水稻苗期耐Cu^2＋胁迫QTL遗传分析

利用栽培稻优良品种“特青”与普通野生稻“元江普野”构建的DH群体139个家系构建连锁图谱,采用蛭石进行水稻幼苗培养,待第2片叶完全展开时进行硫酸铜（150mg／L）胁迫处理;处理15d后,以苗高、鲜重及干重抑制率的平均值作为考察苗期耐Cu^2＋胁迫指标,用于QTL定位分析。结果表明,以苗高、鲜重及干重的平均抑制率作为胁迫指标,共检测到11个与硫酸铜胁迫相关的QTL,分别位于第1、第2、第6、第7、第8、第9以及第10染色体上;其中,RM11和RM118（Chr 7）、RM337和RM152（Chr 8）以及RM105、RM219、RM296（Chr 9）附近的7个来源于栽培稻亲本特青等位基因的OTL位点,表现为耐硫酸铜胁迫;RM1（Chr 1）、RM318（Chr 2）、RM176（Chr 6）以及RM222（Chr 10）附近的4个来源于野生稻等位基因的QTL位点,表现为耐硫酸铜胁迫。虽然检测到的QTL位点较多,但每个QTL的作用相对较小,表明调控水稻幼苗耐铜毒性的遗传机制较为复杂。     

水稻苗期耐Cd胁迫的QTL定位分析

为进行水稻苗期耐Cd胁迫的QTL初步定位,以Lemont (美国)和Dular(印度)杂交建立重组自交系(RILs)群体,包括123个家系和亲本在内,用含有0.2 mg/L镉的水培液进行处理,以不加镉培养的水培液作为对照,考察了叶绿素含量、根长、株高、叶长等4个性状,并转换成抗性指数,用于评价水稻对Cd污染的抗性指标.在已构建的以109个引物为基础的遗传图谱上进行复合区间定位.共检测到9个加性QTLs,涉及1,2,3,11等4条染色体,其中,以叶绿素抗性指数为指标,检测到3个与耐Cd有关的QTLs位于第2,3,11染色体上,分别解释了14%,9%,9%的表型变异;以根长抗性指数为评价指标,只定到1个位于第1染色体上控制耐Cd的QTLs,解释了9%的表型变异;用株高抗性指数进行定位,共有3个与耐Cd相关的QTLs位于1,1,11染色体上,分别解释了10%,27%,10%的表型变异;而以叶长抗性指数进行水稻秧苗耐Cd性表现的QTL定位,结果发现也有2个QTLs与其耐Cd反应有关,它们分别位于1,11染色体上,解释了21%.12%的表型变异.分析表明,在采用不同评价指标所检测到的9个与耐Cd相关的QTLs中,有7个集中于第1和第11染色体上,其中第1染色体上有4个,第11染色体上有3个.因此,以株高和叶绿素抗性指数为评价指标,检测到的QTLs最多,根长抗性指数为评价指标的最少.研究还发现在第1和第11染色体上的相同区间内同时检测到以不同抗性指数为评价指标的多个与耐Cd相关的QTLs,推测它们可能是功能相同的几个紧密连锁的非等位基因,也可能就是同一等位基因的不同表现形式,从而也说明了该评价指标用于基因定位的准确性和可行性.     

水稻幼苗耐镉胁迫QTL的定位研究

为进行水稻苗期耐镉胁迫QTL的定位研究,以籼稻品种昌恢121为轮回亲本、粳稻品种越光为供体亲本构建的染色体片段代换系(CSSL)群体,共97个家系为试验材料,利用质量浓度为17 mg/L的CdCl2溶液,采用水培方法进行水稻幼苗镉胁迫处理,以不加CdCl2的水培液作为对照,以苗长、根长、苗鲜重、根鲜重、苗干重、根干重等6个性状的耐镉胁迫指数为耐镉指标,检测到7个LOD2.5的耐镉胁迫相关QTL,分别分布在水稻的第1、4、7、8、10号染色体上,贡献率在9.84%～24.50%。其中包括2个根长耐镉胁迫QTL,3个根鲜重耐镉胁迫QTL,根干重、苗干重QTL各1个。贡献率最大的是位于7号染色体上的根鲜重耐镉胁迫QTL,贡献率为24.50%,LOD值为4.82。不同形态性状间未检测到相同的QTL区域。     

