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。     

利用野栽分离群体定位水稻粒型相关QTL

【目的】挖掘水稻粒型相关QTL位点可为水稻的粒型遗传机制研究和优质化分子育种提供理论基础。【方法】以广西普通野生稻高代自交系材料ZY03为父本,栽培稻品种日本晴为母本,通过常规杂交获得包含160个单株的F_2分离群体,并开展粒长、粒宽及粒长宽比等粒型性状的调查。利用分布于水稻12条染色体上的184个SSR标记对F_2群体单株进行分子检测。应用MAPMAKER EXP 3.0软件进行数据分析,构建分子标记连锁图。应用QTLmapping3.0软件,采用复合区间作图法(composite interval mapping,CIM),以LOD=2.5为阈值检测控制粒长、粒宽和粒长宽比等性状的QTL。【结果】在F_2群体中,目标性状呈现连续变异,有明显的双向超亲分离现象。共检测到与粒型相关的QTL 3个,其中1个粒长QTL位于第5染色体RM405~RM548区间内,被命名为qGL5.1,表型贡献率为10.68%,加性效应为0.02;在第1染色体RM5501~RM486区间内检测到1个控制粒宽的QTL,被命名为qGW1.1,表型贡献率为10.56%,加性效应为0.34;在第5号染色体RM405~RM548区间检测到1个控制粒长宽比的QTL,被命名为qLWR5.1,表型贡献率为14.77%,加性效应为0.12。上述所有QTL的增效等位基因均来自于亲本ZY03。其中,粒长QTL qGL5.1与粒长宽比QTL qLWR5.1位于同一标记区间内。【结论】从野栽分离群体挖掘到3个野生稻的粒型QTL位点,定位结果可用于下一步主效QTL的精细定位和分子标记辅助选择育种。     

控制水稻穗形相关性状的QTL定位

穗是水稻产量的最终表达部位,穗部性状在产量构成因素中占有很重要的地位.该研究采用以粳稻Asominori为遗传背景、籼稻IR24为染色体片段供体的染色体片段置换系(Chromosome segment substitution lines,CSSLs)群体,于2007年和2008年对水稻穗部性状进行了相关分析及其数量性状位点(Quantitative trait loci,QTL)的定位.结果表明:穗部性状与单株产量存在极显著的正相关,并检测到影响5个相关性状的33个QTL,分布在第1、第3、第4、第6和第8条等染色体上,贡献率介于5.35%与37.59%之间,其中两年同时检测到的稳定表达QTL10个,约占30.3%;在第1染色体RM493和RM5496标记附近、第4染色体RM317标记附近、第6染色体RM217标记附近和第8染色体RM331及RM502标记位置均检测到能同时控制穗部多个性状的QTL,可能是因为基因的多效性或基因的紧密连锁所致.在育种中利用与这些QTL连锁的分子标记进行辅助选择,将有助于多个性状的协同改良.     

粳稻粒形性状的数量性状基因座检测

 【目的】通过对粳稻粒形性状的QTL检测,为粳稻粒形性状相关QTL的精细定位和分子标记辅助选择育种提供理论依据。【方法】利用大粒粳稻DL115与小粒粳稻XL005杂交获得的F2代200个个体为作图群体,在北京进行稻谷粒长、粒宽、粒厚、长宽比、千粒重等粒形性状的鉴定。采用复合区间作图法,利用SSR标记对上述粒形性状进行数量性状基因座检测。【结果】上述粒形性状在F2群体均呈正态连续分布,表现为由多基因控制的数量性状。共检测到与粒形性状相关的QTL 16个,分布于第2、3、5和12染色体上。其中qGL3a、qGW2、qGW5、qGT2、qRLW2、qRLW3、qGWT2和qGWT3对表型变异的贡献率分别为15.42%、40.89%、13.54%、33.43%、13.82%、13.61%、12.51%和10.1%,为主效QTL。其中,qGW2、qGT2、qRLW2和qGWT2均位于第2染色体上的RM12776－RM324 区间。在所检测到的16个QTL中,4个QTL的增效等位基因来源于小粒亲本XL005,而其余QTL的增效等位基因均来源于大粒亲本DL115。基因作用方式主要表现为加性或部分显性。【结论】粳稻粒形性状是由多基因控制的数量性状。第2染色体RM12776－RM324区间是分别与粒宽、粒厚、长宽比和千粒重相关的4个主效QTL的共同标记区间,与其相邻的2个标记（RM12776和RM324）应在分子标记辅助选择育种中探讨其利用价值。大粒亲本对稻谷粒长、粒宽、粒厚和千粒重等性状的增效作用显著。     

