水稻农艺性状QTL定位精确性及其影响因素的分析(综述)

随着分子票房的产生,运用分子标记进行ＱＴＬ研究已经作了很多的报道。近几年来,水稻农艺性状ＱＴＬ定位也已经作了许多研究,但各研究结果一致。本研究通过总结前人有关水稻ＱＴＬ定位的结果,分析了引起这些差异的原因,探讨ＱＴＬ的作用模式。认为已检出的各必状ＱＴＬ数目仍是较少的,当前ＱＴＬ定位结果并不精确,特别是对一些遗传率较低,贡献率较小的ＱＴＬ的检测是很不可靠的。另外,还提出一因多效性和基因连锁相结合方能     

水稻花时性状的QTL定位

选用早花时粳稻品种WAB368-B-2-H2-HB和晚花时粳稻品种六千辛杂交获得的F2群体284个单株作为作图群体,采用复合区间作图方法,利用117个具有多态性的SSR标记对水稻花时性状进行数量性状基因座(QTL)检测.研究结果表明,F2花时性状呈连续的正态分布,表现为由多基因控制的数量性状.共检测到4个影响花时的QTL,分别位于第1、1、10和12染色体上,增效等位基因均来自早花时亲本WAB368-B-2-H2-HB.其中位于第12染色体RM511-RM519区间的qFT-12可解释11.3％的表型变异,该位点值得进一步研究和利用.     

控制水稻耐光氧化特性的QTL定位

利用\"Lemont\"和\"Dular\"水稻杂交后代单粒传衍生的123个F12家系所组成的重组自交系(Recombinant inbred 1ines.RILs)群体及其含97个SSR标记的连锁图谱,以耐性指数(T)和敏感性指数(S)为测定指标,应用WinQTLcart 2.5定位软件,采用复合区间作图法对2个性状进行定位分析.结果表明,在RIL群体中,2个性状呈连续分布,受微效多基因控制,并且各性状均存在一定数量的超亲遗传类型.2个性状共检测到11个QTL,各QTL的LOD值为2.02～5.07,贡献率为6%～23%.其中在第1、2、3、6、8染色体上检测到控制耐性指标的7个QTLs,贡献率为6%～19%;在第1、3、5、8染色体上检测到控制敏感性指标的4个QTLs,贡献率分别为19%、23%、6%和7%;分别在第3、8染色体的相同区间内(RM85～RM468和RM408～RM250)检测到2个性状的QTLs,这很好地解释了2性状之间存在着极显著负相关性即存在一因多效现象(Pleiotrophic effect).     

不同生长环境下水稻氮、磷、钾利用相关性状的QTL定位分析

【目的】鉴定影响水稻氮、磷、钾利用相关性状的QTL,为开展水稻养分高效利用分子标记辅助选择育种和肥高效基因的图位克隆提供依据。【方法】以云南强耐冷(2级)粳稻地方品种丽江新团黑谷与十和田杂交、回交获包含105个株系的孕穗期耐冷性近等基因系BC4F8及双亲为材料,在云南白邑(冷水胁迫)、寻甸(自然低温胁迫)和玉溪(正常生长环境)3种生长环境下进行水稻氮、磷、钾养分吸收相关性状的鉴定,并利用构建的含有180个SSR标记,全长为1820.6 c M,标记间平均距离为15.67 c M的遗传图谱,用基于完备区间作图法的QTL Ici Mapping V3.2软件对16个性状进行QTL定位分析。【结果】3种环境下共检测到56个QTL,分布在第1、2、3、4、5、6、7、9和10染色体上,单个性状QTL数为1~10个,单个QTL可解释的各自性状表型贡献率为8.88%~35.30%。其中,氮、磷、钾利用效率QTLs数分别为12个、27个和17个。而q TNA-1a、q TPA-1、q PHI-1、q PHI-6、q PHI-7b和q KHI-6共6个QTL在冷害和正常环境下均能检测到,稳定性较高,其贡献率变幅为10.63%~31.57%。在第1、3、4、5、6、7和10染色体上有13个标记区域存在QTL成族分布,单个QTL位点控制的性状数为2~5个,其中共同控制磷总吸收量、磷素干物质生产效率、磷素收获指数、每100 kg籽粒需钾量和钾素收获指数等性状的位点数最多。【结论】获得56个影响氮、磷、钾利用相关性状的QTL,且发现的13个QTL富集区可作为水稻氮、磷、钾高效利用分子育种的重要候选区域。     

