水稻耐辐射损伤的QTL分析

利用水稻品种珍汕97B/密阳46所构建的RIL群体及其遗传图谱, 以350和550Gy γ射线辐照成熟种子,以相对发芽率和相对成苗率作为考察其耐辐射损伤指标,进行QTL加性效应和上位性效应分析。结果表明,RIL群体受不同剂量辐照后,株系间表现出耐辐射损伤的差异。350Gy剂量处理共检测到2个耐辐射的加性效应QTL,其中qRR(g)8-1（相对发芽率为指标）有效基因来自于父本,其遗传贡献率为653%;qRR(s)2-2（相对成苗率为指标）有效基因来自于母本,其遗传贡献率为1281%。550Gy剂量处理共检测到4个耐辐射的加性效应QTL,其中以相对发芽率为指标,检测到的qRR(g)1-2和 qRR(g)8-2,其有效基因分别来自于母本和父本,共可解释1438%变异;以相对成苗率为指标,则检测到qRR(s)5-2和qRR(s)10,共解释1965%变异。在不同剂量处理下,还检测到9对双基因相互作用。比较表明,水稻耐辐射损伤的QTL表达可能与辐照剂量有关。     

水稻芽期耐冷性的QTL分析

本研究以98个Nipponbare／Kasalath／／Nipponbare回交重组自交家系（backcross-inbred lines,BILs）组成的群体为材料,进行水稻芽期耐冷性数量性状基因座的检测和遗传效应分析。25℃正常条件下水稻发芽7d,芽长5～10cm,5℃低温处理10d,之后升温至25℃,缓苗10d,调查活苗率,并以活苗率作为芽期耐冷性的表型值,分析亲本和98个BILs的芽期耐冷性表现。采用Windows QTL Cartographer 1．13a软件的复合区间作图法,共检测到4个苗期耐冷性数量性状基因座（quantative trait locus,QTL）,分别位于第3、第7和第12染色体上,命名为qSCT-3-1、qSCT-3～2、qSCT-7和qSCT-12。4个QTL的加性效应分别为11．16、11．14、-8.8和-14．59,可解释表型变异的12．11％,12．66％,6．82％和15．86％。     

水稻苗期耐冷性状的QTL分析

水稻的低温冷害是世界性问题,在日本、韩国、美国和中国等大部分高纬度、高海拔地区尤为突出,是影响粮食产量的主要因素之一。25～35℃是水稻幼苗生长的适宜温度,但中国南方早稻播种后,幼苗生长期的温度一般低于20℃,尤其遇上3月、4月的倒春寒天气后,往往导致秧苗黄叶、生长迟缓,     

控制水稻抽穗期和株高的QTL的定位及遗传分析

抽穗期（headingdata,HD）和株高（plantheight,PH）是水稻（Oryza sativaL.）非常重要的农艺性状。本研究利用金23B（Jin23B）和青谷矮1号（QGA-1）构建的BC3F1群体及其衍生的BC3F2群体通过分子标记定位水稻抽穗期和株高的QTL（quantitativetraitlocus）。构建的遗传连锁图包含105对SSR标记和8对InDel标记,图谱较好地覆盖了水稻12条染色体。两年来共定位到了9个抽穗期相关QTLs,6个株高相关的QTLs,其中抽穗期和株高最大效应都来源于第7染色体。抽穗期QTLqHD7-3在2011年LOD为37.07,可以解释的表型贡献率为41.05%,加性效应为11.68;株高QTLqPH7-2在2011年LOD为43.73,可以解释的表型贡献率为54.17%,加性效应为21.60;2012年LOD为42.66,可以解释的表型贡献率为54.39%,加性效应为19.95。qHD7-3和qPH7-2位于同一区域RM214-RM5543之间,Ghd7也位于这一区间,该QTL可能是Ghd7的等位基因。抽穗期QTLqHD2定位于第2染色体上标记ZH282和RM71之间,在两年内都能检测到,其LOD值分别为4.56和4.99,可解释的表型贡献率分别为4.31%和7.99%。株高QTLqPH4定位于第4染色体上标记RM241和RM317之间,其两年内的LOD分别为2.89和2.67,解释的表型贡献率为9.42%和8.78%。抽穗期QTL qHD2和株高QTL qPH4所定位的区间没有相关的基因或QTL报道,这两个QTL可能含有控制抽穗期和株高的新基因。本研究通过遗传定位证明了株高和抽穗期是由主效QTL和微效QTL共同控制的,并发掘了新的抽穗期和株高的QTL,为育种家利用分子标记辅助选择培育新品种提供更多的选择。     