TD70/Kasalath RIL群体定位水稻花药基部开裂长度QTL（英文）

利用花药基部开裂长度存在明显差异的粳稻品种TD70和籼稻品种Kasalath的重组自交系(包含240个系)为作图群体,对控制水稻花药基部开裂长度的QTL进行鉴定,并对水稻花药基部开裂长度和其他农艺性状进行相关性分析。利用Ici Mappingv3.4软件,运用复合区间作图法,以均匀分布于12条染色体的141个SSR标记进行花药基部开裂长度的QTL检测,共检测到2个QTL位点。位于第6染色体RM3和RM3628之间的q LDBT6,LOD值3.23,贡献率6.18%,加性效应17.74%。q LDBT8位于第8染色体RM1376和RM4085之间,LOD值2.95,贡献率8.00%,加性效应20.09%,推测该区域与小穗不育有重要关系。RIL群体的花药基部开裂长度与剑叶宽、千粒质量、粒长、粒宽、粒厚间存在极显著正相关,与抽穗期、株高、分蘖数、剑叶长、总粒数、结实率和抽穗当天最高温度、抽穗期平均温度、抽穗期最高温度以及芒长之间不相关。     

TD70/Kasalath RIL群体定位水稻花药基部开裂长度QTL

利用花药基部开裂长度存在明显差异的粳稻品系TD70和籼稻品种Kasalath的重组自交系(包含240个系)为作图群体,对控制水稻花药基部开裂长度的QTL进行鉴定,并对水稻花药基部开裂长度和其他农艺性状进行相关性分析。利用Ici Mappingv3.4软件,运用复合区间作图法,以均匀分布于12条染色体的141个SSR标记进行花药基部开裂长度的QTL检测,共检测到2个QTL位点,其中q LDBT6位于第6染色体RM3和RM3628之间,LOD值3.23,贡献率6.18%,加性效应17.74%;q LDBT8位于第8染色体RM1376和RM4085之间,LOD值2.95,贡献率8.00%,加性效应20.09%,推测该区域与小穗不育有重要关系,有必要进一步研究。RIL群体的花药基部开裂长度与剑叶宽、千粒质量、粒长、粒宽、粒厚间存在极显著正相关,与抽穗期、株高、分蘖数、剑叶长、总粒数、结实率、抽穗当天最高温度、抽穗期平均温度、抽穗期间最高温度以及芒长之间不相关。     

水稻籽粒大小相关性状QTL定位

【目的】水稻籽粒大小是影响产量和品质的数量性状,籽粒大小相关QTLs的定位是进一步克隆、功能研究以及分子育种的基础。【方法】用1个大粒水稻ZD05321和斯里兰卡的极小粒Suwandel为亲本,创建了1个246个单株的F2群体,用48个SSR标记对控制粒长、粒宽、千粒重和长宽比进行QTLs定位分析。【结果】F2群体粒长、粒宽、千粒重等性状呈现连续分布的数量性状遗传特点,多数植株的表型偏向大粒亲本。粒长、粒宽与千粒重都存在极显著的正相关;随着粒重的增加,粒长对粒重的作用逐渐变小。在第1、4、6、7、8和9号染色体上,共检测到15个与籽粒大小相关的QTL,单个性状QTL为3~5个,可分别解释1.02%~16.52%的相应性状变异。在第9染色体上检测到同时控制粒长、粒宽、千粒重和长宽比等4个性状的4个QTL,它们位于该染色体的RM3609~RM7586和RM6543~RM566区段上。【结论】大粒亲本ZD05321中可能存在控制籽粒大小的效应值较大的QTLs,第9染色体上存在同时控制多个粒形性状区域,为下一步精细定位这些新的粒形相关QTL奠定了基础。     

