和分离群体分组分析法进行育性恢复基因的QTL定位。结果表明,育性恢复由主效和微效基因共同控制,采用复合区间作图法分析,在1B染色体上检测到了1个主效恢复基因QTLqRf-1B-1,在5AL染色体上检测到了1个微效QTLqRf-5A-1。qRf-1B-1位于SSR标记Xbarc8与Xgwm413之间,与两标记的遗传距离分别为0.85cM和2.00cM,LOD值为14.06,加性效应为18.87,可解释22.43%的表型变异;qRf-5A-1位于SSR标记Xgwm595与Xgwm410之间,与两标记的遗传距离分别为10.00cM和0.10cM,LOD值为3.18,加性效应为12.32,可解释5.44%的表型变异。     

稻米蒸煮品质性状的QTL定位

 以D50/HB277衍生的由190个家系组成的F7重组自交系群体为研究材料,构建了包含102个SSR标记的遗传连锁图谱,覆盖水稻基因组1226.4 cM区域,平均图距为12.02 cM。利用Windows QTL Cartographer 2.5软件,对蒸煮品质进行QTL分析。在杭州和海南两地实验中,共检测到6个具有显著加性效应的QTL。其中,分别控制直链淀粉含量和胶稠度的主效QTL（qAC6和qGC6）均位于第6染色体短臂RM508和RM587之间,控制碱消值的主效QTL（qASV6）位于第6染色体短臂RM111和RM3438之间,且均能在两地稳定表达。     

水稻籼粳杂种育性QTL定位及其效应分析

选用珍汕97B/秀水13的F2代为材料,在育性QTL分析同时,根据育成的亲籼型不育系配组的F1育性分析其QTL效应。结果表明,检测到控制花粉育性的qPF5加性效应值为-8.65,表型贡献率为11.25%。共检测到2个影响小穗育性的QTL(qSF5和qPF6),其中qSF5加性效应为-5.95,表型贡献率为9.11%,与花粉育性qPF5为同一个育性QTL;qSF6加性效应值为-8.55,表型贡献率为16.31%,为广亲和基因S5n。育成的亲籼型不育系的育性QTL(qSF6)来自籼稻等位基因或广亲和基因均可有效提高其籼粳杂种的小穗育性。此外,qSF5对后代小穗育性也有明显效应。籼粳杂种育性不仅与育性QTL有关,且受亲本籼粳成分等因素影响。     

粳稻野败型细胞质雄性不育恢复系SWR78的恢复基因定位

 利用野败(WA)型粳稻广亲和不育系苏秋A和广亲和广谱型恢复系SWR78配组,根据F2与BC1F1群体的育性分离情况,初步推测WA型苏秋A的育性恢复至少由3对基因控制。选取F2群体中无染色花粉植株,采用隐性基因组分析法进行恢复基因定位,将其中1个主效基因Rf4定位于第10染色体长臂上,与标记RM5629、RM5373、STS10 17和STS10 18分别相距0.17、0.03、0.03和0.07 cM。Rf4位于标记RM5373与STS10 17之间,两标记间的物理距离为78 kb。     

水稻顶部小穗退化性状的QTL分析

 利用水稻籼粳亚种间组合越光与桂朝2号构建的重组自交系群体,在3种环境下对水稻穗顶部小穗退化性状进行了数量性状基因座(QTL)分析。重组自交系群体中穗顶部小穗退化性状的表型均呈连续分布,表现为数量性状遗传,并出现了超亲分离。在RIL群体中共检测到6个QTL,分别位于水稻第1、2、3、5、6和7染色体上,贡献率为4.49% ~ 9.74%。其中, 在两地都分别检测到的qASA2位于第2染色体上RM3355―RM263区间;位于第1染色体标记区间RM6451―OSR13的qASA1, LOD值达3.27,其增效等位基因来自桂朝2号。     

水稻开花期高温胁迫下的花粉育性QTL定位

 以耐热水稻品系996和热敏感品系4628为亲本构建的重组自交系为材料,采用水稻开花期高温胁迫下的花粉育性为指标,对水稻耐热性进行了QTL分析。采用复合区间作图法检测到2个花粉育性耐热性QTL,暂命名为qPF4和qPF6。qPF4位于第4染色体上的RM5687―RM471区间,LOD值为7.54,对高温胁迫下花粉育性的表型解释率为15.1%,来自耐热亲本996的等位基因使高温下花粉可育率提高7.15%。qPF6位于第6染色体上的RM190―RM225标记区间,LOD值为4.43,对高温胁迫下花粉育性的表型解释率为9.31%,能使高温下花粉可育率提高5.25%,加性效应亦来自耐热亲本996的等位基因。定位到的2个耐热QTL为进一步精细定位以及通过分子标记辅助选择培育耐热水稻新品种奠定了基础。     

