甘蓝型油菜5个重要性状QTL分析*

利用种皮色泽差异显著的甘蓝型油菜(Brassica napus)黄籽GH06和黑籽P174为亲本以及由它们构建的132个F2：3家系群体，对饼粕蛋白质含量、皮壳率、皮壳含油量、千粒重及种子含油量5个性状进行考察及QTL分析，5个性状均表现为连续分布，有的甚至表现出单向或双向超亲优势，表明5个性状均为多基因控制的数量性状。5个性状共检测到13个QTL，其中千粒重1个QTL，对表型变异贡献率为18.7%；饼粕蛋白质含量5个QTL，解释表型变异在7.8% ~14.4%之间；皮壳率3个QTL，解释表型变异在26.5%~32.8% 之间；皮壳含油量3个QTL及种子含油量1个QTL，解释表型变异在8.3% ~12.1%之间。在第20连锁群上，发现有饼粕蛋白质含量QTL与皮壳含油量和千粒重QTL重叠的区段。     

玉米叶夹角和叶向值的QTL定位

叶夹角和叶向值是评价玉米株型的重要指标。本研究以甜玉米自交系组合T14×T4的F2为作图群体,构建了包含192个SSR标记位点的遗传连锁图谱,覆盖玉米基因组1260cM,平均图距6.56cM。通过测定F2、F2:3家系的叶夹角和叶向值,应用复合区间作图法在两个世代中共检测到26个QTL,其中14个与叶夹角相关的QTL,分别位于第2、5、6、7和8染色体上,单个QTL可解释的表型变异为3.3%～26.2%;12个与叶向值相关的QTL,分布于第1、2、3、7和10染色体上,单个QTL可解释的表型变异为3.1%～20.7%。在第2、3、5染色体上分别检测到1、1、2个同时在F2、F2:3家系都稳定表达的QTL,分别落在区间bnlg1329～bnlg1613、umc1148～umc2275和umc1097～umc1692,可作为相关数量性状基因的候选基因。发现1个同时控制叶夹角和叶向值性状的QTL,位于第2染色体上的bnlg1017-umc2129区间,对两性状的表型贡献率分别为10.8%和10.6%。本研究的结果有望为玉米耐密型育种及分子辅助选择育种提供一定的理论依据。     

玉米主要营养品质性状的QTL定位

淀粉、蛋白质和油分是普通玉米籽粒的主要营养成分.本研究通过SSR分子标记,以玉米(Zeamays L.)杂交种黄C×178的F2群体构建的遗传连锁图,结合2007年重庆(F口2)、2007年海南(F2.3)和2008年重庆(F2:4)三个环境品质检测结果,运用区间作图法,对品质性状进行全基因组QTL扫描,共检测到16个品质性状QTL.其中,油分含量检测到6个位点,解释性状表型变异6.2％～17.8％;蛋白质含量检测到5个位点,解释性状表型变异6.3％～ 12.0％;淀粉含量检测到2个位点,解释性状表型变异6.3％～10.0％.16个QTL多数以超显性和部分显性为主.这16个与品质性状相关的QTL可作为利用分子标记辅助育种途径进行玉米遗传改良的依据.     

草莓抗炭疽病遗传图谱及其QTL初分析

为获得与草莓炭疽病密切相关的分子标记,需构建高密度与抗病相关的遗传连锁图,本研究以易感草莓炭疽病品种宝交早生（Hokowase）与高抗草莓炭疽病品种甜查理（SweetCharlie）杂交的210个F2代群体材料为作图群体,构建了包含34个AFLP标记和109个SSR标记的分子遗传图谱,并对抗草莓炭疽病相关因素进行了QTL分析。该图谱共包括7个连锁群和133个遗传标记,平均每个连锁群有19个遗传标记。遗传图谱总覆盖长度为451．8cM,标记间平均距离为3．4cM。经复合区间作图法分析得到3个与草莓炭疽病抗性相关基因座（QTL）,其中2个与Colletotrichumacutatum抗性相关,分布在LG3和LG5连锁群上,可解释表型变异的31．6％;1个与Colletotrichumgloeosporioides抗性相关,分布在LG6连锁群上,可解释表型变异的68．4％。     