水稻苗期耐高Mn^2＋胁迫的QTL及其互作检测

用珍汕97B／密阳46构建RIL群体及其遗传图谱，采用纸培法育苗和培养，以基本营养液为对照（CK），100mg／L Mn^2＋为胁迫处理，用培养20d的幼苗耐Mn^2＋指数作为评价指标，进行耐Mn^2＋胁迫的主效应和上位性效应QTL检测。结果表明，RIL群体幼苗生长受Mn^2＋胁迫的抑制作用明显，株系间对其胁迫反应差异较大。试验共检测到2个与耐Mn^2＋胁迫有关的主效应QTL（qRMC-5和qRMC-6—2），表型贡献率分别为6．03％和6、82％，耐Mn^2＋胁迫有效基因均来自于父本密阳46。此外，还对幼苗耐Mn^2＋胁迫的上位性互作进行分析，检测到5对上位性效应QTL，涉及第1、2、3、6、7、9、10等7条染色体，总表型贡献率达28．69％，表明幼苗耐Mn^2＋胁迫的上位性QTL不仅普遍存在，且对耐Mn^2＋有良好的效果。     

水稻苗期耐冷性研究进展

低温冷害是影响水稻高产、稳产的重要限制因素之一,加快水稻耐冷性状的改良、选育耐冷品种对促进水稻高产、稳产具有重要的意义。本文综述了水稻苗期耐冷的生理变化、种质资源鉴定评价和基因QTL定位等方面研究的进展,对今后开展水稻耐冷性研究及水稻耐冷育种提供参考。     

水稻苗期耐冷性QTLs的分子定位

进行耐冷性数量性状（QTLs)的精细定位，可为水稻耐冷性分子育种提供条件。以籼稻品种二九青和粳稻品种Yukihikari杂交后自交8代得到的79个重组自交系（RIL）群体为材料，用89个微卫星标记构建了该群体的分子连锁图谱。用4种低温处理21d的幼苗高度作为耐冷性指标，对RIL群体进行了耐冷性分析。4种温度条件下共定位了10个耐冷性数量性状位点，其中2个QTLs在4种环境条件下都能检测到，1个QTL在三种环境条件下能检测到，6个QTLs在2种环境条件下能检测到，而1个QTLs却只能在1种环境条件下检测到。10个QTLs可解释的表型变异从4．85％到22．47％。位于第1染色体上的RM104和位于第9染色体上的RM160位点，在4种环境下都能稳定表达，是对环境条件相对稳定的QTLs，可作为苗期耐冷性分子标记辅助选择育种的依据。     

