玉米抗穗粒腐病QTL定位

用已构建的包括88个AFLP标记和151个SSR标记的遗传图谱和230个F₂植株用于抗病QTL定位研究,在四川雅安、绵阳对F2株系进行抗病性鉴定,采用复合区间定位法进行抗病QTL检测。在雅安检测到位于第2、3、4、6和9染色体上的抗病QTL 6个,解释表型变异的8.3%~25.7%;在绵阳检测到位于第1、6、7和9染色体上的抗病QTL 4个,解释表型变异的11.3%~26.4%。在10个抗病QTL中,位于第6和第9染色体上的2个同时在两点被检测到,贡献率均超过15%,表明玉米穗粒腐病确实存在遗传抗病性。利用2个环境抗病指数的平均值进行抗性QTL检测,共检测到位于第1、6和7连锁群上的3个抗性QTL,单个QTL的贡献率在8.9%~17.2%之间。结果有助于了解玉米穗粒腐病的抗性机制,并为分子标记辅助选择提供理论支撑。     

利用重组自交系群体分析籼稻A232抗三化螟相关QTL

水稻种质资源中抗螟虫种质较少,A232为中抗二化螟和三化螟的籼稻材料。为发掘A232抗螟性相关QTL,本研究利用以抗虫材料A232为父本与籼稻保持系岗46B(感三化螟)为母本所杂交构建的重组自交系(recombinant inbred line,RIL)F9群体为材料,2012-2013年在海南自然条件下对RIL群体中的104个株系进行三化螟抗性鉴定,利用130个在A232和岗46B表现多态性的简单重复序列(SSR)标记构建遗传连锁图谱,并同时采用复合区间作图法(CIM)和MCIM方法进行QTL分析。研究结果表明,采用复合区间作图法(CIM)共检测到7个枯心指数QTL,分布在第1、第2、第6、第10和第11染色体上。其中,q DHI-2-1的效应值最大,LOD值为3.83,位于第2染色体,两侧连锁标记为RM1358和RM35494,可解释表型变异的25.12%。q DHI-1-1、q DHI-6-1、q DHI-6-2和q DHI-10四个QTLs的加性效应负值,说明增效的抗虫等位基因来源于父本A232,具有弱化枯心指数作用,这些位点有望用于抗虫育种研究。采用MCIM方法检测到2个QTLs,位于第1和2染色体,可分别解释变异的11.68%和6.59%;在第4和第6染色体检测到1对上位QTLs,可以解释7.57%的表型变异。这些研究结果为阐明A232对螟虫抗性的遗传基础及进一步开展抗螟虫水稻育种提供依据。     

水稻糙米蛋白质含量QTL定位及上位性分析

稻米蛋白质含量是水稻(Oryza sativaL.)营养品质育种的重要内容之一。本研究以华恢3号与中国香稻构建的重组自交系(RILs)群体为材料,构建了含有156个SSR标记的遗传连锁图谱,结合近红外分析仪测定两年(2009年,2010年)的糙米蛋白质含量,进行了QTL定位和遗传基础分析研究。两年共定位到3个控制糙米蛋白含量的QTL和16对上位性互作的位点。其中检测到的3个QTLs,分别位于第4、6、8染色体上,单个QTL解释的表型变异率为3.39%~34.2%,两年解释的总表型变异率分别为41.2%和5.95%,这些QTL中只有位于第8染色体短臂在区间RM310~RM547的qbpc8在2009年和2010年被重复检测到。LOD值分别为22.5和3.5,解释表型变异率分别为34.2%和5.95%。这些QTL的发掘,为分子标记辅助选择改良水稻营养品质奠定了基础。     

水稻孕穗期耐冷性QTLs分析

本研究以籼粳交“密阳23/吉冷1号”的F2∶3 代200个家系为作图群体,在韩国春川进行冷水胁迫下水稻耐冷性鉴定,并以利用SSR标记构建的分子连锁图谱为基础,对水稻孕穗期耐冷性及其相对耐冷性进行数量性状位点（QTLs）分析。研究结果,在第1、2、4、11和12染色体上检测到与孕穗期耐冷性相关的QTL各1个,对表型变异的解释率为5     

