利用单片段代换系鉴定水稻株高及其构成因素的QTL

 通过t测验比较了单片段代换系与受体亲本华粳籼74之间的表型差异，对以6个水稻品种为供体的52个单片段代换系代换片段上株高及其构成因素的QTL进行了鉴定。以P≤0.001为阈值，在14个代换片段上共鉴定出24个QTL，包括10个株高QTL、2个穗长QTL、4个倒1节间长QTL、5个倒2节间长QTL、3个倒3节间长QTL，这些QTL分布于水稻的9条染色体上。QTL加性效应值为-4.08～3.98 cm，加性效应百分率为-19.35%～10.43%。     

利用单片段代换系群体定位玉米株型性状QTL

以优良玉米自交系许178背景的综3单片段代换系群体为基础材料,通过一年两点的田间试验,对株高、穗位高、总叶片数、穗上叶片数、叶面积等植株性状进行QTL分析。结果表明,利用显著性检验方法在两点共检测到5个株型相关性状的72个QTL,包括23个株高QTL、12个穗位高QTL、6个总叶片数QTL、15个穗上叶片数QTL、16个叶面积QTL,其中,有10个株高QTL、3个穗位高QTL、3个总叶片数QTL、2个穗上叶片数QTL和1个叶面积QTL在2个试验环境中同时检测到。     

远缘背景下玉米主要性状的QTLs分析

通过远缘杂交导入大刍草基因,创造玉米新种质,并对相关重要性状进行QTL定位,明确其QTL数目、位置和基因效应。以玉米自交系K169×1147构建的202个F2:3家系为作图群体,构建具有132对SSR标记的玉米遗传图谱,覆盖整个基因组1 979.6 cM,平均图距15.0 cM。利用完美区间作图法进行QTL定位分析,共检测到14个主要农艺和经济性状中的68个QTLs。其中,控制株高、穗位高和叶面积的有14个QTLs,单个性状的QTL为1～7个,每个QTL的作用可解释表型变异的1.71%～12.98%;影响雄穗性状的有11个QTLs,单个性状的QTL为3～8个,每个QTL的作用可解释表型变异的3.61%～14.87%;影响穗长等经济性状的有43个QTLs,单个性状的QTL为1～7个,每个QTL可解释的表型变异为3.87%～20.09%。     

小麦重组自交系群体9个重要农艺性状的遗传分析

为了初步判断小麦重要性状的遗传组成,并筛选适于QTL定位的性状,以小偃81和西农1376及其构建的重组自交系群体(RILs)F7代为材料,采用植物数量性状主基因+多基因混合遗传模型研究了株高、叶面积、穗下茎长、穗下节长、穗下节间直径、穗长、小穗数、穗粒数和抽穗期等9个重要农艺性状的遗传特点.结果表明,穗下节长性状符合多基因遗传,无主基因存在;株高、小穗数、穗粒数、叶面积、穗长和抽穗期6个性状符合2对主基因+多基因遗传;穗下节间直径性状符合3对主基因遗传,无多基因存在;穗下茎长性状则符合3对主基因+多基因遗传.株高、穗长、抽穗期和穗下节间直径等4个性状的主基因遗传率分别为82.32％、75.75％、81.98％和91.04％,可能含有较大的主效QTL.     

大麦株高类性状的杂种优势及其稳定性分析

为探究不同环境下大麦株高类性状杂种优势的表现及其稳定性,以113个(Naso Nijo×泰兴9425)DH系配制226个杂交种构建的永久F2群体及亲本为材料,调查4个环境下参试材料的株高、穗长和穗下节间长3个株高类性状,利用方差分析、聚类分析及稳定性分析等方法分析大麦株高类性状的杂种优势及其稳定性。结果表明:永久F2群体株高类性状易产生中亲优势,中亲优势组合出现率在50%以上,而超亲优势组合出现率不足30%;大麦株高类性状的表现不仅受基因型的影响,还受试点生态及气候条件的影响;强中亲优势高稳定性的组合较多,株高、穗长和穗下节间长的强中亲优势高稳定性组合个数分别为27、10、14个,其中2个组合的3个性状同时表现强中亲优势高稳定性;而强超亲优势高稳定性的组合相对较少,株高、穗长和穗下节间长的强超亲优势高稳定性组合个数分别为9、8、11个,其中1个组合的3个性状同时表现强超亲优势高稳定性。     

