利用重组自交系群体检测水稻芽期耐冷性QTL

利用水稻籼粳亚种间组合Asominori×IR24重组自交系(RIL)群体71个株系和相应的全基因组染色体片段置换系(CSSL)群体65个株系,以芽期冷害死苗率为芽期耐冷性的鉴定指标,对芽期耐冷性进行了数量性状基因座(QTL)定位和遗传效应分析.结果表明,在RIL群体中检测到3个芽期耐冷性QTL,位于第5和第12染色体上(第5染色体上存在2个位点),分别命名为qCTBP5-1、qCTBP5-2和qCTBP12,其LOD值为4.7、2.9、2.9,解释表型变异的19.21%、12.00%、12.21%.qCTBP5-2增强芽期耐冷性的等位基因来自粳型耐冷亲本Asominori,qCTBP5-1和qCTBP12增强芽期耐冷性的等位基因来自籼型不耐冷亲本IR24.通过CSSL图示基因型分析,证实在第5染色体上RFLP标记C1447附近约15 cM的染色体区段,存在增强芽期耐冷性的基因,来源于染色体片段受体亲本Asominori,能使芽期冷害死苗率降低约11%,该基因的位置与RIL群体在第5染色体上定位的QTL相同,证实了qCTBP5-2的存在.     

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。     

水稻发芽期和芽期耐冷性QTL定位

由耐冷品种空育131为母本、冷敏品种小白粳子为父本构建含有195个株系的重组自交系群体为材料,以发芽期相对发芽率、发芽势、平均发芽天数、发芽系数及芽期成苗率和耐冷级别为鉴定指标,结合527个Bin标记,使用QTL Icimapping 4.2进行水稻发芽期和芽期耐冷性QTL定位。结果表明,检测到7个与发芽期耐冷性相关QTL位点,分别位于第1、2、3、6、7、11号染色体上,表型贡献率为4.25(qAGD2)～8.30(q RGR3)。检测到3个与芽期耐冷性相关QTL位点,位于第3、7号染色体上,表型贡献率为5.82%(qCTL3)～8.38%(qSSR7),其中qSSR7在成苗率和耐冷级别两指标均被检测到。此外,还检测到4对上位性位点,其中1对与发芽期耐冷性相关,表型贡献率为14.26%,另有3对与芽期耐冷性相关,表型贡献率分别为4.52%～17.04%。研究为寒地粳稻耐冷遗传基础解析提供参考。     

利用重组自交系高密度遗传图谱定位水稻芽期耐冷QTL

为定位水稻芽期耐冷QTL,本实验以双季超级稻品种‘五丰优T025’的双亲‘五丰B’和‘昌恢T025’杂交衍生的重组自交系(recombinant inbred lines, RILs)群体为材料,对10℃低温处理的水稻幼芽的存活率、根数、根长和芽长进行了测定。利用QTL Icimapping v4.2软件,共检测到3个控制芽期耐冷性QTL：qRL1、qRL2和qBL6,分别位于第1、2、6染色体上,LOD值分别为2.98,2.51和5.26,分别解释表型变异的10.54%,8.67%和14.04%,其增效等位基因均来自于亲本‘昌恢T025’。这些QTL定位在6.75k~40.05 kb染色体区间,为后续利用这些QTL进行分子标记辅助,选育芽期耐冷籼稻新品种奠定了基础。此外,检测到13对影响水稻芽期耐冷上位性互作QTL,分布在所有12条染色体,其中第3染色体与第8染色体之间互作位点可解释的表型变异率达到21.77%,表明上位性互作QTL在调控水稻芽期耐冷过程中也发挥了重要作用。     

