水稻幼苗耐缺氧能力的QTL分析

利用粳稻品种秀水79与粳稻恢复系C堡及其衍生的247个重组自交系(RIL)和粳稻Nipponbare与籼稻Kasalath及Nipponbare/Kasalath//Nipponbare衍生的98个回交重组自交系(BIL)为材料,在缺氧胁迫和正常萌发条件下调查了萌发7d的幼苗芽鞘长度。以缺氧反应指数为衡量指标,对幼苗耐缺氧能力进行了QTL分析。RIL群体在第2染色体上检测到1个与SSR标记RM525紧密连锁的QTLqSAT-2-R,解释表型变异的8.7%;在第7染色体上检测到1个与RM418紧密连锁的QTLqSAT-7-R,解释表型变异的9.8%;增效等位基因均来自C堡。BIL群体检测到6个QTL,分布在第2、3、5、8、9和12染色体上,分别解释表型变异的16.2%、11.4%、7.3%、5.8%、9.5%和14.0%;其中qSAT-2-B、qSAT-3-B和qSAT-9-B增效等位基因来自Nipponbare。与qSAT-2-B紧密连锁的RFLP标记为C747,C747对应SSR标记RM1367;qSAT-2-R与qSAT-2-B相距7.2cM。     

水稻苗期氮素吸收利用效率的遗传分析

利用主基因 多基因混合遗传模型,对由韭菜青×IR26杂交和自交构建的一个由220个家系组成的重组自交系群体 (F8)的苗期吸氮能力和氮素生理利用率进行了遗传分析。水稻苗期硝态氮吸收能力、铵态氮吸收能力和氮素生理利用率均由两对主基因+多基因模式控制。硝态氮吸收能力的主基因遗传率为6320%,多基因遗传率为20.64%,两对主基因之间有加性和上位性效应;铵态氮吸收能力的主基因遗传率为55.67%,多基因遗传率为0.03%,两对主基因之间具有显性上位性效应;氮素生理利用率的主基因遗传率仅为19.47%,多基因遗传率达67.46%,两对基因之间具有重叠效应。对水稻氮高效利用品种的选育策略进行了讨论。     

特大粒水稻材料粒型性状的QTL检测

 利用特大粒粳稻TD70（2011年千粒重达80 g）和籼稻品种Kasalath杂交,经单粒传法获得的240个重组自交系（RIL）为作图群体,分别于2010年和2011年对粒长、粒宽、粒厚性状进行鉴定,用完备区间作图法,以均匀分布于12条染色体的141个SSR标记对粒型性状进行QTL检测。共检测到粒型性状的 QTL 18 个,分布于第2、3、5、7、9和12染色体上。其中,控制粒长的QTL 5个,控制粒宽的QTL 6个,控制粒厚的QTL 7个。两年间均能检测到的QTL有7个,分别为粒长QTL qGL3.1,粒宽QTL qGW2.1、qGW2.2、qGW5.1、qGW5.2,粒厚QTL qGT2.3、qGT3.1;其平均贡献率分别为56.19%、4.42%、29.41%、10.37%、7.61%、21.19%和17.06%。第2染色体RM1347-RM5699区间是粒长、粒宽、粒厚的共同标记区间。第3染色体RM6080-RM6832区间为粒长qGL3.1、粒厚qGT3.1共同标记区间。18 个QTL的增效等位基因均来源于大粒亲本TD70,且增效作用显著。定位的大部分位点包含已报道的精细定位和克隆的主要粒型基因;除第2染色体的qGW2.1（qGT2.1）、qGW2.3、qGL2.2和第12染色体的qGT12等位点已有粒型性状相关报道外,定位的qGT22,qGW9 和qGT9可能是新的QTL。     

不同年份水稻产量性状的QTL分析

分别于2005年和2006年利用热研2号（粳稻）和密阳23（籼稻）为亲本构建的含111个家系的F6和F7重组自交系群体,对单株穗数、每穗颖花数、每穗实粒数、结实率、千粒重和单株产量6个性状进行了QTL分析。两年共检测到分布于7条染色体上的19个QTL,其中2005年检测到10个,2006年检测到14个,两年相同的QTL 5个。大多数性状之间具有显著的表型相关性,相关性较强的性状之间具有较多共同或紧密连锁的QTL。检测到3个控制产量性状的QTL区域存在一因多效或紧密连锁,其中第8染色体上RM5556-RM331区域两年同时检测到控制每穗颖花数、每穗实粒数以及单株产量的QTL。这些QTL为通过分子标记辅助选择提高水稻产量提供了有用信息。     