小麦GMP含量发育动态的QTL定位

利用小麦京771和Pm97034杂交后代重组自交系（RIL）群体,对小麦谷蛋白大聚合体（GMP）含量发育动态进行了QTL定位研究。结果表明,在籽粒灌浆的5个不同时期,共检测到8个条件QTL和10个非条件QTL,但没有一个QTL能在测定的5个时期都有效应。花后12 d,控制GMP形成的基因就已经有了一定的表达量,条件QTL能解释6.21%的表型变异,该基因位于1A染色体上。花后17 d,在1D染色体上测到了1个新表达的条件QTL位点,单独能解释14.14%的表型变异。花后22 d,控制GMP形成的基因的表达比较活跃,非条件分析检测到3个QTL位点,条件分析检测到2个QTL位点,这5个QTL位点分别位于1B、5B、6B和7B染色体上,其效应值都比较低,2个条件QTL共同能解释12.67%的净表型变异。花后27 d,在2D和3B染色体上各检测到2个条件和非条件QTL位点,加性效应值比较大。条件QTL能解释16.37%的表型变异,非条件QTL能解释23.94%的变异。花后32 d,仍有2个新的基因位点在表达,但此时QTL的净表达量已经开始下降,条件QTL仅能解释11.43%的表型变异。     

碱胁迫下粳稻幼苗前期耐碱性的数量性状基因座检测

以粳粳交“高产106/长白9号”F_2:3代200个家系为作图群体, 在0.15% Na₂CO₃溶液的碱性胁迫下, 进行了水稻耐碱性鉴定, 并以SSR标记构建的分子连锁图谱为基础, 对水稻幼苗前期的根数、根长和苗高及其相对碱害率进行了数量性状基因座(QTLs)的检测。结果表明, 上述性状在F₃家系群中均表现为具有1~2个峰的连续分布, 认为由主效基因和微效基因共同控制的数量性状。共检测到与碱胁迫下幼苗前期根数、根长和苗高及其相对碱害率相关的QTL 26个, 分布于第1、5、6、7、8、9和11染色体上。其中, 碱胁迫下与根数相关的QTL 4个, qRN6-1和qRN11对表型变异的解释率较大, 分别为29.91%和13.42%;与根数相对碱害率相关的QTL 5个, qRRN11-2对表型变异的解释率较大, 为23.86%;与根长相关的QTL 6个, qRRL11-2对表型变异的解释率较大, 为21.06%;与根长相对碱害率相关的QTL 2个, 但对表型变异的解释率均较低;与苗高相关的QTL 5个, qSH1和qSH11-2对表型变异的解释率较大, 分别为15.81%和16.53%;与苗高相对碱害率相关的QTL 4个, qRSH5和qRSH6-2对表型变异的解释率分别为29.89%和34.63%。而这些解释率较大的QTL所处的标记区间距离, 除qRN6-1相对较小(19.0 cM)外, 其余QTL的标记区间距离均大于26.3 cM, 需作进一步的精细定位。在所检测到的QTL中, 13个QTL的增效等位基因均来自耐碱亲本长白9号, 而其余QTL的增效等位基因来自敏碱亲本高产106;基因的主要作用方式为超显性或部分显性。     

玉米抗丝黑穗病QTL分析

以Mo17（抗）×黄早四（感）的F₂分离群体（191个单株）为作图群体,构建了含有84个SSR位点和48个AFLP位点的遗传连锁图谱,全长1 542.9 cM,平均图距11.7 cM。在吉林省公主岭和黑龙江省哈尔滨2个地点通过人工接种方法对184个相应的F₃家系（缺失7个）进行抗病鉴定。采用复合区间作图法对抗丝黑穗病数量性状位点（QTL）进行定位及遗传效应分析。在吉林公主岭地区检测到5个QTL,分别位于第1、2、3、8、9染色体上,解释的表型方差为10.0%~16.3%。在黑龙江哈尔滨地区也检测到5个QTL,分别位于第1、2、3、4、7染色体上,解释的表型方差为4.6%~13.4%。比较分析发现,两地一致在第2、3染色体上各检测到1个QTL,其中第2染色体上的表现为超显性效应,第3染色体上的表现为加性效应。研究结果为玉米抗丝黑穗病种质改良提供了重要信息。     

利用F2和F3群体定位水稻粒形和千粒重QTL

水稻籽粒的粒长、粒宽和粒厚共同塑成了水稻粒形,并决定水稻籽粒的千粒重及外观品质,而千粒重是决定水稻产量三要素之一。本研究以籼型温敏核不育系广占63-4S为母本,以大粒籼稻TGMS29为父本杂交衍生的F2和F3群体,对影响水稻籽粒粒形和千粒重的数量性状位点(quantitative trait loci, QTL)进行定位。2014年和2015年检测到影响籽粒粒长的QTL 5个,粒宽QTL 8个,粒厚的QTL 4个,千粒重QTL 4个。其中,两年重复检测到2个粒长QTL,分别位于第1染色体RM1和RM490之间,可解释的表型变异为21.3%、22%,和第2染色体RM240和RM208之间,可解释的表型变异为12.8%、15.7%。两年均被检测到的粒宽QTL位于第3染色体RM251和RM571之间,可解释表型变异分别为53.60%、55.00%。两年均被检测到的千粒重QTL位于第1染色体RM220和RM1之间,可解释表型变异分别为15.1%、15.4%。这些QTLs的鉴定为稻米粒形和千粒重的遗传研究提供了帮助,也为稻米品质和产量的改良提供了宝贵的基因资源。     

