小麦光温敏雄性不育系BS366抽穗期的QTL分析

[目的]对小麦光温敏不育系BS366的抽穗期进行QTL分析,为BS366的品种改良和标记辅助育种奠定基础。[方法]以小麦光温敏雄性不育系BS366和常规品种Baiyu149杂交得到的234个DH（doubled haploid）株系为材料,于2007~2008年分别种植于北京海淀和安徽阜南试验田,采用复合区间作图法,对抽穗期进行QTL分析。[结果]共检测到15个抽穗期QTL,在两地都检测到的QTL有8个,分别位于染色体1B、2A、2D、3B（2个）、6B（2个）和7B,单个QTL的贡献率为2.42%~10.98%。[结论]在1B染色体上新发现了1个抽穗期QTL,丰富了QTL资源。在两地都检测到的8个QTL,可用于小麦光温敏雄性不育系BS366抽穗期的改良和标记辅助育种。     

小麦抽穗和开花期相关QTL定位与分析

抽穗期和开花期是衡量小麦发育快慢及稳定性的两个重要时期,发掘相关基因位点并应用于育种选择,可为小麦稳产性改良提供指导。本研究以人工合成六倍体小麦(Turtur)和Triticum spelta L.衍生系(Bubo)为亲本杂交构建的包含186个家系的重组自交系(recombinant inbred line,RIL)群体(F6)为材料,于2014—2017年连续种植于山东省农业科学院作物研究所济南试验基地,结合已构建的包含5 301个标记、长度为2 464 c M的高密度遗传连锁图谱对抽穗期和开花期QTL进行定位,结果表明,在1B(3)、2B、4B(2)、5A、5B和7B染色体上共检测到9个抽穗期相关QTL,可解释4. 55%～13. 40%的表型变异;在1D、2A、3D、4B、5A、6B和7B染色体上共定位到7个开花期相关QTL,可解释3. 48%～16. 93%的表型变异。其中,7B染色体上4409103～1233594标记区间内控制抽穗期的QTL连续两年被检测到; 4B和7B染色体上控制开花期的QTL分别连续2年和3年被检测到。这将为下一步分子标记辅助育种和品种稳产性改良提供理论依据。     

小麦光温敏核雄性不育系异交结实分布特征

本试验以小麦光温敏核雄性不育系BS206、BS212、BS366、BS1453和恢复系13GF7675为材料,研究不育系在饱和授粉(C1)、全程授粉(C2)、授粉4天(C3)处理下不同穗位和花位的异交结实及其差异,旨在了解小麦光温敏核雄性不育系异交结实的空间分布特征.结果表明,C 1处理下各不育系每穗异交结实40.0～...     

水稻RZ54/南京11 F_2群体抽穗期QTL分析

[目的]挖掘新的控制早熟性的QTL,为早熟性的遗传机制研究和分子育种提供新的基因资源。[方法]选择熟期差异明显的2个品种(早熟品种‘RZ54’和相对迟熟品种‘南京11’)进行杂交,构建F_2群体,利用分子标记构建遗传连锁图谱,进行抽穗期QTL定位。[结果]利用141个具有多态性的SSR和Indel标记对由184个株系组成的RZ54/南京11的F_2群体进行基因型检测,构建了全长为1 741.4 c M、平均图距为12.35 c M、覆盖水稻12条染色体的遗传图谱。在南京自然光温(高温长日照)环境下检测该群体的抽穗期QTL,结果在第6、7、8及11染色体上发现5个与抽穗期有关的QTL位点,分别命名为q Hd-6、q Hd-7、q Hd-8-1、q Hd-8-2和q Hd-11。其中在q Hd-8-1效应区段内存在已报道的基因DTH8,在其他效应区段内未发现已报道的抽穗期基因。但已报道的Hd1和Ghd7基因分别位于q Hd-6和q Hd-7位点附近,在第6、7染色体检测到的QTL可能来自这2个基因的效应。因此,q Hd-8-2和q Hd-11可能是新的抽穗期QTL位点。[结论]通过遗传图谱构建和QTL位点分析,检测到了新的QTL位点,为下一步精细定位和图位克隆奠定了基础,也为抽穗期的分子标记辅助育种提供了新的基因资源。     

