利用重组自交系群体对水稻产量相关性状的QTL分析

利用水稻(Oryza sativa L．)珍汕97和SLG组合的重组自交系群体和177个微卫星标记,采用复合区间作图法对产量相关性状进行了数量性状基因(QTL)定位,共得到38个QTLs。单个QTL解释这些性状6．6％～32．9％的性状变异,各性状QTL的累积表型贡献率达21．3％～79．5％。大多数性状之间具有显著的表型相关性,相关性较高的性状之间常具有较多共同或紧密连锁的QTL。     

利用大豆四向重组自交系群体定位产量相关性状QTL

为探明大豆产量与株高、主茎节数、单株荚数、单株粒数、百粒质量等产量构成因素间的相关性,定位控制这些性状的QTL进而提高大豆产量,以4个产量相关性状差异较大的大豆亲本配制双交组合(垦丰14×垦丰15)×(黑农48×垦丰19)衍生的包含160个株系的四向重组自交系群体(FW-RIL)为材料,在哈尔滨(2013-2015年)和克山(2013,2015年)种植,获得的株高、主茎节数、单株荚数、单株粒数、百粒质量的表型数据,结合已经构建的包含275个SSR标记的大豆遗传图谱对产量相关性状QTL进行定位。结果表明:在多个环境下重复稳定检测到产量相关性状的QTL 28个,其中10个株高QTL可解释表型变异率在3.20%～11.72%,3个主茎节数QTL可解释表型变异率分别为6.55%,5.70%,3.77%,9个单株荚数QTL可解释表型变异率在2.60%～11.25%,4个百粒质量QTL可解释表型变异率在3.83%～9.35%,2个单株粒数QTL可解释表型变异率分别为8.58%,7.52%;28个多环境重复检测到的产量性状QTL,其中16个QTL是本研究新检测到的,12个与国内外报道过的产量相关性状...     

利用重组自交系群体定位水稻柱头外露率QTL

水稻的柱头外露率影响异交结实率,不育系的柱头外露率则直接影响制种产量。本研究利用高柱头外露率的两系籼稻不育系1892S和低柱头外露率的籼稻品种‘扬稻6号选’构建的重组自交系群体(RILs),考查了F6和F7世代的柱头单外露率(SSE)、柱头双外露率(DSE)、柱头总外露率(TSE);采用基因分型测序技术(GBS)构建遗传连锁图谱,用复合区间作图法(CIM)共检测到了16个柱头外露率相关的QTLs,包括7个控制柱头单外露率的QTLs、4个控制柱头双外露率的QTLs、5个控制柱头总外露率的QTLs。这些QTLs分别位于第1、2、4、5、7和8染色体上,贡献率介于4.70%～18.00%。其中位于第1和4染色体上的QTLs在两年的试验中均被重复的检测到。这些检测到的QTLs为分子标记辅助选择培育高柱头外露率的不育系提供了基因资源。     

小麦燕大1817×北农6号重组自交系群体在正常和盐胁迫水培条件下苗期性状的QTL定位

小麦苗期性状能够指示品种的耐盐性。本研究以小麦骨干亲本燕大1817与品系北农6号衍生的230个重组自交系为材料,利用2013年3个不同时间的水培试验数据和已经构建的SSR和SNP高密度遗传连锁图谱分别对正常和盐胁迫条件下根数和最长根长等7个苗期性状进行QTL定位。利用完备复合区间作图法(ICIM)共检测到69个加性效应QTL(LOD≥2.5),分布于除1A染色体外的所有20条染色体上,单个QTL解释的表型变异率为2.70%~19.00%。有46个QTL的增效效应来自于燕大1817,有23个QTL的增效效应来自于北农6号。有12个QTL能够在3个或3个以上的环境中被检测到,在燕大1817中定位到稳定的多分蘖主效QTL QTn.cau-7BS.1和盐胁迫条件下特异表达的根数QTL QRn.cau-2A,解析了小麦骨干亲本燕大1817的繁茂性和抗逆性遗传基础,为解析小麦品种耐盐遗传机制和耐盐性的分子标记辅助选择提供了重要信息。     