我国水稻耐冷性QTL定位研究进展

为了解水稻耐冷遗传机制,开展分子标记辅助育种,对水稻芽期、苗期和孕穗开花期耐冷性基因定位的研究进展进行了综述,并对今后水稻耐冷性研究提出了建议和展望。     

水稻RIL群体高密度遗传图谱的构建及苗期耐热性QTL定位

【目的】 随着全球气候变暖,高温严重威胁粮食安全,发掘耐热基因资源是培育耐高温新品种和消除高温危害最直接的绿色生态途径,也是阐明耐热生理生化和分子遗传机理的基础。【方法】 构建苗期耐热性鉴定评价方法,以热敏感品种周南稻和强耐热品种赣早籼58号杂交衍生的重组自交系（recombinant inbred lines,RIL）群体为研究材料,利用高通量测序技术对亲本和RIL群体进行全基因组测序;依据171个家系的基因型数据,利用滑动窗口法将SNP信息转换成Bin基因型,预测染色体上的重组断点,构建RIL群体高密度BinMap遗传图谱,结合耐热表型数据,运用QTL IciMapping软件完备复合区间ICIM的作图方法,进行高温胁迫下幼苗存活率和耐热等级QTL分析。【结果】 构建了一张包含3 321个Bin标记高密度遗传图谱,各染色体Bin标记数为159—400个,标记间平均物理距离为106 kb;利用逐步高温胁迫方式鉴定亲本和RIL家系幼苗耐热表型,高温胁迫下,幼苗存活率和耐热等级存在极显著负相关性,且幼苗存活率与籼型基因频率存在显著正相关性,籼型基因频率越高,耐热性越好,RIL群体表型性状呈现双峰连续分布,苗期耐热性可能受少数几个主效QTL调控;共检测到12个苗期耐热性相关的QTL,其中,调控幼苗存活率和耐热等级的QTL分别有8和4个,幼苗存活率和耐热等级相关QTL存在遗传重叠现象,形成调控耐热性的主效QTL簇qHTS2、qHTS7和qHTS8,三者在调控苗期高温抗逆中具有重要作用,其中,qHTS7为新发现主效QTL,对增强苗期耐热性具有较强的功效。【结论】 构建了一张包含3 321个Bin标记的高密度分子遗传图谱,解析了耐热品种赣早籼58号苗期耐热基因,鉴定出3个苗期耐热调控关键QTL簇,发掘了一个新主效QTL簇qHTS7,基于高密度遗传图谱高效获取目标区段及候选基因,筛选出8个苗期耐热性调控的关键目标基因。     

基于水稻染色体片段代换系的苗期耐低氮QTL分析

【目的】通过定位与水稻Oryza sativa耐低氮相关的数量性状位点(QTL),为今后相关基因的精细定位、克隆以及功能研究奠定基础,也为耐低氮水稻品种的培育提供理论参考。【方法】以Koshihikari (受体)和Nona Bokra(供体)为亲本构建的全基因组单片段代换系作为研究材料,在水稻苗期进行低氮胁迫处理,对水稻株高、根长、根鲜质量、根干质量、茎叶鲜质量、茎叶干质量、总鲜质量、总干质量共8个表型进行相对损失比分析和QTL定位。【结果】定位到2个与水稻低氮胁迫耐受相关的位点,分别是qRL1-1和qRFW2-1,这2个QTL位点分别在低氮胁迫下控制水稻根长和根鲜质量。其中,qRL1-1定位于1号染色体M1-29标记附近,LOD值为2.89,可解释的表型变异为11.23%;qRFW2-1定位于2号染色体M2-225标记附近,LOD值为2.53,可解释的表型变异为9.90%。其他6个表型未检测到相关位点。【结论】初步定位了与低氮胁迫下控制水稻根长、根鲜质量相关基因,为进一步的基因精细定位奠定基础。     

Cd2+、Pb2+胁迫下对开蕨配子体发育的比较研究

为明确重金属污染对对开蕨配子体生长发育的影响,探究对开蕨濒危的内在原因,以对开蕨配子体为材料,分别设置土壤中不同含量Cd2+(0.2、0.4、0.8 mg/kg)和Pb2+(20、40、80 mg/kg)对其配子体进行单因素胁迫培养,应用光学显微镜对配子体形态结构进行比较观察,并统计了心形原叶体、精子器、颈卵器的形成时...     