利用回交重组自交系群体(BIL)和染色体片断置换系群体(CSSL)检测水稻生物量相关性状的QTL

利用水稻籼粳亚种间组合Nipponbare/Kasalath//Nipponbare回交重组自交系(BIL)群体的98个株系,以株高、穗重、秆重、粒重为生物量的鉴定指标,对生物量数量性状基因座(QTL)进行定位和遗传效应分析,检测到控制株高、单穗总重、单秆重、单穗粒重的QTL分别为3个、3个、1个和5个。利用以Nipponbare为遗传背景、Kasalath为置换片段的染色体片段置换系(CSSL)群体的54个家系,对BIL群体中定位到的生物量相关QTL进行验证,结果表明,Kasalath置换片段携带QTL的对应家系的表型与背景亲本Nipponbare有极显著的差异,证实BIL群体中检测到的生物量相关QTL真实存在,其中控制株高、单穗总重、单秆重的QTL来自Kasalath的等位基因具有明显的增效作用,控制单穗粒重的QTL来自Kasalath的等位基因则具有减效作用。     

利用回交重组自交系群体检测水稻苗期耐冷性基因座

以98个Nipponbare／Kasalath∥Nipponbare回交重组自交家系（BILs）组成的群体为材料,进行水稻苗期耐冷性数量性状基因座的检测和遗传效应分析。25℃正常条件下培养水稻幼苗至二叶一心期,6-10℃低温处理7d,之后缓慢升温至25℃,缓苗4d,调查死苗率,并以死苗率作为苗期耐冷性强弱的表型值,分析亲本和98个BILs的苗期耐冷性表现。采用Windows QTL Cartographer 1.13a软件的复合区间作图法,共检测到2个苗期耐冷性QTLs,分别位于第2和第3染色体上,命名为qSCT-2和qSCT-3。2个QTL的LOD值分别为3．81和2．86,可解释群体表型变异的13．69％和9．31％。对苗期冷害具有抗性的2个数量性状基因座均来自苗期耐冷亲本Nipponbare。     

水稻芽期耐冷性QTL的分子定位

 以籼粳交密阳23号/吉冷1号的F2：3 代200个家系作为作图群体，构建了一张含有97个微卫星 （SSR）标记的分子连锁图谱。在5℃低温条件下，对F3家系进行芽期耐冷性鉴定，并利用SSR标记进行了芽期耐冷性数量性状位点（QTL）分析。研究结果表明，芽期耐冷性在F3家系群中呈单峰连续分布，表现为由多基因控制的数量性状；共检测到与芽期耐冷性有关的QTL 3个，分别位于第2、4 和7染色体上，对表型变异的贡献率范围为11.5%～20.5%。其中，位于第4染色体RM273～RM303的qCTBP4对表型变异的贡献率最大。     

利用籼粳交RIL群体进行水稻耐冷性鉴定及QTL定位

为进行水稻耐冷QTL检测及其遗传效应分析,利用籼稻品种“贵9B”和粳稻品种“热研2号”作为亲本,构建100个重组自交系（Recombinant inbred lines, RIL）家系为定位群体。以成苗率、耐冷级别为耐冷性状表型数据,运用完备区间作图定位法,在第3条染色体上检测到1个与水稻耐冷性状成苗率相关的QTL,命名为qCTS-3-1,LOD值为2.77,可解释20.87%的表型变异,增效等位基因源于“热研2号”。同时,对RIL群体中耐冷基因COLD1进行了基因型检测及关联分析,可为后续水稻耐冷性的遗传研究以及改良提供参考。     

利用染色体片段置换系群体检测水稻产量相关性状QTL

为了发掘单株产量及其构成因素相关性状的数量性状基因座(QTL),本研究以9311/日本晴染色体片段置换系群体为材料,调查了单株产量及单株产量构成因素(单株实粒数、单株总颖花数、结实率、每穗实粒数、有效穗数、每穗颖花数、千粒质量等8个性状)。利用Ici Mapping v3.1软件,将分子标记检测结果与田间性状调查值相结合,定位了与单株产量、单株实粒数、千粒质量、每穗颖花数、结实率、单株总颖花数6个性状有关的QTL,未定位到与有效穗数(EPN)和每穗实粒数(GPP)有关的QTL。共定位到的10个相关QTLs,分别分布于第1条、第2条、第5条、第7条、第8条染色体的7个区间,贡献率为7.52%~44.59%,其中4个QTLs的贡献率大于10.00%。单株产量q GY1,单株实粒数q GN1,结实率q SSR1.2、q SSR2和q SSR8,加性效应值为负值,表明9311的等位基因表现为增效作用;单株总颖花数q SN2,结实率q SSR1.1,千粒质量q TGW5,每穗颖花数q SPP5和q SPP7,加性效应值为正值,表明日本晴的等位基因表现为增效作用。10个QTLs位点中,除q SN2、q TGW5、q SPP5与已克隆的LP、q SW5、Os NADH-GOGAT2可能位于同一区域外,其余7个位点均未被克隆或精细定位。     