水稻苗期抗旱性的QTL分析

利用251个株系组成的Maybelle/白叶秋的加倍单倍体群体,构建了由226个SSR分子标记组成的遗传图谱。通过两年抗旱棚苗期抗旱性鉴定,应用复合区间作图法和QTLNetwork2.0对水稻苗期抗旱性进行QTL定位及互作效应分析。利用前者在两年共检测到5个抗旱性相关QTL,分别位于第2、3、5、6和8染色体;而通过后者在第2、3、5和6染色体上也找到了抗旱性相关的QTL,并且通过两种方法检测到的第3、5、6染色体上的3个QTL所在区间吻合;还发现4个具有上位性的QTL。所有抗旱性QTL的加性效应均为正值,表明来自父本白叶秋的这些抗旱性位点可以提高水稻的抗旱性。     

水稻苗期耐热种质资源筛选及QTL定位

[目的]鉴定和筛选水稻极端耐热种质或基因,为培育耐高温水稻新品种提供技术支撑.[方法]以耐热等级和幼苗存活率为指标对不同类型水稻苗期耐热性进行鉴定评价,以筛选和鉴定耐热种质资源及主效QTL.[结果]不同类型水稻品种苗期耐热性存在明显差异,籼稻品种耐热性明显强于粳稻品种,籼稻和粳稻品种均存在极端耐热和极端敏感种质资源;共...     

利用籼粳交RIL群体对水稻耐寒性及再生力的QTL分析

 以粳糯稻糯89 1与籼稻蜀恢527构建的籼粳交F7代RIL群体169个家系为作图群体,构建了一张含105个微卫星（SSR）标记的分子连锁图谱。在5℃低温条件下,对亲本及RIL群体进行芽期耐寒性鉴定;在冬季自然低温条件下,对亲本及RIL群体进行再生稻桩越冬耐寒性鉴定;对亲本及RIL群体进行再生力鉴定。利用SSR标记对水稻耐寒性、再生力进行QTL检测。结果表明,水稻耐寒性和再生力在RIL群体呈连续分布,表现为数量性状遗传特征。共检测到控制芽期耐寒性的QTL 2个(qCtg3、qCtg5),分布在第3和第5染色体上,对表型变异的贡献率分别为75.57%和79.04%;检测到控制再生稻桩越冬耐寒性的主效QTL 1个（qCtr5）,在第5染色体上;检测到控制再生力的QTL 2个（qRa4、qRa5）,分布在第4和第5染色体上,对表型变异的贡献率分别为8.17%和7.09%。qCtg5、qCtr5和qRa5同时与第5染色体上标记RM153连锁,在分子水平上表明水稻芽期、越冬耐寒性与再生力具有相关性。     

水稻重要农艺性状的两年QTL剖析

 利用水稻汕优63（珍汕97 × 明恢63）重组自交系群体241个株系，对株高、生育期、产量及其产量构成因子等9个重要农艺性状进行了年度间的QTL定位和比较。结果表明，9个性状的表现型在两年均为连续分布，且都存在一定数量的双向超亲遗传类型。两年共检测到64个QTL，分布于水稻除第4染色体外的其余11条染色体，其中1999年检测到45个，2000年检测到35个，两年相同的QTL共16个。2000年检测到的QTL贡献率介于283%~1499%，且大多低于1999年。不同环境可以影响QTL的表达，但表达差异并不全是QTL×环境(QE)互作结果，也可能是由于该性状的遗传力偏低、QTL本身效应偏低或QE互作等原因共同造成的。另外，检测到8个显著的QE互作，但其互作效应明显低于对应的QTL效应。     

水稻穗芽相关性状的QTL定位

利用305个株系组成的源自籼稻品种中156和谷梅2号的重组自交系群体进行了水稻穗芽性状的QTL检测和遗传效应分析。以穗芽指数及相关指标作为穗芽性状的表型值,采用QTL Mapper 1.01统计软件进行QTL定位和上位性分析,共检测到控制穗芽指数的3个加性效应QTL,分别位于第2、9、11染色体上;控制穗芽速率的加性效应QTL 3个,分别位于第1、3、6染色体上;控制穗穗芽率的加性效应QTL 3个,分别位于第1、9、10染色体上;控制粒穗芽的加性效应QTL 2个,分别位于第9、11染色体上。还检测到3对影响穗芽指数的加性×加性上位性互作效应QTL;3对控制穗芽速率的上位性QTL和3对控制粒穗芽率的上位性QTL。     