利用重组自交系定位棉花第22染色体短臂的纤维品质性状的QTL

 以TM-1的染色体片段代换系CSB22sh和TM-1杂交,构建了包含104个家系的重组自交系（RILs）群体。利用74对具有多态性位点的引物进行检测,构建了包含61个多态性位点,长度为76.93 cM的遗传图谱,平均标记间距离1.26 cM。利用此遗传图谱结合重组自交系群体4个环境下的5个纤维品质性状进行QTL定位,共定位出12个QTLs,解释性状表型变异的2.45%～21.11%;在1,2,3,4个环境中同时检测到的QTLs分别有9,1,1,1个。而利用4个环境平均值进行联合分析定位出个4个QTLs,纤维长度和纤维整齐度的QTLs均为2个,解释性状表型变异的14.37%～19.97%,并且纤维长度和整齐度的QTL在相同的位置。多环境下检测到的QTL可能对标记辅助选择有实际应用价值。     

水稻茎秆抗倒伏相关QTL定位与分析

水稻的倒伏问题一直是制约其产量的重要因素之一。不断发掘、利用水稻抗倒伏性状相关QTL,选育出抗倒伏品种,从而提高水稻收获指数,是新时期水稻理想株型和高产育种相结合的重要育种方向。本研究利用Vary Lava 1312和华恢1 462构建的F2:3群体,基于全基因组构建遗传连锁图谱,对水稻基部茎秆直径(BCM)、伸长第一节茎秆直径(FCM)、伸长第二节茎秆直径(SCM)和株高(PH)进行QTL(quantitative trait locus)分析。2013年和2014年两年表型数据共检测到19个控制茎宽的QTLs和4个控制株高的QTLs。其中,位于第1染色体和第9染色体上的5个茎宽QTLs(q BCM1,q BCM9,q FCM1,q FCM9.1和q SCM1)和2个株高QTLs(q PH1.1和q PH9)在两年中均被检测到。位于第1染色体上RM4011-RMYP41231区间内的QTL在两年重复中均具有较好的稳定性。此区间的QTLs对各节茎秆直径的表型变异解释率为2.69%~16.22%,这些稳定检测到的QTLs对于利用分子标记辅助选择改良水稻抗倒伏提供了重要的基因资源。     

不同水分胁迫下小麦胚芽鞘和胚根长度的QTL分析

小麦胚芽鞘和胚根在不同渗透溶液下的长度变化是鉴评小麦幼苗抗逆性的重要指标。以小麦花培3号×豫麦57的DH株系衍生的含168个组合的永久F₂ (immortalized F₂, IF₂)群体为材料,在蒸馏水(正常条件)以及10%、20%和30%聚乙二醇(PEG-6000)模拟水分胁迫处理下,进行胚芽鞘长和胚根长度的数量性状基因(QTL)定位分析。利用完备区间作图法,共检测到影响胚芽鞘和胚根长度的23个QTL,单个QTL对表型的贡献率为4.93%~35.37%。位于4B染色体区间Xcfd39.2–Xcfd22.2上影响胚芽鞘长度的位点QCl4B,具有最大的遗传效应,贡献率为35.37%;在3D染色体Xcfd223–Xbarc323区段,正常条件和20% PEG-6000处理下同时检测到影响胚芽鞘长度的QTL,QCl3D-a,其贡献率分别为7.83%和11.74%。另外,在10% PEG-6000处理下,3D染色体上的相近区域还定位出了影响胚芽鞘长度的QCl3D-b位点;在染色体1A和染色体5A1上各检测出与胚根长度有关的2个和3个不同的QTL;在6D染色体Xswes679.1–Xcfa2129和Xwmc412.1–Xcfd49区间分别检测到2个影响胚芽鞘长度和胚根长度的QTL。这些主效QTL可用于胚芽鞘和根系的分子标记辅助选择。     

Mapping of QTLs associated with cadmium tolerance and accumulation during seedling stage in rice (<Emphasis Type="Italic">Oryza sativa</Emphasis> L.)