水稻产量性状一般配合力QTL定位

为了定位与发掘水稻产量性状高配合力数量性状座位(QTL),本研究按照不完全双列杂交(NCⅡ)设计,以泸恢8285与扬恢34杂交构建的重组自交系群体(RIL),分别与泸98A、Ⅱ-32A、冈46A杂交构建的双列杂交群体作为试验材料,在德阳、遂宁和泸州3种环境下对单株生物量、收获指数、单株产量、有效穗数、每穗颖花数、每穗实粒数、结实率和千粒重等性状的一般配合力进行QTL定位。结果表明,3种环境下共检测到50个QTL,单个QTL对表型的贡献率变幅在3.26%～34.26%之间,其中qEP2-2、qSP2-2、qFGP2-2、qTGW1和qTGW2 5个QTL在3种环境下均有检出,qHI3、qEP7、qSP7、qSSR12-1和qTGW3-2 5个QTL在2种环境下检出,其他的QTL仅在其中1种环境下检出。此外,有27个QTL增效等位基因来自泸恢8258。本研究结果为进一步开展相关基因的精细定位、克隆和分子辅助选择育种奠定了基础。     

水稻QTL定位研究进展

水稻的许多重要农艺性状均属于数量性状,研究水稻数量性状遗传对水稻育种具有十分重要的意义。近年来大量的研究揭示了水稻QTL的基本特征,剖析了重要农艺性状的遗传基础,给水稻遗传改良带来了新策略,不断深入的研究已经完成了水稻特定数量基因的精细定位和克隆,到目前为止已经有一万多个水稻QTL进行了定位,其中有19个进行了克隆,这对水稻育种具有十分重要的意义。本文主要综述了QTL定位的理论基础,水稻QTL定位的研究进展,并对水稻QTL研究的趋势进行了展望。     

利用BSA-Seq方法快速定位作物农艺性状QTL/基因概述

为了利用生物学技术和手段来解决农业问题,让基因组测序技术、转基因及基因编辑等现代分子生物学技术为农业遗传育种服务,实现常规育种与分子设计育种的紧密结合,加速作物精准育种进程,近年颇受学术界关注。现梳理了一些分子生物学专用名词概念,概述了目前在正向遗传学研究中如何利用极端表型材料基于全基因组测序的BSA-Seq方法(MutMap法、MutMap+法、MutMap-Gap法、QTL-seq法)快速定位重要农艺性状的QTL/基因,为快速定位和克隆候选基因提供新思路。     

大粒型水稻材料粒型性状的QTL定位

研究大粒型水稻材料对粒型相关基因的挖掘具有重要作用,同时也能为水稻超高产育种提供优质的种质资源。本研究以大粒型水稻材料lg1与9311杂交衍生的F2遗传分离群体为对象,分别采用2014年、2015年的粒型数据和2年的联合粒型数据,对控制其粒长、粒宽及粒厚的QTL进行初步定位。结果表明,3种情况下共定位到22个相关QTL,其中5个粒长QTL、9个粒宽QTL、8个粒厚QTL,分布于第1、第2、第3、第4、第5、第8和第11号染色体上。3种情况下均检测到QTL的有3个,即粒长QTL q GL-2-1、粒宽QTL q GW-5-1和粒厚QTL q GT-5-1,3个QTL增效等位基因均来自于亲本lg1;此外,有7个QTL在2014年、2015年和2年的联合数据定位中均被检测到,12个QTL只在1年或2年的联合数据定位中被检测到。q GL-2-1、q GW-2-3和q GT-2-3处于同一标记区间RM5812~RM13174,推测可能受同一粒型基因控制,是新的粒型QTL位点。主效QTL q GL-1-2和q GW-11-1可能是新的控制粒型QTL位点,其余检测到的QTL所在的大部分标记区间已有粒型QTL被定位或克隆。本研究结果为大粒水稻lg1粒型基因的精细定位及克隆奠定了基础。     

盐胁迫下水稻部分生化性状的QTL定位

应用247个株系组成的珍汕97B/密阳46重组自交系群体及其相应的含250个分子标记的高密度分子遗传图谱,对0.7%NaCl盐处理后的水稻苗期相关生化性状进行QTL定位。在第1染色体的RM237-RM246区间检测到1个控制蛋白质含量的QTL,贡献率为13.14%;在第12染色体的RG81-S13126和RM309-RG543区间分别检测到1个控制脯氨酸含量和抗坏血酸含量的QTL,贡献率为9.09%和7.97%。并将所定位区间与已报道的水稻盐胁迫反应基因/QTL的位置进行了比较。     

