水稻籽粒中5种微量元素含量的QTL定位

利用超级杂交稻协优9308(协青早B×中恢9308)重组自交系(RIL)177个株系,分别种植于杭州(HZ)和富阳(FY)两地,成熟后收获种子,采用石墨炉原子吸收(GFAAS)、全谱直读电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP-AES)方法测定籽粒中镉(Cd)、铜(Cu)、铁(Fe)、锰(Mn)和锌(Zn)等5个微量元素含量.应用由163个SSR标记构建的遗传连锁图来确定这5个微量元素含量QTL的位置和效应.结果表明,5个微量元素含量的表现犁在两个环境下均为连续分布,且都存在一定数晕的双向超亲遗传类型.两地共检测到12个QTL,分布在水稻第1、3、4、5、7、8和11染色体上,其中在HZ试验中检测到9个,在FY试验中检测到5个,两地都检测到的共同QTL有2个,分别是qCUCN-4和qMNCN-3.就元素而言,Cd检测到3个,Cu检测到2个,Mn检测到5个,Zn检测到2个.单个QTL对群体性状表型变异的贡献率为4.23%～14.84%,控制微量元素含量的QTL以加性作用为主,未检测到上位性效应.研究发现控制微量元素含量QTL的一个可能聚集区间在第7染色体着丝粒附近RM2-RM320之间.     

水稻糙米蛋白质含量的QTL定位

蛋白质含量是评价稻米品质的一项重要指标,控制水稻糙米蛋白质含量的基因位点是数量性状,检测水稻糙米蛋白质含量的QTL并进行遗传效应分析对于水稻品质遗传育种具有重要的意义.本研究以中优早/丰锦重组自交系群体作为定位群体,结合构建的遗传连锁图谱利用Windows QTL Cartogtapher2.0软件,采用复合区间作图法对水稻糙米蛋白质含量进行QTL定位和效应分析.检测到控制糙米蛋白质含量的QTL 6个(qPc-3、qPc-6、qPc-7、qPc-8-1、qPc-8-2和qPc-11),分别位于第3、6、7、8和11连锁群上.单个QTL对群体表型变异的贡献率为3.79%～19.41%,联合贡献率为61.07%.在这些QTL的区间中,第8染色体的口Pc-8-1基因区域对糙米蛋白质含量具有主效作用.进一步分析和比较了相关研究结果,讨论了研究结果对开展稻米品质遗传育种的意义.     

水稻灌浆期不同阶段叶绿素含量的QTL分析

本研究以典型籼粳交(春江06/台中本地1号)的F₁代花培加倍的DH群体为材料, 系统考察了DH群体及其双亲在4个灌浆期不同阶段顶三叶的叶绿素含量, 通过QTL作图分析, 共检测到7个与叶绿素含量相关的QTL, 分别分布在第4、6和8染色体上。其中, 倒3叶的QTL主要在灌浆早期表达, 到灌浆后期则逐渐被倒2叶和剑叶所代替。在灌浆的前2个阶段检测到的4个QTL的总贡献率较大, 表明在灌浆前期叶绿素含量较高; 而在第3个阶段检测到了3个QTL, 在第4个阶段则只检测2个QTL, 贡献率均小于初期的总贡献率, 表明随着灌浆的进程, 叶绿素含量逐渐减少。其中qCHL2、qCHL4-1、qCHL4-2、qCHL8-1和qCHL8-2主要是在灌浆中前期对叶绿素含量起作用。而qCHL6-1和qCHL6-2两个QTL分别在后期的剑叶检测到, 表明与剑叶“持绿”特性或抗衰老关系密切。     

