基于水稻矮秆长粒CSSL-Z688的QTL鉴定及SSSLs培育

水稻株高、粒型等性状是由多基因控制的数量性状,遗传基础复杂.水稻染色体片段代换系(CSSL)是研究复杂性状的理想遗传材料,然而目标基因的水稻单片段代换系(SSSL)的培育则需要多年多代逐步完成.以4代换片段的水稻矮秆长大粒CSSL-Z688为研究材料,鉴定出7个株高及粒型性状的数量性状基因座(quantitative trait locus, QTL);进一步培育了目标QTL的5个纯合单片段代换系和5个杂合单片段代换系,其中6个QTLs(qPH1-1,qPH1-2,qGL1,qGL12,qRLW1和qGWT1)能够被纯合单片段代换系所验证.还鉴定出11个新QTLs,分别为qPH2,qGL1-2,qGL2,qGW1,qRLW1-2,qRLW2,qRLW12,qGWT1-2,qGWT2,qGWT6和qGWT12,其中7个QTLs尚未被报道. QTL加性和显性效应表明：水稻株高、粒长、千粒质量等表型同时受到多个QTL加性和显性效应的共同影响,如来自供体西恢18的qph1-1,qPH1-2,qPH2的加性效应和qPH1-1/qph1-1及qPH1-2/qph1-2和qPH2/qph2的显性效应...     

水稻株型相关性状QTL定位研究

以粳稻日本晴(NIP)和籼型超级稻中嘉早17(YK17)构建的重组自交系(recombinant inbred line,简称RIL)群体为研究材料,于2015—2016年分3季种植于杭州和海南,成熟期考察株型相关性状(分蘖数、株高、剑叶长、剑叶宽、剑叶长宽比、穗长)。并应用这2种群体已构建的分子连锁图谱,对株型相关性状进行QTL分析,共检测到34个相关QTL,分布于除第9染色体外的其他染色体上,LOD值介于2.68～14.39之间,表型贡献率变幅为4.00%～26.62%,3个环境下重复检测到10个QTL。对QTL与环境互作分析发现,24个QTL与环境互作,其中2个QTL对环境敏感。株型相关性状QTL主要分布在第1、2、4、7染色体上,呈簇分布。qPH1、qLFL1和qLFLW1a在3个环境下重复检测到,且贡献率较高,有待于进行克隆和功能分析。     

一个水稻散生突变体tag1的遗传分析及基因定位

株型对水稻产量有着重要影响。作为影响株型的重要因素之一,分蘖角度是水稻高产育种上考虑的重要农艺性状。散生突变体tag1(tiller angle 1)在水稻品种台北309转基因后代中被发现。与野生型相比,主要突变表型为分蘖角度和叶夹角显著增大,并伴随株高、穗长、结实率和枝梗数等性状上的变化。遗传分析表明,tag1的突变性状由一对隐性基因控制。利用F2(tag1/明恢63)群体作为定位群体,突变基因被定位在第11染色体长臂In Del标记AC35795和M7之间,遗传距离分别为0.38 c M和0.95 c M。在该区间内存在一个已被克隆的控制水稻分蘖角度的基因LAZY1。测序比对分析发现,突变体的TAG1存在一个119 bp的缺失,包括第4个外显子50 bp,第4个内含子69 bp,及二者间的剪切位点。因此TAG1是LAZY1的一个新的等位基因,重新命名为LAZY1-2。lazy1和tag1在突变表型上存在一定差异,这可能是LAZY1基因序列的突变位点不同造成的。     

水稻重组自交系分子遗传图谱构建及分蘖角的QTL检测

利用株型差异显著的特大粒粳稻品系TD70和籼稻小粒品种Kasalath为亲本配制组合,以单粒传方法构建含240个株系的重组自交系(RIL)群体。选用838对SSR引物进行亲本多态性筛选,共检测到302对具有多态性的引物,频率为36.04%。从中选择带型清晰且在基因组中均匀分布的141个SSR标记对RIL群体进行基因型分析,结果表明:群体中父母本基因频率分别为53%和47%,群体结构平衡性好。构建的水稻分子连锁图谱共包含141个标记座位,总图距约1 832.47 cM,标记间平均图距为12.7 cM,标记间图距范围为0.43～36.11 cM,符合QTL作图的基本要求。除第1、第8染色体个别标记位置外,其他染色体上标记顺序和位置与已公布的日本晴遗传图谱序列基本一致。以该群体为材料,对分蘖角度进行了QTL检测,共检测到控制分蘖角度的3个QTL位点,分别是qTA8、qTA9和qTA11,贡献率分别为4.10%、26.08%和4.35%,其中qTA9包含控制水稻分蘖角度基因TAC1。该图谱的构建为研究籼粳交后代各种性状的遗传规律及QTL定位打下了基础。     

