小麦ITMI重组自交系群体的叶片叶绿素含量QTL定位研究

【目的】定位发掘优异的小麦叶片叶绿素含量相关位点,为小麦高抗及高光合育种提供分子基础。【方法】利用已构建的重组自交系群体的高密度遗传连锁图谱对小麦拔节期、抽穗期及灌浆期进行叶片叶绿素含量QTL定位。【结果】结果表明:2013-2014,2014-2015两个环境及3个时期下共检测到18个叶片叶绿素含量相关QTL位点。其中位于小麦染色体2D(Xcdo534-Xbcd1716)、4D(Xfba177-Xbcd1431)、6A(Xfbb170-Xmwg934)及6D(Xcdo534-Xbcd1716)4个区段上的叶绿素相关位点在两个环境中都被稳定检测到。位于染色体2D(Xbcd262-Xbcd102)、3D(Xbarc8-Xfba241与Xfbb147-Xgwm3)及6A(Xfbb170-Xmwg934)上4个区段上的叶绿素相关位点在抽穗期及灌浆期均被检测到。【结论】小麦中不同叶片的叶绿素含量受不同遗传机制调控。     

小麦重组自交系群体籽粒灌浆与粒重的关系

分别以豫麦8679／京411及豫麦8679／和尚麦为亲本构建2个小麦重组自交系群体（简称群体1和群体2）,研究了小麦籽粒灌浆发育过程中鲜重、干重的变化特点与千粒重的关系。结果表明,籽粒发育阶段,鲜重变化呈抛物线趋势,花后10～25d为籽粒鲜重增长最快的阶段。籽粒干重变化呈“S”形,15—30d为干物质积累的最快时期。群体1中,籽粒鲜重和干重的平均增重速率与千粒重均呈极显著正相关,相关性最好,相关系数分别为0．478^＊＊和0．848^＊＊;其次为花后36—40d籽粒干重、鲜重的增重速率,与千粒重的相关系数分别为0．554^＊＊和0．309^＊＊。而群体2中与千粒重相关性最大的为籽粒干重平均增重速率（r=0．663^＊＊）,第二为籽粒鲜重平均增重速率（r=0．534^＊＊）,第三为花后11～15d籽粒鲜重增重速率（r=0．435^＊＊）。说明籽粒发育过程中,干重、鲜重的平均增重速率与千粒重的形成密切相关。     

利用重组自交系群体定位水稻茎粗QTL

为开展水稻茎粗相关基因的精细定位,利用岗46B/A232的高世代重组自交系群体和基于重测序构建的高密度遗传连锁图谱,采用复合区间作图法（CIM）,利用R/qtl软件包对水稻倒二节的节间直径（RSID）和倒三节的节间直径（RTID）进行QTL分析,共检测到3个控制倒二节茎粗的QTL和7个倒三节茎粗的QTL,分布在第2、3、4、7、11号染色体上。其中2号染色体上的qRSID2-1和qRTID2-1距离较近,qRSID2-2/qRTID2-2和qRTID2-3可能是同一位点,并在多次试验中被重复检测到,表型贡献率为7.89%~12.36%,物理区间在100 kb之内。     

培矮64S/93-11重组自交系分子图谱构建及千粒重QTL检测

利用光、温敏核不育系培矮64S与常规品种93-11进行杂交,以单粒传方法建立含217个单株的重组自交系(R ILs)群体。选用775对SSR引物进行亲本多态性筛选,共有170对检测到多态性,频率为21.9%。构建的水稻分子遗传图谱共包含141个标记座位,总图距约2 060.4 cM,标记间平均图距为14.6 cM。群体中标记偏分离情况较严重。以该R ILs群体217个株系为材料,对千粒重性状进行了QTL分析。结果表明:在R ILs群体中检测到3个与千粒重相关的QTL,分别在第1、5、8染色体上,命名为qTGW-1、qTGW-5、qTGW-8,其LOD值为5.51、3.31、4.94,贡献率为17.90%、6.12%、9.59%。qTGW-1控制千粒重的增效基因来自低值亲本培矮64S,qTGW-5和qTGW-8控制千粒重的增效基因来自高值亲本93-11。通过相应的含有154个家系的全基因组染色体片段置换系(CSSLs)群体图示基因型分析,证实了在第1染色体上标记RM315附近存在控制千粒重的增效基因,来源于染色体片段供体亲本培矮64S,使千粒重增加1.03 g;在第5、8染色体上标记RM3663、RM310附近...     