利用高密度Bin遗传图谱定位水稻抽穗期QTL

挖掘新的控制水稻抽穗期相关位点和候选基因,对抽穗期的遗传机制研究和品种改良具有重要的意义。利用抽穗期存在明显差异的粳稻TD70和籼稻Kasalath杂交衍生的包含186个家系的重组自交系群体,构建了基于深度重测序的高密度Bin遗传图谱,图谱共包含12,328个Bin标记。RIL群体及亲本2018年和2021年正季种植于江苏省南京市江苏省农业科学院。以家系从播种到抽穗所经历的天数作为抽穗期表型值,使用IciMapping软件3.4版的完备区间作图法,对控制水稻抽穗期的QTL进行鉴定。2年共检测到15个抽穗期的QTL,分布在3号、6号、7号、8号、10号和12号染色体上,LOD值为2.58～10.68,其中7个QTL和已知抽穗期QTL的位置存在重叠或者部分重叠。共有4个QTL在2年均检测到,表现出较强的稳定性。对2年重复鉴定到的4个QTL区间进行基因功能注释和亲本间序列分析,共发现7个注释有功能,且在2个亲本间编码区存在非同义突变的基因。根据候选基因SNP的类型对RIL群体家系进行基因等位型分类和效应分析,发现4个基因其不同等位型的RIL家系在抽穗期上存在显著或者极显著差异,推测可能为候选...     

小麦旗叶叶绿素含量的QTL定位及验证

旗叶是小麦主要的光合器官,叶绿素既是旗叶最主要的光合色素,也是品种选育中重要的表型指标,因此挖掘和利用旗叶叶绿素含量有关的主效基因/位点,对于培育高产稳产小麦新品种意义重大。以旗叶叶绿素含量差异较大双亲构建的双单倍体群体(DH群体)为材料,利用小麦90K SNP芯片对5个环境旗叶叶绿素含量进行QTL分析,共定位到20个旗叶叶绿素含量有关的遗传位点,表型贡献率为4.10%～27.16%;其中3个QTL(Qchl.saw-2D.1、Qchl.saw-4D.2和Qchl.saw-6A)能在多个环境条件下检测到; Qchl.saw-2D.1的遗传效应最高,该位点与2D染色体上已报道的其他叶绿素位点不同,初步确定是1个新的主效QTL。并进一步将Qchl.saw-2D.1紧密连锁的SNP标记开发为KASP标记,通过在含有共同亲本金麦919的RIL群体中验证其效应,发现在多个环境条件下具有Qchl.saw-2D.1有利等位基因的家系叶绿素含量显著或极显著高于其他家系。对Qchl.saw-2D.1、Qchl.saw-4D.2和Qchl.saw-6A所在功能区段进行基因注释,筛选到12个与叶绿素相关的候...     

玉米穗位叶叶绿素含量的QTL定位分析

叶绿素含量是决定作物光合效率的重要因素,也是作物高光效育种的重要目标性状之一。本研究利用玉米自交系W22与玉米野生祖先种大刍草杂交衍生得到的包含866个家系的渗入系群体,结合均匀覆盖玉米全基因组的19 838个SNP分子标记,采用R/qtl的多QTL模型对玉米开花期穗位叶的叶绿素含量进行高精度的QTL定位分析。结果共检测到10个控制穗位叶叶绿素含量的QTL,分别位于第1、3、4、5、6、7、8和9染色体,单个QTL表型贡献率的变幅为2.02%～4.04%,加性效应的变幅为1.61～3.03,表明玉米穗位叶叶绿素含量属于典型的数量性状,由微效多基因控制。本研究可以为进一步解析玉米穗位叶叶绿素含量的遗传基础、图位克隆相关关键基因及分子标记辅助选择育种改良玉米植株叶绿素含量提供了重要的参考价值。     

棉花叶绿素含量和光合速率的QTL定位

 为了探讨棉花光合作用及相关生理性状的遗传规律, 利用四交分离作图群体泗棉3号/苏12//中4133/8891的273个F_2：3家系为材料,用MAPQTL5.0软件及区间作图方法(IM), 对棉花叶绿素含量及光合速率进行了QTL分析。检测到3个与叶绿素含量相关的QTL, 分别位于染色体D6、D8和A10, 解释性状表型变异的4.3%, 4.5% 和5.2%。检测到3个与光合速率相关的QTL, 位于D5、D6和A11染色体, 解释性状表型变异的3.8%,7.4% 和8.4%。两个性状所有QTL的遗传效应均以加性效应为主。本研究定位的棉花叶绿素含量和光合速率QTL均是首次报道,可尝试应用于高光效育种的分子标记辅助选择。     

