宁春4号与河东乌麦杂交F2:5家系的籽粒品质性状及其QTL分析

【目的】分析宁春4号与河东乌麦间杂交F_2:5家系的籽粒品质性状及其重要QTL,为宁夏小麦品质性状的遗传改良提供优异资源。【方法】以主要籽粒品质性状差异较大的宁春4号与河东乌麦及其杂交的248个F_2:5家系为材料,利用方差分析、相关分析、聚类分析和复合区间作图等方法对12个籽粒品质性状及其重要QTL进行研究。【结果】12个籽粒品质性状在F_2:5家系中均出现明显分离,其中,水分含量、吸水率、沉降值、稳定时间和硬度指数的群体平均值均超过高亲亲本,超高亲比例为59.27%~92.74%;粗蛋白含量、湿面筋含量、出粉率和形成时间的群体平均值介于双亲之间,超中亲比例为42.34%~50.81%,超高亲比例为12.50%~27.42%;降落值、拉伸面积和容重的群体平均值均低于低亲亲本,超中亲比例为1.61%~33.87%,超高亲比例为1.61%~31.05%。基于籽粒品质性状的测定结果,在欧氏距离为13时,可将248个家系分为六大类群,其中,类群Ⅱ平均湿面筋含量（32.16%）和降落值（363.55 s）最高,类群Ⅲ平均粗蛋白含量（14.89%）、吸水率（62.88%）、拉伸面积（152.28 cm2）、容重（779.20 g/L）、形成时间（4.15 min）和硬度指数（69.93）均居首位,类群Ⅴ平均水分含量最低（11.68%）、稳定时间最长（13.16 min）,类群Ⅵ平均出粉率（68.86%）和沉降值（41.31 mL）最高。利用69个SSR分子标记构成的39个区间共检测到68个籽粒品质性状QTL,其中,与水分含量、粗蛋白含量、湿面筋含量、出粉率、吸水率、降落值、沉降值、拉伸面积、容重、稳定时间、形成时间和硬度指数相关的QTL数量分别有5、2、4、9、2、12、4、4、1、9、9和7个,分布在1A~7A、1B、2B、3B、6B、1D、2D、3D、6D和7D共16条染色体上,LOD值最大为3.03,表型贡献率为3.17%~43.81%,加性效应为-14.8275~15.3442,同时,1A、2A、4A、7A、2B、3B、6B、1D、2D、3D、6D和7D染色体上检测到多个籽粒品质性状QTL,表明这12条染色体存在QTL富集区。【结论】小麦的大部分品质性状属于多基因控制的数量性状,宁春4号与河东乌麦间杂交F_2:5家系中出现了较多超亲类型,其中类群Ⅲ为籽粒品质性状的最优类群。检测到的68个籽粒品质性状QTL可选择性地用于小麦品质性状的遗传改良。     

宁春4号×河东乌麦F_(2∶5)家系遗传图谱构建与籽粒蛋白质性状QTL分析

为适应宁夏回族自治区小麦绿色优质高效品种选育和产业提质增效的需求,以宁春4号与河东乌麦杂交后代的248个F_(2∶5)家系为材料,对其进行遗传图谱构建与籽粒蛋白质数量性状基因座(quantitative trait locus, QTL)分析,以期为该地区小麦蛋白质性状遗传改良提供育种中间材料和QTL。结果表明:用197个SSR(simple sequence repeats)标记构建了包括小麦21条染色体的分子遗传图谱,总长度为2 342.63 cM,标记间平均距离为11.89 cM;蛋白质性状在F_(2∶5)家系出现较大分离,粗蛋白质含量、湿面筋含量的群体平均值(分别为14.49%、30.96%)介于双亲该性状之间,稳定时间的群体平均值(10.86 min)均超过高亲;粗蛋白质含量、稳定时间、湿面筋含量的超中亲比例分别达50.81%、77.82%、50.00%,超高亲比例分别达21.77%、59.27%、22.98%;籽粒蛋白质性状3个指标间均呈极显著正相关(P﹤0.01)。利用22个标记共检测到36个籽粒蛋白质QTL,分别为14个粗蛋白质含量QTL、6个稳定时间QTL和16个湿面筋含量QTL,涉及1A、2A、3A、5A、7A、1B、2B、6B、1D、2D、3D、4D、5D、6D、7D等15条染色体,36个QTL的连锁系数(LOD值)最大为14.9,表型贡献率为3%～6%,加性效应为-1.71～1.17,有11个标记所在的位点存在籽粒蛋白质性状QTL富集区。     