利用重组自交系群体分析籼稻A232抗三化螟相关QTL

水稻种质资源中抗螟虫种质较少,A232为中抗二化螟和三化螟的籼稻材料。为发掘A232抗螟性相关QTL,本研究利用以抗虫材料A232为父本与籼稻保持系岗46B(感三化螟)为母本所杂交构建的重组自交系(recombinant inbred line,RIL)F9群体为材料,2012-2013年在海南自然条件下对RIL群体中的104个株系进行三化螟抗性鉴定,利用130个在A232和岗46B表现多态性的简单重复序列(SSR)标记构建遗传连锁图谱,并同时采用复合区间作图法(CIM)和MCIM方法进行QTL分析。研究结果表明,采用复合区间作图法(CIM)共检测到7个枯心指数QTL,分布在第1、第2、第6、第10和第11染色体上。其中,q DHI-2-1的效应值最大,LOD值为3.83,位于第2染色体,两侧连锁标记为RM1358和RM35494,可解释表型变异的25.12%。q DHI-1-1、q DHI-6-1、q DHI-6-2和q DHI-10四个QTLs的加性效应负值,说明增效的抗虫等位基因来源于父本A232,具有弱化枯心指数作用,这些位点有望用于抗虫育种研究。采用MCIM方法检测到2个QTLs,位于第1和2染色体,可分别解释变异的11.68%和6.59%;在第4和第6染色体检测到1对上位QTLs,可以解释7.57%的表型变异。这些研究结果为阐明A232对螟虫抗性的遗传基础及进一步开展抗螟虫水稻育种提供依据。     

利用重组自交系定位水稻种子耐低温发芽QTL

具有强耐低温发芽直播稻的种子可以克服低温胁迫导致的发育迟缓,保证幼苗旺盛生长.水稻种子耐低温发芽是多基因控制的复杂数量性状,遗传力低,导致育种家对该性状直接选择的效率很低.耐低温发芽QTL定位研究,有助于开展分子标记辅助选择,提高选择效率.本研究发现,江苏省优质粳稻品种‘南粳46’与云南地方品种‘扎西玛’低温发芽率存在...     

燕大1817/北农6号重组自交系群体穗部性状的QTL定位

小麦穗部性状与单株产量密切相关。本研究以小麦骨干亲本燕大1817与优良品系北农6号衍生的269个重组自交系为材料,通过在北京和河北石家庄的2年田间试验数据,利用本实验室已构建的高密度SNP和SSR遗传连锁图谱进行穗长、穗粒数和穗粒重QTL定位。采用完备复合区间作图法共检测到29个穗部性状加性效应QTL,其中10个穗长QTL分布于1B、2D、3A、3B、4A、5A、5B、6A和7D染色体上,解释的表型变异率为2.96%~9.63%,QSl.cau-4A.2在所有5个环境中均能被检测到,解释的表型变异为5.89%~9.62%,另有7个QTL能在2个或2个以上环境中被检测到;8个穗粒数相关QTL分布于1A、3A、3D、4A和5B染色体上,解释的表型变异为4.06%~11.17%,为单个环境QTL。11个与穗粒重相关QTL分布于1A、1B、2A、2D、3A、4D、5A、5B和6B染色体上,解释的表型变异为2.79%~16.12%,其中QGws.cau-1B、QGws.cau-3A和QGws.cau-6B.2在2个或者2个以上环境中能被检测到。另外,鉴定出6个分布于1A、2D、3A、4A和5B染色体上的QTL富集区段。     

粒重对玉米自交系种子品质性状和活力的影响

为探讨玉米自交系种子粒重对其品质性状和活力的影响,以81个玉米自交系的种子为试验材料,按照粒重分为5级,分别对其4个品质性状指标及电导率、发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数等指标进行分析.结果表明,不同粒重的玉米自交系种子发芽前活力呈显著差异,发芽后差并不显著;蛋白质、脂肪和淀粉含量却存在显著差异,赖氨酸的含量差异不显著.     