利用回交重组自交系群体检测水稻苗期耐冷性基因座

以98个Nipponbare／Kasalath∥Nipponbare回交重组自交家系（BILs）组成的群体为材料,进行水稻苗期耐冷性数量性状基因座的检测和遗传效应分析。25℃正常条件下培养水稻幼苗至二叶一心期,6-10℃低温处理7d,之后缓慢升温至25℃,缓苗4d,调查死苗率,并以死苗率作为苗期耐冷性强弱的表型值,分析亲本和98个BILs的苗期耐冷性表现。采用Windows QTL Cartographer 1.13a软件的复合区间作图法,共检测到2个苗期耐冷性QTLs,分别位于第2和第3染色体上,命名为qSCT-2和qSCT-3。2个QTL的LOD值分别为3．81和2．86,可解释群体表型变异的13．69％和9．31％。对苗期冷害具有抗性的2个数量性状基因座均来自苗期耐冷亲本Nipponbare。     

粳稻幼苗前期耐碱性的QTL检测

以粳粳交优质高产的东农425/长白10号F2:3代180个家系为作图群体,在25 mmol·L-1NaHCO3溶液碱环境胁迫下,对水稻进行耐碱性鉴定,并依据SSR标记构建的分子连锁图谱,对水稻幼苗前期的根数、根长和叶绿素含量及其相对碱害率进行数量性状基因座(QTLs)的检测。结果表明,在F2 3株系群中,水稻的根数、根长和叶绿素含量及其相对碱害率均呈单峰连续的正态分布。共检测到在碱胁迫下与水稻幼苗前期根数、根长、叶绿素含量及其相对碱害率相关的16个QTLs,分别位于第1、3、6、7、8、9、10、11和12染色体上。其中与根数相关的QTL 3个;与根数相对碱害率相关的QTL 1个;与根长相关的QTL 2个,与根长相对碱害率相关的QTL 2个;与叶绿素含量相关的QTL 2个;与叶绿素含量相对碱害率相关的QTL 6个。研究结果可作为水稻耐碱性QTL精细定位和分子辅助选择育种的理论基础和科学依据。     

水稻苗重的耐冷性动态QTLs定位

以籼粳交组合IR64/Azucena产生的105个DH群体为遗传材料,采用包括加性、上位性及其与环境互作效应的条件和非条件QTL定位方法,分析了3叶期低温处理下苗期5个阶段与秧苗重量有关的QTLs.结果表明,在苗重发育的不同阶段,控制苗重的QTLs数目,效应大小及作用方式不同.与苗重有关的17个非条件QTLs中,14个检测到具有显著的加性×处理互作效应,这些QTLs决定了苗重性状对环境的特异性变异.条件分析表明,第23～30 d(低温胁迫后第1周)具有各项遗传效应的基因和第16～37 d(低温胁迫开始后的3周内)具有加性×处理互作效应的基因表达较为活跃.另外,检测到25对上位性位点影响苗重,尤以第30 d检测到的上位性位点最多,同时也揭示了上位性的几个重要特征.     

7个水稻品种苗期耐盐性的遗传分析

采用完全双列杂交设计研究了 7个耐盐性不同的水稻品种苗期耐盐性遗传机制。在水培条件下 ,将亲本和F1世代的 3～ 4叶期幼苗用 8g·L-1的NaCl胁迫处理 10d后 ,测定根系Na+ /K+ 和盐害级别 ,利用主位点组加性显性模型 ,采用向前逐步回归方法对 2个耐盐指标进行遗传分析。结果表明 ,根系Na+ /K+ 的遗传变异符合 2个主位点组 +微位点组的遗传控制模型 ,盐害级别的遗传变异符合 3个主位点组 +微位点组的遗传控制模型。在决定水稻根系Na+ /K+ 和盐害级别的遗传变异中 ,主位点组的加性效应和显性效应共同起作用。     

水稻4个异交相关性状的QTL定位研究

利用由98个家系组成的Nipponbare/Kasalath//Nipponbare回交重组自交系(backcross inbred lines,BIL)作图群体(BC1F12),用复合区间作图方法(CIM),对水稻4个异交相关性状进行了QTL分析.结果表明,开颖角度检测到2个QTL,分别位于第 12 染色体的C1069-R1709和R270-G2140区间,共解释性状变异的18.51%,2个位点的增效等位基因均来自Kasalath.柱头外露率检测到1个QTL,位于第 3 染色体的C63-C563区间,解释性状变异的15.99%,增效等位基因来自Kasalath.单花开花历时检测到1个QTL,位于第9染色体的G385-R2272区间,解释性状变异的10.75%,增效等位基因来自Kasalath.包颈长检测到3个QTL,分别位于第3染色体的C136-R250、第5染色体的R521-C1230和第10染色体的R2194-R1629区间,共解释性状变异的39.40%,qPEL-5位点的增效等位基因来自Nipponbare,qPEL-3和qPEL-10位点的增效等位基因均来自Kasalath.     

