水稻穗颈维管束及产量相关性状的QTL分析

采用2个偏粳品种“光三”／C418的重组自交系群体，构建SSR标记的连锁图谱，并以此对水稻穗颈维管束数和产量相关性状进行了QTL(Quantitative Trait Loci)分析。在第1，5，8和11染色体上检测到4个控制穗颈大维管束数的QTL。在第5，9和10染色体上检测到3个控制穗颈小维管束数的QTL；共检测到产量及8个与产量相关性状的30个QTL。通过分析穗颈维管束数与穗一、二次枝梗数，穗一、二次枝梗粒数，穗粒数，结实率，单株产量QTL在染色体上的分布及连锁关系，表明穗颈维管束是影响产量的重要解剖结构；通过增加穗颈大、小维管束数可望增加水稻“库”的容量。保证“流”的畅通。     

玉米八个产量相关性状的QTL鉴定

以玉米优良自交系‘农系531’和‘SIL8’为亲本构建200个F2:3家系,利用复合区间作图法对8个产量性状进行QTL鉴定。8个性状共检测到34个QTL,单个QTL的表型贡献率为5.21%～26.62%不等,累计解释各个性状的表型变异为21.33%～74.10%。分布于第1、3、4、5、6染色体上16个QTL形成6个QTL富集区,且表型贡献率最大的QTL均位于富集区内。共检测到26对上位性互作,其中QTL间互作1对,QTL与背景间互作8对,背景间互作17对,所解释的表型变异为5.98%～15.93%不等,累计解释各性状的表型变异为15.93%～61.64%。多数产量相关性状的遗传基础非常复杂,上位性在产量相关性状形成的遗传控制中具有重要的作用。QTL富集区对于数量性状的遗传分析与作物遗传改良具有重要意义。     

玉米产量性状QTL定位分析

产量性状是由多基因控制的,对产量性状遗传的深入研究可为育种工作提供重要的参考信息。本研究以苏玉16号(JB×Y53)的F2、F2∶3家系为材料,选用分布在玉米10条染色体上的556对SSR分子标记,对玉米产量性状进行QTL定位并分析其遗传效应。结果表明,①选取556对SSR引物对亲本Y53、JB及其F1进行多态性检测,获得85对多态性引物,多态率为15.3%,其中有76对引物扩增带型清晰;②检测到1个与穗长QTL连锁的标记,可解释表型变异的14.69%;6个与百粒重QTL连锁的标记,可解释表型变异的6.71%～18.23%。     

基于掖478导入系的玉米雄穗分枝数QTL定位

为玉米雄穗分枝数的遗传改良和分子育种提供参考,以有掖478遗传背景的SL19-22导入系为母本与轮回亲本掖478杂交,构建F2群体,在3种生态环境下田间种植观察亲本及其F2群体的雄穗分枝数,并采用SSR标记和单标记作图法进行基因型鉴定和雄穗分枝数的QTL定位分析。结果表明:2016年在QY、SH和SF环境下,掖478亲本的雄穗分枝数分别为(17.5±2.5)个、(14.8±2.1)个和(19.0±2.4)个,SL19-22亲本分别为(10.2±2.4)个、(11.3±1.7)个和(12.9±1.7)个,F2群体分别为(12.9±2.7)个、(13.9±4.2)个和(14.5±3.8)个,且2亲本的雄穗分枝数差异达显著水平(P0.05)。在SH和SF环境下,检测到在第5染色体umc1225位点处有1个控制雄穗分枝数的QTL位点,其对雄穗分枝数表型变异的贡献率分别为24.4%和33.9%。因此,雄穗分枝数较少的SL19-22亲本可作为种质材料进行雄穗分枝数改良,umc1225则可用于玉米雄穗分枝数的分子标记辅助选择育种。     

基于不同群体的玉米产量性状QTL分析

定位不同环境和遗传背景下稳定表达的数量性状基因位点是分子标记辅助选择的前提和基础。本研究应用NX531×M531和郑22×丹599分别构建2套F2:3群体(分别以N/M群体和Z/D群体代表),利用SSR标记,在不同环境下对11个产量及相关性状进行QTL检测。N/M群体共定位到QTL 144个,其中环境钝感QTL 42个;Z/D群体定位到QTL 62个,其中环境钝感QTL 4个。2个F2:3群体间共检测到5个遗传背景"一致性"QTLs和7个QTL富集区。这些在不同环境或不同遗传背景下检测到的QTLs,为进一步精细定位和基因克隆奠定了基础,也为分子标记辅助选择的应用提供了借鉴。     