水稻(Oryza sativa L.)分蘖数和株高的遗传分析

水稻分蘖数和株高是两个重要的农艺性状.为剖解它们的遗传结构,本研究用一套来源于籼粳组合IR64×Azucena的DH群体对这两个性状进行了QTL定位分析.表型数据来源于两个生长季节,采用基于混合线性模型的方法分析.结果表明,分蘖数主要由普通遗传因素和互作遗传因素控制(呈现61.7%的普通遗传率和17.2%的互作遗传率),共有19个QTLs与分蘖数有关,其中9个和6对QTLs分别具有单位点的遗传效应和2位点的互作效应,QTL1-8和QTL 1-12的上位性效应由于在春季的贡献率达21.6%,因而认为是一对主效.株高主要由普通遗传因素控制,普通遗传率为92.6%,共受到15个QTLs的影响,其中8个QTLs具有加性效应,1个QTL具有加性与环境的互作效应,4对上位性QTLs具有加性与加性互作效应.QTL 1-15被认为是主效QTL,而其余的是微效QTLs.两个性状表型之间存在显著的负向部分相关,然而,性状相关的遗传基础仍需做进一步的探讨.     

水稻重组自交系分子遗传图谱构建及分蘖角的QTL检测(英文)

利用株型差异显著的特大粒粳稻品系TD70和籼稻小粒品种Kasalath为亲本配制组合,以单粒传方法构建含240个株系的重组自交系(RIL)群体选用838对SSR引物进行亲本多态性筛选,共检测到302对具有多态性的引物,频率为36.04%从中选择带型清晰且在基因组中均匀分布的141个SSR标记对RIL群体进行基因型分析,结果表明:群体中父母本基因频率分别为53%和47%,群体结构平衡性好构建的水稻分子连锁图谱共包含141个标记座位,总图距约1832.47cM,标记间平均图距为12.7cM,标记间图距范围为0.43～36.11cM,符合QTL作图的基本要求除第1、第8染色体个别标记位置外,其他染色体上标记顺序和位置与已公布的日本晴遗传图谱序列基本一致以该群体为材料,对分蘖角度进行了QTL检测,共检测到控制分蘖角度的3个QTL位点,分别是qTA8、qTA9和qTA11,贡献率分别为4.10%、26.08%和4.35%,其中qTA9包含控制水稻分蘖角度基因TAC1。该图谱的构建为研究籼粳交后代各种性状的遗传规律及QTL定位打下了基础。     

水稻株型结构相关基因遗传研究进展

为加强水稻分子育种研究并提高其产量,综述了水稻株型结构即株高、分蘖数、分蘖角度和穗部性状相关基因的研究进展,并通过基因工程方法对株型育种工作进行了展望。     

山西小麦育成品种农艺性状演变趋势及关联分析

为了解山西省小麦种质资源的产量和农艺性状特征,以山西省建国以来审定品种为材料,在系统获得抽穗期、小穗数、千粒重、穗粒数、株高、穗长、穗颈长、穗下节间、沟数、分蘖、旗叶面积、旗叶长、旗叶宽等17个农艺性状表型数据基础上,进行农艺性状演变趋势及关联分析。结果表明,在育种过程中不同性状的变异程度不同,其中穗颈长的变异系数最高,小穗数的变异系数最低;随着品种选育时间变化,农艺性状也随之发生变化。株型方面,平均株高由110～120 cm降低到75～90 cm,整体株型得到明显改进,由高秆披叶变为矮杆直叶,受光状态显著改善;产量性状方面,分蘖数趋于稳定,千粒重、穗粒数和小穗数不断提高;小穗数和穗粒数与千粒重相关性未达到显著水平,穗粒数与小穗数呈显著正相关,说明在山西省小麦发展历程中小穗数和穗粒数有协同提高趋势。关联分析发现33个SSR标记与农艺性状显著关联,单个标记对表型变异的解释率为5.6%～25.3%,这些标记可为分子标记辅助育种提供理论参考。     

作物株型相关基因研究进展

概述了作物株型的概念及决定作物株型的主要性状如株高、分蘖数、分蘖角度等方面的研究进展,提出:矮化基因的研究是当前株型育种的主要方向,并对基因工程在改进株型中的广阔应用前景进行了阐述。     