玉米产量及相关性状的QTL分析

以玉米自交系吉846和掖3189为亲本,组建含有280个F7家系的RILs群体为试验材料,构建含117个SSR位点和50个AFLP位点的遗传连锁图谱,图谱总长度2 638.3cM,标记间平均距离15.8cM。采用复合区间作图法对10个产量及相关性状进行QTL分析,共检测到108个QTL,其中4个QTL相对稳定表达。结果表明,第1染色体上控制株高的qPh-2-1,位于标记P66M89315-P37M70169之间,可提供的表型贡献率为5.72%～8.40%;第3染色体上控制穗位高的qEh-3-1,位于标记P66M47273-umc1400之间,可提供的表型贡献率为17.01%～21.06%,为主效QTL;第4染色体上控制穗长的qEl-4-2,位于标记umc1058-umc2289之间,可提供的表型贡献率为4.42%～6.72%;第8染色体上控制穗粗的qEd-8-1,位于标记bnlg240-umc1268之间,可提供的表型贡献率为5.33%～9.57%。Bin2.00-2.01、Bin2.04-2.05、Bin3.05-3.09、Bin7.01-7.02和Bin8.05-8.07这5个区域可能是产量及相关性状QTL的密集区域。     

利用染色体片段置换系定位水稻芽期耐冷性QTL

以籼稻品种9311为受体、粳稻品种日本晴为供体构建的95个染色体片段置换系为材料,在5℃低温条件下进行芽期耐冷性鉴定。结果表明,6个置换系低温处理后的成苗率与受体亲本9311有一定差异,其耐冷性略强于9311。利用代换作图法共鉴定出4个与芽期耐冷性相关的QTL,分别位于水稻第5和第7染色体上。其中qCTB-5-1、qCTB-5-2和qCTB-5-3分别被定位在第5染色体RM267与RM1237、RM2422与RM6054及RM3321与RM1054之间遗传距离分别为21.3cM、27.4cM和12.7cM的置换片段上;qCTB-7被定位在第7染色体RM11-RM2752区间遗传距离为6.8cM的置换片段上。     

粳稻柱头外露率QTL定位

【目的】柱头外露是影响杂交水稻制种的一个重要性状。本研究旨在初步鉴定控制柱头外露率的QTL。【方法】以高柱头外露率粳稻两系不育系大S×低柱头外露率热带粳稻品系D50的F_2群体及海南陵水、浙江杭州两地重复种植的F_(2:3)群体为材料,考查F_2群体及陵水、杭州两地两次重复F_(2:3)群体单边柱头外露率(PSES)、双边柱头外露率(PDES)和柱头总外露率(PES)。【结果】相关分析表明,单边柱头外露率、双边柱头外露率和柱头总外露率之间存在极显著的正相关。根据构建的大S×D50 F_2群体遗传连锁图谱,QTL分析检测到水稻柱头外露率QTL 21个,分布于第1、2、3、4、6、7和12染色体上,贡献率变幅为0.1%~57.6%,除个别贡献率极低的位点外,绝大部分QTL加性效应来自于高值亲本大S。其中位于第4染色体和第12染色体的两个位点q PDES4,q PES12在F_2和两次重复F_(2:3)群体中均检测到,贡献率分别达17.86%和16.98%。位于第3染色体的q PES3位点在陵水、杭州两次F_(2:3)群体中重复检测到,贡献率高达25.6%。【结论】检测到的QTL,有些与其他学者报道的处于同一位置,有些则是新的柱头外露率QTL。这些水稻柱头外露率QTL为今后柱头外露率基因精细定位、克隆、以及利用分子标记辅助选择(MAS)选育高柱头外露率粳型不育系提供理论依据。     

一个控制水稻株高QTL qPH3的遗传分析

 利用D50/HB277衍生的重组自交系群体,对水稻株高进行QTL分析。在杭州和海南两种环境条件下,共检测到6个控制株高的加性效应QTL,分别位于第1、2、3、4、6和8染色体上,其中,位于第3染色体的QTL qPH3效应较大,在两种环境条件均能稳定表达且贡献率分别为16.52%和16.60%。进一步筛选获得1个剩余杂合体,对其衍生的RHL F2群体进行遗传分析,其qPH3检测贡献率达76.13%。通过后代验证,最终将其锁定于标记RM16211和RM16237之间物理距离约204 kb区域内。这将为该基因的精细定位及克隆奠定基础。     

利用F2:3群体对玉米花期相关性状的QTL分析

以玉米自交系四287与四144为亲本的188个F_2:3家系为材料, 考察玉米花期相关性状, 并利用该群体的分子遗传连锁图谱进行QTL分析。结果表明, 共检测到11个与玉米花期相关的QTL, 包括与抽雄期相关的2个QTL, 位于第3和第8染色体上, 贡献率分别为21.9%和13.6%;与散粉期相关的3个QTL, 位于第1、3和第8染色体上, 贡献率分别为14.8%、21.0%和18.5%;与吐丝期相关的2个QTL, 位于第3和第8染色体上, 贡献率分别为16.5%和20.1%;与散粉-吐丝间隔期相关的4个QTL, 位于第1、6、7和第8染色体上, 贡献率分别为23.5%、25.3%、28.9%和20.9%。这些QTL的基因效应以部分显性和显性为主。     