利用重组自交系群体定位水稻品质相关性状的QTL

以川香29B和中国香稻构建的重组自交系群体为材料,通过建立144个SSR标记连锁遗传图谱,采用复合区间作图法对水稻外观品质和蒸煮食味品质的相关性状进行了数量性状基因定位。共检测到了45个与水稻粒长、粒宽、长宽比、垩白率、直链淀粉含量、糊化温度相关的QTL,分布在水稻的第1、2、3、4、6、7、9、10、12染色体上,其中有9个QTL的效应被重复检测到。     

不同生态环境下冬小麦籽粒大小相关性状的QTL分析

 【目的】鉴定影响籽粒大小相关性状的QTL,并估计QTL的表型效应;分析不同环境下QTL的稳定性。【方法】以冬小麦小粒地方品种和尚麦为母本,大粒育成品种豫8679为父本及其F7:8重组自交系的142个株系为试验材料,分析籽粒长度、宽度、厚度、体积及千粒重在北京（2006、2007）、合肥（2007）和成都（2007）4个不同环境下的性状表现,并利用已构建的含有170个SSR标记和2个EST标记的遗传图谱,对这5个性状进行QTL定位分析。【结果】4个环境下共检测到93个影响籽粒长度、宽度、厚度、体积及千粒重的QTL,这些QTL分布在除1D和6A之外的所有小麦染色体上。在检测到的QTL中,与籽粒长度、宽度、厚度、体积和千粒重相关的QTL分别为17、16、18、21和21个。另外,本研究还在1A、1B、2A、2D、3A、3B、5A、5B、5D、6A、6D、7B和7D染色体上共发现了18个QTL富集区。【结论】获得93个影响小麦籽粒大小相关性状的QTL,这些QTL可作为利用分子标记辅助育种途径进行小麦遗传改良的依据。     

利用重组自交系群体定位不同温度条件下玉米种子发芽性状的QTL

以基于豫82×沈137和豫537A×沈137构建的2个重组自交系群体的420个家系为材料,借助SNP分子标记遗传连锁图谱,利用复合区间作图法定位了发芽率(GP)、发芽势(GE)、发芽指数(GI)、活力指数(VI)、苗长(SL)、幼苗干质量(SDW)、根干质量(RDW)7个种子发芽相关性状的QTL。结果表明,基于豫82×沈137的重组自交系群体检测到24个QTLs,分布在1、2、3、5、6、7、10染色体上,单个QTL解释性状遗传变异的5.61%~11.01%;基于豫537A×沈137的重组自交系群体检测到40个QTLs,分布在除第2染色体外的其余9条染色体上,单个QTL解释性状遗传变异的5.39%~11.92%。通过元分析方法将64个原初QTLs中的25个(39.1%)整合进6个mQTLs,分别分布于第3、5、7、10染色体上,每个mQTL平均包含4.17个QTLs,分别参与2~4个性状的调控,其中,mQTL3-2包含了7个QTLs,参与对VI、SDW、RDW、GE等4个性状的调控。确定了位于6个mQTLs对应标记区间的35个候选基因,主要参与种子萌发、氧化还原代谢途径、信号传导、逆境抵御等生物学过程。     

苦荞重组自交系群体籽粒性状遗传变异分析

为了研究苦荞遗传群体籽粒性状的遗传变异,探索影响苦荞籽粒产量的主要因素,筛选综合性状优良的株系,为苦荞育种提供理论依据和新材料。以小米荞与晋荞2号杂交获得的重组自交系群体为材料,对籽粒产量、千粒重、籽粒长宽比、籽粒面积、籽粒周长、籽粒直径、籽粒圆度等7个性状进行了相关性分析、主成分分析和聚类分析。结果表明：各性状变异系数为5.16%～25.45%,均存在双向超亲分离现象。籽粒产量与千粒重、籽粒直径、籽粒面积、籽粒周长呈极显著正相关。主成分分析将7个籽粒性状综合为2个主因子,前2个主成分累计贡献率达86.71%。基于籽粒性状的表型值,聚类分析将苦荞重组自交系（RILs）群体划分为7个不同的类群,其中C5和C7类群籽粒产量显著高于其他类群。千粒重、籽粒直径、籽粒面积、籽粒周长是影响籽粒产量的主要因素;结合籽粒性状主成分综合评价及聚类分析结果,C7类群的株系R166、R188、R78、R46、R112、R151籽粒性状较好,具有高产特性可作为高产苦荞的推荐材料。     

