稻米胶稠度基因位点的标记和分析

 以硬胶稠度 (GC)的 CT9993和中等胶稠度的 KDML1 0 5水稻品系杂交产生的 1 52个重组近交系 (RIL)为材料 ,用 RFLP、AFLP和微卫星 (SSLP)标记构建了 3张分子标记连锁图 ,以此对控制稻米 GC的数量性状位点 (QTL)进行了分析。结果表明 ,稻米 GC主要受位于第 3染色体的两个连锁位点控制 ,它们分别位于 R2 1 70左、右两侧 8.8c M和 1 7c M处。上述两个位点都以大于 1 6.0的 LOD值检测到。控制 GC的微效 QTL的数目则因连锁图的不同而异 ,约为 4～9个     

利用单片段代换系定位水稻抽穗期QTL

 抽穗期是水稻品种的重要农艺性状之一，对抽穗期QTL进行定位并研究其遗传效应在水稻育种中是至关重要的。本研究利用以6个水稻品种为供体的52个单片段代换系为试验材料，通过t测验比较单片段代换系与受体亲本华粳籼74之间抽穗期的差异，对代换片段上的抽穗期QTL进行了鉴定。以P≤0.001为阈值共鉴定出20个抽穗期QTL，这些QTL分布于水稻的10条染色体。QTL加性效应值为-5.9～1.1，加性效应百分率为-7.4%～1.4%。有8个QTL被定位在小于10.0 cM的区段内。利用1个单片段代换系与华粳籼74杂交发展的F2群体对qHD-3-1进行了定位。在作图群体中，早抽穗和迟抽穗植株数符合3:1的分离比，早抽穗表现为显性。利用微卫星标记将qHD-3-1定位于3号染色体短臂，PSM304和RM569分别位于其两侧，遗传距离分别为2.4 cM和5.1 cM。     

两个粳稻材料芽期和苗期耐盐性的QTL定位

[目的]研究新疆粳稻品种芽期和苗期耐盐性QTL,为水稻耐盐种质资源及分子标记辅助选择育种提供理论和实践依据.[方法]利用来自新疆主栽水稻品种秋田小町(弱耐盐)和02 - 11品系(耐盐)杂交,构建F2代群体,共272个株系.通过SSR标记以芽期和苗期主要农艺性状等盐害率为指标,采用完备区间作图法,对新疆主栽粳稻耐盐性进行QTL定位.[结果]共检测到20个与耐盐性相关的QTL,分布于第1、2、4、6、8、10和11染色体上,LOD值变异范围为2.57 ～ 8.39,单个QTL对表型变异的贡献率变异范围为2.97;～15.59;,NY - 12、NY - 13和NY - 19基因作用方式表现为超显性,NY - 17基因作用方式表现为部分显性,为主效QTL.[结论]检测到的与水稻盐胁迫有关的QTL/基因为进一步精细定位和克隆水稻耐盐基因及水稻育种奠定良好基础.     

用单片段代换系对不同时期水稻分蘖数QTL的非条件和条件定位

【目的】了解各个发育时期控制水稻分蘖数QTL的“静态”和“动态”信息。【方法】利用单片段代换系对不同时期的水稻分蘖数QTL同时进行非条件和条件定位分析。【结果】（1）水稻分蘖数至少受14个QTL影响,它们分布在第1、2、3、4、6、7和8号共7条染色体的相应代换片段上;（2）各个时期影响水稻分蘖数的QTL数量（变动在6～9之间）和效应（变动在1.49～3.49之间）均不相同;（3）水稻分蘖数QTL的表达具有很强的时序性,主要集中在移栽后0～7 d（有6个正表达）,14～21 d（有9个随机表达）和35～42 d（有6个负表达）3个时间段内,正、负表达分别决定了最高分蘖和有效分蘖的数量;（4）每个QTL在整个生育期至少表达1次,有些可多次表达;（5）某个时期的分蘖数量取决于所有QTL的累积效应,而某个时间段内分蘖数的增减量则取决于所有QTL的净效应。【结论】用单片段代换系和条件QTL定位方法对发育性状进行QTL定位分析非常有效和准确。     

不同产量类型籼稻品种氮素吸收利用特征的研究

在群体水培条件下，于2001和2002年分别以国内外不同年代育成的88、122个具代表性的籼稻品种(品系)为供试材料，采用组内最小平方和的动态聚类方法对供试品种的产量进行聚类，研究不同产量类型籼稻品种氮素吸收利用的基本特征。结果表明：抽穗期植株含氮率高，抽穗前、后的氮素吸收量大，抽穗后吸收的氮素比例大，成熟期运转到穗部的氮素比例高，氮素籽粒生产效率及氮素收获指数高是高产品种氮素吸收利用的基本特征。多元回归分析表明：在9个氮素吸收和利用的性状中，对产量有显著影响的为抽穗前吸氮量、抽穗后吸氮量和氮素籽粒生产效率，随着抽穗前吸氮量、抽穗后吸氮量和氮素籽粒生产效率的增加，供试籼稻品种的产量显著提高。     