利用重组自交系检测小麦株高的QTL

为寻找更多小麦株高的QTL ,并用于品种改良和分子标记辅助育种 ,利用江苏地方品种望水白与墨西哥小麦品种Alondra杂交构建的重组自交系群体 (10 4个家系 )在 3个试验环境 [1997年和 1999年于江苏省农业科学院 (以下简称农科院 )、2 0 0 2年于南京江宁试验区 (以下简称江宁 ) ]中的株高资料 ,进行了株高性状的QTL分析。共检测到 4个影响小麦株高的QTL ,它们分别位于 1D、2B、4A和 4D染色体上 ,其中位于 1D染色体上的QTL来自地方品种望水白 ,其余 3个QTL均来自矮杆亲本Alondra;单个QTL能够解释 10 3%～ 33 8%的表型变异 ,降低株高效应为 3 2～ 7 4cm ,每个环境条件下检测到的所有QTL能解释 35 0 %～ 4 4 5 %的表型变异 ,4A和 4D染色体上的QTL在 3个试验环境下均能被检测出来 ,说明这 2个QTL可以用于品种改良和标记辅助育种 ;4D染色体上的QTL可能是矮杆基因Rht D1b     

莫迦小麦1BS染色体片段对K型小麦雄性不育系的影响

【目的】拓宽K型杂交小麦保持系资源,克服1B/1R类型K型小麦雄性不育系的缺陷。【方法】对来自莫迦小麦的1BS染色体片段进行细胞学鉴定,并研究将莫迦小麦1BS染色体片段导入1B/1R类型K型小麦雄性不育系后,对其育性、单倍体频率及恢复性的影响。【结果】K Tm3314A含有莫迦小麦的1BS染色体,为非1B/1R类型K型小麦雄性不育系,该类型小麦雄性不育系具有稳定的温敏遗传特性,单倍体频率为0,其平均自交结实率(79.4%)较1B/1R类型K型小麦雄性不育系K D23314A(62.7%)提高16.7%,且有效恢复系(自交结实率大于70%)出现的频率高。【结论】莫迦小麦的1BS染色体片段引入1B/1R类型K型小麦雄性不育系后,使K型小麦雄性不育系具有稳定的温敏遗传特性,其本身和F1代均不产生单倍体,育性更易恢复,恢复源广泛。     

小麦TaBG的克隆及其在花药开裂中的潜在功能

[目的]β-葡萄糖苷酶(4-β-D-glueosidase,BG)是一种水解酶,可以从糖聚合物或寡聚糖中水解糖苷键释放出非还原性糖基,对控制花药开裂具有重要作用.小麦光温敏雄性不育系BS366在不育环境下花药不开裂,在可育环境下花药开裂或不完全开裂.从BS366中克隆TaBG,分析其在花药开裂中的潜在功能,为进一步解析...     

小麦光温敏雄性不育系BS366育性的遗传分析

采用植物数量性状主基因+多基因混合遗传模型对光温敏雄性不育小麦套袋自交结实率的遗传模型进行判别和遗传参数估计.结果表明:小麦光温敏雄性不育系BS366的自交结实率受2对主基因控制,主基因遗传率比较高,达到了63.66%～85.23%,不同组合和世代间具有一定差异;多基因遗传率0.49%～18.45%,说明小麦光温敏雄性不育性受主基因控制,环境因素影响相对较小,环境方差占总方差的14.29%～26.85%,因此在转育新不育系时可以对不育性进行早代选择.     

小麦开花期QTL分析

开花期是衡量小麦成熟期的重要指标,对其进行QTL定位并分析其遗传效应,对小麦品种熟期改良至关重要。以旱选10号×鲁麦14构建的包含有150个家系的DH群体为材料,在正常灌溉和干旱胁迫条件下对开花期进行QTL定位,结果表明,共检测到4个加性QTL位点和4对上位性QTL位点,其中,2种水分条件下在1D染色体上标记WMC222附近检测到的开花期QTL与先前利用相同群体检测到的抽穗期QHd-1D-1位于相同标记区间,且加性效应方向相同,表明该QTL与小麦成熟期相关,且稳定表达,可以用于辅助选择育种。     