利用野栽杂交分离群体定位水稻结实率QTLs

【目的】利用野栽杂交分离群体定位水稻结实率,为能更好地挖掘和利用野生稻中控制穗结实率基因的QTL位点提供参考。【方法】分别以广西普通野生稻资源Y03为父本和栽培稻品种日本晴为母本,经过杂交构建包含142个单株的F2定位群体,然后利用覆盖水稻基因组的184对SSR分子标记,采用复合区间作图法(CIM),以LOD=2.5为阈值检测控制结实率的QTL。【结果】共检测到3个影响结实率的QTL。其中,2个QTL位于第1染色体,1个QTL位于4号染色体上,并分别命名为q SSR1-1,q SSR1-2和q SSR4-1。q SSR1-1位于第1染色体RM486~RM5501,表型贡献率为14.49%;q SSR1-2位于第1染色体RM102~RM315,表型贡献率为8.63%;q SSR4-1位于第4染色体RM252~RM119,表型贡献率为8.27%。对结果进行分析还发现,在3个QTL位点上来源于野生稻亲本Y03的等位基因均有利于提高水稻结实率。随后,根据获得的主效QTL定位信息最终开发出与水稻结实率性状紧密连锁、可用于分子育种的分子标记RM119。【结论】发掘的新QTL和性状连锁标记可为水稻产量性状QTL的发掘和分子标记辅助选择育种提供重要的基因资源和分子选择工具。     

水稻剑叶角度与主穗产量的遗传剖析

理想水稻株型的选育与高产育种密切相关,而剑叶角度则是构成水稻理想株型的重要指标之一,同时也是影响水稻产量的重要因素.合理开发利用水稻中控制剑叶角度及产量相关的数量性状基因座位(QTL),并结合分子育种技术,可更好地为高产制繁种目标服务.通过应用由244个株系组成的珍汕97B/密阳46重组自交系(RIL)群体,构建含256个分子标记的连锁图谱,采用QTL区间作图法对剑叶角度及主穗产量等5个性状进行定位分析,共检测到17个QTL,分布于染色体1、2、3、5、6、9、10、11.这些QTL对相应性状的贡献率介于3.46～25.64%之间.在第1染色体上检测到控制5个性状的QTL,其中控制剑叶角度的两个QTL;在第2、3、9、10、11染色体上分别检测到各一个QTL;第5染色体上检测到控制剑叶、每穗总粒数和每穗实粒数的3个QTL;1个每穗实粒数和2个每穗实粒重的OTL分布于第6染色体上.多个区间表现出对两个性状的显著作用,其中第1染色体2个,第6染色体1个.相关性分析表明,较小的剑叶角度可通过提高结实率进而显著增加产量.     