大豆叶片衰老QTL的初步定位

 【目的】叶片衰老是植物的一个发育性状，对植物体内营养再分配与光合作用有重要影响。【方法】利用2套重组自交系群体进行大豆叶片衰老QTL的初步定位，并进行与产量性状的相关分析。【结果】在C1、D1b+W和O连锁群上检测到3个与大豆叶片衰老有关的QTL，可解释表型变异的5.8%～13.7%。除NJ(SP)BN群体熟期与叶片衰老相关程度较低外，两个RIL群体中生物学产量、籽粒产量、株高和熟期与叶片衰老间均存在显著或极显著的正相关；而收获指数与叶片衰老间一个群体为极显著负相关，另一个群体则表现为极显著正相关。【结论】在大豆育种中，针对延迟叶片衰老选育出的材料有时仅能提高收获指数，这样的材料往往产量潜力不高。     

水稻第6染色体短臂产量性状QTL簇的分解

【目的】将水稻第6染色体短臂上产量性状QTL分解到更小的区间中。【方法】从珍汕97B/密阳46重组自交系群体筛选到针对第6染色体短臂RM587-RM19784区间的剩余杂合体,衍生了一个由221个株系组成的F2:3群体,种植于海南和浙江两地,考察每株穗数、每穗实粒数、每穗总粒数、千粒重、结实率和单株产量,建立SSR标记连锁图,应用Windows QTL Cartographer 2.5检测QTL。【结果】在所分析的6个性状中,除穗数外在第6染色体短臂上的目标区间均检测到QTL,分别座落于目标区域中3个以上的不同区间中,单个QTL对群体性状表型变异的贡献率为6.3%～35.2%;控制产量构成因子的QTL基本以加性作用为主,但3个单株产量QTL的显性度分别为1.65、0.84和0.42。【结论】目标区间存在3个以上的产量性状QTL,且同一区间控制不同性状的QTL、不同区间控制同一个性状的QTL在遗传作用模式、效应方向和效应大小上存在一定差异。     

基于四交群体鉴定玉米开花期相关性状的QTL

为研究玉米开花期的遗传机制,利用4个玉米自交系组配276/72//A188/交51四交群体,构建了包含213个SSR分子标记的遗传连锁图谱.在河南郑州和济源2个环境下共检测到开花期QTL 41个,大部分为微效等位基因,加性效应为主要效应.采用综合农艺性状加分子标记辅助选择的方法,以吐丝期1个QTL位点qSE4a所在的目标区间及其附近区间(umc1511～umc1051,bin4.05～bin4.08)为目标区段构建A188为供体亲本,交51为受体亲本的5个NIL,初步验证了该位点的遗传效应,并初步定位到标记bnlg2291附近.     

玉米穗部性状QTL定位

利用SSR分子标记构建的遗传连锁图谱对玉米的穗长、穗粗、穗行数、行粒数、轴粗、秃尖长、200粒质量和穗粒质量等8个性状进行了基因定位.穗长检测到2个QTLs,分布于Ch1-1、Ch9连锁群;穗粗检测到7个QTLs,分布于Ch1、Ch1-1、Ch2、Ch4、Ch4-1、Ch6、Ch7连锁群;穗行数检测到6个QTLs,分布于Ch1、Ch2、Ch5、Ch6、Ch9、Ch10连锁群;行粒数检测到1个QTL,位于Ch9连锁群;轴粗检测到6个QTLs,分布于Ch1、Ch4、Ch5、Ch6、Ch7、Ch10连锁群;200粒质量检测到2个QTLs,分布于Ch7、Ch8连锁群;穗粒质量检测到3个QTLs,分布于Ch5、Ch6、Ch9连锁群.研究表明,穗部性状QTLs在玉米10条染色体上分布不均匀,呈现成簇分布现象;各个QTL位点上起增、减效作用的等位基因在高值亲本和低值亲本中的分布不均匀.     