两个粳稻材料芽期和苗期耐盐性的QTL定位

[目的]研究新疆粳稻品种芽期和苗期耐盐性QTL,为水稻耐盐种质资源及分子标记辅助选择育种提供理论和实践依据.[方法]利用来自新疆主栽水稻品种秋田小町(弱耐盐)和02 - 11品系(耐盐)杂交,构建F2代群体,共272个株系.通过SSR标记以芽期和苗期主要农艺性状等盐害率为指标,采用完备区间作图法,对新疆主栽粳稻耐盐性进行QTL定位.[结果]共检测到20个与耐盐性相关的QTL,分布于第1、2、4、6、8、10和11染色体上,LOD值变异范围为2.57 ～ 8.39,单个QTL对表型变异的贡献率变异范围为2.97;～15.59;,NY - 12、NY - 13和NY - 19基因作用方式表现为超显性,NY - 17基因作用方式表现为部分显性,为主效QTL.[结论]检测到的与水稻盐胁迫有关的QTL/基因为进一步精细定位和克隆水稻耐盐基因及水稻育种奠定良好基础.     

水稻耐热性QTL鉴定的研究进展

高温是影响水稻产量和品质的主要胁迫因子之一.全球气温升高日趋明显,极端高温天气频繁发生,对水稻安全生产已构成严重威胁.鉴定水稻耐热性相关基因,开展水稻耐热性分子育种是解决水稻耐热性的根本途径.阐述了水稻耐热性QTL鉴定相关研究的进展,探讨了水稻耐热性QTL鉴定中存在的问题.     

K~+,Ca~(2+)和Mg~(2+)对不同水稻(Oryza sativa L.)基因型苗期耐盐性的影响

【目的】进一步探明盐胁迫条件下营养元素K+、Ca2+和Mg2+对苗期不同水稻基因型耐盐性的影响差异,为明确作物耐盐胁迫的生理机制、提高作物耐盐胁迫能力提供参考。【方法】于2009年1—4月在严格控制水、温、光和营养元素供应的国际水稻研究所人工气候室进行水培试验,比较研究营养液中K+、Ca2+和Mg2+浓度的变化对不同水稻基因型苗期耐盐性的影响。【结果】在盐胁迫条件下(100mmol·L-1NaCl),耐盐基因型(FL478和IR651)与盐敏感基因型(IR29和Azucena)相比,植株体内有较低的Na+含量和Na+/K+、Na+/Ca2+、Na+/Mg2+比,有较高的K+含量,这些都是耐盐基因型耐盐胁迫能力高于盐敏感基因型的内在原因。盐胁迫条件下提高营养液中Ca2+和Mg2+的含量(60mg·L-1),可显著降低植株体Na+含量和Na+/K+、Na+/Ca2+、Na+/Mg2+比,明显减轻盐胁迫的危害,增强水稻耐盐胁迫能力,且Ca2+处理的效果优于Mg2+处理;而提高营养液K+含量对以上指标的影响远远小于Ca2+处理和Mg2+处理,这也是K+处理对水稻耐盐性影响相对不明显的内在原因。【结论】K+、Ca2+和Mg2+在植株体内的含量及其与Na+的比值变化都会影响水稻苗期耐盐性;适当提高水稻生长环境的Ca2+和Mg2+浓度可以明显增强植株耐盐胁迫能力,营养元素Ca2+的效果比Mg2+明显;而K+对水稻耐盐性的影响相对不明显。