小麦淀粉RVA特性的QTL定位及效应分析

小麦淀粉糊化(RVA)特性是评价小麦加工品质重要指标之一。为进一步挖掘优质小麦淀粉糊化特性相关数量性状位点(QTL)及位点间效应差异,以周麦23/郑麦366的F₈代重组自交系(RIL)群体的237个家系及其亲本为试验材料,利用55K核苷酸多态性(SNP)芯片构建高密度遗传图谱,根据2年3点5个环境下的数据对小麦淀粉RVA参数进行QTL定位分析。结果表明,共检测到96个QTL位点,位于21条染色体上,稳定位点共有8个,其中调控峰值黏度的Qpv. hau-4A. 1和Qpv. hau-6A. 1以及调控崩解值的Qbd. hau-4A. 1和Qbd. hau-6A. 1能够同时在2个以上的环境中检测到,分别解释了2.55%～24.23%、2.60%～6.00%、11.50%～48.30%和3.86%～8.09%的表型变异,调控峰值黏度的Qpv. hau-6A. 1可能为新的QTL位点,其增效等位基因来源于优质强筋小麦品种郑麦366,对峰值黏度具有显著的增效作用,与面条的弹性和韧性有关。QTL聚合效应分析结果发现,Qpv. hau-4A. 1和Qpv. hau-6A. 1...     

小麦赤霉病抗源望水白的QTL定位

236对SSR引物中共有74对在小麦（Tritium aestivum）抗、感亲本之间有多态性,多态性频率达31.7%.对小麦望水白/安农8455群体的SSR分析表明,在2年资料中都出现的与抗小麦赤霉病（Fusarium head blight）连锁的SSR标记有14个,主要分布在染色体3B和2A上.利用Map Manager QTX软件构建连锁图和QTL定位,有38个标记主要分布于5条染色体上（3B、2A、5A、6B和7B）;根据3年的抗性资料分析,3B上的QTL分别位于XBarc133～Xgwm389、XBarc133～Xgwm389和Xg-wm533.1～Xgwm493之间,LOD为2.58、6.49和2.45,分别能解释10%、23%和9%的表型变异.2001年和2003年的抗性资料分析表明,2A上存在2个抗性QTL,都位于Xgwm95～Xgwm372之间,LOD分别为2.82和2.93,均能解释11%的表型变异.     

小麦萌发期幼苗相关性状耐旱系数的QTL定位

为了检测与小麦幼苗耐旱性相关的数量性状位点,用3个关联重组自交系(RIL)群体,对小麦萌发期幼苗的胚芽鞘长、苗高、最大根长、根数、苗鲜重、茎叶鲜重、根鲜重、根冠鲜重比、苗干重、茎叶干重、根干重、根冠干重比等12个表型性状的耐旱系数进行QTL定位。结果显示,共检测到28个耐旱相关位点,分布在小麦的1BL、1D、2B、3A、3B、3D、4A、6A、6B、6D、7A、7B等12条染色体上,可分别解释表型变异的5.61%~64.22%,其中,6个位点通过同一群体不同性状的耐旱系数检测到,2个位点通过2个群体不同性状的耐旱系数检测到,分别位于4A染色体的Xbarc61~wpt-9675标记区间和6A染色体的wpt-9679~wpt-8177标记区间内,这2个位点实现了在不同群体间的相互验证,可靠性大大提高。这些位点的发现对于小麦萌发期耐旱性的精细定位、图位克隆和分子标记辅助选择具有重要的意义。     

玉米主要营养品质性状的QTL定位

淀粉、蛋白质和油分是普通玉米籽粒的主要营养成分.本研究通过SSR分子标记,以玉米(Zeamays L.)杂交种黄C×178的F2群体构建的遗传连锁图,结合2007年重庆(F口2)、2007年海南(F2.3)和2008年重庆(F2:4)三个环境品质检测结果,运用区间作图法,对品质性状进行全基因组QTL扫描,共检测到16个品质性状QTL.其中,油分含量检测到6个位点,解释性状表型变异6.2％～17.8％;蛋白质含量检测到5个位点,解释性状表型变异6.3％～ 12.0％;淀粉含量检测到2个位点,解释性状表型变异6.3％～10.0％.16个QTL多数以超显性和部分显性为主.这16个与品质性状相关的QTL可作为利用分子标记辅助育种途径进行玉米遗传改良的依据.     