小麦重组自交系群体抽穗期QTL分析

为了对小麦抽穗期进行QTL初步定位,并进行遗传分析,以CI12633×扬麦9号重组自交系(RIL)为材料,在3年9次试验中,记载小麦抽穗期,采用复合区间作图法进行小麦抽穗期QTL分析。共检测到7个QTL,分别位于1A、4D、5B、6B和7A 5条染色体上,贡献率为5.76%~15.26%。其中位于4D染色体上分子标记Xgpw5191至Xmag1163之间的Qhd-4D基因在3年9次试验中都被检测到,是一个稳定表达的与抽穗期相关的基因。同时,不同环境条件下检测到不同的抽穗期QTL,说明环境对小麦抽穗期影响较大。     

小麦重组自交系成株抗条锈性QTL分析

 【目的】对小麦成株期条锈病抗性进行数量性状位点（QTL）分析。【方法】以小麦重组自交系内乡188/偃展1号为材料,在连续两年田间充分发病的情况下,分别用病程曲线下面积（Area Under Disease Progress Curve,AUDPC）和反应型（Infection Type,IT）2种病情指标,通过复合区间作图,分析成株抗条锈性的加性QTL、上位性互作及其分别与环境的互作效应（QTL×environment interaction,QE）。【结果】两年共检测到9个加性抗性QTL,其中使用AUDPC和IT共检测到2个相同的QTL;9个QTL中,5个具有环境互作效应。还检测到7对上位性互作的QTL,其中2对具有环境互作效应。采用AUDPC数据,检测到的QTL能够解释表型的62.05%,其中主要为加性效应（44.32%）和上位性互作效应（17.73%）,环境互作很小（0.42%）。采用IT数据,总共检测到的QTL解释了表型变异的37.53%,其中加性效应和上位性互作效应分别解释了23.94%和10.51%,与环境互作解释了3.08%。【结论】内乡188的抗条锈性是由多个位点控制的,在感病亲本偃展1号中也存在抗性QTL;位于3B和6D染色体上的QTL为2个新的成株期抗性条锈位点;非抗性位点间存在上位性互作效应。     

籼稻不同定位群体的抽穗期和株高QTL比较研究

 【目的】通过分析控制不同定位群体水稻抽穗期、株高和产量性状表现的QTL,挖掘同时控制株高与产量性状且对抽穗期影响小的QTL区间,为水稻高产育种提供参考。【方法】以杂交稻恢复系密阳46作为共同父本,分别与保持系协青早B和珍汕97B配组,构建2个籼籼交重组自交系群体,在同一地点多年种植,对不同群体抽穗期和株高相关的QTL定位结果进行比较。【结果】共定位到12个抽穗期QTL和11个株高QTL,其中2个抽穗期QTL在2个群体中都能检测到,分别位于第6染色体短臂和第7染色体长臂近着丝粒区域。通过与前期相同群体产量性状QTL定位结果比较,发现6个多效性区间,其中,1个同时控制抽穗期、株高和产量性状,3个同时控制抽穗期和产量性状,2个同时控制株高和产量性状。【结论】相对于共同的父本密阳46,水稻矮败型保持系协青早B与野败型保持系珍汕97B对抽穗期和株高的遗传控制存在较大差异,并以株高更为明显。第2染色体长臂RM6—RM240的QTL作用较稳定,对株高和产量性状作用方向一致,且对抽穗期无显著影响,对于通过“矮中求高”实现水稻高产育种具有重要的应用价值。     

水稻遗传图谱构建及粒形相关性状的QTL定位

[目的]构建水稻遗传连锁图谱,并对水稻粒形相关性状进行QTL分析,为水稻高效育种提供理论依据和育种材料.[方法]对具有极端粒形差异的两份水稻材料K1561和G1025进行杂交、自交获得F2分离群体,通过软件Map-maker/Exp 3.0构建水稻遗传连锁图谱,并利用软件QTLNetwork-2.0对2011年F2群体、2012年F2∶3家系群体的粒形相关性状数据进行相关性状的QTL定位.[结果]两个亲本的粒形性状指标差异明显,以千粒重相差最大;F2、F2∶3两个群体的相关粒形指标基本上呈连续分布状态且分布频率范围广.与F2单株相比,F2∶3家系的千粒重、粒长和粒宽的平均值更偏向于大粒亲本K1561.构建了含161对SSR标记的水稻遗传连锁图谱;共检测到18个粒形相关性状的QTL,分别分布于第1、2、3、7、9和12染色体上.其中,控制千粒重、粒长、粒宽和长宽比的QTL分别有7、5、5和1个,除qGL/GW12外,其他增效等位基因均来源于大粒亲本K1561.两个群体均能检测到的QTL有8个,分别为qTGW3、qTGW7、qTGW9.2、qTGW12、qG L1、qGL9、qGW12和qGL/GW12,其平均加性遗传力为6.04％、12.59％、6.29％、22.08％、4.86％、15.39％、22.12％和10.83％.[结论]定位获得3个效应值较大的新QTL位点qTGW12、qGL9和qGW12,为进一步定位并克隆这些粒形相关基因、阐明水稻产量和品质的控制机理提供了较好的遗传材料.     