宁春4号与河东乌麦杂交F2代抗病性及分子标记鉴定

为给宁夏小麦抗病育种提供优异资源,以宁春4号、河东乌麦及其杂交F₂代331个单株为材料,进行了群体抗病性与分子标记鉴定。结果表明:宁春4号中感白粉病、条锈病和叶锈病,河东乌麦中抗至高抗白粉病、中抗条锈病和叶锈病。在F₂代分别鉴定出68、54、52个单株抗白粉病、条锈病、叶锈病,比例依次为20.54%、16.32%、15.71%,其中,50个单株同时抗白粉病和条锈病,44个抗白粉病和叶锈病,32个抗条锈病和叶锈病,29个抗白粉病、条锈病和叶锈病。在F₂代群体中检测到239个单株携带Pm16基因,22.59%携带该基因的单株表现田间抗白粉病;202个携带Yr2基因,16.83%携带该基因的单株抗条锈病;246个携带Lr24,17.07%携带该基因的单株抗条锈病;148个单株同时携带基因Pm16和Yr2,185个单株同时携带基因Pm16和Lr24,155个单株同时携带基因Yr2和Lr24,119个单株同时携带基因Pm16、Yr2和Lr24。新开发的6个SSR标记共检测到10个抗病性数量性状基因座(QTL),涉及2A、5A、3B、5D等4条染色体,加性效应为-0.15~0.08,对表型贡献率为2%~4%,连锁系数(LOD值)最大为10.40,其中,5A、3B和5D染色体存在抗病的QTL富集区。     

宁春4号与河东乌麦杂交F2代穗部性状分析及其重要QTL发掘

【目的】分析宁春4号与河东乌麦杂交F_2代的穗部性状,并利用SSR分子标记发掘其重要QTL,为宁夏小麦穗部性状改良提供理论参考。【方法】以宁春4号与河东乌麦杂交F_2代的331个单株为材料,利用方差分析、相关性分析、聚类分析和单标记回归分析等方法对5个穗部性状及其重要QTL进行定位研究。【结果】5个穗部性状在F_2代呈连续正态分布,符合多基因控制的数量性状的遗传特点。F_2代出现许多具有超亲性状的单株,穗长、总小穗数、结实小穗数、穗粒数和穗粒重的平均值分别为8.69 cm、18.01个、16.71个、33.07粒和1.19 g,超中亲比例分别达20.24%、44.71%、41.99%、34.14%和33.84%,超高亲比例依次为6.64%、18.73%、17.22%、34.14%和26.88%。5个穗部性状间均呈极显著正相关(P0.01),表明这些性状对产量的贡献均较大。基于穗部性状测定结果,在遗传距离为5 c M时,可将F_2代331个单株分为八大类群,其中,类群Ⅰ平均穗长最长(为9.96 cm)、穗粒数最多(49.25粒)、穗粒重最重(1.61 g),类群Ⅷ平均总小穗数和结实小穗数最多,分别为21.40和19.57个,表明类群Ⅰ和Ⅷ为穗部性状优异类群。利用19个SSR分子标记共发掘出36个与穗部性状相关的QTL,其中,穗长、总小穗数、结实小穗数、穗粒数和穗粒重QTL数量分别有15、6、6、5和4个,分布在2A、4A、5A、1B、2B、3B、5B、7B、5D、6D和7D等11条染色体上,加性效应为-0.72～1.57,表型贡献率为2%～9%,LOD最大值为23.90,其中,4A染色体上检测到穗长、穗粒数和穗粒重QTL,5A染色体上检测到穗长、总小穗数和结实小穗数QTL,1B和5D染色体上均检测到穗长、总小穗数、结实小穗数、穗粒数和穗粒重QTL,2B染色体上检测到穗长、总小穗数、结实小穗数和穗粒重QTL,7B染色体上检测到穗长和总小穗数QTL,表明4A、5A、1B、2B、7B和5D等6条染色体存在QTL富集区。【结论】小麦杂交F_2代遗传性状处于高度分离,蕴藏着最大的数量遗传信息,为相关穗部性状分析及QTL发掘提供了可靠的遗传群体,检测到的36个QTL可用于小麦穗部性状的遗传改良。     

