玉米株型相关性状的QTL定位

玉米株高、穗位高和雄穗分枝数是影响玉米抗倒伏性、耐密性、植株透光率及生产潜力的重要株型性状。因此,本研究以自交系T32和黄C为亲本组配了F₂和F_2:3群体,利用完备区间作图法对株高、穗位高和雄穗分枝数进行QTL检测和效应值分析。结果表明,F_2:3家系在三个环境中共检测到10个QTL位点,单一环境下单个QTL的表型贡献率介于5.84%~11.03%之间。其中,株高受部分加性效应(A)、显性效应(D)、部分显性效应(PD)和超显性效应(OD)的调控;穗位高受到部分显性效应(PD)、显性效应(D)和超显性效应(OD)的调控;雄穗分枝数受到加性效应(A)、部分显性效应(PD)和超显性效应(OD)的调控。两个环境条件下调控株高和穗位高表达的QTL,分别位于Bin3.06(bnlg1350~phi102228)和Bin4.05~Bin4.06(umc2391~umc2283)同时调控株高和穗位高。三个环境条件下调控穗位高和雄穗分枝数表达的QTL,分别位于Bin8.05(umc1121~bnlg1782)调控穗位高、Bin8.07(bnlg1065~bnlg1823)调控雄穗分枝数。通过在不同环境条件下稳定检测到的株高、穗位高和雄穗分枝数QTL位点,以期为玉米相关性状的遗传研究、精细定位及基因克隆提供有益参考。     

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。     

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。     

玉米株高QTL定位研究进展

株高作为玉米的重要农艺性状,对产量、耐肥性、抗倒伏影响显著。随着分子生物学的发展,针对玉米株高性状开展了大量研究工作。总结玉米株高相关的QTL定位和基因克隆研究进展,并采用元分析技术对187个信息完整的玉米株高QTL定位结果进行整合分析,获得10个一致性QTL,并在一致性QTL置信区间内发掘可能参与玉米株高调控的候选基因。     

桃半矮生性状的SSR标记

本研究以普通型油桃品种‘晴朗’为母本、半矮生型油桃‘SD9238’后代——‘中油桃14号’为父本杂交的141个F1代单株为试材,对半矮生性状进行了SSR分子标记研究。通过集群分离分析法(bulked segregant analysis,BSA)用位于桃基因组上的56对SSR引物进行了筛选,获得一个与桃半矮生性状相关的SSR标记CPDCT23,该标记在普通型上表现为显性,在半矮型上表现为隐性。进一步分析表明,该标记对F1代单株性状预测的正确率为92.2%,为进一步开展有关控制该半矮生性状的分子机制研究提供参考。     

玉米SSR连锁图谱构建与株高及穗位高QTL定位

用玉米自交系组合R15×掖478的F₂群体构建连锁图谱,并通过1年2点随机区组试验设计,考察玉米229个F_2:4家系成株期的株高和穗位高。所建连锁图谱上共拟合146个SSR标记位点,覆盖基因组1 666 cM,标记间平均距离为11.4 cM。用复合区间作图法进行QTL分析,共检测到8个控制株高的QTL,分别位于第2、3、4、5和8染色体;3个控制穗位高的QTL位点,位于第4染色体。单个株高QTL的贡献率变幅为6.67%~11.59%,单个穗位高QTL贡献率变幅为10.46%~12.15%。     

玉米br-2矮生基因型杂交种矮单268的选育

自1935年发现玉米br-2矮生基因以来,国内外广泛开展了矮生玉米育种工作。但因该基因型的矮生玉米材料具有一些难以克服的不良性状,诸如植株节间短、叶片密集重叠、授粉不良、结实不好等,未能育成理想的矮生玉米杂交种。1976年至今,我们利用玉米br-2基因的致矮特性,根据基因重组的原理,反复采用＂高、矮杂交,定向选择＂的做法,较好地解决了上述不良性状,并于2010年育成比较理想的矮生玉米杂交种矮单268。     

玉米幼胚培养能力性状QTL分析

以18-599（红）和R15组配的F₂群体,构建了含88对SSR标记的玉米遗传连锁图谱,覆盖基因组1 636.6 cM,标记间平均距离为18.6 cM。结合幼胚组织培养试验将幼胚发生胚性愈伤组织诱导率和胚性愈伤组织绿苗再分化数作为反映玉米培养过程中胚性愈伤组织诱导力和胚性愈伤组织绿苗再分化力的性状指标,以此调查玉米幼胚培养能力。利用复合区间作图法进行QTL分析,共检测到5个与胚性愈伤组织诱导率有关的QTL,位于第1、3、7和8染色体上,可解释5.25%～23.4%的表型变异;检测到1个与胚性愈伤组织绿苗发生数有关的QTL,位于第3染色体上,可解释表型变异率为13.42%。     