玉米穗上叶夹角和叶间距的QTL定位

玉米(Zea mays L.)的叶夹角和叶间距是玉米株型的两个重要性状,不同株型通过影响群体冠层内的光分布状况和群体的光能利用而影响产量。为了解玉米叶夹角和叶间距的遗传机制,利用紧凑型玉米自交系CY5和平展型玉米自交系YL106组配构建的F2世代为作图群体,构建具有212个SSR标记的遗传连锁图谱,图谱总长度为1 153.39 cM,标记平均间距5.44 cM。利用144个F2∶3家系在3个环境下的表型值,结合已构建的遗传连锁图谱,采用完备区间作图法,对穗上叶夹角和穗上叶间距进行基因定位。结果表明,在单环境分析中,共检测出22个QTL,叶夹角和叶间距分别检测到10和12个QTL,其中西南大学玉米研究所歇马试验基地(简称XM)检测到9个,北碚试验基地(简称BB)检测到8个,合川试验基地(简称HC)检测到5个;在多环境联合分析中,共检测出11个QTL,分别位于1、3、5和7号染色体上,其中叶夹角检测到5个,位于1、3和5号染色体上,叶间距检测到6个,位于1和7号染色体上;在单环境和多环境中同时检测到的一致性QTL有3个,分别是穗上二叶夹角(qSecLA1a)、穗上三叶夹角(qThiLA1a)和穗上三叶间距(qThiLS7),其中在单环境中qSecLA1a位于1号染色体bnlg1803～bnlg1007,分别解释表型变异率26.99%和18.51%,qThiLA1a位于1号染色体bnlg1803～bnlg1007,分别解释表型变异率24.14%和22.00%,qThiLS7位于7号染色体bnlg1305～umc1787,分别解释表型变异率13.77%和9.96%;以上3个QTL在多环境联合分析中的贡献率分别为29.10%、31.86%和11.20%。因此,qSecLA1a、qThiLA1a和qThiLS7 3个位点在不同环境中可稳定表达。本研究结果可为玉米叶夹角和叶间距的遗传改良和分子标记辅助育种提供参考资料。     

波兰小麦品系XN555×普通小麦品系中13衍生重组自交系(RILs)群体中籽粒品质相关性状QTL定位

小麦籽粒品质相关性状属于数量性状,由多基因控制。为了探索小麦(Triticum aestivum L.)品质相关性状的遗传基础,以波兰小麦(Triticum polonicum L.)品系XN555×普通小麦品系中13产生的重组自交系(recombinant inbred lines,RILs)群体(包含99个F10株系)为研究材料,采用SSR(simple sequence repeat)分子标记技术构建遗传连锁图谱;根据2012年和2013年的表型数据,采用完备区间作图法(inclusive composite interval mapping,ICIM)定位籽粒硬度、籽粒蛋白质含量、面粉蛋白质含量和湿面筋含量等品质性状QTL。获得了由241个SSR标记位点组成的A、B染色体组的14个连锁群图谱,覆盖基因组1 338.92 cM,标记间的平均遗传距离为5.56 cM。共定位24个品质性状QTL,分布在1A、3A、4A、5A、6A、1B、2B、3B和5B等9条染色体上。其中,籽粒蛋白质含量和面粉蛋白质含量各7个QTL,湿面筋含量和籽粒硬度各5个QTL,4个性状的单个QTL可分别解释表型变异的8.30%～29.69%、6.90%～29.50%、10.10%～18.43%和7.93%～30.49%。两年都在6A染色体的Xbarc104～Xcfa2114标记区间内与Xbarc104相距1.2 cM处检测到湿面筋含量QTL,并于2012年和2013年分别检测出了面粉蛋白质含量和籽粒蛋白质含量的QTL。本研究为利用波兰小麦改良普通小麦以及在小麦品质改良中应用分子标记辅助选择提供依据。     

大麦白粉病抗性的遗传分析与QTL定位

为探究大麦白粉病抗性遗传,定位其抗性QTL,本研究以抗病品种Gairdner和感病品种扬饲麦1号杂交F₁花药培养构建的DH群体及亲本为材料,对大麦白粉病抗性进行鉴定与遗传分析,并利用91对在亲本间多态性好的SSR标记构建了群体的遗传连锁图谱,采用Windows QTL IciMapping 4.0软件中的完备区间-加性模型对大麦白粉病抗性QTL进行定位。结果表明,DH群体各系间存在丰富的大麦白粉病抗性遗传变异。共检测到5个与大麦白粉病抗性相关的QTLs。其中3个时期均检测到qPM-2Ha位于Bmag0711-AWBMS56区间,可解释的表型变异为7.48%~12.50%;qPM-4Ha位于EBmac0906-HVM68区间,可解释的表型变异为23.07%~32.09%;2个时期均检测到qPM-2Hb位于Bmag0749-GBM1475区间,可解释的表型变异为6.22%~8.13%。qPM-2Ha、qPM-4Ha及qPM-2Hb白粉病抗性基因均来源于抗病亲本Gairdner, qPM-3Ha和qPM-4Hb白粉病抗性基因来源于感病亲本扬饲麦1号,qPM-2Hb和qPM-3Ha可能是2个新的大麦白粉病抗性QTLs位点。本研究结果为大麦白粉病抗性基因的发掘、精细定位、克隆及分子标记辅助选择育种奠定了基础。     