Cadmium (Cd) is a non-essential element and toxic to plants. To investigate the genetics of Cd tolerance and accumulation in rice, quantitative trait loci (QTL) associated with Cd tolerance and accumulation at the seedling stage were mapped using a doubled haploid (DH) population derived from a cross between a japonica JX17 and an indica ZYQ8. A total of 22 QTLs were found to be associated with shoot height (SH), root length (RL), shoot dry weight (SDW), root dry weight (RDW), total dry weight (TDW) and chlorophyll content (CC), and 10 and 12 QTLs were identified under the control and Cd stress conditions, respectively. For Cd tolerant coefficient (CTC), 6 QTLs were detected on chromosomes 1, 3, 5, 8 and 10. Under Cd stress, 3 QTLs controlling root and shoot Cd concentrations were mapped on chromosome 6 and 7. One QTL for shoot/root rate of Cd concentration was identified on chromosome 3. The results indicated that Cd tolerance and accumulation were quantitatively inherited, and the detected QTLs may be useful for marker-assistant selection (MAS) and identification of the genes controlling Cd tolerance and accumulation in rice.     

用(培矮64s/Nipponbare)F2群体对水稻产量构成性状的QTL定位分析

用水稻测序品种培矮64s和Nipponbare为亲本构建的含137个SSRs标记的连锁遗传图谱和(培矮64s/Nipponbare)F2群体的180个单株,对水稻的单株有效穗数、穗粒数、穗实粒数、结实率、穗着粒密度、千粒重等6个产量构成性状进行了QTL定位分析.共检测到6个性状的22个QTLs,分布在第1、2、4、5、6、9、10、11、12等9条染色体的14个区域,表型贡献率5.0%～19.3%;相关性较强的性状之间具有较多共同或紧密连锁的QTLs;集中分布的QTLs之间既有同向连锁,也有反向连锁.对不同水稻群体定位的同源QTL进行了比较,对QTL在染色体上的集中分布,以及用QTL定位结果和生物信息学方法相结合预测基因的功能等进行了探讨.     

Identification of QTLs for rice grain size and shape of Iranian cultivars using SSR markers

Grain size is a main component of rice appearance quality. In this study, we performed the SSR mapping of quantitative trait loci (QTLs) controlling grain size (grain length and breadth) and shape (length/breadth ratio) using an F₂ population of a cross between two Iranian cultivars, Domsephid and Gerdeh, comprising of 192 individuals. A linkage map with 88 markers was constructed, which covered 1367.9 cM of the rice genome with an average distance of 18 cM between markers. Interval mapping procedure was used to identify the QTLs controlling three grain traits, and QTLs detected were further confirmed using composite interval mapping. A total of 11 intervals carrying 18 QTLs for three traits were identifed, that included five QTLs for grain length, seven QTLs for grain breadth, and six QTLs for grain shape. A major QTL for grain length was detected on chromosome 3, that explained 19.3% of the phenotypic variation. Two major QTLs for grain breadth were mapped on chromosomes 3 and 8, which explained 34.1% and 20% of the phenotypic variation, respectively. Another two major QTLs were identified for grain shape on chromosomes 3 and 8, which accounted for 27.1% and 20.5% of the phenotypic variance, respectively. The two QTLs that were mapped for grain shape coincided with the major QTLs detected for grain length and grain breadth. Intrestingly, gs2 QTL specific to grain shape was detected on chromosome 2 that explained 15% of the phenotypic variation.     

水稻条纹病毒和介体灰飞虱抗性的QTL分析

水稻品种Kasalath高抗条纹病毒和介体灰飞虱。为剖析不同抗性类型基因之间的关系，利用回交重组自交系群体Nipponbare/Kasalath//Nipponbare分析了对条纹病毒和介体灰飞虱抗性的数量性状基因座。结果在第11染色体S2260–G257标记区间检测到1个与条纹病毒抗性相关的QTL（qSTV11），LOD值为9.2, 贡献率为35.79%；在第3染色体R1618–C595 和R2170–C1135标记区间各检测到1个与介体灰飞虱抗性相关的QTL (qSBPH3-a, qSBPH3-b)，LOD值和贡献率分别为3.12和2.96, 11.69% 和11.36%,表明条纹病毒和介体灰飞虱抗性由不同基因所控制,而且两者之间不相关。此外，还分别检测到两对与条纹病毒和介体灰飞虱抗性相关的上位性QTL，暗示水稻对条纹病毒和介体灰飞虱的抗性受主效和上位性QTL的共同影响。进一步分析发现SSR标记BJ11-8与qSTV11紧密连锁, 为分子标记辅助选择高抗条纹叶枯病水稻品种提供了基础。     