基于高密度遗传图谱定位大豆蛋白质含量相关的QTL

大豆是重要的粮食作物和经济作物,其籽粒蛋白约为40%,是优质植物蛋白主要来源之一。挖掘控制大豆高蛋白数量性状位点(Quantitativetraitloci,QTL)以及分子标记育种对高蛋白大豆培育具有重要的意义。本研究利用蛋白含量存在明显差异的中黄35 (Zhonghuang 35, ZH35)和中黄13 (Zhonghuang 13, ZH13)杂交构建的包含192个株系的重组自交系群体为供试材料,通过对两亲本及RIL群体重测序,构建了包含4879个bin标记的高密度遗传图谱,总遗传距离为3760.71 cM,相邻标记间的遗传距离为0.77 cM。RIL群体及亲本分别于北京顺义和河南濮阳种植, 2个环境共检测到15个蛋白含量相关QTL位点,分布于5号、12号、15号、17号、18号、19号和20号染色体,贡献率为4.36%～11.39%。其中,北京顺义和河南濮阳检测到qPro-20-1和qPro-20-3, 2个QTL贡献率分别为7.65%和7.58%,重叠区域包括33个基因。本研究有助于精细定位和图位克隆大豆蛋白含量相关基因,并为进一步培育高蛋白大豆品种提供基因资源。     

水稻孕穗期耐冷性QTLs分析

本研究以籼粳交“密阳23/吉冷1号”的F2∶3 代200个家系为作图群体,在韩国春川进行冷水胁迫下水稻耐冷性鉴定,并以利用SSR标记构建的分子连锁图谱为基础,对水稻孕穗期耐冷性及其相对耐冷性进行数量性状位点（QTLs）分析。研究结果,在第1、2、4、11和12染色体上检测到与孕穗期耐冷性相关的QTL各1个,对表型变异的解释率为5     

水稻孕穗期耐热性QTLs分析

水稻籼粳亚种间杂种优势利用是提高水稻产量的重要途径。然而，异常高温或低温导致籼粳亚种间杂种育性下降是影响其优势利用的主要因素之一。本研究以USSR5（粳稻）/广解9号（籼稻）//USSR5回交群体为供试材料，构建了相应的分子连锁图谱，分别以高温处理下直接小穗育性及小穗育性热敏感指数为指标，对水稻孕穗期高温耐热性及其相对耐热性进行数量性状位点（QTLs）分析。结果表明，在第2、4和5染色体上检测到孕穗期耐热性相关的QTL各一个，对表型变异的解释率为6.4%~15.8%；在第4、8染色体上分别检测到与孕穗期相对耐热性相关的QTL，qhts-4和qhts-8，LOD值分别为3.81和2.86，对表型变异的解释率分别为16.8%和9.9%。对其进一步的上位性分析表明，有8条染色体的4对位点存在基因间互作，小穗育性耐热性除受主效QTL控制外，还受基因间互作及修饰基因的影响。     

宁夏水稻孕穗开花期耐冷性鉴定

利用冷水胁迫和自然低温对宁夏29份水稻进行孕穗开花期耐冷性鉴定,结果表明:自然低温鉴定结果更准确,适合宁夏水稻种质孕穗开花期耐冷性鉴定.参试材料中宁粳12、宁粳23、宁粳35、宁粳28、宁粳16、宁粳41、宁粳36和富源四号孕穗开花期耐冷性强,可作为耐冷育种重点材料.     