玉米苗期磷效率相关根系分泌物的QTL定位

为了充分利用现有的遗传信息和基因资源,揭示玉米磷营养高效的分子机制,本研究以磷高效玉米自交系082和磷低效玉米自交系掖107为亲本组配的F2世代为作图群体,采用SSR和AFLP分子标记构建了遗传连锁图,以两个时期,两个磷水平和两个地点共4种环境下的241个F2∶3家系各性状的平均值作为表型值,采用复合区间作图法定位了磷效率相关的3种根系分泌物的QTL。四种环境下检测表明,(1)检测到4个影响酸性磷酸酶活性的QTL,其中有两个QTL AP1-KXNP和AP9-KXNP被重复检测到,分别分布在第1和9二条染色体上,所在标记区间分别为bnlg1268a-umc1290a和P1M3/d-P1M3/g,在染色体上的位点分别为bin1.09和bin9.04,单个QTL解释酸性磷酸酶变异的9%～16%,2个QTL共解释酸性磷酸酶变异的25%;(2)检测到5个影响有机酸含量的QTL,其中只有1个在两种环境下被重复检测到,位于第9染色体上,标记区间为P1M3/f-P1M7/g,在染色体上的位点为bin9.03;(3)检测到5个影响H+含量的QTL,但没有一个被重复检测到。结果表明,影响酸性磷酸酶活性的两个QTL AP1-KXN...     

辣椒抗疫病性状遗传及其相关AFLP标记分析

以93-100-17-1-0×茄门组合为基础，建立F2代作图群体。从感受性、诱导性和稳定性等3个方面进行遗传分析，发现93-100-17-1-0的抗疫病性状是由多基因或寡基因所控制的。根据AFLP分析，利用Mapmaker/exp (Version 3.0)作图软件构建辣椒的分子连锁图谱，结合winQTLCART(Version 1.15)，对辣椒抗疫病的基因定位，将与感受性有关的QTL位点定位在第5条连锁群上，与诱导性有关的QTL位点分别定位在第1、第2、第5、第8条连锁群，与稳定性有关的QTL位点定位在第1、第2、第5、第7条连锁群，各QTL位点可解释表型变异率在64%以上。     

镜鲤体重的QTL定位

本研究利用217个微卫星标记和336个SNPs标记对德国镜鲤F2代68个个体基因组DNA进行基因型检测。其中507个标记共组成62个连锁群,覆盖基因组总长度为2805．85cM,标记问平均距离为6-31cM;利用软件MapQTL4．0采用区间作图法对体重性状进行QTL定位分析。研究结果共检测到14个与体重性状有关的QTLs,分布于9个连锁群。其中BIV-5-J有最大的LOD值,为4．46;BIV—I-1的LOD值最小,为2．25。单个QTL平均解释表型变异介于14．10％～45．50％之间,其中贡献率大于20％的主效QTLs有9个。通过BLASTX与斑马鱼蛋白质序列数据库进行序列比对,找到了与斑马鱼酰基辅酶A脱氢酶蛋白、胰淀粉酶仅2蛋白、Apoebprotein和甘油醛-3-磷酸脱氢酶蛋白同源的分子标记。本研究结果对分子标记辅助育种具有重要应用价值。     