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。     

水稻重要恢复系和不育系功能叶的遗传效应研究

【目的】研究水稻功能叶性状的遗传效应、遗传率和遗传相关性,加深理解水稻功能叶性状的遗传体系。【方法】以绵恢725、成恢047、R150、泰引1号、辐恢838、蜀恢527、R7582、明恢63等重要恢复系和粤泰A、Y58S、双8S、中9A、广占63S等重要不育系及由其配制成的29个F₁杂交组合为材料,采用加性显性遗传模型（AD模型）和统计分析方法,研究水稻功能叶（剑叶、倒2叶）性状（长度、宽度和叶面积）的遗传效应、遗传率和遗传相关性。【结果】水稻功能叶性状同时受加性效应和显性效应的控制,剑叶长、剑叶宽、剑叶面积、倒2叶宽和倒2叶面积性状以加性效应控制为主,倒2叶长则以显性效应控制为主。狭义遗传率以倒2叶宽最高,倒2叶面积次之。不育系中,中9A和双8S能增大剑叶面积和剑叶长,且能减小剑叶宽;恢复系中,绵恢725、R7582、成恢047和R150能增大剑叶面积。剑叶长和宽与其他功能叶存在密切的遗传相关性,可通过增加剑叶长和宽达到增大倒2叶长、宽和剑叶面积的目的。【结论】在水稻功能叶育种实践中,应根据功能叶遗传方式的不同采用不同的选育方法。剑叶长、剑叶宽、倒2叶宽、剑叶面积和倒2叶面积可在常规聚合育种上通过世代综合选择,使加性效应得以稳定遗传;倒2叶长在杂种优势利用上有较大潜力。倒2叶宽和倒2叶面积在早期世代中进行选择效果较好;倒2叶长则以高代选择比较适宜。     

基于籼稻RIL群体的剑叶形态QTL定位

从1个高世代的RIL群体(用籼稻冈46B和A232构建)中选取178个重组家系(F12)和亲本间有多态性的142对SSR分子标记构建遗传连锁图谱,RIL群体分别种植于湖北武汉和海南陵水,统计两地水稻抽穗期剑叶长度、剑叶宽度和剑叶长宽比,并用QTL IciMapping4.0软件对其进行QTL定位分析。结果表明:在第1、第2、第4、第6、第7、第10和第12号染色体上共检测到14个QTL位点,包括5个叶宽QTL、6个叶长QTL位点和3个长宽比QTL位点,LOD值为2.52～5.62,解释表型变异率最小为5.56%,最大为21.27%,并且这些QTL表现为加性效应。     

水稻叶片气孔特性及其相关性

用改良刮制法观测了13个早稻品种剑叶、20个晚稻品种上三叶的气孔特性,比较了常规稻与杂交稻气孔差异,并对气孔密度、长度与宽度之间的相关性进行了分析.结果表明,气孔密度变幅大于气孔长度与宽度;早稻杂交稻剑叶气孔密度、长度与宽度大于常规稻;剑叶气孔长度与宽度呈显著正相关,但长度、宽度与密度相关性不显著;晚稻杂交稻剑叶气孑L密度大于常规稻,倒二叶、倒三叶均要小于常规稻;而杂交稻上三片功能叶气孔长度均大于常规稻;杂交稻倒三叶气孔宽度大于常规稻,其他2叶均比常规稻小;上三片功能叶气孔长度与密度、气孔宽度与密度均表现为显著负相关关系,而气孔长度与宽度呈显著正相关.     

水稻植株农艺性状与水稻品质的遗传相关性分析

以35个水稻杂交组合为材料,研究了一些属于不同遗传类型性状间的相关性。结果表明,控制植株农艺性状的遗传效应与影响水稻品质性状的遗传效应间存在较强的相关性。其中,以加性效应间的相关性最为明显;有效穗数、剑叶长宽比和谷粒宽等性状与品质性状间存在正相关,而株高、剑叶长、穗长、每穗粒数、谷粒长和谷粒长宽比等性状与水稻品质性状间存在负相关;有效穗数与糙米率等成对性状间的显性效应相关。     

转基因水稻恢复系对其杂种F1主要农艺性状的影响

用8个转抗真菌蛋白基因恢复系,与3个不育系按8×3不完全双列杂交配制24个组合,分析了转基因恢复系对其杂种F1主要农艺性状的影响。结果表明:转基因恢复系在10个研究性状中均对杂种F1存在极显著效应;转基因恢复系所配杂种F1优势普遍存在,但组合间和性状间有所变化,不同受体亲本的转基因恢复系对杂种F1的优势效应也存在一定差异;杂种F1的株高、剑叶长、剑叶宽、穗长、有效穗数及千粒重与转基因恢复系对应性状呈极显著或显著正相关,而穗实粒数和结实率与恢复系关系甚微,对转基因恢复系主要农艺性状的合理选择可提高其杂种F1的遗传选育效率。     

