玉米株型性状的QTL定位

理想株型是杂交种玉米育种的主要目标之一.该研究以玉米黄C×178 F2群体作为研究材料,采用SSR分子标记构建遗传连锁图谱.采用区间作图法对5个玉米株型性状进行了QTL定位.共检出11个QTLs,包括3个株高QTLs,分别可解释表型变异的8.7%,8.3%和9.0%;1个穗位高QTL,解释表型变异的13.4%;2个雄穗分枝数QTLs,分别可解释表型变异的8.2%和7.3%;4个茎粗QTLs,分别可解释表型变异的8.3%,15.9%,10.3%和6.8%,1个穗上叶平均叶向值QTL,可解释表型变异的11.1%.     

基于四交群体的玉米叶夹角和叶向值QTL定位分析

选育耐密紧凑株型是增加玉米单位面积产量的重要途径之一,而叶夹角和叶向值是衡量株型的重要参数。本研究选用叶夹角和叶向值存在差异的玉米自交系郑58、PH6WC、87-1和自330构建1个四交(郑58/豫87-1//PH6WC/自330)组合,以228个四交F1单株为作图群体,构建了1张含225个SSR位点,全长1 387.2cM的玉米分子标记遗传连锁图谱,标记间平均间距为6.19cM。基于四交群体应用区间作图法检测4个环境下的QTL,共检测到13个叶夹角相关QTL,分别位于第1、2、3、4、5、7和10染色体上,单个QTL可解释5.1%~20.0%的表型变异;检测到15个叶向值相关QTL,分别位于第1、2、4、5、7、8和9染色体上,单个QTL可解释5.4%~20.1%的表型变异。其中qLA-E2-2和qLA-E4-2落在同一标记区间umc1692-umc2297(bin 5.03),分别解释16.6%和13.2%的表型变异;qLO-E1-1、qLO-E3-2和qLA-E4-1落在同一标记区间umc1568-bnlg1953(bin1.02),分别解释10.1%、19.9%和12.3%的表型变异;qLO-E2-1和qLO-E3-1落在同一标记区间phi056-phi427913(bin 1.01),分别解释13.8%和10.0%的表型变异。这些多个环境共同检测到的QTL将为玉米耐密理想株型育种中叶夹角叶向值的分子标记辅助选择提供有益信息,加速耐密株型玉米品种的选育。     

玉米叶高点长等叶型性状QTL定位及上位性效应分析

以由综3×豫87-1衍生的一套包含223个家系的RIL群体为材料,通过3个地点的表型鉴定,借助由1 243个SNP标记构建的遗传连锁图谱对玉米叶高点长、叶长、叶宽和叶面积进行QTL定位及上位性效应分析。结果表明,4个叶型性状共检测到10个显著的QTL,这些QTL与环境的互作均未达到显著水平。在这些QTL中,调控叶高点长的q Lf5-1,q Lf8-1和调控叶长的q LL8-1,分别解释表型变异的7.20%,6.06%和6.39%,说明这3个主效QTL是调控叶型性状的重要位点。上位性效应分析共检测到6对位点间互作,互作效应为2.30%~7.39%,属于非显著QTL位点对互作,其中2对位点互作的上位性效应与环境互作效应显著,说明上位性互作效应在叶型性状的遗传中占有一定的比例,同时也受环境的影响。     

玉米株型主要性状作图群体分析

以优良玉米自交系豫82、沈137及其F1、F2:3家系为材料,测定株高、穗位高、叶长、叶宽、叶夹角和叶向值6个主要株型性状研究表明,亲本自交系在株型性状上存在明显差异。与自交系沈137相比,自交系豫82叶夹角小55.1%,叶向值大86.8%,穗位高低32.6%;后代F2:3家系间存在明显差异,各株型性状均呈连续变异、正态分布。这说明所选材料适合做QTL定位与分析的作图群体。     

玉米叶宽的QTL定位及全基因组选择分析

【目的】分析控制玉米叶宽的关键QTL位点，为选育具有理想株型的玉米奠定基础。【方法】以玉米自交系B73和郑58为亲本构建F_2∶3家系，采用液相48k探针捕获技术检测基因型，对多环境下玉米叶宽表型进行QTL定位和全基因组选择。【结果】叶宽在基因型、环境、基因型与环境的互作变异项都具有显著差异，遗传力为0.39。共检测到12个穗位叶宽相关QTL位点，分别位于第1、3、4、5、8和10号染色体，表型贡献率为3.75%～16.17%。位于bin 1.06和bin 5.01的2个QTL在多环境下被检测到，具有环境稳定性，其中位于bin 5.01的QTL为主效位点，可用于精细定位研究。当SNP标记个数为300、训练群体占总群体50%时即可得到较好的预测精度。【结论】玉米叶宽是由主效多基因控制的，全基因组选择可以加速玉米叶宽性状的选育效率。     