实地氮肥管理对水稻产量和氮肥利用率的影响

以汕优63和淮稻9号为试材,设置不同氮肥管理模式,研究其对水稻产量和氮素利用率的影响。结果表明,与农民习惯法(FFP)相比,实地氮肥管理模式(SSNM)增产6.32%(汕优63)和3.3%(淮稻9号),SS-NM的氮肥产谷效益和农学利用率分别较FFP提高了35.68%(汕优63)、40.48%(淮稻9号)和172.61%(汕优63)、154.50%(淮稻9号),SSNM的氮素转运率显著高于FFP。说明在产量不降低甚至有所增加的前提下,实地氮肥管理可减少氮肥施用量,并较大幅度地提高水稻氮肥利用率。     

乐香202B早熟性的遗传分析与基因定位

品种生育期是水稻最重要的农艺性状之一,通过遗传育种方法改变品种的生育期,特别是缩短生育期．对水稻生产的发展具有重要意义。研究材料乐香202B是由乐山市农科所提供的早熟稳定性较好的品种．对其研究表明,乐香202B具显性早熟基因,经遗传分析表明,符合3:1分离比,且不具感光性及胞质效应。将该基因初步定位在染色体第2染色体短臂端,暂定名为Ef-2(x)。与微卫星标记RM279、RM154有连锁关系,遗传距离分别为13．5cM和8．9cM。该基因的定位为下一步的基因分离和克隆奠定了基础。     

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。     

利用染色体片段置换系定位水稻酚反应基因

水稻谷粒苯酚染色反应是鉴别籼粳稻亚种的指标之一。本研究以9311和日本晴构建的8个染色体片段置换系为材料,采用代换作图法对控制水稻谷粒酚反应的3个QTL进行了定位。结果表明,4个染色体片段置换系材料酚反应级别为4,其余的在0到1级。8个置换系均含有来源于日本晴的1个置换片段,其中3个置换系在第2染色体、2个置换系在第4染色体和3个置换系在第7染色体上分别有1个置换片段,其长度分别为24．9cM、37．8cM、9．7cM、9．5cM、22．7cM、16．7cM、22．2cM和13．0cM,平均长度为19．6cM。3个控制水稻苯酚反应的基因qPH4-1、qPH2和qPH7被界定在第2染色体RM406和RM240、第4染色体RM280和RM5709及第7染色体RM11和RM6574之间,遗传距离分别为12．9cM、9．5cM和16．0cM。qPH4-1、qPH2和qPH7的鉴定和初步定位为其进一步的精细定位和图位克隆奠定了基础。     

水稻4个异交相关性状的QTL定位研究

利用由98个家系组成的Nipponbare/Kasalath//Nipponbare回交重组自交系(backcross inbred lines,BIL)作图群体(BC1F12),用复合区间作图方法(CIM),对水稻4个异交相关性状进行了QTL分析.结果表明,开颖角度检测到2个QTL,分别位于第 12 染色体的C1069-R1709和R270-G2140区间,共解释性状变异的18.51%,2个位点的增效等位基因均来自Kasalath.柱头外露率检测到1个QTL,位于第 3 染色体的C63-C563区间,解释性状变异的15.99%,增效等位基因来自Kasalath.单花开花历时检测到1个QTL,位于第9染色体的G385-R2272区间,解释性状变异的10.75%,增效等位基因来自Kasalath.包颈长检测到3个QTL,分别位于第3染色体的C136-R250、第5染色体的R521-C1230和第10染色体的R2194-R1629区间,共解释性状变异的39.40%,qPEL-5位点的增效等位基因来自Nipponbare,qPEL-3和qPEL-10位点的增效等位基因均来自Kasalath.     

利用重组自交系群体检测水稻芽期耐冷性QTL

在5℃低温条件下,对来源于籼粳交组合“热研2号/密阳23”RILs群体的111个家系进行了芽期耐冷性鉴定。结果表明,芽期耐冷性在RILs群体中成连续分布,表现为由多基因控制的数量性状。将成苗率作为数量性状进行QTL的区间作图分析,共检测到与芽期耐冷性有关的QTL2个,分别位于第7和第8染色体上,对表型变异的贡献率分别为10.60%和15.79%,且这两个QTL增强芽期耐冷性的等位基因均来自粳型亲本热研2号。     