水稻超高产育种研究进展与前景

对水稻超高产育种理论研究与育种实践的发展历史、现状及发展趋势进行了综合评述。认为重塑株型、利用亚种间杂交优势、使株型与优势相结合是当前水稻超高产育种的主要方向。新株型的共同特点是株高增加;分蘖数减少,成穗率提高,大穗;生物产量与经济系数并重。实践证明,通过籼粳稻亚种间杂交或地理远缘杂交创造中间材料或特异种质资源,经回交或复交进行优化性状组配,是选育超高产品种切实可行的途径。     

水稻叶型的类别及其与光合作用关系的研究

水稻的株型育种问题在我国已有一些研究,近年来各地又育成了一批株型较好的新品种,如沈农1033、桂朝2号、献党1号、赣化2号、皖稻1号、南粳35等。有关不同株型的水稻光合特性和粳稻叶型遗传的研究国内也有过报道。作者在对株高、分蘖习性及经济性状研究的基础上,本文着重报道水稻叶型的类别及其与光合作用的关系。     

水稻窄叶突变体nal7-2(t)的遗传分析和基因定位

叶是水稻进行光合作用的主要器官,其形态特征直接影响水稻的株型,进而影响产量的形成。本研究利用60Co-γ辐射诱变籼稻9311获得了1份叶片宽度发育异常的窄叶突变体:nal7-2(t)。农艺性状调查显示,与野生型9311相比,nal7-2(t)有效分蘖极显著增加,叶宽、株高、千粒重和结实率极显著降低。组织切片和显微观察发现,nal7-2(t)叶形变窄是由于大维管束和小维管束的数目减少。遗传分析结果表明,nal7-2(t)的表型受一对隐性核基因控制。基因定位结果表明,nal7-2(t)位于第7号染色体长臂约370kb范围内。     

甘蓝型油菜主要株型和产量性状的综合分析

优化株型、提高产量是当前油菜产业发展的关键。以130份甘蓝型油菜育种亲本为研究材料,对10个株型性状和5个产量性状进行田间考查,通过表型相关分析、通径分析、主成分分析研究油菜株型性状与产量及产量性状之间的关系,明确甘蓝型油菜单株产量形成的主要决定因子。结果表明:130份材料主要株型和产量性状存在丰富的变异, 15个性状变异大小依次为二次分枝数单株产量全株角果数一次有效分枝高度顶端分枝角主花序有效角果数每角粒数=基部分枝角一次分枝数中部分枝角=主花序长度千粒质量角果长角果宽株高。相关分析表明:15个性状间多数存在显著相关,产量性状中全株角果数与单株产量相关性最大(0.834)。株型性状中株高(0.326)、一次分枝数(0.333)、二次分枝数(0.382)和角果宽(0.208)与单株产量关系比较密切。通径分析表明:对油菜单株产量正向直接效应最大的产量性状是全株角果数(0.786),对油菜单株产量的正向直接效应最大的株型性状是株高(0.021)和顶端分枝角(0.021)。株高、一次分枝数、二次分枝数、顶端分枝角和基部分枝角通过全株角果数对单株产量的间接效应较大。主成分分析共获得了6个主成分,分别为分枝角度因子、全株角果数因子、株高因子、主花序因子、角果宽因子、角果长因子。主成分综合评价将130份材料划分为4类,其中综合性状优良的有12份材料,对育种家改良油菜株型有一定借鉴意义。     

宁夏枸杞、黑果枸杞及其杂种域带植株个体叶片和果实性状变异

本研究以宁夏枸杞、黑果枸杞及其杂种域枸杞为材料,分析了三个物种植株个体、叶片和果实性状变异情况。结果表明：宁夏枸杞的株高、东西冠幅、叶长、叶宽、果实纵径、果柄长均最高或最大,且其株型、叶片表型和果型性状平均变异系数均最小。其次是杂交带个体,其株高、冠幅、叶宽、叶形指数、果实纵径、果形指数和果柄长均处于黑果枸杞和宁夏枸杞之间,且其株型和叶片表型性状平均变异系数均最大。     

不同环境条件下水稻株高的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SSR标记的连锁遗传图谱和(培矮64s/Nipponbare)F2、F2∶3群体的180个单株(株系)对水稻的株高性状进行了2年2点的QTL定位分析。2年2点共检测到8个QTL分别位于第1、2、3、4、5、7、10染色体,表型贡献率6.9%～47.7%。F2群体(成都试点)共检测到6个QTL,分布在第1、1、3、4、5、7染色体上,F2∶3群体(海南试点)共检测到4个QTL,分布在第1、2、4、10染色体上,其中位于第1、4染色体上的qPH1-2和qPH4为重复检测到的QTL。对所定位QTL的价值、用QTL定位预测基因的功能等进行了探讨。     