基于三维数字化的玉米株型参数提取方法研究

【目的】玉米株型参数获取是玉米精确化育种和栽培研究的重要环节,研究解决玉米株型参数获取中存在的测量标准不一致、测量精度低、数据难以可视化、算法提取参数精度低等问题具有重要意义。【方法】本文利用三维数字化仪获取玉米植株骨架结构,提出玉米茎、叶、雄穗和雌穗器官三维数字化获取标准规程。通过将植株三维数字化数据旋转至与Z轴正方向平行并平移至坐标系原点进行数据标准化,进一步根据三维数字化数据位置关系,结合各株型参数的定义实现了株高、叶片着生高度、叶片最高点高度、叶长、叶宽、叶展、叶倾角及叶方位角等主要株型参数的提取,同时提出一种新的玉米植株方位平面计算方法,通过构建植株方位平面与各叶方位角角度差绝对值之和作为目标优化函数,进一步对该L1优化问题进行迭代求解得到植株方位平面,当叶数量是偶数时,方法可以给出精确的方位平面区间,在此基础上,引入dev值作为评价植株叶相对植株方位平面偏离度的指标。【结果】利用6个品种吐丝期玉米植株三维数字化数据和人工测量参数数据进行株型参数提取方法验证。结果表明,方法提取的叶长、叶倾角、方位角误差较小,RMSE分别为3.44 cm、3.41°和8.23°,叶长和叶倾角的MAPE分别为4.06%和4.72%,叶宽因叶片在叶脉垂直平面上的曲线形态不一致导致误差相对较大,RMSE和MAPE分别为0.80 cm和7.21%。与传统负方向能量均值法相比,所提出新的玉米植株方位平面计算方法给出了玉米植株方位平面更确切的定量化描述,对于玉米株型的定量评价具有一定价值。【结论】基于三维数字化的玉米株型参数提取方法为玉米株型参数的提取与分析提供了一种精确、便捷、可视的技术手段,对于玉米株型表型组学、玉米功能结构模型及玉米株型优化研究具有重要作用。     

基于玉米F2：3 群体株型性状 的灰色关联度分析

以玉米F2:3群体株型性状为研究对象,采用灰色关联度分析法对影响玉米叶向值的主要株型性状进行分析。结果表明,穗上二叶挺直长、穗上一叶挺直长和穗上三叶挺直长与叶向值的关联度排在前3位,所有性状对叶向值的关联度顺序是:Lf2(0.9147)Lf1(0.9082)Lf3(0.906)EH(0.8996)L1(0.8856)LW3(0.8855)LW2(0.8854)L3(0.8812)LW1(0.881)L2(0.8772)PH(0.8691)LA2(0.8468)LA1(0.8444)LA3(0.841)。研究结果明确了玉米株型主要农艺性状对叶向值的影响,为株型育种、QTL定位及叶向值遗传机制等基础研究提供依据。     

玉米重组自交系群体在两种密度下株型性状分析

本研究以豫82×沈137衍生的一套190个F9家系RIL群体为材料,通过4 000株/亩和8 000株/亩两种密度对玉米9个株型相关性状的表型鉴定和比较分析。结果表明,随着密度的增加玉米自交系叶夹角、穗位高、株高、穗上节间距等4个性状平均值也随着增加,叶面积、叶片高点长、叶宽、叶长和叶向值5个性状平均值随之减小。     

玉米叶夹角QTL定位研究综述

提高玉米产量是育种工作者的目标,选育理想株型对于提高玉米产量至关重要。本文对株型与叶夹角的关系进行分析,对叶夹角QTL定位的研究进展进行了梳理,在此基础上,展望了以穗上叶为研究对象、进行多环境定位,以期找到在不同环境中稳定表达的"一致性QTL"。     

玉米穗三叶叶宽QTL定位及Meta分析

为了鉴定控制玉米穗三叶叶宽的主效QTL,以玉米自交系郑58和D863F为亲本,构建了包含241个家系的重组自交系群体,对河南原阳、西平以及海南乐东3个环境下的玉米穗三叶叶宽进行表型测定,利用215对SSR标记构建遗传图谱,对3个环境下的玉米穗三叶叶宽进行QTL定位研究。结果表明,郑58与D863F的穗三叶叶宽存在极显著差异,且RIL群体中穗三叶叶宽表现出连续变异,基本符合正态分布,属于典型的数量性状。3个环境下的穗三叶叶宽共定位到17个QTL,单个QTL解释表型变异率为5.30%～12.77%。其中,有3个QTL分别在2个及以上环境同时检测到,是控制穗三叶叶宽的主效QTL。通过Meta-QTL分析共得到12个mQTL,检测到的5号染色体上的qThiLW2-5位于mQTL5-1区段内,qFirLW2-6位于mQTL6-1区段内,qFirLW1-8、qFirLW2-8、qSecLW2-8位于mQTL8-1区段内。     