玉米GY220×1145组合粗缩病抗性的QTL定位分析

玉米粗缩病是近年严重影响中国玉米生产的病害,研究其QTL定位有助于利用分子标记辅助选择提高玉米粗缩病抗性育种效率。该研究调查了GY220×1145杂交衍生的重组自交系(RIL)群体109个家系(F10∶11)在2个环境下粗缩病的抗感表型值,结合该组合由272个DNA分子标记构建的遗传连锁图谱,分别采用基于多元回归模型的Win QTL Cartographer 2.5软件的复合区间作图法(CIM)和基于混合线性模型的QTL Network 2.0软件中CIM方法,检测了玉米粗缩病的抗性位点。结果表明:(1)运用Win QTL Cartographer 2.5软件中CIM法,检测到5个抗玉米粗缩病的QTL,解释表型变异的6.9%～17.6%,其中有3个QTL在2个环境下都检测到。5个QTL的加性效应变异幅度为-8.57～11.94。(2)用QTL Network 2.0软件中CIM法,检测到1个控制玉米粗缩病的位点MRDD2-22,解释表型变异的9.0%,加性效应为6.93。在第5连锁群与13连锁群之间存在1对非主效QTL间的互作,解释表型变异的7.4%,互作效应为-7.70。运用多元回归模型和混合线性模型都检测到的位点是MRDD2-22,位于第4染色体长臂g7M7806～n142标记区间,抗性等位基因来自自交系1145,平均加性效应为9.3。MRDD2-22位点可用于分子标记辅助选择进行玉米自交系粗缩病抗性的改良。     

水稻产量性状杂种优势的QTL定位

 【目的】利用QTL定位方法检测水稻产量性状杂种优势QTL,并解释杂种优势产生的可能分子机理。【方法】利用重组自交系与亲本协青早B构建BC1杂种群体,通过两地重复试验,以中亲优势考察6个产量性状的杂种优势表型,利用Windows QTL Cartographer 2.5的复合区间作图法检测其QTL。【结果】多数产量性状均表现出较强的杂种优势。在两地试验中,共检测到20个产量性状杂种优势QTL,分布在水稻第2、3、6、7、8、10等6条染色体上,包括3个控制单株产量杂种优势的QTL、2个控制单株穗数杂种优势的QTL、6个控制每穗总粒数杂种优势的QTL、4个控制每穗实粒数杂种优势的QTL、4个控制结实率杂种优势的QTL和1个控制千粒重杂种优势的QTL。单个QTL对群体性状表型变异的贡献率为4.90%—12.85%。【结论】检测到控制6个产量性状杂种优势的20个QTL,其中qHNP-3、qHTNSP-7、qHNFGP-7、qHSF-7、qHTGWT-3 5个QTL在两地试验中稳定表达;检测到的20个杂种优势QTL中,有13个与在RIL群体中检测到的QTL重叠,重叠率达65%,因此,认为来自纯系的产量性状加性效应对杂种优势产生具有重要贡献。     

红麻6个重要产量性状的QTL定位

 【目的】研究红麻重要产量性状的QTL定位,促进红麻分子辅助育种基础科学研究。【方法】以埃及的阿联红麻与福建农林大学育成的高产抗病优质新品种福红992作为亲本进行杂交,自交衍生的162个F2﹕3家系为材料,通过一年两点的随机区组田间试验,测定了红麻株高、茎粗、节数、单株鲜皮重、单株干皮重和种子千粒重6个重要产量性状的数据,采用混合线性模型的复合区间作图法进行了QTL定位及其遗传互作效应分析。【结果】相关分析结果表明,除种子千粒重外,其它性状之间均存在明显的正相关性。在两地共定位了2个株高QTL、2个茎粗QTL、2个节数QTL、1个单株鲜皮重QTL、2个单株干皮重和2个种子千粒重QTL。【结论】在两地检测到11个QTL,主要集中分布在第6、11、14、9、13、17和4连锁群上,这些QTL在连锁群上分布不均匀,具有集中分布的特点。     

高油玉米突变体穗位高与株高的QTL定位

以EMS诱变获得的高油玉米(Zea mays L.)突变体ce03005为材料,对植株的穗位高和株高进行了遗传分析.通过随机区组试验设计,分析玉米167个BC1S1家系的穗位高和株高的变化.利用101对共显性引物构图,构图长度为1611.7cM,标记间平均距离为15.9 cM.用复合区间作图法进行数量性状位点(QTL)分析,共检测到3个控制稳位高的主效QTL和1个微效QTL,分别位于1号和2号染色体上,单个控制穗位高QTL的贡献率变幅为4.42％～15.42％;检测到2个控制株高的主效QTL和1个微效QTL,分别位于1号和4号染色体上,单个控制株高QTL的贡献率变幅为7.89％～12.53％.     