水稻高产与氮肥高效利用技术及其生物学基础

氮素是作物生产上施用量最多的肥料,氮肥施用量过多是我国水稻生产上的突出问题。介绍了氮肥施用方法对水稻产量和氮肥利用效率的影响及其生物学基础,并对实现水稻高产与氮肥高效利用提出了建议。     

Effects of Real-Time and Site-Specific Nitrogen Managements on Rice Yield and Nitrogen Use Efficiency

Using hybrid rice Shanyou63, the agronomic and economic characters of different nitrogen(N) managements were evaluated. The results showed that the grain yield of the control(N omission plots) ranged from 6.8 to 7.4 t ha-1, indicating the high indigenous N supplyof the soil. Compared with farmer's fertilizer practice (FFP, 240 kg N ha-1), the modifiedFFP (70% N of FFP), real-time N management (RTNM, applying N based on values ofchlorophyll meter) and site-specific N management (SSNM, applying nitrogen based on thetiming, amount of N and values of chlorophyll meter) increased the grain yield by 9.2-10.3%, 3.3-7.0% and 8.9-9.3%, and agronomic N efficiency (the increase in grain yieldper unit N applied) by 110.5-135.6%, 204.3- 297.0% and 200.9-276.4%, respectively. Theresults suggested that RTNM and SSNM have great potential for improving N use efficiencywithout sacrificing the grain yield. In addition, RTNM and SSNM also decreased chalkygrain percentage and chalkiness to improve grain appearance quality.     

控制水稻穗形相关性状的QTL定位

穗是水稻产量的最终表达部位,穗部性状在产量构成因素中占有很重要的地位.该研究采用以粳稻Asominori为遗传背景、籼稻IR24为染色体片段供体的染色体片段置换系(Chromosome segment substitution lines,CSSLs)群体,于2007年和2008年对水稻穗部性状进行了相关分析及其数量性状位点(Quantitative trait loci,QTL)的定位.结果表明:穗部性状与单株产量存在极显著的正相关,并检测到影响5个相关性状的33个QTL,分布在第1、第3、第4、第6和第8条等染色体上,贡献率介于5.35%与37.59%之间,其中两年同时检测到的稳定表达QTL10个,约占30.3%;在第1染色体RM493和RM5496标记附近、第4染色体RM317标记附近、第6染色体RM217标记附近和第8染色体RM331及RM502标记位置均检测到能同时控制穗部多个性状的QTL,可能是因为基因的多效性或基因的紧密连锁所致.在育种中利用与这些QTL连锁的分子标记进行辅助选择,将有助于多个性状的协同改良.     

控制水稻柱头外露率的数量性状基因座初步分析

为研究柱头外露率的遗传机理,用柱头外露率低的粳稻品种糯5号与柱头外露率高的籼稻品种优ⅠB构建包含190株的F2群体.在长沙对各单株进行柱头外露率调查,并用均匀覆盖水稻整个基因组的92个SSR标记构建连锁遗传图谱,进行控制柱头外露率的数量性状基因座QTL分析.结果表明,控制柱头外露率的3个QTL为qPES-2、qPES-5、qSPES-8,分别位于第2染色体的RM1285～RM12595、第5染色体的RM17952～RM18114、第8染色体的RM8020～RM7080,QTL的LOD峰值分别为3.54、4.79、3.85,解释的表型变异分别为10.1%、11.1%、9.0%,增效基因皆来源于高柱头外露率的亲本优ⅠB.研究并发现控制单边柱头外露率的QTL与总外露率的完全一致,第5染色体检测到的QTL是1个新的座位.     

利用染色体片段置换系定位水稻粒型QTL

水稻粒型是衡量稻米外观品质的重要指标之一,鉴定和定位水稻粒型QTL对开展水稻粒型分子育种具有重要意义.本研究以8个染色体片段置换系为材料,选用分布水稻12条染色体上的153个SSR标记检测染色体片段置换系的置换片段,采用代换作图法对控制水稻粒型的3个主效QTL进行定位.结果表明:153个SSR标记中有104个标记在亲本间具有多态性,多态率为68.0%;8个染色体片段置换系在第3和第5染色体分别有6个和2个置换片段,置换片段长度分别为14.8 cM、16.6 cM、 15.5 cM、18.9 cM、29.1 cM、35.0 cM、17.9 cM 和17.0 cM,平均长度为20.6 cM;8个置换片段上共鉴定出3个粒型QTL,控制粒长的qGL-3-1 和qGL-3-2分别被界定在水稻第3染色体RM5551与RM6832及RM6832与RM3513之间,遗传距离分别为14.8 cM和5.3 cM的范围内,控制粒宽的qGW-5被界定在水稻第5染色体RM267与RM169之间遗传距离约11.7 cM的范围内.利用染色体片段置换系能准确地定位水稻粒型QTL,qGL-3-1、qGL-3-2和qGW-5的鉴定和初步定位为其进一步精细定位及分子标记辅助选择奠定了基础.     