小麦DH群体数量性状的遗传分析

为了研究小麦数量性状的遗传规律,利用郑州8761×川育35050杂交组合的F1花药培养获得的DH群体对小麦株高、穗下节长、穗长等性状进行了遗传分析.结果表明,株高、穗下节长、穗长、单株穗数、结实小穗数、不育小穗数、总小穗数、穗粒数这8个性状的遗传力分别为92%、83%、79%、30%、48%、48%、53%和47%;控制各性状的最少基因对数分别约为5、6、10、12、11、11、11和9对.各性状的偏度系数和峰度系数的估算结果表明,控制株高、穗下节长、穗长、结实小穗数、总小穗数和穗粒数的基因间无互作,控制单株穗数和不育小穗数的基因间存在互补作用.     

基于SNP芯片玉米抗倒性状的QTL定位

利用10K SNP芯片和玉米F_2∶3家系,共定位到18个与茎秆穿刺强度、茎粗和穗位高性状相关的QTL。结果表明,5个茎秆穿刺强度QTL分别位于第1、3、4、6、7染色体,4个茎粗QTL分别位于第1、2、4、8染色体上,9个穗位高QTL分别位于第1、2、3、4、6、7、8、9染色体上。在第4染色体2.2～11.7 Mb区段上检测到同时控制地上第3节茎秆穿刺强度、茎粗和穗位高3个性状的QTL;在第8染色体C8M179标记（物理位置118 050 940 bp）附近检测到同时控制地上第3节茎粗和穗位高2个性状的QTL。     

黄淮北部不同小麦品种(系)株型性状与产量关系研究

为了明确黄淮北部地区不同品种(系)株型性状与产量的关系,在2018-2019年和2019-2020年分别对黄淮北部麦区19个和21个供试小麦品种(系)的株型和产量性状进行了调查和分析。结果表明,通过聚类分析,在供试品种(系)中,高产型占5.3%～14.3%,低产型占19.0%～21.1%,中高产和中产型占66.7%～73.7%;通过对29个株型性状的因子分析,旗叶长和面积对不同品种(系)小麦株型性状变异的贡献最大;经相关分析,小麦产量与倒3叶宽、倒2节间长、倒3节间长、倒4节间长呈显著正相关,与倒1节间构成指数、倒2叶基角、旗叶披垂度呈显著或极显著负相关,倒4节间长与有效穗数呈显著正相关,旗叶长、穗长、倒1节间长、倒1节间构成指数、倒3节间构成指数、倒3叶基角、旗叶披垂度与有效穗数均呈显著或极显著负相关,说明株型性状对有效穗数的形成具有重要影响。综上,黄淮北片麦区高产型品种(系)(产量>9 000kg·hm^-2)的适宜株型指标：全生育期233～237 d,株高80.00～83.00 cm,株高构成指数>0.61,穗长7.0～7.4 cm,旗叶长13cm...     

高原粳稻抗倒性与农艺性状及亲本抗倒性的关系

 调查了26份高原粳稻品种(系)的田间抗倒性,测定了材料的株高、穗重、穗长、节间长度、节间壁厚、节间直径与节直径7类共20个性状,同时分析了品种抗倒性与系谱之间的关系。结果表明, 穗长、穗重与节间直径3类性状与抗倒性相关不显著,株高、穗下节间长度、穗下节间壁厚、穗下节直径这4类性状与品种抗倒性显著或极显著相关;品种系谱分析表明,品种（系）的抗倒性与其亲本关系密切。品种抗倒性与其亲本关系密切,选择抗倒伏品种作亲本,可以提高育成品种的抗倒性。     

玉米株高和穗位高QTL定位和全基因组选择探究

以郑58和B73为亲本构建的F₂群体,基于玉米48k液相探针捕获技术对株高和穗位高进行QTL定位和全基因组选择探究。结果表明,检测到20个株高的QTL,单个QTL的表型贡献率为2.13%～31.67%;检测到18个穗位高的QTL,单个QTL的表型贡献率为1.20%～27.49%,在4号染色体上的bin4.09区间发现存在1个同时控制株高和穗位高的主效QTL。通过改变训练群体大小和标记数目,用R语言软件的rrBLUP包对株高和穗位高进行全基因组选择,结果发现,株高和穗位高的预测精度分别为0.79和0.76。预测精度随着训练群体大小的增大而增加,当训练群体大小为50%时即可获得相对较高的预测精度。预测精度会随着标记数目的增加而增大,当标记数目为500时即可获得相对较高的预测精度。     