水稻剑叶气孔性状QTL分析

为剖析水稻叶片气孔性状的遗传机理,以典型籼稻七山占和典型粳稻秋光构建的F10重组自交系群体为材料,用该群体包括122个SSR标记的遗传连锁图谱对水稻齐穗期剑叶气孔性状进行了QTL分析。共检测到9个控制气孔相关性状的QTL。包括4个控制气孔密度的QTL(qSD-1、qSD-4、qSD-7和qSD-8),分别位于第1、4、7和8染色体上,贡献率分别为7.2%、8.1%、9.1%和5.9%;2个控制气孔长度的QTL(qSL-4和qSL-6),位于第4和6染色体上,贡献率分别为6.6%和10.5%;3个控制气孔宽度的QTL(qSW-5、qSW-7和qSW-10),位于第5、7和10染色体上,贡献率分别为12.4%、9.7%和5.6%。与其他研究结果相比较发现,除qSD-1外,其余8个QTL过去均未曾报道过,其中位于第4染色体上控制气孔密度的qSD-4与前人检测到的控制光合速率的QTL重叠。     

稻米蒸煮品质性状的QTL定位

 以D50/HB277衍生的由190个家系组成的F7重组自交系群体为研究材料,构建了包含102个SSR标记的遗传连锁图谱,覆盖水稻基因组1226.4 cM区域,平均图距为12.02 cM。利用Windows QTL Cartographer 2.5软件,对蒸煮品质进行QTL分析。在杭州和海南两地实验中,共检测到6个具有显著加性效应的QTL。其中,分别控制直链淀粉含量和胶稠度的主效QTL（qAC6和qGC6）均位于第6染色体短臂RM508和RM587之间,控制碱消值的主效QTL（qASV6）位于第6染色体短臂RM111和RM3438之间,且均能在两地稳定表达。     

稻米淀粉RVA谱特征值与直链淀粉、蛋白含量的相关性及QTL定位分析

【目的】检测到新的控制稻米品质性状相关的QTL并分析各性状间的相关性,为了解控制水稻品质的遗传机理和培育优质水稻品种奠定基础。【方法】利用Sasanishiki×Habataki回交重组自交系(backcross inbred lines,BILs)群体在两个环境下种植的结果,检测与稻米直链淀粉含量、蛋白质含量及RVA谱特征值相关的加性QTL。【结果】表型分析结果显示,Habataki的蛋白含量明显高于Sasanishiki;而除消减值以外其余的稻米品质性状指标,Sasanishiki均高于Habataki。利用BIL群体共检测到加性QTL 42个,其中10个QTL位点在2个环境中均能被检测到,即q PC8、q AC4、q AC10、q PKV2、q PKV7、q HPV7、q CPV1、q BDV4、q BDV7、q SBV7,且q CPV1、q BDV4、q PKV7、q HPV7和q AC10等5个QTL尚未见报道。同时,我们还利用Sasanishiki×Habataki染色体片断置换系(Chromosome segment substitution lines,CSSLs)验证了10个稳定表达的QTL位点。【结论】稻米RVA谱特征值与直链淀粉含量、蛋白质含量之间呈现一定相关性,且控制不同品质性状的QTL之间具有共定位现象。     

利用重组自交系分析水稻稻曲病抗性位点及效应

利用157个家系组成的大关稻/IR28重组自交系群体,采用高效引发稻曲病人工接种方法,以病情指数作为稻曲病的表型值,鉴定了亲本及157个重组自交系群体对水稻稻曲病的抗性。利用QTL Cartographer 软件,对水稻稻曲病抗性基因进行检测分析。检测到qFsr1、qFsr4、qFsr10、qFsr11和qFsr12共 5个QTL位点,分别位于第1、4、10、11和12染色体上,贡献率为9.8%~22.5%。根据抗性位点加性效应方向,在qFsr1、qFsr10、qFsr11和qFsr12位点上,亲本IR28存在抗稻曲病的增效等位基因,大关稻具有减效等位基因;而qFsr4位点抗性效应来源于大关稻。     