利用重组自交系群体检测水稻种子休眠性数量性状位点

利用由 191个家系组成的密阳 2 3/秋光重组自交家系 (recombinantinbredlines,RIL)F10 代群体 ,进行种子休眠性数量性状基因座 (quantitativetraitlocus,QTL)的检测和遗传效应分析。以抽穗后 35d的种子发芽率作为种子休眠性的表型值 ,分析亲本和 191个RIL的休眠性表现。通过WinQTLCart软件分析 ,检测到分别位于第 5和第 8染色体上的 2个水稻种子休眠性QTL ,其中位于第 8染色体上QTL的加性效应为负值 ,表明该休眠性基因位点来源于亲本秋光 ;第 5染色体上QTL的加性效应为正值 ,表明该休眠性减效基因来源于亲本密阳 2 3。     

利用回交重组自交群体检测水稻耐低温发芽数量性状基因座

利用Nipponbare/Kasalath//Nipponbare回交重组自交系群体,对贮藏在低温(4 ℃)和室温条件下的种子进行低温发芽率的观察和统计分析,利用Windows QTL Cartographer 1.16软件,对控制水稻种子低温发芽力的QTL进行检测.结果发现,低温发芽力QTL分布于第1、5、6、8、9和12染色体上,其中位于第5染色体上的qLTG-5(C597-R3166)和第9 染色体上的qLTG-9(R79-C385)在低温萌发过程中持续表达.qLTG-5只在常温贮藏条件下稳定表达,表明此位点可能受种子贮藏条件的影响;qLTG-9在两种贮藏条件下均稳定表达,表明该位点不受种子贮藏条件的影响,可能与种子的耐贮性有关.研究结果可为低温发芽力强的水稻品种的标记辅助选择和图位克隆奠定基础.     

基于重组自交系的水稻抗纹枯病QTL定位

本研究利用157个家系组成的大关稻/IR28重组自交系群体,采用牙签接种法,鉴定了亲本及157个重组自交系群体对水稻纹枯病的抗性。利用QTL Cartographer软件,对水稻纹枯病抗性基因进行检测分析。检测到qsb1、qsb2、qsb5-1和qsb5-2共4个QTL位点,分别位于第1、第2和第5染色体上,贡献率为10.41%~36.92%。qsb5-1的加性效应为负值,表明来自供体亲本IR28相应QTL使纹枯病病斑比值变小;qsb1、qsb2和qsb5-2的加性效应为正值,表明来自供体亲本大关稻相应QTL使纹枯病病斑比值变大。     

QTL mapping of grain appearance quality traits and grain weight using a recombinant inbred population in rice(Oryza sativa L.)