玉米株型性状的QTL定位

以玉米自交系L26和095组配的F2世代为作图群体,采用SSR分子标记技术和复合区间作图法对玉米茎粗等7个株型性状进行基因定位。共检出21个QTL,其中茎粗检测到1个位点(qSD1),穗位高、株高均检测到3个QTL位点(qEH1-qEH3、qPH1-qPH3),雄穗分枝数检测到5个QTL位点(qTBN1-qTBN5),叶片数检测到4个QTL位点(qLN1-qLN4),叶型系数检测到3个QTL位点(qLSC1-qLSC3),叶向值检测到2个QTL位点(qLOV1-qLOV2)。21个QTL中,qTBN1、qTBN4、qLN1、qLN3、qLN4这5个QTL解释表型变异率超过30％,表现出明显的主效QTL效应。研究还发现,有5个影响不同性状的QTL位于染色体上相同标记区间内或与相同标记连锁,分为Ch3-2和Ch8-1两个区段,表现出了成簇分布的特性。     

不同供氮水平下玉米株型相关性状的QTLs定位和上位性效应分析

用自交系Mo17与黄早四构建的RIL群体239个株系及双亲为研究材料,在高氮(施N300kg/hm2)和低氮(不施N)条件下,测定株高、穗位高、单株总叶数、穗位叶长、穗位叶宽和穗位叶面积等株型相关性状。采用QTLMapper1-6统计软件检测控制这些性状的加性效应QTLs和加性×加性上位性QTLs,共检测到19个加性效应QTLs和14对上位性QTLs,定位在玉米所有染色体上,其中1个加性效应QTL控制株高;3个加性效应QTLs和3对上位性效应控制穗位高;4个加性效应QTLs和3对上位性效应与单株总叶数有关;有4个加性效应QTLs和3对上位性效应影响穗位叶长;2个加性效应QTLs和3对上位性效应控制穗位叶宽;5个加性效应QTLs和2对上位性效应控制穗位叶面积。对应用分子标记辅助育种选育玉米株型的可能性进行了讨论。     

两种供氮水平下玉米穗部性状的QTL定位

以优良杂交种豫玉22两亲本Z3和87-1为基础构建一套F8家系的重组自交系群体为研究材料,在正常供氮和低氮两种氮水平下进行田间试验,利用复合区间作图法对玉米穗长、穗行数、行粒数、百粒重和单穗粒数进行QTL定位分析。两种氮水平下共定位到24个玉米穗部性状的QTL位点,其中正常供氮条件下定位到13个QTL,低氮水平下定位到11个QTL,集中分布在第1(8个QTL)、第5(6个QTL)和第8(5个QTL)染色体上。两种氮水平下共位或紧密连锁的QTL位点较少,表明玉米穗部性状在低氮水平下的遗传机制发生很大改变。研究发现,第1染色体umc1122/bnlg1556位点是一个控制低氮水平下玉米单穗粒数的主效QTL,单个QTL可解释19.7%的表型变异,该位点还同时影响低氮水平下玉米穗长、穗行数和百粒重的表型。与前人定位结果比较发现,该位点所在的染色体区域是一个产量及氮效率相关性状的QTL富集区,对此位点附近进行相关分子标记辅助选择,可能会在玉米氮高效分子育种上有所突破。     

20年间吉林省玉米品种的产量及其相关性状分析

对吉林省1987～2007年审(认)定玉米品种主要性状进行分析。结果表明,20年间晚熟、中晚熟玉米品种审定最多,占总数的59%;早熟和中早熟审定最少。相关分析显示,吉林省玉米产量与生育期、单穗粒重、株高呈极显著高度正相关,与百粒重和穗位高达到显著中度相关,与穗长和穗行数无显著相关。20年间玉米的产量、生育期、单穗粒重、百粒重、株高和穗位高发生变化,且不同熟期变化不同,穗长和穗行数则没有显著变化。     