水稻水培抗倒伏相关性状的QTL分析

为研究水稻抗倒伏相关性状的遗传机制,以典型的籼粳交(窄叶青8号/京系17)的F1花培加倍单倍体分离群体为材料,通过水培法在齐穗期考查了与水稻抗倒伏相关的根基粗、总根数、最大根长、根干物重和根冠比等地下部根系性状及分蘖数、株高、株周长、单蘖直茎和地上部干物重等地上部性状。利用该群体的分子连锁图谱进行QTL区间作图分析,除分蘖数、地上部干物重外,其它8个性状共检测到13个相关的QTL。其中与根基粗、根冠比、株周长、单蘖直茎相关的QTL各1个,分别位于第8、第1、第7和第8染色体上。与总根数、最大根长、根干物重相关的QTL各2个,分别位于第1和第2、第1和第6、第1和第12染色体上。与株高相关的QTL共3个,分别位于第1、第4和第8染色体上。相关分析表明,各根系性状相互之间存在着极显著正相关;除根冠比外,其它根系性状与地上部分蘖数、株高、株周长、单蘖直径和地上部干物重之间也存在显著或极显著正相关。多元回归分析表明,除分蘖数外,地下部根系性状与其它地上部性状存在着显著线性效应。本研究为深入理解水稻抗倒伏因子的遗传基础及制定抗倒伏性育种策略等提供了理论依据。     

不同氮水平对桂中地区晚稻生长性状与产量的影响

为探讨桂中双季稻区的水稻氮肥施用效应,为当地水稻生产合理施用氮肥提供理论依据;2008—2009年在广西来宾市兴宾区进行了氮水平对早稻生长性状、产量以及氮肥农学效率影响的大田试验研究。结果表明,施氮对桂中稻区晚稻的生长发育具有促进作用,能明显地改善水稻的产量结构,提高水稻产量。与不施氮相比,2年晚稻施氮处理的株高与有效穗分别平均提高10.33%、37.18%,单穗总粒数与千粒重分别平均提高17.06%、7.17%,产量平均提高37.00%。但当氮肥施用量>325.5kg/hm2时,随着氮肥的继续施用,晚稻氮肥农学效率大幅度降低,农业成本增加,环境污染严重。可见,在桂中稻区早稻施氮163.5～325.5kg/hm2时,既能稳定水稻高产,确保当地粮食安全,又能保证肥料资源得到高效利用,是桂中地区晚稻一个比较合理的施肥水平。     

转拟南芥NPR1基因桂99 T3代植株的抗病性及农艺性状表现

以转拟南芥AtNPR1基因的恢复系品种桂99T3代纯合株系为材料,考查其农艺性状及其抗病性,并比较转基因植株与桂99侵染水稻白叶枯病菌后的农艺性状。结果表明：转基因植株表现出对水稻白叶枯病的抗性显著增强77%以上;穗长、剑叶长、有效穗数、一次枝梗数、每穗实粒数、单株产量和谷粒宽等农艺性状与未转基因桂99无显著差别。在受到水稻白叶枯病菌侵染后,转基因植株的一次枝梗数、每穗粒数、每穗实粒数和单株产量等方面均比对照桂99高出13%～78%。说明AtNPR1基因增强了水稻的抗病能力,从而降低了病害引起的产量损失。转基因植株的恢复力不受影响,稻米品质比桂99更加优良。本工作为转基因水稻抗病育种的研究奠定了基础。     

控制稻米脂肪含量的QTLs分析

以Ａｓｏｍｉｎｏｒｉ／ＩＲ２４重组自交系为材料,对控制稻米粗脂肪含量的ＱＴＬｓ进行了分析,检测到了１个控制粗脂肪含量的ＱＴＬ（Ｆａｔｌ）,位于第１０染色体的长臂上,贡献率为１９％,其遗传正效应等位基因来源于粳稻亲本Ａｓｏｍｉｎｏｒｉ,加性效应为０．４１％。     

利用基础导入系群体定位氮胁迫下水稻产量性状QTL

水稻产量性状的遗传机制复杂,在低氮胁迫下进行QTL定位,可为产量性状遗传机制的解释、基因的精细定位和克隆提供参考价值,也可为筛选耐低氮水稻材料提供有价值的参考.本研究以66个水稻籼粳交片段导入系群体[粳稻(Oryza sativa ssp,japonica)楚粳12是供体亲本,籼稻(O.sativa ssp,indica)蜀恢527是受体亲本,采用回交和分子标记辅助选择相结合的方法构建]为定位群体,利用单标记作图法,对正常与低氮胁迫条件下水稻有效穗、单株产量、株高和生物学产量等性状进行QTL定位.共检测到24个QTLs,20个为新检测出的QTL,而qph-1、qpn-1、qby-2、qby-4与前人研究结果相似,另外,qph-1a和qph-1b为在不同处理下均能影响株高的位点;生物学产量的QTL仅在低氮处理下被检测到;qpn-2b与qyd-2具有共同的连锁标记RM521;qpn-1b、qpn-2a、qpn-2b等加性效应值都小于1.结果表明,低氮胁迫明显影响单株有效穗、单株产量和生物学产量,且导入系群体检测微效QTL的能力较强.     