基于多重相关RIL群体的玉米株高和穗位高QTL定位

株高和穗位高是玉米育种中的重要农艺性状。本研究利用我国玉米育种中骨干亲本黄早四与来自不同杂种优势群的其他11个骨干自交系组配11个RIL群体,开展基于单环境、联合环境的QTL分析,分别检测到269个和176个QTL。通过区段整合,检测到21个株高主效QTL及15个穗位高主效QTL,这些QTL分布在第1、第2、第3、第6、第7、第8、第9、第10染色体上。相对于共同亲本黄早四而言,部分QTL在不同RIL群体中的效应方向一致,来自共同亲本黄早四的等位基因在不同群体中能够稳定地表达。同时,还分别定位到在多环境下稳定表达的5个株高、4个穗位高“环境钝感QTL”。此外,进一步鉴定出5个重要的株高和穗位高QTL富集区段(bin 1.01-1.02,1.08-1.11,3.05,8.03-8.05和9.07),这些区段均包含多个株高和穗位高相关QTL,如bin3.05位点包含7个QTL,bin8.03-8.05位点分别包含9个QTL,且这些QTL至少在3个不同环境中能够被检测到,这些区域对QTL的精细定位和克隆有重要参考价值。     

玉米丝裂病的抗性QTL定位

选用感丝裂病的玉米自交系R08与抗丝裂病的自交系Es40组配F₂群体共348个单株,构建了包含115个SSR标记的分子遗传连锁图谱,覆盖玉米基因组2 178.6 cM,平均图距为18.9 cM。采用复合区间作图法,对F_2:4家系丝裂病数据进行抗性QTL分析,共检测到12个QTL,分别位于第1、2、4、5和7染色体,贡献率为4.22%~37.95%。其中在第1、3染色体上检测到主效QTL,贡献率均大于30%,基因作用方式均为显性,其余10个QTL的作用方式多为加性或部分显性。     

干旱和灌溉两种处理条件下玉米株高、产量的QTL分析

为了对玉米的抗旱遗传学研究以及开展抗旱分子标记辅助育种提供有力支撑,利用SSR分子标记技术,构建了玉米基于RIL6群体的遗传连锁图谱,包含101个位点,覆盖玉米基因组1 395.2 cM,标记间平均距离为13.81 cM。在灌溉与干旱两种环境下,对该RIL家系的株高、产量进行QTL初级定位,在灌溉条件下,检测到3个控制株高和3个控制产量的QTL,在干旱条件下,检测到5个控制株高和3个控制产量的QTL,两种水分条件下检测出的QTL不同,并找到1个相对稳定的QTL。     

氮胁迫与非胁迫条件下玉米不同时期株高的动态QTL定位

以玉米杂交种农大108的203个F_2:3家系为材料,在施氮（N+）和不施氮（N－）2种条件下对拔节期到灌浆期的株高变化进行了动态QTL分析。结果表明,N胁迫条件对亲本许178影响较小,而对亲本黄C的影响较大,F_2:3群体在不同时期的株高均值在2种施肥水平下没有显著差异,但变异范围存在一定的差异。利用包含199个SSR标记的遗传连锁图谱与复合区间作图法,在N－条件下,拔节期、小喇叭口期、大喇叭口期、灌浆期分别定位1、1、2和2个非条件QTL,可分别解释各时期株高表型变异的8.42%、13.86%、24.33%和22.66%;在N＋条件下,相应时期分别定位1、1、2和4个非条件QTL,可分别解释各时期株高表型变异的8.10%、12.92%、21.30%和44.41%。在N－条件下,拔节期至喇叭口期、开花期至灌浆期分别定位了1和5个条件QTL,可分别解释该时期株高动态变异的9.14%和50.98%;在N＋条件下,相应时期分别定位1和4个条件QTL,可分别解释该时期株高动态变异的13.33%和44.47%。这些非条件QTL和条件QTL多数表现以显性和部分显性为主。     