大麦穗长和株高QTL的鉴定

为挖掘大麦穗长和株高的QTL位点,以1个大麦重组自交系（recombinant inbred line,RIL）群体（以J36528和BMJ89为亲本,包含125个F₁₀代）为材料,基于本课题组前期利用DArT标记构建的连锁图谱,结合4年2点共6个不同生态环境测得的穗长和株高表型数据,鉴定大麦穗长和株高QTL。结果表明,共鉴定到3个穗长QTL和2个株高QTL,分别分布在2H、3H、6H和7H染色体上,其中,穗长位点 Qsl.sicau-JB-2H在2个环境中被检测到,能够解释11.38%~14.66%的表型变异; Qsl.sicau-JB-7H在6个环境中均被检测到,能够解释35.10%~46.34%的表型变异;而 Qph.sicau-JB-6H仅在1个环境中被检测到,可解释17.99%的表型变异。株高位点 Qph.sicau-JB-6H在5个环境中均被检测到,能够解释16.36%~21.18%的表型变异;而 Qph.sicau-JB-3H仅在1个环境中被检测到,可解释15.40%的表型变异。本研究为解析大麦植株形态和产量性状遗传机制以及分子辅助育种奠定了基础。     

Molecular Dissection of the Relationships among Tiller Number,Plant Height and Heading Date in Rice

Abstract

Appropriate plant height, tiller number and heading date are important traits for maximizing rice production. In order to understand the genetic basis of the relationships among these three plant traits, we mapped quantitative trait loci (QTLs) using a recombinant inbred population and detected two-locus interactions for plant height and tiller number at two growth stages and for heading date in two years. There were significant negative correlations between tiller number and plant height, and between tiller number at maturity and heading date. A significant positive correlation was observed between heading date and plant height at maturity. A total of 29 QTLs for the three traits were identified over the two years. Results show that QTLs and majority of two-locus interactions for plant height and tiller numbers at 35 days after transplanting were different from those at maturity, indicating that different genes and interactions control the traits at different developmental stages. A large proportion of QTLs and interactions could only be detected in one year, suggesting that QTLs and two-locus interactions for the traits were dependent on the environment. Results suggest that pleiotropy and/or close linkage of genomic regions and pleiotropy of common two-locus combinations may be the genetic basis for the close correlations among the three traits. A QTL with a large effect for heading date, which was located in RG424-RZ667 on chromosome 6, also showed large effects on tiller number and plant height at maturity.     

玉米PH6WC组合与产量相关性状的灰色关联分析

应用灰色关联度分析方法,对2008～2012年利用PH6WC组配的入选杂交组合9个主要性状进行分析。结果表明,各性状与产量的关联度大小为百粒重>穗长>秃尖长度>穗位高>株高>穗行数>粒穗比>脱粒水分。不同年份由于气候不同,各性状与产量的关系有相应的变化。粒穗比、脱粒水分与产量关系不密切,粒穗比与脱粒水分关系不密切。     

几个玉米自交系的杂种优势分析

运用加性-显性及环境互作的遗传模型对2002～2004年的10个玉米自交系和45个F1代组合的10个性状进行了分析,对各性状的遗传方差分量、遗传力、杂种F1代的基因型及杂种优势进行研究。结果表明:玉米自交系的各性状绝大多数以显性效应为主,但也受环境因素影响;同一组合不同性状的显性效应值和同一性状的不同组合显性效应值有较大差异;从群体平均优势和超亲优势来看,单穗粒重、穗长、穗粗、行粒数、百粒重、株高和穗位高等性状均达到极显著水平。F1代各性状的优势明显高于F2代,可达2～3倍。     

基于温热BC1群体的农艺性状QTL定位

利用昌7-2与热带自交系CML451构建的BC₁群体开花期、株高以及产量相关性状进行QTL定位分析。通过复合区间作图方法共检测到与散粉期、抽丝期、株高、穗位高、穗长、穗粗、穗轴粗、穗行数8个性状相关联的QTL 26个。控制散粉期的qDTP5被定位于第5染色体上的umc1523-bnlg1660标记区间,其解释了16%表型变异;控制株高的qPH3被定位于第3染色体上的bnlg1798-bnlg1852标记区间,解释了19.9%表型变异;控制穗位高的qEH10-2被定位于第10染色体上的umc1911-bnlg594标记区间,解释了13.4%表型变异;控制穗长的qEL10-2被定位于第10染色体的bnlg1250-bnlg594区间,解释了13%表型变异;控制穗粗的qED5、控制穗轴粗的qCD5、控制穗行数的qER5均被定位于第5染色体上的bnlg1660-bnlg1208区间,分别解释了18.1%、11.3%与21.8%表型变异;qED7定位于第7染色体上的umc1154-umc1799区间,与穗粗相关,解释了21.9%表型变异。