宁春4号与河东乌麦杂交F2产量相关性状和抗病性及其QTL分析

在明确宁春4号与河东乌麦各自遗传性状的基础上,以宁春4号与河东乌麦杂交F_2群体的331个单株为材料,进行产量相关性状、抗病性及其QTL分析,以期为宁夏回族自治区小麦遗传改良提供基因资源。结果表明,产量相关性状在F_2群体均出现较大分离,有效分蘖数、经济系数的群体平均值分别为7.05个、0.37,均超过高亲亲本(分别为6.31个、0.31),超高亲比例分别达57.40%、75.23%;穗粒数、穗粒质量的群体平均值分别为33.07粒、1.19 g,均低于低亲亲本(36.49粒、1.22 g),超中亲比例分别达34.14%、33.84%,超高亲比例分别达34.14%、26.88%。类群Ⅰ的平均穗粒数最多(49.25粒)、穗粒质量最高(1.61 g),类群Ⅴ的有效分蘖数最多(14.50个),类群Ⅶ的经济系数最高(0.46),为优异产量相关性状类群。有效分蘖数与穗粒数、穗粒质量,穗粒数与穗粒质量、经济系数,穗粒质量与经济系数均呈极显著正相关。分别有9.97%、0.91%、0.60%的单株表现为高抗白粉病(1～2级)、条锈病(1级)、叶锈病(1级),10.57%、15.41%、15.11%的单株表现为中抗白粉病(3～4级)、条锈病(2级)、叶锈病(2级),79.46%、83.69%、84.29%的单株表现为感白粉病(5～8级)、条锈病(3～4级)、叶锈病(3～4级)。有15.11%的单株同时抗白粉病、条锈病,13.29%的单株同时抗白粉病和叶锈病,9.67%的单株同时抗条锈病、叶锈病,8.76%的单株同时抗白粉病、条锈病、叶锈病。利用新开发的13个SSR标记共发掘出25个产量相关性状和抗病性相关QTL,涉及2A、4A、5A、1B、2B、3B、5D、6D、7D等9条染色体,加性效应为-0.19～1.57,表型贡献率为2%～9%,LOD值最大为23.40。其中,4A、5A、1B、3B、5D、6D染色体存在产量相关性状和抗病性QTL富集区。     

宁春4号×河东乌麦F6:7家系籽粒蛋白质性状及候选基因分析

【目的】对宁春4号和河东乌麦杂交、自交F_6:7家系进行籽粒蛋白质性状及候选基因分析,以期挖掘与籽粒蛋白质性状相关的基因,为小麦籽粒蛋白质性状遗传改良提供理论参考。【方法】以蛋白质性状差异较大的2个亲本(宁春4号和河东乌麦)及其杂交、自交的551个F_6:7家系为材料,对小麦籽粒蛋白质性状(粗蛋白含量、湿面筋含量和沉降值)进行方差分析、相关分析及聚类分析,通过高、低值株系转录组测序,对差异表达基因(DEGs)进行功能注释及信号通路富集分析,并鉴定籽粒蛋白质性状相关基因。【结果】籽粒蛋白质相关性状在F_6:7家系中均出现明显分离,分布均呈连续正态分布。粗蛋白含量、湿面筋含量和沉降值的平均值分别为15.64%、33.31%和39.06 mL,介于双亲该性状值之间,其中,超中亲比例为29.04%～77.31%,超高亲比例为7.08%～39.56%;变异系数排序为沉降值(10.99%)>湿面筋含量(6.07%)>粗蛋白含量(5.70%),且三者间呈极显著正相关(P<0.001)。551个F_6:7...     

宁春4号与河东乌麦杂交F2品质性状及其分子标记分析

在明确宁春4号与河东乌麦各自品质性状的基础上,以宁春4号与河东乌麦杂交F_2 331个单株为材料,进行品质性状及其分子标记分析,以期为宁夏回族自治区小麦品质性状改良发掘可利用的育种中间材料和QTL。结果表明,籽粒含水量、硬度、沉降值、蛋白质含量、面筋含量在F_2均出现较大分离,籽粒蛋白质含量、面筋含量、硬度、沉降值的群体平均值分别为14.71%、32.03%、50.98%、34.77 mL,均超过高亲亲本(依次为12.72%、24.06%、48.64%、17.96 mL),超高亲比例分别达82.94%、90.48%、66.27%、99.60%;含水量的群体平均值(10.72%)介于高亲亲本(10.75%)与低亲亲本(10.01%)之间,超中亲比例达77.78%,超高亲比例达46.63%。蛋白质含量分别与面筋含量和沉降值、含水量与硬度、面筋含量与沉降值均呈极显著正相关。类群Ⅱ、Ⅲ的蛋白质含量、面筋含量和沉降值均较高,为优质类群。利用分子标记检测到携带Bx17、Psy-A1基因的单株分别为233、294株,同时携带Bx17和Psy-A1基因的单株为206株;利用新开发的5个SSR标记共发掘出8个品质性状QTL位点,涉及5A、1B、5B、7B、5D等5条染色体,加性效应为-2.93～1.86,表型贡献率为3%～5%,LOD值最大为9.40,其中,1B和5D染色体存在品质性状QTL富集区。     