基于SNP标记的玉米株高及穗位高QTL定位

为进一步弄清玉米株高和穗位高的遗传机理,为育种生产提供服务,本研究以K22×CI7、K22×Dan3402个F₂群体为作图群体,利用覆盖玉米10条染色体的SNP标记构建了2个连锁图谱。并将这2个F₂群体衍生的分别含237和218个家系的F_2:3群体用于田间性状的鉴定。用复合区间作图模型对2个群体的株高、穗位高表型进行QTL定位分析,结果显示,在武汉和南宁两种环境条件下共定位到21个株高QTL和27个穗位高QTL;单个QTL表型变异贡献率的变幅为4.9%~17.9%;株高和穗位高QTL的作用方式以加性和部分显性为主;第7染色体上可能存在控制株高和穗位高的主效QTL。     

新的玉米矮秆突变基因的鉴定与遗传分析

Dt基因是玉米显性矮秆基因,被定位于玉米的第10条染色体长臂,目前报道的显性矮秆基因只有D8(Mpl1)和D9,它们分别位于染色体1的长臂和染色体5的短臂;Dt矮秆突变体属于赤霉素敏感型,含有D8,D9基因的材料对赤霉素不敏感;Dt基因与D8,D9基因的等位性分析表明,Dt与D8,D9为非等位基因,进一步证明了Dt基因是一个新发现的玉米显性矮秆基因.     

利用三重测交群体剖析玉米株高与穗位高杂种优势的遗传学基础

以玉米强优势杂交种组合豫玉22及其重组近交系为材料,按照TTC (triple testcross)遗传交配设计,组配了270个测交后代的TTC群体。利用复合区间作图法,对控制株高与穗位高的QTL进行了分析,分别检测到20和17个主效QTL,其中超显性位点最多(11个和8个),加性次之(5个和6个),显性(2个和0个)和部分显性较少(2个和3个)。分析发现,存在同时控制株高与穗位高杂种优势的QTL区域,即Bin1.06区域(umc2151~umc1122)、Bin3.05区域(umc2127~umc2166~ umc1539)以及Bin7.03区域(umc1865~umc1888),这也与在各个环境中株高与穗位高的相关性吻合。另外,还分别检测到两性状4个和7个QTL与遗传背景之间的互作,22对和12对标记间的互作,分别解释表型变异的3.26%~16.58%和3.44%~22.41%,说明上位性也可能与这两个性状及其杂种优势的形成有重要关系。     

甘蓝型油菜不同发育时期株高QTL的动态分析

利用新版SG遗传图谱和282个SG-DH株系在中国西安、杭州和德国哥廷根3个生长环境下8个发育时期测定的株高数据,运用WinQTLCart2.5复合区间作图法以及结合条件遗传分析方法对其进行静态和动态QTL分析。结果显示, 来自品种Gaoyou等位基因在PHA3和PHC6两个QTL上同时存在时,可降低株高约20 cm;而当植株整合来自冬性品种Sollux的PHA9、PHC1和来自半冬性品种Gaoyou的PHA1、PHA3、PHC6时,株高可相应下降40 cm;环境对株高QTL的作用机理影响不大,但不同QTL的基因表达模式不同,存在来自双亲之一的等位基因控制株高和双亲等位基因在不同生长时期交替控制株高两种情况;通常株高QTL在中后期才能被检测到,但基因多在生长最为旺盛的短时期内表达,符合基因表达在先,性状表现在后的规律。解析株高性状在不同发育时期基因的累加效应和特定时段内的净表达效应,对克隆油菜株高基因和指导生产实践都将提供富有价值的科学信息和理论依据。     

不同密度下玉米穗部性状的QTL分析

为研究玉米穗部性状对不同种植密度的遗传响应,以郑58和HD568为亲本构建的220个重组自交系群体为材料,于2014年春、2014年冬及2015年春分别在北京和海南进行3个种植密度的田间试验,调查玉米穗长、穗粗、穗行数和行粒数等表型性状。利用SAS软件计算穗部性状的最优线性无偏估计值(BLUP),并采用完备区间作图法进行QTL定位。结果表明,在3个种植密度下共检测到42个QTL,单个QTL可解释4.20%~14.07%的表型变异。3个种植密度下同时检测到位于第2染色体上控制穗行数的QTL。2个种植密度下同时检测到4个与穗粗、穗行数和行粒数有关的QTL,其中第4染色体上1个与穗行数有关的主效QTL,在低、中种植密度下可分别解释表型变异的10.88%和14.07%。此外,在第2、4和9染色体上检测到3个同时调控不同穗部性状的QTL。研究结果表明玉米穗部性状在不同种植密度下的遗传调控发生变化,在不同密度下共同检测到的稳定QTL可应用于精细定位或开发玉米耐密性分子标记用于辅助育种。