黄色玉米籽粒颜色相关性状的QTL定位

以优良玉米自交系B 73和Mo 17构建的278个IBM Syn 10DH系为作图群体,利用Photoshop软件和Seed_Identification软件对黄色玉米籽粒颜色的RGB值、灰度值进行表型鉴定。利用单标记作图法,采用基于混合线性模型的分析软件QTL Cartographer Version 1.17,结合RGB值和灰度值进行QTL定位。结果共检测到11个QTL位点,与R值、G值、B值、灰度值紧密连锁的标记分别有1个、3个、6个、1个。本研究结果为黄色玉米籽粒颜色性状基因/QTL的精细定位和分子标记辅助育种奠定了基础。     

不同播种深度对不同玉米品种种子活力的影响

以20份玉米杂交种为材料,在播深5、10cm和15cm条件下,进行干物质积累量、形态指标和根冠比等指标的相关分析及播种前的活力指标的分析,在播深为15cm条件下,进行玉米杂交种各性状的相关分析。结果表明,玉米杂交种种子活力指标在90%以上的为耐深播品种,在85%以上的为中等耐深播品种;可见室内活力指标可作为耐深播玉米杂交种的参考依据。中胚轴长和中胚轴干重与田间出苗率相关系数最大,说明中胚轴长和中胚轴干重对玉米杂交种出苗起主要促进作用。在播深15cm条件下,筛选出辽单527等5个耐深播玉米品种。     

棉花BC5F2代换系的产量及品质相关性状表型分析及QTL定位

本研究利用生产上推广的优良早熟陆地棉栽培品种中棉所36为受体亲本,海岛棉海1为供体亲本,选择培育了一套由303个单株组成的BC5F2代换系。从已构建的BC1F1遗传图谱上以5~10cM为标准挑选391对多态性标记进行分子检测,多数单株含有海岛棉代换片段数为2~10个。对该群体的单株产量、品质性状进行了表型鉴定,存在大量具有优良品质的单株,纤维强度最高的能达到37.8cN/tex,铃重、衣分、纤维长度、整齐度、马克隆值、伸长率及纤维强度超轮回亲本分别为17.82%、44.55%、46.86%、33.33%、74.92%、41.58%、42.57%。采用性状-标记间的单向方差分析,共定位了20个与产量性状和33个与纤维品质性状有关的QTL,其中qUN-14-2、qBW-2-20、qFL-2-20和qMV-1-38这4个QTL存在一定的遗传稳定性。鉴定的QTL大多是微效基因,解释表型变异为3.01%~9.69%,该研究为染色体单片段代换系的精细的分子研究奠定了基础。     

利用种子性状QTL定位高油玉米淀粉含量QTL

以普通玉米自交系8984与高油玉米自交系GY220为亲本组配得到284个F2:3家系群体,利用185个SSR标记构建玉米遗传连锁图谱。通过包含母体效应的种子性状QTL作图方法对玉米籽粒淀粉含量进行QTL定位和效应分析,共检测到7个与淀粉含量相关的QTL,分别位于第5,8,10染色体上,除qSTA8-3的遗传作用方式表现为加性外,其余QTL作用方式为部分显性。单个QTL贡献率为5.87%～10.93%,累计贡献率为53.37%。所有QTL的增效基因均来自普通玉米亲本8984。淀粉含量QTL qSTA5-2贡献率较大,可以作为进一步精细定位的主要目标QTL。     

利用种子性状QTL定位高油玉米蛋白质含量QTL

利用普通玉米自交系8984与高油玉米自交系GY220为亲本构建了284个F2∶3家系群体及含有185个SSR标记的玉米遗传连锁图谱。通过包含母体效应的种子性状QTL作图方法对玉米子粒蛋白质含量进行定位和效应分析,共检测到4个QTL,位于第5和第8染色体上。除qPRO8-2遗传作用方式表现为加性外,其余QTL作用方式均为部分显性。单个QTL贡献率为3.86%~5.17%,累计贡献率为18.54%。所有QTL的增效基因均来自高油亲本GY220。     

Quantitative analysis and QTL mapping for agronomic and fiber traits in an RI population of upland cotton