协青早B//协青早B/东乡野生稻BC1F5群体产量性状QTL分析

两年同地种植协青早B//协青早B/东乡野生稻BC1F5群体的202个株系,利用含149个DNA标记的连锁图谱,检测到23个产量性状QTLs,包括每株穗数2个、每穗实粒数4个、每穗总粒数6个、结实率5个、千粒重4个和单株产量2个;有9个QTLs的增效等位基因来自东乡野生稻,包括每株穗数2个、每穗实粒数1个、每穗总粒数5个和千粒重1个,其中6个与前人应用野栽群体检测到的产量性状QTLs位于相似区间。这23个QTLs分布于除第11染色体外的所有水稻染色体中,其中18个形成8个QTL簇,含增效等位基因来自野生稻的2个、来自协青早B的4个,以及效应方向发生变化的2个。这些结果为东乡野生稻增产等位基因的发掘提供了基础。     

不同环境条件下水稻结实率的QTL定位分析

摘要：为了揭示水稻结实率的遗传机理并为优良基因的利用以及分子标记辅助选择提供理论依据，本研究以环境敏感的籼稻品种T219和不敏感的籼稻品种T226为亲本构建的202个株系的重组自交系(RILs)为作图群体，利用8种不同环境条件的试验结果，对RIL的结实率进行了基因型与环境互作分析和QTL的定位分析。结果表明：水稻结实率受环境的影响很大，存在着显著的基因型与环境互作效应；同时，8种环境共检测到分布在9条染色体上的17个QTL，贡献率变幅为4.6~35.7%。其中大部分QTL均只在一个或两个特定的环境中发现，表现为QTL与环境的互作、贡献率较小，且它们的增效等位基因大都来自T226。而位于第3染色体MRG5959-MRG2180区间的qSS3-1，共在6个环境中一致检测到，贡献率分别在各环境中均为最大（15.6~35.7%）、其增效的等位基因来源于亲本T226。另外位于第5染色体上的RM592-RM169区间的qSS5-3，也在同一年份的5个不同的试验条件下同时发现，贡献率为6.9~17.9%，其增效的等位基因来源于亲本T219。     

小麦形态性状与倒伏的相关分析

进行了小麦植株穗部性状及地上各节间性状与倒伏的相关分析以及节间长度性状的多元相关分析。结果表明,株高、重心高与倒伏为极显著正相关,基部节间长度与倒伏也呈极显著正相关,但穗长与稳下节间长与倒优无相关。穗下节间的茎杆直径、髓腔直径与倒伏相关很小,基部四个节间的茎杆直径、髓腔直径与倒伏为正相关,但只有基部的穗下第五节间髓腔直径与倒伏相关达显著水平。基部四个节间长度有按比例一致变化趋势,而穗长、穗下节间长度则无此一致变化趋势。     

有色地膜栽培玉米的主要性状及相关性分析

采用大田试验对绿洲灌区玉米覆盖黑色、红色、蓝色与透明4种颜色地膜,对主要农艺性状进行相关性分析。结果表明:不同颜色地膜栽培的玉米相比透明地膜的经济产量增产率表现为:黑色膜减产9.22%,蓝色膜增产9.23%,红色膜增产2.29%。由于黑色地膜出苗率低导致玉米的生长密度降低,单株玉米的生境空间增大,出现双穗的比率增高,因而黑色地膜处理的单株产量较高。不同颜色地膜的各农艺性状表现为蓝色膜的株高、穗位、穗长、穗粒数均最高,黑色膜的千粒重最高,并且穗位低、茎粗高;在地膜影响下各玉米果穗性状对单株产量的相关系数均不显著,各性状对单株籽粒产量的相关系数依次为千粒重 > 穗行数 > 出籽率 > 行粒数 > 穗粗 > 穗粒数 > 穗长。     

Response of Yield and Some Physiological Traits of Groundnut (Arachis hypogaea L.) to Topping Height and Application Methods of Zn and Ca Nano-Chelates

Groundnut is an annual legume and important oilseed crop in the world. In order to evaluate the influence of the topping height and application methods of Zinc (Zn) and Calcium (Ca) nano-chelates on quantitative and qualitative characteristics of groundnut, these experiments were carried out during the 2016–2017 cropping seasons on groundnut in Iran. Both foliar and in soil applications of Zn and Ca nano-chelates improved groundnut yield. Foliar application of Zn nano-chelate in combination with topping the main stem 20 cm above the ground produced the highest 100-seed weight (82.19 g), seed yield per unit area (2722.5 kg.h^?1), harvest index (57.53%), biological yield (6540.00 kg.h^?1), oil yield (1486.76 kg.h^?1), protein yield (742.66 kg.h^?1), seed Zn content (12.08 ppm) and Ca content (35.86 ppm). The application of Zn nano-chelate had different positive influences on vegetative and reproductive growth of groundnut plants. Generally, optimizing of the nutritional status in groundnut plants with Ca and Zn supplements is recommended to enhance the quantitative and qualitative yield of groundnut.