Identification of quantitative trait loci underlying milling quality of rice (Oryza sativa) grains

Milling quality of rice grains is important to both producers and consumers. In this study, quantitative trait loci (QTLs) controlling brown rice rate (BR), milled rice recovery (MR) and head rice recovery (HR) were analysed by composite interval mapping over 2 years using 98 backcross inbred lines (BILs). A total of 12 QTLs for the three traits were detected, of which five were for BR, four for MR and three for HR. The proportion of phenotypic variation explained by individual QTLs ranged from 7.5 to 19.9%, and additive effects contributed by a single QTL accounted for 0.46 to 2.34% of the variation. QTL‐by‐environment interactions were observed by comparing QTL mapping of the same population grown in two consecutive years. Three of five QTLs for BR and two of four QTLs for MR were detected in 2 years, and all three QTLs for HR were detected in 1 year only. BR was significantly correlated with MR, and all four QTLs of MR were located in the same regions as those of BR. This indicated that QTLs for highly correlated traits could often be detected in the same interval.     

多环境下稻米粒重的QTL定位

以粳稻Asominori为遗传背景的染色体片段置换系（CSSLs）群体为材料,利用基于性状-标记多元回归分析方法对稻谷粒重和精米粒重进行多环境的QTL定位。结果在5个环境共检测到6个粒重相关QTL,分布于第1、6、7和8染色体上,对表型变异的贡献率介于13%~35%;其中控制精米粒重的qMRW-1a和稻谷粒重的qPRW-1在不同环境中均能稳定表达,且均位于第1染色体RFLP标记XNpb113附近,该基因座还同时控制着粒宽。qMRW-1a和qPRW-1共同对应的置换系AIS8和AIS11与Asominori 的粒重差异在不同环境中均显著(P < 0.05),表明该QTL的等位基因在不同环境中效应显著。比较发现该QTL在不同遗传群体中均能被重复检测到,且与蔗糖磷酸合酶基因（SPS）位置一致,推测该QTL与淀粉合成代谢有关。qMRW-1a 和qPRW-1在不同环境条件和遗传背景中表达,因此可用于进一步的精细定位研究。     

Identification of QTLs for the resistance to rice stripe virus in the <Emphasis Type="Italic">indica</Emphasis> rice variety Dular

The indica variety Dular has a high level of resistance to rice stripe virus (RSV). We performed quantitative trait locus (QTL) analysis for RSV resistance using 226 F₂ clonal lines at the seedling stage derived from a cross between the susceptible japonica variety Balilla and the resistant indica variety Dular with two evaluation criteria, infection rate (IR) and disease rating index (DRI). The experiments were performed in both 2004 and 2005. Based on IR, three putative QTLs were detected and had consistent locations in the 2 years, one QTL was detected in the RM7324–RM3586 interval on chromosome 3. The other two QTLs were linked and located in the RM287–RM209 and RM209–RM21 intervals on the long arm of chromosome 11, and accounted for 87.8–57.8% of the total phenotypic variation in both years. Based on DRI, three putative QTLs were also detected and had consistent locations in both years. One of them was located in the RM1124–SSR20 interval on the short arm of chromosome 11, while the other two linked QTLs had the same chromosomal locations on chromosome 11 as those detected by IR, and accounted for 55.7–42.9% of total phenotypic variation in both years. In comparison to the mapping results from previous studies, one of the two linked QTLs had a chromosomal location that was similar to Stv-b ⁱ , an important RSV resistance gene, while the other appeared to be a newly reported one.     

2种环境下水稻灌浆期穗长的动态遗传研究

为了探知水稻穗长的动态遗传机制,利用由穗型差异大的水稻品种Milyang 46和FJCD建立的包含130个株系的F10重组自交系,测定福建武夷山和莆田环境下穗长灌浆期的动态变化值,并进行了QTL定位及其互作研究。结果检测到35个加性QTL,16个加性×环境互作QTL,1对加加上位性效应。QTL定位分析检测到的35个加性QTL,位于1、2、4、5、7、8、9、10、11号染色体上,对表型变异贡献率0.5%~16.52%。环境互作分析检测到的16个GE互作位点,分布在水稻1、2、3、4、5、7、8、9、11号染色体上,大部分为微效QTL。武夷山环境中,还检出1对加加上位性QTL,对表型变异贡献率达到33.14%。此研究一定程度上揭示了穗长遗传机制,为水稻育种提供了依据。