小麦RILs群体叶绿素含量和千粒重相关分析及QTL定位

以京411/红芒春21构建的重组自交系群体（RILs）为实验材料（包括177个家系）,研究花后旗叶叶绿素含量及其与粒重的关系,并进行QTL定位。结果表明,2011和2012年,花后7 d（I期）、14 d（II期）、19 d（III期）旗叶叶绿素含量及总叶绿素含量与千粒重呈显著或极显著正相关。连锁分析及QTL定位结果表明,2AS2存在一新的QTL位点（Barc5~Gwm448）,控制I期和II期的旗叶叶绿素含量,于2011年和2012年均被检测到,可分别解释I、II时期叶绿素含量表型变异的16.38%~20.12%和17.27%~19.35%。而另一位点2AS1（Barc1138~Barc212）只在2011年检测到,可分别解释I、II期叶绿素含量变异的11.43%和9.67%。同时,该新位点（Barc5~Gwm448）也与千粒重变异有关,可分别解释其表型变异的13.35%（2011年）和10.14%（2012年）。未检测到花后其他时期旗叶叶绿素含量的基因位点。     

重组自交系稻米品质性状的相关性分析及QTL定位

[目的]分析重组自交系稻米品质性状的相关性,并对其进行数量性状座位(QTL)定位,为水稻品质性状遗传改良提供理论依据.[方法]以珍汕97B、柳沙油占202及二者杂交构建的174个重组自交系群体为材料,对12个稻米品质性状进行相关性分析和QTL定位.[结果]3个稻米碾磨品质性状(出糙率、精米率和整精米率)间均呈极显著正相关(P<0.01,下同).6个稻米外观品质性状中,除粒长与垩白率、垩白度和透明度间无显著相关性(P>0.05)外,其他性状间均呈极显著正或负相关.3个稻米蒸煮食味品质性状中,胶稠度与直链淀粉含量和碱消值呈极显著负相关.碾磨品质性状、外观品质性状和蒸煮食味品质性状间也存在不同程度相关性,如垩白粒率和垩白度与除粒长外的其他9个性状呈显著(P<0.05,下同)或极显著相关等.在第5和第6染色体上共检测出出糙率、精米率、粒宽、长宽比、垩白率、垩白度、直链淀粉含量、胶稠度和碱消值9个性状的11个QTL,其中9个QTL的表型变异贡献率大于10%,为主效QTL,且显著或极显著相关性状的QTL定位区域存在趋同现象.[结论]重组自交系群体12个稻米品质性状存在互作效应,与QTL定位结果相互印证.鉴定所得主效QTL可用于水稻稻米品质相关性状的遗传改良.     

QTLs for Waterlogging Tolerance at Germination and Seedling Stages in Population of Recombinant Inbred Lines Derived from a Cross Between Synthetic and Cultivated Wheat Genotypes

Waterlogging is a widespread limiting factor for wheat production throughout the world. To identify quantitative trait loci （QTLs） associated with waterlogging tolerance at early stages of growth, survival rate （SR）, germination rate index （GRI）, leaf chlorophyll content index （CCI）, root length index （RLI）, plant height index （PHI）, root dry weight index （RDWI）, shoot dry weight index （SDWI）, and total dry weight index （DWI） were assessed using the International Triticeae Mapping Initiative （ITMI） population W7984/Opata85. Significant and positive correlations were detected for all traits in this population except RLI. A total of 32 QTLs were associated with waterlogging tolerance on all chromosomes except 3A, 3D, 4B, 5A, 5D, 6A, and 6D. Some of the QTLs explained large proportions of the phenotypic variance. One of these is the QTL for GRI on 7A, which explained 23.92% of the phenotypic variation. Of them, 22 alleles from the synthetic hexaploid wheat W7984 contributed positively. These results suggested that synthetic hexaploid wheat W7984 is an important genetic resource for waterlogging tolerance in wheat. These alleles conferring waterlogging tolerance at early stages of growth in wheat could be utilized in wheat breeding for improving waterlogging tolerance.     