水稻低温白化转绿突变系ds93的形态生理特性及基因定位

白化转绿突变体是研究植物叶绿素的生物合成、叶绿体的结构功能与发育以及克隆叶绿素生物合成途径中相关基因的重要材料.在以广西普通野生稻品系DP30为供体亲本,9311为受体亲本构建染色体片段代换系中发现一个低温白化转绿突变系ds93,研究其表型特征、温敏特性,对叶绿体的超微结构进行观察,并以白化转绿突变系与9311的正反交F2群体对其进行遗传分析.结果表明:突变系ds93转绿白化性状与温度有关,在16、18和20℃时幼苗白化,温度高于23℃时幼苗为正常绿色,推断其转绿临界温度为20℃左右.该突变体叶色性状受1对隐性核基因控制,利用SSR分子标记将ds93初步定位在水稻第9染色体上的RM5777与RM7390标记之间,其遗传距离分别为2.2和3.5 cM.白化转绿突变体F2代与9311比较,突变基因对植株成熟期株高、穗长、单株穗数、粒宽、结实率、千粒重、单株产量均无显著影响,而对穗实粒数和粒长的影响显著.     

减量施氮对水稻生长和肥料利用效率的影响

[目的]确定氮肥减量施用对巢湖流域水稻生长、氮肥利用效率的影响。[方法]通过田间小区试验,以施氮量180 kg/hm2为基础,设置0、60%、80%和120%N施用量5个处理。在水稻成熟期,采集25株考种样,测定产量构成性状,并且测定每个小区籽粒产量。[结果]适当减少氮肥施用量对水稻生长发育的影响不明显,2年试验水稻籽粒产量分别比对照提高-1.63%～1.92%和-2.36～2.57%,平均增产0.32%和0.34%,基本持平;氮肥偏生产力、农学效率、生理效率及表观利用率均明显提高,且随着氮肥施用量的下降而增大。[结论]在当前生产水平下,在巢湖流域水稻土区适当减少氮肥施用量对水稻生长和籽粒产量影响不大,同时可明显提高氮肥利用效率,有利于环境保护。     

水稻剑叶光合性状的QTL分析

水稻剑叶全氮含量、净光合速率和蒸腾速率是影响生物产量的重要因子。利用[Nipponbare(粳稻)×Kasalath(籼稻)]×Nipponbare的回交重组自交系(Backcross recombinant inbred lines,BILs)群体在2005、2006连续两年对其剑叶抽穗后7 d的全氮含量、净光合速率、蒸腾速率进行数量性状基因座(Quantity trait locus,QTL)定位。结果检测到5个控制全氮含量的QTLs(qTLN-1、qTLN-3a、qTLN-3b、qTLN-9和qTLN-12),分布在第1、第3、第9、第12这4条染色体上,其LOD值为2.67~19.07,贡献率为2.33%~18.70%,其中qTLN-3a、qTLN-9、qTLN-12是新检测到的位点。在第6染色体上检测到1个控制净光合速率的QTL,LOD值为3.06,贡献率为4.73%;控制蒸腾速率的1个QTLqTr-10,其LOD值为6.59,贡献率为7.45%。同时还发现控制单个性状的QTLs存在上位性互作,因而利用相应的以Nipponbare为背景的全基因组染色体片段置换系(Chromosome segment substitution lines,CSSLs)群体进一步剖析单个QTL效应,结果显示控制全氮含量的qTLN-3a、qTLN-9和控制净光合速率的qPn-6在不同环境下可以被重复检测到,且效应稳定。该结果将有利于光合功能基因的分子标记辅助(MAS)育种及其图位克隆。     

东乡野生稻苗期耐冷性的QTL定位

【目的】研究东乡野生稻苗期耐冷性的QTL和连锁标记,为水稻耐冷种质资源的利用及分子标记辅助选择育种提供理论和实践依据。【方法】以东乡野生稻作为非轮回亲本,南京11号为轮回亲本,构建144株BC2F1分离群体。通过SSR标记以根电导率作为耐冷性指标,以复合区间定位法对东乡野生稻苗期耐冷性进行QTL定位。【结果】检测到2个QTL qRC10-1和qRC10-2均位于第10染色体,对表型的贡献率分别为34.13%和37.02%,是两个主效的QTL。在与2个QTL的连锁标记RM171周围发展分子标记进一步定位,检测到3个QTL位于标记RM171附近。【结论】东乡野生稻第10染色体上的2个QTLqRC10-1,qRC10-2与苗期耐冷性有关,并位于SSR标记RM304-RM1108区间,可用于水稻耐冷性分子标记辅助选择育种。