控制水稻抽穗期和株高的QTL的定位及遗传分析

抽穗期（headingdata,HD）和株高（plantheight,PH）是水稻（Oryza sativaL.）非常重要的农艺性状。本研究利用金23B（Jin23B）和青谷矮1号（QGA-1）构建的BC3F1群体及其衍生的BC3F2群体通过分子标记定位水稻抽穗期和株高的QTL（quantitativetraitlocus）。构建的遗传连锁图包含105对SSR标记和8对InDel标记,图谱较好地覆盖了水稻12条染色体。两年来共定位到了9个抽穗期相关QTLs,6个株高相关的QTLs,其中抽穗期和株高最大效应都来源于第7染色体。抽穗期QTLqHD7-3在2011年LOD为37.07,可以解释的表型贡献率为41.05%,加性效应为11.68;株高QTLqPH7-2在2011年LOD为43.73,可以解释的表型贡献率为54.17%,加性效应为21.60;2012年LOD为42.66,可以解释的表型贡献率为54.39%,加性效应为19.95。qHD7-3和qPH7-2位于同一区域RM214-RM5543之间,Ghd7也位于这一区间,该QTL可能是Ghd7的等位基因。抽穗期QTLqHD2定位于第2染色体上标记ZH282和RM71之间,在两年内都能检测到,其LOD值分别为4.56和4.99,可解释的表型贡献率分别为4.31%和7.99%。株高QTLqPH4定位于第4染色体上标记RM241和RM317之间,其两年内的LOD分别为2.89和2.67,解释的表型贡献率为9.42%和8.78%。抽穗期QTL qHD2和株高QTL qPH4所定位的区间没有相关的基因或QTL报道,这两个QTL可能含有控制抽穗期和株高的新基因。本研究通过遗传定位证明了株高和抽穗期是由主效QTL和微效QTL共同控制的,并发掘了新的抽穗期和株高的QTL,为育种家利用分子标记辅助选择培育新品种提供更多的选择。     

Studies on sampling schemes for the establishment of corecollection of rice landraces in Yunnan, China

The sampling scheme for a core collection from the basecollection of Yunnan rice landraces was studied, using 6,121accessions catalogued in the national genebank and 31 charactersincluding taxonomic characters, morphological characters andagronomic characters. Sampling scheme was studied at three levels,i.e., grouping principle, sampling proportion within group andsampling method from each group. Grouping principles used wereDingying's taxonomic system, Cheng-Wang taxonomic system,Yunnan rice ecological zone, Yunnan administrative district, singlecharacter and completely random sampling without grouping. Samplingproportions in each of the groups were square root, logarithm, indexof genetic diversity and fixed proportion. Clustered and randomsampling were carried out in each group. Five parameters, (indexof genetic diversity, variance of phenotypic value, variance ofphenotypic frequency, coefficient of variation and ratio ofphenotypic retained), in primary core collection were used toevaluate the validity of sampling scheme. The better samplingstrategies were grouping principles based on the two taxonomicsystems, decisions on sampling proportion in each group based onsquare root or logarithm, sampling method within group clustered.16%, 10% and 5% overall sampling ratio were usedto establish primary core collections. The results showed that a510% sampling ratio was suitable for a largecollection.     

施氮和不施氮对玉米子粒品质性状的影响及QTL分析

本研究以玉米杂交种农大108的F2:4、F2:5家系为材料,构建了包含199个SSR标记,覆盖玉米10条染色体的遗传连锁图谱,图谱总长度2101.1 cM,平均间距为10.6 cM。在施氮（+N）和不施氮（-N）两种条件下对群体进行了鉴定,利用近红外反射光谱(NIRS)方法测定了群体子粒的蛋白质、淀粉、油分和赖氨酸含量。结果表明,在不施氮条件下子粒的蛋白质、脂肪和赖氨酸含量下降,而淀粉含量上升,但不同材料的变化幅度不同。采用复合区间作图法共检测到24个与玉米子粒品质性状相关的QTLs,其中施氮条件下13个,不施氮条件下11个,涉及21个不同位点的QTLs,分布在1,2,3,4,7,9染色体上,且集中在第3染色体上的QTLs有6个,第9染色体上的QTLs有7个,分别占测到总QTLs的28.57%和33.33%。单个QTL贡献率在8.05%~34.31%之间,其中,qPro1a是不施氮条件下与蛋白质含量相关的主效QTL,qOil3b是不施氮条件下与油分含量相关的主效QTL,贡献率分别达34.31%和17.66%。在21个不同的QTLs中,9个表现加性效应,8个表现部分显性。     

水稻耐辐射损伤的QTL分析

利用水稻品种珍汕97B/密阳46所构建的RIL群体及其遗传图谱, 以350和550Gy γ射线辐照成熟种子,以相对发芽率和相对成苗率作为考察其耐辐射损伤指标,进行QTL加性效应和上位性效应分析。结果表明,RIL群体受不同剂量辐照后,株系间表现出耐辐射损伤的差异。350Gy剂量处理共检测到2个耐辐射的加性效应QTL,其中qRR(g)8-1（相对发芽率为指标）有效基因来自于父本,其遗传贡献率为653%;qRR(s)2-2（相对成苗率为指标）有效基因来自于母本,其遗传贡献率为1281%。550Gy剂量处理共检测到4个耐辐射的加性效应QTL,其中以相对发芽率为指标,检测到的qRR(g)1-2和 qRR(g)8-2,其有效基因分别来自于母本和父本,共可解释1438%变异;以相对成苗率为指标,则检测到qRR(s)5-2和qRR(s)10,共解释1965%变异。在不同剂量处理下,还检测到9对双基因相互作用。比较表明,水稻耐辐射损伤的QTL表达可能与辐照剂量有关。     