一个玉米叶夹角突变体的表型鉴定及遗传分析

玉米叶夹角是高密度育种的重要影响因子,与株型育种及产量高度相关;叶夹角相关QTL/基因的鉴定不仅有助于剖析叶夹角的遗传基础,也为玉米叶夹角及株型的遗传改良提供重要的分子靶点。以自交系‘LY8405’自然突变获得的突变体‘FU1603’为主要研究材料,开展叶夹角性状的表型鉴定、遗传分析及定位等试验。结果表明,与‘LY8405’相比,‘FU1603’穗三叶的叶夹角显著降低(P0.05),而且伴随有叶片卷曲等表型;且在植株的株型、穗部性状及籽粒性状上均发生了显著的改变(P0.05)。遗传分析表明‘FU1603’为一个单隐性核基因控制的突变体(χ~2值0.5)。采用BSA (Bulked segregant analysis)方法筛选到与突变位点紧密连锁的3个SSR标记C1-2、C1-16和C1-18,利用‘FU1603’与‘B73’自交系杂交产生的160个F_2单株开展了上述3个连锁标记的共分离分析;进一步利用此3个标记筛选后代重组交换单株,最终将控制叶夹角的突变位点定位在玉米第一染色体1.02 bin标记C1-18和C1-2之间9 Mb范围之内,为后续该位点的精细定位及克隆奠定良好的基础。     

惠民短枝富士叶面积测算方法研究

以惠民短枝富士苹果成熟叶片为试材,研究了叶长、叶宽、叶长×叶宽、叶长和叶宽、叶长和叶长×叶宽、叶宽和叶长×叶宽与叶面积的关系.结果表明,叶长、叶宽、叶长×叶宽、叶长和叶宽、叶长和叶长×叶宽、叶宽和叶长×叶宽与叶面积均呈正相关关系.叶长、叶宽、叶长×叶宽与叶面积之间的相关系数分别为0.9625、0.9579、0.9825,叶长和叶宽、叶长和叶长×叶宽、叶宽和叶长×叶宽与叶面积的复相关系数为0.9818、0.9827、0.9827,在0.01水平下达到了极显著水平.在此基础上建立了叶长(x_1)、叶宽(x_2)、叶长×叶宽、叶长和叶宽、叶长和叶长×叶宽、叶宽和叶长×叶宽与叶面积(y)之间的回归方程y=2.4602 x_1+6.8076、y=3.9318x_2+7.6062、y=0.2646x_1x_2+16.31、y=6.328872+1.351x_1+1.951x_2、y=15.6358+0.167x_1+0.247x_1x_2、y=17.14327-0.358x_2+0.288x_1x_2,6个回归方程均可用于测算惠民短枝富士苹果的叶面积,其中以叶长和叶长×叶宽与叶面积的二元回归方程测算结果更为精确.在具体应用中,可根据所要求的精确度进行选择.     

野生与栽培红河橙叶表型性状比较研究

对红河橙野生居群进行调查,研究红河橙栽培和野生居群叶表型多样性,采用方差分析等方法对红河橙13个叶表型性状在群体内和群体间的变异进行探讨。结果表明:栽培居群有8个叶表型平均值大于野生居群居群,而野生居群有5个叶表型平均值稍大于栽培居群;居群内各个叶表型的变异程度不同,同一表型在不同居群间的变异程度也不同;翼叶长/叶总长在2个居群中的变异均最小;除翼叶宽度这个表型外,其余12个表型的变异系数均是栽培居群大于野生居群;大部分叶表型在居群间的差异极显著或显著,仅翼叶长/翼叶宽、本叶长/本叶宽、本叶宽/翼叶宽3个性状在居群间的差异不显著。     

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。     

基于四交群体的作物QTL定位研究进展

四交群体(Four-way cross population)是一种有效的QTL(Quantitative trait loci)检测群体.对四交群体下的玉米株型、耐密性、开花相关等性状以及棉花的株型、生理、产量、纤维品质等性状的QTL定位研究进展进行了综述,对玉米、棉花遗传育种具有重要意义.     