小麦重组自交系群体高分子量麦谷蛋白亚基组成分析

以潍麦8号与济麦20为亲本构建的重组自交系群体RIL-8的468个系为材料,利用SDS-PAGE技术检测分析了其高分子量麦谷蛋白亚基（HMW-GS）及亚基组合构成特点。结果表明：供试RIL-8群体在Glu-A1、Glu-B1和Glu-D1三个位点共检测到12种等位变异,其中Glu-A1位点2种,Glu-B1位点5种,Glu-D1位点5种;共检测到23种HMW-GS组合,其中2种亲本类型,21种新类型;不同HMW-GS和亚基组合在群体中的分布频率存在较大差异。     

RTM-GWAS方法应用于大豆RIL群体百粒重QTL检测的功效

【目的】为全面解析大豆重组自交系群体中调控百粒重性状的QTL体系,将限制性两阶段多位点全基因组关联分析方法(RTM-GWAS)和不同定位方法进行比较、优选,为后续候选基因体系探索及分子标记辅助育种设计提供依据。【方法】利用以科丰1号和南农1138-2为亲本衍生的重组自交系群体NJRIKY的427个家系,通过由全基因组39 353个SNP构建的3 683个SNPLDB标记及3个环境下的百粒重表型数据,选用复合区间作图法(CIM)、基于混合线性模型的全基因组关联分析方法(MLM-GWAS)和RTM-GWAS 3种方法检测百粒重QTL,通过QTL数目和总的表型变异解释率比较检测功效,挑选最佳定位结果进行NJRIKY群体中的百粒重遗传体系解析。通过候选基因体系的功能注释,挖掘调控大豆百粒重的生物学途径。【结果】科丰1号与南农1138-2的百粒重差异较大,多环境平均数分别为9.0和17.9 g,遗传变异系数为12.4%,遗传率为85.4%,适用于百粒重性状的遗传解析。比较3种方法定位结果表明RTM-GWAS方法表现最佳,检测QTL数目最多(57个),解释表型变异最多(70.78%)。而CIM仅检...     

应用重组自交系群体检测水稻茎秆和剑叶硅含量QTL

[目的]硅在水稻生长发育过程中具有重要作用,本研究的主要目的在于通过QTL分析研究水稻茎秆和剑叶硅含量的遗传控制.[方法]以由244个株系组成的珍汕97B/密阳46重组自交系群体为材料,在2003和2004年应用两重复试验测定亲本和各株系的茎秆和剑叶硅含量,应用由240个标记组成的连锁图谱检测数量性状座位（QTL）.[结果]所分析的两个性状表现为典型的数量性状,并呈现出以基因型控制为主、基因型×环境互作和环境影响为辅的特点.经Windows QTL Cartographer 2.0分析,检测到3个茎秆硅含量QTL、6个剑叶硅含量QTL和2对控制茎秆硅含量的QTL间互作,它们分布于1、3、5、6、7和12等6条染色体的8个区间,单个QTL对群体性状表型变异的贡献率为3.4%～11.8%,联合贡献率为16.8%～29.2%.进一步分析发现,研究群体中实际上可能存在更多的控制茎秆和剑叶硅含量遗传变异的QTL,但其效应大小可因环境条件和性状测定参数的不同而发生变化,在既定条件下、对于既定性状,部分QTL因达不到给定的显著水平而得不到检测.[结论]控制水稻茎秆和剑叶硅含量性状遗传变异的QTL数目较大、单个QTL的效应一般较小;同一基因组区间常常表现为同时控制不同性状,其作用方向稳定而显著性、效应值和贡献率则变异较大.     