波兰小麦×普通小麦品系中13重组自交系(RIL)群体穗部性状的QTL分析

小麦穗部性状是与籽粒产量关系密切的重要农艺性状。本研究以一个由99个株系组成的来源于波兰小麦(Triticum polonicum L.)和普通小麦(Triticum aestivum L.)品系中13杂交后代的F8重组自交系(recombinant inbred lines,RIL)群体为实验材料,利用微卫星(simple sequence repeat,SSR)标记对穗长、穗粒数和有效小穗数进行数量性状基因座(quantitative trait locus,QTL)定位分析。所构建的A染色体组和B染色体组共14个连锁群的遗传连锁图谱由115个SSR标记位点组成,图谱全长822.9cM,标记间的平均遗传距离为7.16cM。采用复合区间作图法在两年的环境中检测到分布在2A、3A、3B、5B和7B染色体上的6个穗长QTL,5个穗粒数QTL和2个有效小穗数QTL,表型变异贡献率分别为9.21%～22.94%,9.18%～19.71%和11.48%～13.01%。两年中都在3A染色体上的Xbarc12～Xbarc310区间内检测到控制穗粒数的主效QTL,说明该QTL较少受环境条件的影响,是一个稳定可靠的穗粒数QTL。该QTL与最近标记的遗传距离为0.01cM,可用于小麦产量性状的分子标记辅助育种。     

小麦苗期耐盐相关性状的QTL分析

以小麦敏盐品种太空6号和耐盐品种德抗961杂交形成的F2和F2:3家系为试验材料,选取小麦8条染色体上的321对SSR引物进行亲本间多态性的筛选,在太空6号和德抗961之间表现多态性的SSR引物为52个,位点为54个,其中barc172和cfa2121两个引物分别有两个多态性位点。对这54个位点进行连锁分析,构建了包含42个SSR标记、覆盖小麦基因组8条染色体的遗传连锁图,共704.5cM,标记间平均间距为16.8 cM。采用复合区间法进行耐盐QTL分析。对于4个性状共定位到6个QTL,分别位于5A,5B,5D染色体。对于发芽率,检测到1个QTL,位于染色体5D上,在标记cfd40~gwm182之间,贡献率为7.68%,表现加性效应;对于苗高,检测到2个QTL,分别位于染色体5D和5A上,在标记gwm182~wmc215及barc141~wmc415之间,贡献率分别为9.3%和8.14%,分别表现为显性和部分显性;对于根长,检测到2个QTL,均位于染色体5B上,在标记gwm234与wmc326及barc140与barc142之间,贡献率分别为8.74%和8.40%,分别表现为部分显性和超显性;对于鲜重,检测到1个QTL,位于染色体5D上,在标记wmc215~cfd29之间,贡献率为12.60%,表现超显性。与所得的QTL位点距离较近的SSR标记,如barc141等,可望为耐盐小麦品种的分子标记辅助选择提供参考信息。     

H2O2/NaOH改性玉米秸秆制备石油吸附剂的实验研究

本文采用H2O2/NaOH对玉米秸秆（RCS）进行改性来制备可吸附石油的生物质吸附剂（HNCS）。通过模拟实验,比较了不同改性时间的HNCS吸油量,发现改性14h的吸油量最大,达14.08g·g-1,而改性前RCS仅为4.33g·g-1,改性使得吸油量提高了325%,且吸油速率更快。通过扫描电子显微镜（SEM）、比表面积/孔隙度分析仪和傅里叶红外光谱仪（FT-IR）,对改性前后样品结构进行表征,同时采用洗涤剂法和硫酸法对纤维素、半纤维素、木质素含量进行测定,结果发现：改性后的HNCS表面更加粗糙,且出现大量的吸附孔隙,比表面积为7.14m·2g-1,表面亲水性官能团减少,纤维素含量增加而木质素含量减少。这说明吸油量和吸油速率受到吸附剂表面官能团、比表面积和孔隙/间隙的影响。