玉米叶夹角的遗传与分子调控研究进展

培育高产品种是玉米育种的主要目标之一,而叶夹角是株型选择进而提高产量的重要指标,对叶夹角的形成及相关基因的克隆和分子机理解析是开展耐密高产玉米品种选育的基础。从叶夹角对玉米生长发育的影响,叶夹角的形态建成、遗传基础、分子调控机制及QTL定位和基因克隆等方面归纳了国内外对玉米叶夹角的遗传与分子调控研究进展,总结现有研究存在的问题,初步提出未来玉米叶夹角的主要研究方向,为利用分子标记辅助选择培育耐密型品种,提高玉米产量潜力提供信息参考。     

紫薇遗传图谱构建及株型性状的QTL定位

紫薇是中国重要的木本观花植物,株型是其重要的观赏性状,但是目前尚未见关于其株型数量性状基因座(QTL)定位的研究。以紫薇金幌、堇秀构建的181个F₁代分离群体为研究材料,构建1张由36个连锁群组成的包含429个SSR标记位点的遗传连锁图谱,总遗传距离为1 998.81 cM,位点间平均距离为4.63 cM;LG1连锁群的遗传距离最大,为177.60 cM,LG27连锁群覆盖的遗传距离最小,为19.32 cM。基于区间作图法共检测到7个株型的QTL位点,其中控制株高的QTL位点有4个,解释4.32%～56.93%的表型变异;控制地径的QTL位点有2个,分别解释56.43%和59.02%的表型变异;控制分枝数的QTL位点有1个,解释54.60%的表型变异。本研究率先构建了基于功能分子标记的紫薇种内遗传连锁图谱,并定位了7个紫薇株型的QTL位点,可以解释4.32%～59.02%的表型变异。研究结果可为紫薇基因定位、基因克隆及分子标记辅助选择奠定基础。     

玉米雄穗主轴长和分枝数QTL定位

合理的雄穗结构在协调玉米株型、增加生物产量方面具有重要的意义，而雄穗结构的2个重要指标分别是雄穗主轴长和分枝数。本研究利用玉米雄穗主轴长和分枝数具有显著差异的自交系Y915和郑58构建重组自交系(RIL)群体，在连续自交6代后，利用高密度分子遗传图谱在3个环境(2020年春扬州、2021年春扬州和2021年夏镇江)对玉米雄穗主轴长(TL)和分枝数(TBN)进行QTL分析。结果共检测到6个雄穗主轴长QTLs,分布于1号、8号和10号染色体上，贡献了5.10%～14.63%的表型变异；4个雄穗分枝数相关性状QTLs,分布于1号、4号和6号染色体，贡献了5.69%～10.56%的表型变异。其中在多个环境下检测到qTBN1-1位点，并且此区间上还有1个控制雄穗主轴长的位点qTL1-1。本研究将为挖掘玉米雄穗主轴长和分枝数基因和分子标记辅助品种改良提供参考。     

栽培种花生株型相关性状的QTL定位

【目的】栽培种花生是世界范围内重要的油料作物和经济作物,其株型相关性状是典型的数量性状,亦是重要的农艺性状,与产量和机械化收获密切相关。对花生株型相关性状进行遗传分析和QTL定位,筛选与之紧密连锁的分子标记,有助于花生的品种保护和品种鉴别,为花生株型分子育种提供重要的理论依据。【方法】以直立型花生品种冀花5号和匍匐型M130为亲本构建的包含321个家系的RIL群体为研究材料,于2016—2018年分别在海南市、邯郸市、保定市和唐山市等7个环境下种植,各个环境均在收获时调查统计花生侧枝夹角、主茎高、侧枝长、株型指数和扩展半径等5个株型相关性状的表型值。同时,利用SSR、AhTE、SRAP和TRAP等分子标记扫描亲本及群体的基因型用于构建分子遗传连锁图谱。最后结合多年多点的表型数据,采用QTL Icimapping V4.2中的完备区间作图法(inclusive composite interval mapping,ICIM)对7个环境下的株型相关性状进行加性QTL和上位性QTL分析。【结果】构建了一张包含363个多态性位点的分子遗传连锁图谱,所有标记被分配到20条染色体和1个未知连锁群;...     

玉米株型性状与单株产量的遗传相关和通径分析

[目的]对玉米(Zea mays L.)株型性状与单株产量进行遗传相关分析和通径分析,明确各株型性状对产量的相对重要性。[方法]2005年对18个玉米品种的株高、穗位及棒3叶的叶长、叶宽、叶面积、叶夹角与单株产量的关系进行了分析和研究。[结果]在穗位保持有一定高度的前提下,应适当降低株高,着重对棒3叶长度的选择;在保证一定种植密度的前提下,应选择叶夹角大的玉米杂交种,以获得较高的产量。[结论]该研究可为玉米高产育种特别是为育种工作者田间选择鉴定提供可靠的依据。