蓝塘×长白猪F2资源群1、4和8号 染色体活体性状的QTL定位

 【目的】鉴定影响猪重要经济性状的QTL。【方法】利用中国地方猪种蓝塘猪（16头母猪）与外来品种长白猪（8头公猪）建立了资源家系,对257头F2代个体的11个活体性状进行测定。根据美国肉畜中心（USDA-MARC 2.0）公布的猪连锁图谱,在1、4和8号染色体上大约每间隔10—20 cM选择一个微卫星标记,共21个标记,采用ABI 377 DNA序列分析仪进行微卫星基因分型,运用QTL Express 软件包在http://latte.cap.ed.ac.uk网站在线分析,进行QTL定位分析。【结果】体高（body height,BodyHh）的QTL定位于SSC1的68 cM处,与标记SW2185（67.6cM）紧密联锁,达到染色体显著水平（P＜0.05）,解释表型变异的2.22%。体长（body length,BodyLh）的QTL定位于SSC4上的72cM处,位于标记SW839—SW0214,达到染色体显著水平（P＜0.05）。【结论】在猪1和4号染色体上分别检测到一个影响体高和体长的QTL,为今后的QTL精细定位、大片段功能基因的克隆分析、以及猪分子育种技术的应用提供参考依据。     

小麦F2:3家系抗旱相关性状的遗传变异分析

在正常灌溉和干旱胁迫两种环境条件下种植以敏感型品种偃展2号和抗旱型品种石4185为亲本构建的402个F2:3家系群体.在正常灌溉和干旱胁迫两种环境条件下,应用该群体研究了株高、穗长、穗茎节长、旗叶长、旗叶宽、小穗数、单株穗数、单株穗粒数、单株穗粒重9个数量性状的遗传特点.结果表明:两种环境条件下,F2:3家系各性状分离明显,且基本符合正态分布,表现为数量性状遗传特点,是一个较为理想的QTL作图群体.但F2:3家系内各性状都存在不同程度的差异,单株穗数、单株穗粒数、单株稳粒重在正常灌溉和干旱胁迫两种条件下差异较大,表明受环境条件影响大.株高、穗长、穗茎节长在正常灌溉和干旱胁迫两种条件下差异较小,表明受环境条件影响小.     

弱筋小麦农艺性状与籽粒蛋白质含量的相关性分析

2004~2005年在河南农业大学科教园区,以豫麦50、太空5号、宁麦9号、安98005、郑麦004为材料,研究了不同弱筋小麦农艺性状与籽粒蛋白质含量的相关性。结果表明,穗粒数对籽粒蛋白质含量影响最大,直接通径系数为-0.936;其次为穗长、穗下节长、每穗小穗数、株粒重,而且直接通径系数都是负值;除百粒重,其他农艺性状对籽粒醇溶蛋白含量的相关性都在0.05水平相关;株高、有效分蘖、每穗小穗数、百粒重与籽粒谷蛋白含量在0.05水平相关,百粒重直接影响最大,为正影响,而株高、有效分蘖、每穗小穗数均为负影响。     

小麦株高的QTL分析

【目的】研究控制小麦株高的数量性状位点(QTL)。【方法】利用SSR和AFLP分子标记构建连锁图谱,在3种不同试验环境(2003~2004年北京、2004~2005年北京和河南安阳)下分析百农64×京双16组合的218个F2:3株系群体的株高。【结果】构建了由158个分子标记(100个SSR标记和58个AFLP标记)位点组成的遗传连锁图谱,覆盖了除1D连锁群外小麦全基因组的3 114 cM;检测到3个控制株高的QTL,分别位于2B、4D和6A染色体上,贡献率分别为7.3%~11.5%,7.4%~12.9%和5.7%~11.3%。【结论】3个株高QTL位点在不同环境下表现稳定,其紧密连锁的分子标记可用于矮秆、半矮秆小麦的标记辅助育种。     

不同类型小麦品种品质性状的生态变异

在江苏省6个小麦生态区，选用大面积推广的7个不同品质类型的专用小麦品种，研究了小麦籽粒品质性状的生态变异特点。结果表明：除籽粒淀粉含量不受环境主效应的影响外，其余各品质性状均受基因型和环境主效应以及二者互作效应的显著影响；籽粒蛋白质含量和面粉降落值受基因型和环境主效应的影响相近，而其余品质指标的基因型主效应明显大于环境效应。表明在江苏省优质小麦生产中，品质的遗传改良和深入的品质生态区划非常重要。不同品种在各生态点品质性状的表现趋势不同，可能导致品质区划结果不同，在品质生态区划研究中需引起重视。