控制水稻耐光氧化特性的QTL定位

利用"Lemont"和"Dular"水稻杂交后代单粒传衍生的123个F12家系所组成的重组自交系(Recombinant inbred 1ines.RILs)群体及其含97个SSR标记的连锁图谱,以耐性指数(T)和敏感性指数(S)为测定指标,应用WinQTLcart 2.5定位软件,采用复合区间作图法对2个性状进行定位分析.结果表明,在RIL群体中,2个性状呈连续分布,受微效多基因控制,并且各性状均存在一定数量的超亲遗传类型.2个性状共检测到11个QTL,各QTL的LOD值为2.02～5.07,贡献率为6%～23%.其中在第1、2、3、6、8染色体上检测到控制耐性指标的7个QTLs,贡献率为6%～19%;在第1、3、5、8染色体上检测到控制敏感性指标的4个QTLs,贡献率分别为19%、23%、6%和7%;分别在第3、8染色体的相同区间内(RM85～RM468和RM408～RM250)检测到2个性状的QTLs,这很好地解释了2性状之间存在着极显著负相关性即存在一因多效现象(Pleiotrophic effect).     

不同水分条件下水稻苗期根系性状的QTL分析

以超级杂交稻协优9308(协青早B/中恢9308)衍生的234个重组自交系(RIL)为材料,在正常水分和20%聚乙二醇(PEG-6000)模拟水分胁迫处理下对水稻苗期最长根长、总根长、根表面积、根体积、根平均直径、根尖数、根鲜重和根冠比进行QTL定位分析。采用复合区间作图法,共检测到影响8个根部性状的21个QTL,单个QTL可解释的表型变异介于4.80%～11.35%。其中,正常水分条件下检测到7个QTL,分布在第2、3、9、10、11染色体上;水分胁迫条件下检测到14个QTL,分布在第2、3、5、6、9染色体上。不同水分条件下检测到的QTL位点差异很大,表明不同水分条件下的遗传机制不同。在第3和第6染色体上各检测到1个根部性状的QTL簇,尤其在第3染色体RM6283-RM7370区间发现苗期根系性状与抗旱性及产量相关性状之间存在连锁关系,利用这些QTL紧密连锁的分子标记进行辅助选择,可望同时对多个相关性状进行遗传改良。     

小麦株高发育动态QTL定位及其与水分环境互作遗传分析

株高是影响小麦产量的重要农艺性状,对生境水分极为敏感。为探讨小麦不同发育时期株高数量性状遗传与水分环境互作,本研究利用抗旱性强的冬小麦(Triticum aestivum L.)品种陇鉴19与水地高产品种Q9086杂交,重组近交系(RIL)群体120个株系为供试材料,测定两试验环境(甘肃镇远和兰州)雨养(干旱胁迫,DS)和灌溉条件下不同发育时期株高,采用条件复合区间作图法进行株高发育动态数量遗传位点(quantitative trait loci,QTL)分析。共检测到26个条件加性QTL(A-QTL)和56对上位性QTL(AA-QTL)。在A-QTL中,Qph.acs-1A-1、Qph.acs-4B-2、Qph.acs-5A-1、Qph.acs-5D-1、Qph.acs-6B-2和Qph.acs-7D-1在开花期前能重复表达,且有相对较高的贡献率(H2(A))(7.39%~31.04%)。AA-QTL主要由非显著加性效应的位点间互作形成,贡献率(H2(AA))在1.38~24.27%之间,这些AA-QTL效应对后期株高有显著影响。有61.54%的A-QTL和58.93%的AA-QTL分别参与了水分环境互作,在雨养条件下普遍具有降低株高的效应。条件A-QTL的加性效应在拔节期最大,随后逐渐降低,更多的体现出上位性效应。说明控制小麦株高发育的数量性状基因易与水分环境发生互作,且在小麦不同发育阶段有不同的时空表达模式。本研究结果可为小麦抗旱遗传研究与分子改良提供基础资料。     

水稻苗期生长对缺磷响应的QTL定位

缺磷是抑制全球水稻产量主要因素之一。本研究利用Asomonori（粳型）/IR24（籼型）杂交重组自交株系,对5个水稻苗期性状（相对苗高、相对根长、相对根重、相对苗重以及相对总重）在缺磷条件下的响应QTL进行定位。共检测到20个水稻苗期生长对缺磷响应的QTL位点,分别位于第1（4QTLs）、第4（4QTLs）、第5（2QTLs）、第7、第8（4QTLs）、第9（2QTLs）、第11（2QTLs）和第12号染色体上,其中13个QTLs位于与C3029C、XNpb302、C621B、C621C、R2976和C1263分子标记紧密连锁的6个基因组区域上。另外,每个性状均能从双亲中检测到正负效应QTL位点,这些能解释重组自交系群体中出现超亲和连续分布的现象。本文主要报道了水稻第5、第7和第11染色体上存在水稻苗期生长对缺磷响应的QTL位点。研究表明,该结果及其中检测到的QTLs两侧的连锁分子标记可用于水稻苗期耐低磷性分子育种。     