小麦RIL群体苗期抗旱性状的QTL分析

为给小麦抗旱基因克隆以及分子标记辅助育种提供参考,以小麦"泰农18×临麦6号"RIL群体的184个家系为材料,用PEG-6000模拟干旱胁迫对小麦苗期抗旱相关性状进行QTL分析。结果,共检测到43个QTL,位于除1B、3D、4D、5A、5D、6D和7A外的14条染色体上,其中,控制根数的QTL 9个、苗高的QTL 5个、最大根长的QTL 5个、苗鲜重的QTL 3个、根鲜重的QTL 6个、苗干重的QTL 1个、根干重的QTL 3个、鲜重根冠比的QTL 3个、干重根冠比的QTL 3个,控制抗旱系数的QTL为5个。单一QTL可解释3.39%～32.63%的表型变异。28个QTL为正值,表明QTL的增加效应来自于母本泰农18;30个QTL表现为负值,表明其增加效应来自于父本临麦6号。11个QTL为在两个或两个以上环境下检测到的相对高频QTL(RHF-QTL)。在4B染色体上检测到1个QTL簇,包括4个形态性状(苗高、苗鲜重、苗干重、鲜重根冠比)的RHF-QTL( QSh-4B-1、 QSfw-4B-1、 QSdw-4B-1、 QRsfw-4B-1)和1个抗旱系数QTL( QRsfw-D-4B-1),其贡献率均超过10%。该QTL簇的分子标记可以用于标记辅助选择。     

多环境下粳稻产量及其相关性状的条件和非条件QTL定位

 为了剖析粳稻产量及其相关性状的遗传基础,利用粳稻品种秀水79×Ｃ堡衍生的重组自交系群体,在3个环境下对全生育期、株高、单株穗数、每穗粒数、百粒重、籽粒产量和生物产量进行了非条件和条件QTL定位。共检测到43个主效QTL和29对上位性QTL。利用非条件QTL定位方法检测到37个主效QTL和26对上位性QTL。其中,籽粒产量定位到3个主效QTL qGY1.2、qGY7.1和qGY9,未检测到上位性QTL。利用条件QTL方法分别将全生育期、株高、穗数、每穗粒数、百粒重和生物产量各自调整到同一水平后,籽粒产量共检测到9个主效条件QTL和3对上位性QTL,其中3个主效QTL与非条件下定位到的相同。位于第9染色体长臂区间RM6570-RM5652的qGY9在非条件及全生育期、株高、穗数、粒数和百粒重调整到同一水平后均可检测到,但加性效应、贡献率并不相同,显示该区间来自C堡的片段能够增加株高、穗数和百粒重从而增加产量。通过条件方法在第3染色体长臂区间RM7097-RM448及第6染色体长臂区间RM162-RM5753上定位到的产量QTL增加籽粒产量的等位基因可以降低株高,缩短生育期。     

QTL Mapping for Grain Size Traits Based on Extra-Large Grain Rice Line TD70

Grain size traits, including grain length, grain width and grain thickness, are controlled by quantitative trait loci （QTLs）. Many QTLs relating to rice grain size traits had been reported, but their control mechanisms have not yet been elucidated. A recombinant inbred line （RIL） population of 240 lines, deriving from a cross between TD70, an extra-large grain size japonica line with 80 g of 1000-grain weight, and Kasalath, a small grain size indica variety, were constructed and used to map grain size QTLs to a linkage map by using 141 SSR markers in 2010 and 2011. Five QTLs for grain length, six for grain width and seven for grain thickness were detected distributing over chromosomes 2, 3, 5, 7, 9 and 12. Seven QTLs, namely qGL3.1, qGW2, qGW2.2, qGW5.1, qGW5.2, qGT2.3 and qGT3.1, were detected in either of the two years and explained for 56.19%, 4.42%, 29.41%, 10.37%, 7.61%, 21.19% and 17.06% of the observed phenotypic variances on average, respectively. The marker interval RM1347-RM5699 on chromosome 2 was found common for grain length, grain width and grain thickness; qGL3.1 and qGT3.1 were mapped to the same interval RM6080-RM6832 on chromosome 3. All 18 QTL alleles were derived from the large grain parent TD70. Most of the QTLs mapped in the present study were found the same as the genes previously cloned （GW2, GS3 or qGL3, GW5 and GS5）, and several were the same as the QTLs （GS7 and qGL-7） previously mapped. Three QTLs, qGL2.2 on chromosome 2, qGW9 and qGT9 on chromosome 9, were first detected. These results laid a foundation for further fine mapping or cloning of these QTLs.