中国小麦地方品种籽粒强休眠特性的主效基因鉴定

前人研究表明,我国一些小麦地方品种籽粒休眠性强,穗发芽抗性好,可能受1～2对主效基因控制.本文利用小麦(Triticum aestivum)2个重组自交系群体(RILs,万县白麦子/京411,万县白麦子/中优9507)进行2点4年的田间试验,以期发掘控制我国小麦地方品种(万县白麦子)籽粒休眠的主效QTL位点.通过复合区间作图进行分析,分别在3AS和3BL染色体上鉴定出2个主效QTL,前者分布在Xbarc57和Xbarc294标记区间(在2个RILs群体中遗传距离分别为5.8和8.5 cM),在多年多点的实验中可解释25.6%～48.3%的表型变异;后者分布在Vp1和Xwmc446标记区间,在万县白麦子/中优9507群体中的遗传距离为8.1 cM,可解释23.5%～37.8%的表型变异.上述研究表明,我国小麦地方品种万县白麦子籽粒强休眠特性主要受Osd.ahau-3A、Qsd.ahau-3B这两个主效基因控制,在不同环境中表现出较好的遗传稳定性.可通过聚合育种的方法获得籽粒休眠性强、穗发芽抗性好的小麦新品种.     

基于Super-GBS技术的高粱籽粒酿造相关性状QTL定位

为探究酒用高粱籽粒酿造性状的遗传基础,本研究利用超级基因分型技术（Supper-GBS）技术对BTx623×红缨子的205个家系的重组自交系（RIL）群体开展基因分型,构建了包含1 910个单核苷酸多态性标记（SNP）,标记平均间距为0.47 cM的连锁图谱。结合两年4个环境的表型数据,利用完备区间作图法（ICIM）对籽粒总淀粉含量、支链淀粉含量、单宁含量、硬度和颜色等5个酿造性状进行了数量性状位点（QTL）定位。结果表明,在高粱的1～9号染色体上检测到9、7、11、5和3个QTL分别与总淀粉含量、支链淀粉含量、单宁含量、籽粒硬度和籽粒颜色相关,一共涉及到35个不同的QTL,其中15个QTL与前人定位结果一致。在多个性状和环境中检测到3个重要遗传区段,分别位于1号染色体（66.30～71.55 Mb）、4号染色体（54.00～62.3 Mb）以及6号染色体（54.59～57.57 Mb）,其中包括已知的Tan1和Y1基因,以及6个与淀粉和类黄酮合成途径相关的候选基因,如编码β-淀粉酶、黄烷酮3-羟化酶和bHLH转录因子等。本研究结果为酿造性状相关基因的进一步克隆奠定了基础,也为利用标记...     

波兰小麦品系XN555×普通小麦品系中13衍生重组自交系(RILs)群体中籽粒品质相关性状QTL定位

小麦籽粒品质相关性状属于数量性状,由多基因控制。为了探索小麦(Triticum aestivum L.)品质相关性状的遗传基础,以波兰小麦(Triticum polonicum L.)品系XN555×普通小麦品系中13产生的重组自交系(recombinant inbred lines,RILs)群体(包含99个F10株系)为研究材料,采用SSR(simple sequence repeat)分子标记技术构建遗传连锁图谱;根据2012年和2013年的表型数据,采用完备区间作图法(inclusive composite interval mapping,ICIM)定位籽粒硬度、籽粒蛋白质含量、面粉蛋白质含量和湿面筋含量等品质性状QTL。获得了由241个SSR标记位点组成的A、B染色体组的14个连锁群图谱,覆盖基因组1 338.92 cM,标记间的平均遗传距离为5.56 cM。共定位24个品质性状QTL,分布在1A、3A、4A、5A、6A、1B、2B、3B和5B等9条染色体上。其中,籽粒蛋白质含量和面粉蛋白质含量各7个QTL,湿面筋含量和籽粒硬度各5个QTL,4个性状的单个QTL可分别解释表型变异的8.30%～29.69%、6.90%～29.50%、10.10%～18.43%和7.93%～30.49%。两年都在6A染色体的Xbarc104～Xcfa2114标记区间内与Xbarc104相距1.2 cM处检测到湿面筋含量QTL,并于2012年和2013年分别检测出了面粉蛋白质含量和籽粒蛋白质含量的QTL。本研究为利用波兰小麦改良普通小麦以及在小麦品质改良中应用分子标记辅助选择提供依据。     