玉米抗矮花叶病毒B株系的QTL定位

为明确玉米对矮花叶病的抗病机制,以代表国内外两大玉米杂种优势类群的优良自交系黄早4和Mo 17为亲本,构建了含239个重组自交系的F9代分离群体,并利用该群体构建了包含101个SSR标记的遗传连锁图谱,图谱全长1422.7 cM,标记间的平均图距为15.6 cM。通过人工接种病毒鉴定,评价了亲本及群体对玉米矮花叶病毒B株系的抗性反应。采用复合区间作图法对玉米矮花叶病抗性QTL进行了定位及其遗传效应分析,在第5、6染色体上,各定位了控制发病率的1个微效QTL和1个主效QTL,分别与标记Bnlg602和Bnlg161连锁,其遗传效应能分别解释表型方差的2.3%和33.8%。     

中国玉米骨干亲本黄早四杂种优势形成的遗传基础解析

【目的】杂种优势利用是实现玉米高产育种的重要途径。解析玉米骨干亲本黄早四杂种优势形成的遗传基础,对指导中国玉米骨干亲本高效利用和高产育种具有重要的理论研究意义与生产利用价值。【方法】以玉米黄改系杂种优势类群的骨干亲本黄早四为共同亲本与11个代表性自交系构建的、包含2 000个重组自交系(recombination inbred line,RIL)的巢式关联分析群体(nested association mapping population,NAM)为试验材料,分别与改良瑞德×黄改系杂优利用模式的代表自交系郑58和昌7-2进行测交,并在全国4个玉米主产区10个试验点开展测交群体的多环境产量及重要农艺性状鉴定。在开展NAM测交群体产量和重要农艺性状相关性分析、各性状在NAM群体及其测交群体之间相关性分析基础上,基于高密度遗传图谱,利用联合逐步回归(Joint stepwise regression)模型进行了NAM及其测交群体QTL定位和产量QTL的复等位遗传分析,并对NAM及其测交群体定位QTL所在区域的遗传重组率进行了比较。【结果】表型分析结果表明,2个测交群体的株高和产量相关性状(主...     

利用高代回交重组自交系群体定位玉米部分农艺性状的QTL

以141份玉米高代回交重组自交系群体(RIL)及受体亲本黄早四于2011年在黄冈市农业科学院试验基地、2011和2012年在武汉市华中农业大学校内试验基地进行田间试验,对穗长、穗粗、株高、穗位高、吐丝期、散粉期、雄穗分枝数等7个农艺性状进行QTL分析。结果表明:7个农艺性状共检测到18个主效QTL,单个QTL的贡献为9.79%~37.35%,其中4个QTL在多个环境下同时检测到,5个QTL与前人的报道结果一致。     

Comparative QTL Mapping of Resistance to Gray Leaf Spot in Maize Based on Bioinformatics

The integration QTL map for gray leaf spot resistance in maize was constructed by compiling a total of 57 QTLs available with genetic map IBM2 2005 neighbors as reference. Twenty-six “real QTLs” and seven consensus QTLs were identified by refining these 57 QTLs using overview and meta-analysis approaches. Seven consensus QTLs were found on chromosomes 1.06, 2.06, 3.04, 4.06, 4.08, 5.03, and 8.06, and the map coordinates were 552.53, 425.72, 279.20, 368.97, 583.21, 308.68 and 446.14 cM, respectively. Using a synteny conservation approach based on comparative mapping between the maize genetic map and rice physical map, a total of 69 rice and maize resistance genes collected from websites Gramene and MaizeGDB were projected onto the maize genetic map IBM2 2005 neighbors, and 2 (Rgene32, ht1), 4 (Rgene5, rp3, scmv2, wsm2), and 4 (ht2, Rgene6, Rgene8 and Rgene7) positional candidate genes were found in three consensus QTLs on chromosomes 2.06, 3.04, and 8.06, respectively. The results suggested that the combination of meta-analysis of gray leaf spot in maize and sequence homologous comparison between maize and rice could be an efficient strategy for identifying major QTLs and corresponding candidate genes for the gray leaf spot.     

玉米大斑病抗性基因的QTL定位

以Mo17和黄早四为亲本,构建了包含239份F9代重组自交系的分离群体,并用103个微卫星标记构建了遗传连锁图谱,该图谱覆盖了玉米基因组1455.4 cM,标记间的平均间距为14.1 cM。通过人工接种分析了亲本及R IL群体对大斑病菌的抗性表现,并用复合区间作图法对抗性QTL进行了作图分析,结果在玉米第2染色体定位了3个与标记Bn lg1520、Um c1635和Bn lg125连锁的QTL,可分别解释表型方差的13.89%、19.33%和14.36%;另外还在第8染色体上定位了相邻的与标记Um c1327和Bn-lg2235紧密连锁的2个QTL,可分别解释表型方差的9.33%和7.62%。