十和田近等基因系糙米锌含量QTL定位

以十和田为轮回亲本,丽粳2号为供体亲本培育出糙米锌含量近等基因系群体BC5F6为材料,从遍布水稻12条染色体上的600对引物中筛选到一个与糙米锌含量有关的SSR标记RM4608.根据其在水稻染色体上的位置,结合PCR扩增结果又发现了与糙米锌含量有关的4个SSR标记(RM19491,RM19489,RM6119和RM19487).用MAPMAKER3.0软件做出了这5个标记的连锁群,最后采用混合线性模型定位法找到了糙米锌含量的QTL位点.QTL分析结果显示:该位点位于6号染色体上RM4608和RM6119标记之间,贡献率为5%,为新发现的与糙米锌含量有关的微效基因位点,暂命名为qZINC-6.同时与糙米铬和镁含量有关的QTL位点也被发现,其中糙米铬含量QTL位于标记RM19489和RM19491之间,贡献率为9%,是一个主效基因;糙米镁含量QTL位于标记RM4608-RM6119之间,是一个微效基因,贡献率为4%.     

粳稻叶绿素含量QTL与其合成降解相关基因的比较分析

为剖析水稻叶绿素不同时期的表达规律及后期持绿的遗传机制,以沈农265和丽江新团黑谷的粳-粳交重组自交系为材料,对水稻分蘖期、抽穗期和成熟期的叶绿素含量以及生育后期的持绿能力进行QTL定位分析。检测到5个控制分蘖期叶绿素含量的QTL、7个控制水稻抽穗期叶绿素含量的QTL和10个控制成熟期叶绿素含量的QTL,分布在除第5染色体以外的11条染色体上。比较它们与编码叶绿素合成及降解过程中的重要酶的基因发现,虽然生育前期检测到的QTL较少,但对应的叶绿素合成降解相关基因却较多。随生育期的推移,检测到的QTL数目增多,但对应的叶绿素合成降解相关基因却减少。暗示生育前期大多数叶绿素合成(降解)相关基因表达的水平差异不大,后期控制叶绿素合成降解的个别关键基因表达水平增加。并以此为基础提出了叶片生育后期持绿的两种可能遗传基础。     

水稻孕穗期在淹涝胁迫下施肥的优化选择及其作用机理

采用正交试验与对比试验相结合, 研究了N、 P、 K、 Zn、 Si肥和栽培密度各因子及其优化处理对孕穗期完全淹涝胁迫下早稻产量的影响与作用机理. 结果表明, 不同N肥和K肥水平对产量的影响达到了显著水平差异, 其各自的最适用量分别约为纯氮135 kg/hm2和纯钾120 kg/hm2; 适N高K能明显提高水稻的耐淹涝胁迫能力, N/K比宜介于1.1     

水稻温敏核不育系孕穗期和开花期耐冷性评价

以水稻温敏核不育系安农810 S和奥龙1S为材料,利用自然石灰岩溶洞低温泉水处理,对安农810 S奥龙1S孕穗期和开花期的耐冷性进行了研究.结果表明,无论是孕穗期还是开花期低温处理的奥龙1S,其结实率均高于安农810 S,而结实率下降值和低温敏感指数低于安农810 S,说明奥龙1S的耐冷性强于安农810 S.     

孕穗期高温对水稻生理特性和产量性状影响研究

为探索水稻孕穗期高温对生理生化特性和产量性状的影响,降低水稻生长发育过程中孕穗期高温对水稻的危害提供理论依据。以‘泰优553’和‘隆晶优1212’为材料,在孕穗期幼穗分化Ⅳ-Ⅵ期利用人工气候室以29、32、35、38℃处理7天,以同时期田间自然温度条件作对照（CK,平均温度30.6℃）,研究孕穗期不同温度对水稻生理特性和产量性状的影响。与对照相比,38℃处理显著降低了‘泰优553’和‘隆晶优1212’的可育花粉数和可育率,可育率分别比对照下降了60.2%、54.7%。随温度的升高,2个品种的脯氨酸和丙二醛(MDA)含量呈上升趋势,在38℃处理显著高于对照(CK)和其他处理,过氧化物酶(POD)活性呈先上升后下降的趋势。高温处理显著降低了2个品种的结实率、千粒重和产量,但对有效穗影响较少。水稻孕穗期高温能显著降低可育花粉数和可育率,同时影响幼穗生理指标的变化,致使结实率和产量下降,不同品种对高温危害的表现存在差异。