花后阴雨对小麦籽粒淀粉合成和干物质积累的影响

针对长江中下游小麦开花期常遇连阴雨导致减产的现象,研究阴雨寡照对小麦籽粒淀粉合成和干物质积累的影响,旨在为该地区小麦抗逆稳产栽培提供理论依据。选用长江中下游小麦主栽品种‘扬麦18’(受渍迟钝型)和‘皖麦52’(受渍敏感型)为试验材料,在小麦开花后设置7 d、11 d和15 d的渍水遮阴处理,研究渍水遮阴对小麦籽粒发育过程中淀粉合成相关酶活性及淀粉、干物质积累的影响。结果表明,渍水遮阴处理后,小麦籽粒中腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)、可溶性淀粉合成酶(SSS)和结合态淀粉合成酶(GBSS)活性在灌浆前期(花后10～15d)与对照差异不显著,随着灌浆进程的推进,渍水遮阴处理与对照之间差异增大。灌浆中期(花后20 d)小麦籽粒中AGPase和SSS活性达到峰值时,渍水遮阴处理11 d、15 d的‘扬麦18’和‘皖麦52’籽粒中AGPase活性分别较对照下降1%、10%和11%、24%,SSS活性则下降5%、11%和9%、32%,且渍水遮阴处理11 d和15 d的小麦籽粒中SSS和GBSS活性在灌浆后期显著低于对照。用Logistic方程分别拟合籽粒淀粉和干物质的积累,花后渍水遮阴处理缩短了籽粒灌浆缓增期,降低了小麦籽粒灌浆的平均速率、淀粉积累的最大速率及平均速率,减少了籽粒淀粉和干物质的积累量。同时,渍水遮阴处理降低了小麦穗粒数和千粒重,使产量显著下降。随着渍水遮阴处理时间的延长,小麦籽粒中淀粉合成相关酶活性、干物质积累量及产量的下降幅度越大。迟钝型品种‘扬麦18’各指标的下降幅度均小于敏感型品种‘皖麦52’。小麦开花后渍水遮阴处理降低了籽粒中AGPase、SSS和GBSS活性,不利于籽粒淀粉合成及干物质的积累,导致产量下降显著。     

小麦籽粒胚乳淀粉合成酶基因表达及酶活性分析

为研究小麦籽粒淀粉合成酶基因表达与酶活性的特征,选用4个淀粉含量差异较大的普通六倍体小麦新春24、E28（高淀粉含量组）和宁春16、安农9912（低淀粉含量组）为试验材料,采用实时荧光定量RT-PCR ,对灌浆期籽粒淀粉合成酶相关基因的表达进行研究,并对其表达量与相应酶活性的相关性做了分析。结果表明,束缚态淀粉合成酶基因(GBSS)、可溶性淀粉合成酶基因(SSS)、淀粉分支酶基因( SBE)、淀粉去分支酶（DBE）基因均呈单峰曲线变化。利用实时荧光定量PCR技术检测9个基因在不同淀粉含量的4个供试品种花后不同时期的相对表达量,结果表明,花后6d这些基因开始表达,在灌浆的中期（花后12~18d不等）有表达的小高峰,但在不同时期,2个高淀粉含量的品种中各种酶活性及其酶基因的相对表达量均比2个低淀粉含量的品种相对较高;这些基因表达谱与酶活性相关分析显示, 除GBSS外其他几种淀粉合成酶基因均与相应酶活性呈显著或极显著正相关,而且GBSS酶活性到达峰值时间稍迟于DBE、SSS、SBE等酶,说明DBE、SSS、SBE基因可能主要通过转录水平来控制籽粒淀粉的合成,而GBSS基因可能主要通过转录后水平来控制籽粒淀粉的合成。     

水分调控对两种筋力型小麦品种籽粒淀粉糊化特性的影响

在池栽、防雨条件下，研究了不同灌水对两种筋力型小麦品种淀粉糊化特性的影响。结果表明，两种筋力型品种间淀粉粘度参数差异达0．01显著水平，强筋型品种豫麦34稀懈值、糊化温度低于弱筋型品种豫麦50，而最终粘度、反弹值、高峰粘度和低谷粘度大于豫麦50。水分调控对两种筋力型品种淀粉糊化特性有显著的影响，豫麦50主要粘度参数以灌4水处理和抽穗期灌1水处理较好，灌拔节1水处理较差；而豫麦34以灌1水处理较好，灌4水处理较差，其中拔节期灌1水与抽穗期灌1水差异不显著。分析两品种粘度参数之间的关系，豫麦50主要粘度参数间达显著相关水平，而豫麦34多数粘度参数间相关不显著，在栽培措施上豫麦50比豫麦34具有同步提高淀粉品质的可能性。     

小麦苗期耐盐相关性状的QTL分析

以小麦敏盐品种太空6号和耐盐品种德抗961杂交形成的F2和F2:3家系为试验材料,选取小麦8条染色体上的321对SSR引物进行亲本间多态性的筛选,在太空6号和德抗961之间表现多态性的SSR引物为52个,位点为54个,其中barc172和cfa2121两个引物分别有两个多态性位点。对这54个位点进行连锁分析,构建了包含42个SSR标记、覆盖小麦基因组8条染色体的遗传连锁图,共704.5cM,标记间平均间距为16.8 cM。采用复合区间法进行耐盐QTL分析。对于4个性状共定位到6个QTL,分别位于5A,5B,5D染色体。对于发芽率,检测到1个QTL,位于染色体5D上,在标记cfd40~gwm182之间,贡献率为7.68%,表现加性效应;对于苗高,检测到2个QTL,分别位于染色体5D和5A上,在标记gwm182~wmc215及barc141~wmc415之间,贡献率分别为9.3%和8.14%,分别表现为显性和部分显性;对于根长,检测到2个QTL,均位于染色体5B上,在标记gwm234与wmc326及barc140与barc142之间,贡献率分别为8.74%和8.40%,分别表现为部分显性和超显性;对于鲜重,检测到1个QTL,位于染色体5D上,在标记wmc215~cfd29之间,贡献率为12.60%,表现超显性。与所得的QTL位点距离较近的SSR标记,如barc141等,可望为耐盐小麦品种的分子标记辅助选择提供参考信息。     