Grain appearance quality traits,measured as grain length(GL),grain width(GW),length to width ratio(LWR),grain thickness(GT) and the percentage of grain with chalkiness(PGWC),as well as 1 000-grain weight(TGW),are very important factors that contribute to rice grain quality and yield.To detect quantitative trait loci(QTLs) affecting these traits,we developed a set of recombinant inbred lines(RILs) derived from Gang46B(G46B) and K1075,a G46 B introgression line with lower PGWC.Based on a linkage map containing 33 simple sequence repeat(SSR) markers,a total of 15 additive QTLs governing six measured traits were identified on 4 chromosomes across two environments.Of these,the five major QTLs which controlled GW,LWR,GT,PGWC,and TGW,each explaining up to 44.30,55.29,62.30,30.94,and 28.78%of the variation,respectively,were found in the same interval of RM18004-RM18068 on chromosome 5.The G46 B alleles contributed to the increase in GW,GT and PGWC at all loci,as well as the increase in TGW at its major QTL locus.Significant interactions between additive QTL and the environment were found at most loci,in which the largest,accounting for15.06%of variation,was observed between qPGWC-5 and the environment.A total of 15 epistasis QTLs were detected for all the traits,and GL,GW and PGWC had significant epistasis QTLs based on environment interactions with minor effects.These results are valuable for future map-based cloning of the QTLs and the collaborative improvement of G46 B in grain appearance quality and yield.     

水稻耐热性QTL鉴定的研究进展

高温是影响水稻产量和品质的主要胁迫因子之一.全球气温升高日趋明显,极端高温天气频繁发生,对水稻安全生产已构成严重威胁.鉴定水稻耐热性相关基因,开展水稻耐热性分子育种是解决水稻耐热性的根本途径.阐述了水稻耐热性QTL鉴定相关研究的进展,探讨了水稻耐热性QTL鉴定中存在的问题.     

水稻苗期耐Cd2+胁迫的QTL定位研究

利用韭菜青×IR26杂交后代建立一个重组自交系群体(recombinant inbred line,RIL)及相应的SSR分子标记连锁图谱,在2007和2008年进行Cd2+(5 mg·kg-1)胁迫下水稻幼苗耐Cd2+胁迫的QTL分析.结果表明:2007年检测到3个与幼苗耐Cd2+胁迫有关的QTLs,包括1个控制相对苗高的位点qRSH-7和2个控制单株相对干重的位点qRDW-lla和qRDW-llb,分别位于第7和第11染色体;2008年检测到6个与幼苗耐Cd2+胁迫相关的QTLs,包括3个控制单株相对干重的位点qRDW-J、qRDW-2和qRDW-7,1个控制相对苗高的位点qRSH-2,2个控制相对鲜重的位点qRFW-2和qRFW-7,分别位于第1、2、7染色体.在定位的9个QTLs中,qRDW-7和qRFW-7都位于第7染色体的RM6872与RM11标记之间,加性效应分别为4.89和5.44,表型贡献率为18.02%和15.24%;qRSH-7和qRDW-1的加性效应分别为5.09和-3.64,表型贡献率为13.48%和10.06%;其余位点表型贡献率均低于10.0%.     

利用染色体片段置换系定位水稻米糠油含量的QTL

染色体片段置换系由于减少了个体间遗传背景的干扰,已经成为鉴定复杂性状QTL的新型遗传材料。本研究以9311为受体、日本晴为供体的119个染色体片段置换系为试验材料,借助近红外广谱分析技术,对米糠油含量进行了测定,通过差异显著性测验及代换作图,鉴定了置换片段上米糠油相关的QTL。以P≤0.001为阈值,共检测到4个米糠油相关的QTLs,其加性效应值的变化范围为0.91%~1.48%,加性效应百分率的变化范围为3.96%~6.46%。     

7个水稻品种苗期耐盐性的遗传分析

采用完全双列杂交设计研究了 7个耐盐性不同的水稻品种苗期耐盐性遗传机制。在水培条件下 ,将亲本和F1世代的 3～ 4叶期幼苗用 8g·L-1的NaCl胁迫处理 10d后 ,测定根系Na+ /K+ 和盐害级别 ,利用主位点组加性显性模型 ,采用向前逐步回归方法对 2个耐盐指标进行遗传分析。结果表明 ,根系Na+ /K+ 的遗传变异符合 2个主位点组 +微位点组的遗传控制模型 ,盐害级别的遗传变异符合 3个主位点组 +微位点组的遗传控制模型。在决定水稻根系Na+ /K+ 和盐害级别的遗传变异中 ,主位点组的加性效应和显性效应共同起作用。