利用重组自交系群体检测水稻芽期耐冷性QTL

在5℃低温条件下,对来源于籼粳交组合“热研2号/密阳23”RILs群体的111个家系进行了芽期耐冷性鉴定。结果表明,芽期耐冷性在RILs群体中成连续分布,表现为由多基因控制的数量性状。将成苗率作为数量性状进行QTL的区间作图分析,共检测到与芽期耐冷性有关的QTL2个,分别位于第7和第8染色体上,对表型变异的贡献率分别为10.60%和15.79%,且这两个QTL增强芽期耐冷性的等位基因均来自粳型亲本热研2号。     

基于重组自交系的水稻抗纹枯病QTL定位（英文）

利用157个家系组成的大关稻/IR28重组自交系群体,采用牙签接种法,鉴定亲本及157个重组自交系群体对水稻纹枯病的抗性。利用QTL Cartographer软件,对水稻纹枯病抗性基因进行检测分析。结果表明,共检测到qsb1、qsb2、qsb5-1和qsb5-2 4个QTL位点,分别位于第1、2和5染色体上,贡献率为10.41%~36.92%。qsb5-1的加性效应为负值,表明来自供体亲本IR28相应QTL使纹枯病病斑比值变小;qsb1、qsb2和qsb5-2的加性效应为正值,表明来自供体亲本大关稻相应QTL使纹枯病病斑比值变大。     

利用SSR标记对新疆部分向日葵自交系材料进行群体结构划分及聚类分析

【目的】序列位置标签(Sequence Tagged Site,STS)为一段短的DNA序列,在其生物染色体上只出现一次,适宜于作为作物基因组的一种地标。【方法】研究随机选取向日葵500对序列标签位点SSR引物,利用其中62对具有多态SSR标记对136份新疆食葵和油葵自交系进行PCR多态扩增和筛选。【结果】62对序列标签位点SSR标记在136份向日葵中扩增表现稳定多态,占所选引物数量的12.4%,扩增产物条带清晰、稳定和易读。136份向日葵群体基因型依据△K的变化,可以分为2大类群。其中73份油葵自交系材料中,70%自交系材料被分配到第1大群,油葵资源材料主要归类在第1大群。30份油葵保持系中只有4份保持系被分配到第2大群,其余保持系均在第1大群。而在43份油葵恢复系中有25份分配到第1大群,其余分配到其它群中,表明油葵恢复系遗传多样性较为丰富。在55份食葵自交系中,仅有21%食葵被分到第1大群,食葵资源材料主要属于第2大群。【结论】食葵的遗传多样性较油葵的遗传多样性丰富,食葵和油葵资源材料间有部分基因相互交叉渗透,为新疆向日葵核心种质的构建和资源的合理利用提供理论支持。     

自交可育甜荞重组自交系群体产量组分的遗传分析

为探究甜荞产量组分的相关性以及数量性状的遗传率和质量性状的分离模式,为甜荞育种提供参考,构建了两组自交可育的甜荞重组自交系(RIL)群体进行产量组分的遗传分析,统计各世代农艺性状,分析各世代农艺性状的相关性和遗传率。结果表明:1)各世代农艺性状变异程度大,其中以单株种子粒数变异系数最大。2)产量构成因素中单株种子粒数与主茎分枝数、花数显著相关。结实率与主茎分枝数、单株种子数呈显著正相关。3)株高具有较高的遗传率。4)F2代群体落粒性性状分离模式为3∶1。     

水稻重组自交系F7千粒重与外观品质性状的相关性

为探明水稻千粒重与外观品质性状的相关性,进而为水稻大粒品种的选育提供理论参考,对鄂晚10号和大粒王组配的F7代242个群体进行千粒重及外观品质性状的考察,运用SPSS 17.0软件,进行相关性及通径分析。结果表明:千粒重与粒长、粒宽、粒厚及垩白粒率呈极显著正相关,粒长与长宽比、粒厚、垩白粒率呈极显著正相关,粒宽与长宽比呈极显著负相关,与粒厚、垩白粒率呈极显著正相关,长宽比与粒厚、垩白粒率呈极显著负相关,粒厚与垩白粒率呈极显著正相关。通径分析表明,粒宽对千粒重的作用最大,粒长次之。     

外引加拿大玉米自交系的配合力分析和应用

采用NCⅡ遗传交配设计,对引自加拿大的15个玉米自交系的6个与产量有关的性状进行一般配合力分析,并对120个杂交组合穗粒重进行特殊配合力分析。结果表明:C6、C12和C14的一般配合力效应值较高,其综合性状较好;C14×B14、C14×H旅28、C6×K10、C12×杂1的特殊配合力效应值为显著正值,是具有较强杂交优势的组合,可以进一步在生产上加以利用。