水稻株型与产量的相关性及灰色关联分析

分析了12个水稻品种的21个株型性状与产量间的相关性及灰色关联度。相关分析结果表明:各株型性状总体上与产量、穗数间的相关性较强,而与千粒重、每穗粒数、穗长间的相关性较弱。灰色关联分析结果表明:剑叶叶宽、倒三叶叶长、倒二叶叶厚对产量影响较大,倒三叶弦长、剑叶叶鞘长及倒二叶叶鞘长的影响次之,叶开角及叶基夹角的影响很小。     

穗肥施氮量对水稻剑叶生长及披垂的影响

以两优培九和国稻6号为材料,研究了水稻穗肥不同施氮量(0、45、90、135和180 kg/hm2)对剑叶生长和披垂程度的影响。结果表明,随着穗分化期施氮量的增加,水稻剑叶的长、宽和长宽比均相应增加,施氮对剑叶长度的影响大于叶宽。田间调查分析表明,剑叶长度与叶片披垂程度呈正相关。穗分化期增加施氮量,挺直叶片的比例下降,而披垂叶和极披叶的比例明显上升,剑叶的披垂系数也增加。国稻6号叶片披垂程度比两优培九大。     

水稻植株农艺性状与稻米碾磨品质的遗传相关性分析

以４５个籼稻组合为材料，研究了一些属于不同遗传类型性状间的相关性．结果表明，控制植株农艺性状的遗传效应与影响稻米碾磨品质性状的遗传效应间，存在较强的相关性．其中以加性效应间的相关性尤为明显．有效穗数、剑叶长宽比和谷粒宽等性状与稻米碾磨品质性状间，存在着明显的正相关，而株高、剑叶长、穗长、每穗粒数、谷粒长和谷粒长宽比等性状与稻米碾磨品质性状间，则表现为负相关．有效穗数与糙米率等成对性状间的显性效应相关性，有助于同时改良杂交稻组合的这些性状     

粳稻剑叶不同发育时期SPAD值遗传效应分析

利用3个粳稻BT型不育系和6个粳型恢复系,配制不完全双列杂交组合,采用加性-显性-上位性遗传模型,分析在不同发育时期剑叶SPAD值的遗传效应。结果表明:不同亲本剑叶SPAD值存在着较大的差异,同一亲本在不同的发育时期SPAD值也存在着较大的差异。条件遗传方差分析,剑叶SPAD值差异的形成,主要是由剑叶发育前期和中期决定的,叶绿素的发育过程在不同时段分别受基因的显性效应及加×加上位性效应的影响。     

促花肥施氮对超级杂交稻冠层叶片生长及光合速率的影响

以超级杂交稻两优培九和国稻6号为材料,研究了促花肥不同施氮量(0,45,90,135,180kg/hm2)对超级杂交稻冠层功能叶片生长和光合速率的影响.结果表明:1)穗分化初期,施氮量对倒1叶(剑叶)和倒2叶的叶片形态影响较大,但对倒3叶生长影响较小.剑叶和倒2叶的长和宽随施氮量的增加而增加,从而增加叶面积,提高上部功能叶的叶面积比率,且对叶长的影响大于叶宽,但叶片过长也易造成开花后叶片的挺直度下降,叶片披散,群体的通风透光性差.2)随着施氮量的增加,叶片的SPAD值相应增加,剑叶的SPAD值在叶片展开后约20d达到最大,随后下降;高氮处理下,倒2叶和倒3叶在开花后期SPAD值下降加剧,衰老加快.3)促花肥增加施氮量能提高水稻剑叶的光合速率.齐穗后剑叶的SPAD值和光合速率呈正相关,功能叶片的光合速率从大到小依次为剑叶、倒2叶、倒3叶.