花后不同时期高温处理下小麦籽粒的淀粉合成及相关酶基因表达

为探讨弱筋小麦籽粒淀粉合成对花后高温的响应机制,以弱筋小麦扬麦15为试验材料,研究花后不同时期35℃高温处理对籽粒淀粉积累、淀粉合成酶(AGPase、GBSS、SSS、SBE)活性以及淀粉合成酶基因(AGPase1、GBSSI、SSSIII、SBEI)表达的影响。结果表明:小麦花后不同时期经35℃高温处理后,其籽粒淀粉积累量、淀粉合成酶活性以及淀粉合成酶基因相对表达量均呈现下降趋势,各处理下降的幅度均表现为:花后5～7d>花后10～12d>花后15～17d>花后20～22d>花后25～27d,且花后5～7d高温处理下降的幅度最大。4种淀粉合成酶基因中,GBSSI和GBSS对温度最为钝感,SSSIII和SSS对温度最为敏感。     

稻米淀粉的理化特性及其应用现状和进展

本文概述了稻米淀粉的基本理化性质,分析了国内外稻米淀粉的市场现状,重点介绍了稻米淀粉的产品研发进展,旨在为稻米淀粉的综合利用提供参考。     

玉米叶夹角和叶向值的QTL定位

叶夹角和叶向值是评价玉米株型的重要指标。本研究以甜玉米自交系组合T14×T4的F2为作图群体,构建了包含192个SSR标记位点的遗传连锁图谱,覆盖玉米基因组1260cM,平均图距6.56cM。通过测定F2、F2:3家系的叶夹角和叶向值,应用复合区间作图法在两个世代中共检测到26个QTL,其中14个与叶夹角相关的QTL,分别位于第2、5、6、7和8染色体上,单个QTL可解释的表型变异为3.3%～26.2%;12个与叶向值相关的QTL,分布于第1、2、3、7和10染色体上,单个QTL可解释的表型变异为3.1%～20.7%。在第2、3、5染色体上分别检测到1、1、2个同时在F2、F2:3家系都稳定表达的QTL,分别落在区间bnlg1329～bnlg1613、umc1148～umc2275和umc1097～umc1692,可作为相关数量性状基因的候选基因。发现1个同时控制叶夹角和叶向值性状的QTL,位于第2染色体上的bnlg1017-umc2129区间,对两性状的表型贡献率分别为10.8%和10.6%。本研究的结果有望为玉米耐密型育种及分子辅助选择育种提供一定的理论依据。     

小麦淀粉品质性状配合力效应及遗传分析

选用9个冬小麦品种,按NCⅡ不完全双列杂交设计,对淀粉主要品质性状进行了配合力及相关分析。结果表明：淀粉品质性状一般配合力和特殊配合力方差均达显著或者极显著水平,综合考虑亲本各性状一般配合力相对效应,中优9507、济麦20、偃展4110适合做面条和馒头小麦品质育种优良亲本;藁麦6/偃展4110和扬麦16/偃展4110,一般配合力效应和特殊配合力效应表现优秀,总的配合力效应表现也最好,利用价值大,为优良组合。直链淀粉的遗传主要是基因的累加效应,粘度性状、总淀粉、蛋白质品质性状的遗传以加性效应为主,非加性效应为辅;峰值粘度、低谷粘度、最终粘度狭义遗传力达74.47%以上,宜在早代进行选择;直链淀粉、膨胀势在50%以下,高世代选择效果较好。峰值粘度、低谷粘度、最终粘度与支链淀粉、总淀粉、膨胀势呈极显著的遗传负相关,而与直链淀粉、降落数值均呈显著或极显著遗传正相关,可以完全同向选择。     

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。     

冬小麦杂合子诱变效应的研究

小麦合子期不同阶段的辐射敏感性有明显差异,敏感高峰出现在授粉后11—13小时。γ射线辐照杂合子可获得较高突变率,F_2M_2总突变频率比辐照干种子提高约2.6倍,有益突变频率提高37.5％,而且变异谱较宽。合子期内不同阶段的辐射敏感性与突变频率有紧密的对应关系,合子敏感期是诱变的适宜时期。胚培养有效地提高了F_1M_1的幼苗成活率。