利用F2群体对深水稻抗纹枯病QTLs定位

构建了一个由‘HH1B'和‘RSB03’杂交、包含286个个体的F2群体,对群体及亲本人工接种纹枯病菌,综合应用病级(DR)、病斑长度(LL)、病斑高度(LH)及相对病斑长度(RLL)等指标进行抗性评价.通过QTLs定位分析,检测到4个与纹枯病抗性相关的QTLs位点,分别分布于第4、11及12染色体上,其中第11染色体上的位点同时控制DR与RLL,另外检测到7个与抽穗期(HD)及株高(PH)相关的QTLs位点.     

Analysis on Quantitative Trait Loci for Resistance to Rice False Smut under Different Environmental Conditions

利用157个家系组成的大关稻（japonica）/IR28（indica）重组自交系（Recombinant inbred lines,RIL）群体,采用高效引发稻曲病人工接种方法,以病情指数作为稻曲病的表型值。在南京、扬州分别鉴定了亲本及 RILs对水稻稻曲病的抗性。利用 QTL Cartographer 软件,对水稻稻曲病抗性基因进行检测分析。两个环境下共检测到 qFsr1、qFsr2、qFsr4、qFsr8、qFsr10a、qFsr10b、qFsr11、qFsr12等8个 QTL,分别位于第1、2、4、8、10、11和12染色体上,贡献率在8.6%~22.5%之间。其中,南京检测到qFsr1、qFsr4、qFsr10a、qFsr11、qFsr12等5个位点;扬州检测到 qFsr2、qFsr8、qFsr10a、qFsr10b、qFsr11等5个位点,qFsr10a、qFsr11在两个环境下中均被检测到,对性状的解释率在18.0%~18.9%之间,使病情指数下降8.0%~14.6%,提高了抗病性。根据抗性位点加性效应方向,在qFsr1、qFsr2、qFsr8、qFsr10a、qFsr11和qFsr12位点上,亲本 IR28存在抗稻曲病的增效等位基因,大关稻具有减效等位基因,而位点 qFsr4、qFsr10b的抗性效应来源正好相反。 qFsr10a、qFsr11及其附近的标记可望在稻曲病抗性分子标记辅助选择育种中加以应用。     

控制水稻种子休眠和抽穗期的数量基因位点

以Nipponbare（japonica）／Kasalath（indica）／／Nipponbare BC1F10的98个家系为材料,连续2年进行了水稻种子休眠和抽穗期基因的定位分析。用WinQTLCart 1．13a软件从全基因组角度检测了休眠性数量性状基因位点（QTLs）。检测结果显示,2003年分别在第5、6和7染色体上,2004年则分别在第4、5、7和11染色体上检测到控制种子休眠性的QTLs位点;贡献率分别介于8．91％-11．09％和8．70％-11．80％。表明第7染色体上位于标记R1357～R1245之间的种子休眠性QTL位点是一个在年度之间稳定表达的控制种子休眠性的基因位点。抽穗期的QTL定位分析表明,4个控制抽穗期的基因位点能在不同年份稳定表达,其他位点受年度间的环境条件影响较大。此外,除第6染色体R2171-R2123间的位点延长抽穗期的基因效应来源于亲本Nipponbare外,其余稳定表达位点的延长抽穗期的基因效应皆来自亲本Kasalath。分析表明,种子休眠与抽穗期没有直接关系,它们分别为不同的基因所控制。     