Genetic mapping is an essential tool for cotton (Gossypium hirsutum L.) molecular breeding and application of DNA markers for cotton improvement. In this present study, we evaluated an RI population including 188 RI lines developed from 94 F₂-derived families and their two parental lines, ‘HS 46’ and ‘MARCABUCAG8US-1-88’, at Mississippi State, MS, for two years. Fourteen agronomic and fiber traits were measured. One hundred forty one (141) polymorphic SSR markers were screened for this population and 125 markers were used to construct a linkage map. Twenty six linkage groups were constructed, covering 125 SSR loci and 965 cM of overall map distance. Twenty four linkage groups (115 SSR loci) were assigned to specific chromosomes. Quantitative genetic analysis showed that the genotypic effects accounted for more than 20% of the phenotypic variation for all traits except fiber perimeter (18%). Fifty six QTLs (LOD > 3.0) associated with 14 agronomic and fiber traits were located on 17 chromosomes. One QTL associated with fiber elongation was located on linkage group LGU01. Nine chromosomes in sub-A genome harbored 27 QTLs with 10 associated with agronomic traits and 17 with fiber traits. Eight chromosomes in D sub-genome harbored 29 QTLs with 13 associated with agronomic traits and 16 with fiber traits. Chromosomes 3, 5, 12, 13, 14, 16, 20, and 26 harbor important QTLs for both yield and fiber quality compared to other chromosomes. Since this RI population was developed from an intraspecific cross within upland cotton, these QTLs should be useful for marker assisted selection for improving breeding efficiency in cotton line development. Paper number J1116 of the Mississippi Agricultural and Forestry Experiment Station, Mississippi State University, Mississippi State, MS 39762. Mention of trademark, proprietary product, or vendor does not constitute a guarantee or warranty of the product by USDA, ARS and does not imply its approval to the exclusion of other products or vendors that may also be suitable.     

利用水稻回交群体定位氯酸钾抗性基因

氯酸钾抗性是区分籼粳分化的指标之一。本研究以珍汕97（ZS97）和日本晴（Nipponbare）所构建的回交群体BC4F2为材料，用2‰浓度的氯酸钾溶液对芽长约5mm的幼芽持续处理24h后，根据其发芽数和具次生根苗数筛选获得6份对氯酸钾抗性的导入系，用BC5F1进一步验证发现其中3份株系存在抗性分离。这3份株系平均含有两个外源导入片段，背景回复率平均为95．4％。结果表明，在水稻第1、6、11、12染色体上存在4个氯酸钾抗性基因。     

不同小麦品种(系)的存放种子活力比较研究

为发掘利用高活力小麦种质材料,揭示不同小麦品种间(系)的种子活力差异及其内在生理原因,本研究以置于常温种子库老化6年的180个小麦品种(系)的种子为材料进行了种子活力比较研究。结果表明:不同小麦品种(系)间发芽率存在显著差异,其中35个小麦品种(系)的种子完全失活、不能发芽,种子活力最高的3个品种分别为豫麦18(92%),西农3517(76%)和浏虎98(72%);测定了种子浸出液电导率、种子含水量和籽粒品质性状并与发芽率进行了相关分析,发现发芽率与电导率和籽粒淀粉含量呈极显著负相关,与含水量呈显著负相关,但与籽粒总蛋白质含量相关不显著;进一步对种子活力高低差异显著的6个品种(系)进行了种子萌发关键激素赤霉素(GA3)和脱落酸(ABA)的测定,发现3个高活力小麦品种(系)(豫麦18、西农3517、浏虎98)种子中GA3/ABA的比值均显著高于3个低活力品种(系)(西农2003、洛麦21和陕麦107)。本研究表明,种子活力性状在小麦种质资源中存在广泛变异,植物内源激素GA3和ABA的相对含量是影响种子活力高低的关键因素。     

玉米自交系H99与齐319幼胚愈伤组织诱导条件的优化

以优良玉米自交系H99与齐319为研究材料,采用正交试验设计L9(34),探讨了2,4-D、CaCl2、AgNO3三个因素不同浓度组合对玉米幼胚愈伤组织形成的影响.结果表明:2,4-D、CaCl2、AgNO3对两个自交系胚愈伤组织诱导率均有影响,其中H99所需2,4-D、CaCl2、AgNO3最佳浓度组合为2mg/L、5mmol/L、8mg/L或2mg/L、5 mmol/L、12mg/L;自交系齐319所需2,4-D、CaCl2、AgNO3的最佳浓度组合为2mg/L、4mmol/L、10mg/L或2mg/L、5mmol/L、10mg/L.本研究为基于这两个自交系的玉米遗传转化提供了优化的愈伤组织培养条件.