扬麦13/C615重组自交系籽粒蛋白质含量和硬度性状QTL分析

籽粒蛋白质含量和硬度是评价小麦品质的重要指标,也是小麦品质育种的主要选择指标。为挖掘新的与小麦品质相关的QTL,以扬麦13为父本,以CIMMYT引进种质C615为母本,构建了包含198个家系的重组自交系（recombinant inbred line,RIL）群体,利用小麦90K SNP芯片构建遗传图谱,并结合群体在4个环境下的籽粒蛋白质含量和硬度性状,对这两个性状进行QTL定位。结果表明,后代的品质性状偏向于扬麦13; 94个家系的籽粒蛋白质含量平均值小于12.5%,硬度平均值小于50,符合国家弱筋小麦籽粒品质标准;构建的遗传图谱覆盖小麦 21条染色体,长度为4 853.76 cM,平均图距为5.79 cM;共检测到4个与籽粒蛋白质含量显著相关的QTL,分别位于2D染色体短臂、3D染色体短臂、5B染色体短臂和7A染色体长臂上,除 QGpc.yaas-3DS的增效基因来源于扬麦13外,其余3个QTL的增效基因均来自C615。 QGpc.yaas-2DS在4个环境中均能检测到,单个QTL的表型贡献率为2.80%～  11.79%,其他3个QTL均仅能在1个环境下检测到,表型贡献率为  3.09%～9.79%;共检测到2个与籽粒硬度性状显著相关的QTL,分别位于4A染色体长臂和5D染色体短臂上,硬度增效基因都来自C615, QHA.yaas-4AL在2个环境能检测到,表型贡献率为3.17%～3.84%; QHA.yaas-5DS在4个环境下能检测到,表型贡献率为  26.37%～37.51%。聚合2个硬度增效基因的家系硬度值均达到硬质麦水平（硬度值≥50）。综上,扬麦13可作为优异亲本用于弱筋小麦品质育种,定位到的稳定的QTL/基因可为小麦籽粒蛋白质含量和硬度性状的分子标记辅助育种提供帮助。     

栽培稻种间近等基因系杂种育性遗传及其基因定位

 用粳型亚洲栽培稻品种WAB56-104与来自种间回交组合WAB56-/104/CG14∥WAB56-104///WAB56-104的3个栽培稻种间近等基因系杂交、回交，对3个BC1F1群体的花粉及小穗育性遗传研究表明，育性遗传符合单位点孢子体-配子体互作模型，来自非洲栽培稻的不育基因在与相同位点的亚洲栽培稻等位基因互作时，导致携带亚洲栽培稻等位基因的雌雄配子败育，而形成花粉及小穗的半不育，但本研究的3个组合中，并未导致所有携带亚洲栽培稻等位基因的雌配子完全败育，其作用介于配子消除与花粉灭杀之间。用微卫星标记对这3个群体的育性基因定位表明，它们都位于第6染色体短臂末端，但WAB450-2、WAB450-8携带的不育位点与紧密连锁的微卫星标记RM190、RM133共分离，且很可能与S1等位，而WAB450-7的不育基因则与位于相邻区间的RM253呈松散连锁，可能与WAB450-2、WAB450-8的育性位点不同。     

优质籼型旱稻光温敏核不育系GHS不育性遗传研究

以光温敏核不育系GHS、安湘S、培矮64S及GHS的突变可育株GHF和15个普通品种为材料,以花粉育性为指标,研究了GHS不育性的遗传规律.结果表明:GHS的不育基因与安湘S、培矮64S的不育基因不等位,GHS是一个新的光温敏核不育材料;GHS的不育性遗传属孢子体不育类型,其不育性由1对隐性基因控制,与细胞质无关.     

水稻粳型亲籼光温敏不育系509S的选育及其杂种优势

水稻籼粳亚种间杂种不育的主要原因在于育性位点上等位基因互作,因此,在籼粳交主要的育性位点上的片段置换,及把籼粳片段相互置换克服生殖障碍进行育种成为可能。本研究将籼稻轮回422S的光温敏不育基因以及籼稻249黄的黄叶形态标记通过回交方法导入到粳稻镇稻88中,同时在S5、S7、S8和S9育性位点上,分别利用4个与育性位点紧密连锁的分子标记RM276、RM455、RM141和RM185进行分子标记辅助选择,最终成功选育出粳稻光温敏不育系509S。该不育系株叶形态表现为粳稻特征,与大量籼稻品种杂交结实率正常,与粳稻杂交结实率反而偏低。选用分布于水稻12条染色体上的SSR标记对509S的遗传背景进行鉴定,实验结果表明不育系509S遗传背景92%为粳稻遗传背景。不育系509S在4个置换的育性位点都为籼稻片段,正是这些籼稻片段的置换使不育系509S与籼稻杂交可育,而与粳稻杂交表现低育,且在不育系与籼稻配制的杂交组合中表现强大的籼粳交杂种优势。该实验结果为籼粳交杂种优势的育种实践利用提供了一条新的可行途径。