小麦结实小穗数QTL分析

为利用分子标记辅助选择技术选育抗旱高产小麦品种提供基础,以小麦旱选10号/鲁麦14 DH群体为材料,在干旱胁迫及正常灌溉两种水分条件下于2010年和2011年考察小麦主茎结实小穗数,通过采用基于混合线性模型的复合区间作图法分析其QTL,研究控制小麦结实小穗数的数量性状基因。共检测到7个加性QTLs和2对上位性QTLs。加性QTL的LOD值介于2.56~5.08之间,分别位于2D、4A、6A和6B染色体上,对表型变异的贡献率为7.19%~13.65%;上位性QTL的LOD值分别为5.24和5.47,分别位于3A和6B与4B和5B染色体上,对表型贡献率分别为13.71%和17.93%。其中QFns-6A-2于2010年正常灌溉和2011年两种水分条件下均被检测到,可用于分子标记辅助育种。     

利用2个相关群体定位和比较水稻株高与抽穗期QTL

利用一个共同亲本构建的2个重组自交系群体对控制水稻株高和抽穗期进行基因定位和比较分析。结果表明:2个群体共定位到11个控制抽穗期的数量性状位点(QTLs)和11个株高QTLs。控制抽穗期的主效QTL在珍汕97/南洋占群体内位于第7染色体RM500-RM445标记之间;在珍汕97/德陇208群体内定位于第7染色体RMRG4499-RM445标记之间。而控制株高的主效QTL在2个群体中分别定位于第1染色体RM472-RM104之间和第7染色体MRG4499-RM445之间。比较定位结果发现,抽穗期主效QTL在2个群体内都被定位于第7染色体中部位置并且有共同标记RM445,很有可能是同一个基因。说明抽穗期是由主效QTL控制的数量性状,遗传稳定。株高主效QTL在珍汕97/南洋占群体内被定位于第1染色体接近末端标记RM104附近。在珍汕97/德陇208群体内则定位于第7染色体,与该群体控制抽穗期QTL共享RM445标记。     

不同年份冷水胁迫下水稻抽穗期和产量性状的QTL分析

【目的】水稻抽穗期、结实率、千粒重和单株粒重跟产量密切相关,且受低温影响较大。在冷水胁迫下检测控制水稻抽穗期、结实率、千粒重和单株粒重的QTL,为水稻孕穗期耐冷遗传机制及分子标记辅助育种提供理论依据。【方法】以粳稻优质品种东农422和耐冷品种空育131为亲本构建的190个重组自交系解析表型变异,构建了覆盖12条染色体,155个SSR标记的遗传连锁图。连续3年在水稻孕穗期进行冷水灌溉处理,考察始穗期、齐穗期、结实率、千粒重和单株粒重5个性状,利用SPSS18.0和GGEbiplot进行表型分析,利用QTLnetwork2.0,采用逐步联合分析法定位和性状相关的QTL,用超几何函数评价QTL间的相关性。【结果】冷水胁迫下,亲本和RIL群体抽穗期推迟,结实率明显降低,千粒重和单株粒重相继降低。始穗期、齐穗期和结实率互为正相关,结实率、千粒重和单株粒重也互为正相关。共有71个加性QTL被检测到,37个跟耐冷性有关,其中单环境分析检测到28个,贡献率大于10%以上的QTL有11个,单处理联合分析共检测到10个和耐冷有关的QTL,贡献率大于10%的QTL有6个。这17个贡献率大于10%且和耐冷性有关的QTL对性状具有增效作用。多环境联合分析检测到12个QTL,平均贡献率仅为3.56%,其中5个QTL参与了环境互作。检测到的20对上位性QTL中,有2个主效QTL区间参与了上位性互作,对性状的遗传起到重要作用。QTL相关性分析表明,控制始穗期,齐穗期和结实率的QTL具有相关性,结实率的QTL也同千粒重、单株粒重的QTL相关。经图谱比较分析,研究发现的部分QTL与前人研究处于相同染色体片段上,其中,q IHD7-2、q FHD7-2、q FHD7-1和q IHD7-1是在多环境下检测到的稳定存在的QTL,同时,q IHD7-1、q IHD7-2、q FHD7-1、q SSR7-1和q SSR7-2和耐冷性有关,这些QTL位点可为水稻抗冷分子育种提供依据。【结论】冷水胁迫下,结实率分别同抽穗期、千粒重和单株粒重存在相似的遗传机制,而抽穗期和千粒重、单株穗重的遗传相互独立。相比而言,冷水胁迫下选择结实率高的品种要比选择其余3个性状困难。