表型检测中用于小麦株型研究的快速三维重建方法

植物表型自动化检测技术在农业研究和作物育种的过程中发挥了重要作用,但目前受限于二维技术三维特征很难被提取。株型是影响多分蘖作物产量的重要表型特征之一,它包括分蘖数、分蘖角、和茎粗等参数。传统方法中获取这些特征参数需要大量的人工测量,而人工测量具有耗时,主观性强,不准确等缺陷,因此用人工的方法进行大批量的表型分析是不现实的。为了使作物育种研究中株型参数提取实现自动化,提出一种用于高通量植株株型性状参数获取的快速三维重建方法,为了提高重建效率,研究中使用了图形处理单元(GPU)并行处理技术,在统一计算设备架构(CUDA)下进行重建的并行计算,使单株重建时间缩减到10秒左右,适合使用于高通量表型检测平台。     

利用水稻F_2群体对其抽穗期和株高的QTL定位

利用遗传作图群体对水稻抽穗期和株高进行QTL定位,以明确控制性状的基因,揭示性状的遗传机制。将粳型品种月之光与籼型品种明恢63杂交(月之光×明恢63),获得一个含189个家系的F2遗传作图群体;利用该群体建立含127个SSR标记的遗传连锁图谱,图谱覆盖12条染色体,连锁群总长度2 123cM,标记间平均距离16.7cM。F2群体抽穗期和株高均表现为连续的数量变异,呈正态分布,且出现明显的双向超亲分离,抽穗期和株高之间呈现极显著的正相关。以QTL作图软件Cartgrapher 2.5对F2群体抽穗期和株高性状进行了QTL定位分析,共定位到4个与抽穗期相关的QTLs,分别分布于第1、6、8、12号染色体上,第8号染色体上的qHD8 LOD值为10.70,贡献率达48.0%,是主效基因,与已克隆的DTH8在相近位置,可能是DTH8。定位到4个与株高相关的QTLs,分别位于第1、3、8、12号染色体上,表型贡献率为6.3%～21.1%,第1号染色体上检测到的qPH1能解析21.1%的表型变异,是主效基因,位于矮秆基因sd1附近,可能是sd1。定位到的这些QTLs是进行分子标记辅助选择改良相应性状的候选基因位点。     

大豆不同性状与产量的相关性及主成分分析

以48个大豆品种为材料,对供试品种的株高、主茎节数、茎粗、分枝数、有效分枝数5个株型性状和株生物量、主茎荚数、单株荚数、百粒质量、虫蚀数、单株粒数、单株产量7个产量性状与产量间的关系进行相关分析和主成分分析。结果表明,株型性状与单株产量的相关性从大到小为茎粗、有效分枝数、株高、分枝数和主茎节数;产量性状与单株产量的相关性从大到小为株生物量、单株粒数、单株荚数、虫蚀数、主茎荚数和百粒质量;48个供试品种的12个指标中可提取出前4个主成分,这4个主成分为产量因子、株型因子、籽粒因子及籽粒因子Ⅱ,各株型性状与产量性状在不同主成分中的贡献不同。     

水稻分蘖角度的研究进展

水稻株型在育种上具有极其重要的意义,而水稻分蘖角度是创新水稻株型的重要因素之一。本文综述了水稻分蘖角度的不同分类、调控机制以及国内外对水稻分蘖角度基因的遗传分析、定位和克隆。     

不同生态环境下陆地棉株型性状与皮棉产量的关系

【目的】研究不同生态环境下陆地棉株型性状与皮棉产量的关系,可以为通过株型选择实现棉花的生态穿梭育种提供理论依据。【方法】本研究以百棉1号和TM-1形成的陆地棉重组自交系群体为材料,在山西运城(环境Ⅰ)和河南新乡(环境Ⅱ)2个不同的生态环境下,对陆地棉株型性状与皮棉产量进行了变异、相关、通径和回归分析。【结果】相比株型性状,皮棉产量更易受环境影响;不同环境下总果枝数和有效果枝数与皮棉产量均呈显著正相关;不同环境下株高和有效果枝数对皮棉产量均具有正向直接通径作用,在环境Ⅰ株高的贡献最大,在环境Ⅱ有效果枝数的贡献最大;回归分析进一步证明不同环境下有效果枝数对皮棉产量均有正向显著影响,在环境Ⅰ可通过选择总果枝数和有效果枝数促进高产,在环境Ⅱ可通过选择株高和有效果枝数促进高产。【结论】株高、总果枝数和有效果枝数对皮棉产量的贡献较大,但在不同环境中要注意选择的偏重性。