铝胁迫下磷对水稻苗期生长的影响及水稻耐铝性与磷效率的关系

选用两个耐铝性差异较大的水稻品种武运粳7号(耐铝品种)和扬稻6号(铝敏感品种)作为实验材料,利用水培铝-磷交替处理试验研究了磷对水稻铝胁迫下苗期生长的影响及水稻耐铝性与磷效率之间的关系。结果表明,从水稻铝-磷交替处理下的生物量和根系形态等指标来看,P缓解了Al对两个水稻品种的毒害作用,且对敏感品种扬稻6号的缓解作用更加明显。铝-磷交替处理下,武运粳7号的体内磷含量显著高于扬稻6号的,而根部铝含量显著低于扬稻6号,因此武运粳7号体内的P/Al显著高于扬稻6号;同时,虽然两个品种间根表及根自由空间中Al浓度没有差别,而武运粳7号根表及根自由空间中P浓度显著高于扬稻6号,表现出耐铝品种更强的质外体解铝毒能力,这可能与武运粳7号较强的磷吸收效率有关。此外,与耐铝品种武运粳7号相比,铝敏感品种扬稻6号虽然磷吸收效率低,但利用效率高,即两个水稻品种的耐铝性与水稻的磷吸收效率和利用效率不一致,这为酸性土壤水稻育种提供了理论基础,即选育适应酸性土壤的水稻基因型不仅要关注其耐铝性还要关注其磷利用效率。     

UV-B辐射增强下水稻苗期硅营养性状的QTL定位及其与环境互作效应分析

以"Lemont"和"Dular"杂交建立的包含123个家系的水稻重组自交系(RILs)群体为材料,选用水稻根系硅吸收能力和叶片硅利用率为指标,进行水稻硅营养遗传性状QTL定位,并分析其与UV-B辐射增强的互作效应。结果表明,控制水稻叶片硅利用率的4个加性QTL分别在第2、3、10染色体上,而控制根系硅吸收能力的1个加性QTL位于第11染色体上。QTL与UV-B辐射互作分析发现2对控制根系硅吸收能力和3对控制叶片硅利用率的基因×环境上位性QTL,其中只有1对控制根系硅吸收能力的QTL效应值较大。说明水稻这两种硅营养性状中,根系硅吸收能力较叶片硅利用率受UV-B辐射影响大,在抗UV-B辐射育种中以叶片硅利用率为水稻硅营养遗传选择的指标具有较高效率。     

水稻苗期不同阶段与低氮耐性相关的QTL分析

以超级杂交稻协优9308(协青早B/中恢9308)的重组自交系(R IL)为材料,通过溶液培养试验检测苗期不同阶段与低氮耐性相关的数量性状基因座(QTL)。结果共检测到14个QTLs,单个QTL可解释的表型变异为7.13%1~3.03%。其中,处理后15 d检测到6个QTLs,分别位于第1、7、1、7、10和11染色体上;处理后30 d检测到8个QTLs,分别位于第3、8、3、10、3、8、10和4染色体上。处理后15 d,在第1染色体RM297-RM212区间检测到同时控制相对冠干重和相对总干重的QTL,与氮循环有关,此染色体区域可能富含关键的氮代谢基因。定位结果表明,两个时间检测出的低氮耐性QTL的差异表达与水稻不同发育阶段基因的时空表达密切相关,从而反映在低氮耐性位点的差异上。     

Responses of aerobically grown iron chlorosis tolerant and susceptible rice (Oryza sativa L.) genotypes to soil iron management in an Inceptisol

Iron deficiency is a serious nutritional disorder in aerobic rice, causing chlorosis, poor yields and reduced grain nutritional quality. The problem can be managed by complementing the use of Fe-efficient plant type with a suitable Fe management strategy. In the present paper, we report the effect of eight iron management practices to resolve the problem of iron (Fe) chlorosis through the use of an iron deficiency tolerant (IDTR) and iron deficiency susceptible (IDSR) rice genotype, i.e. Pusa 33 and ADT 39, respectively. Fe deficiency tolerance of these genotypes was related to the root release of PS which enabled a higher uptake of Fe in the IDTR than the IDSR under Fe deficiency. In general, IDTR performed better than the IDSR as evident from a significant increase in total iron, active iron, chlorophyll content and grain and straw yield. IDSR produced the highest grain and straw yield under slow iron release nano clay complex source. Grain Fe content of the IDTR and IDSR increased by 18.9 and 13.4%, respectively, under recommended dose of Fe. The results identified the most effective soil management strategies for the alleviating Fe deficiency chlorosis and improving Fe nutrition of both IDTR and IDSR genotypes.