利用“永久F2”群体定位抗赤霉病QTL

为了研究抗赤霉病侵染性的遗传, 利用感赤霉病品种南大2419和抗赤霉病品种望水白杂交单粒传获得的重组自交系群体132个株系间的随机配对组合, 构建了一个包含198个株系的“永久F2”群体。通过两年抗侵染田间试验和QTL作图, 定位了6个抗侵染QTL, 其中抗性等位位点源于望水白的Qfhi.nau-4B和Qfhi.nau-5A以及源于南大2419的Qfhi.nau-2B的效应较为稳定。Qfhi.nau-4B和Qfhi.nau-5A的效应较大且以加性效应为主, 前者存在部分显性基因效应。此外, 还检测到4对显著的互作位点。这些结果进一步说明赤霉病抗性遗传的复杂性, 同时也表明在利用望水白进行抗赤霉病育种时早代选择抗侵染性是可行的。     

利用永久F2群体定位小麦株高的QTL

为研究小麦株高的遗传机制,利用DH群体构建了一套包含168个杂交组合的小麦永久F₂群体, 并于2007年种植于山东泰安和山东聊城。构建了一套覆盖小麦21条染色体的遗传连锁图谱并利用该图谱的324个SSR标记对小麦株高进行QTL定位研究,使用基于混合线性模型的QTLNetwork 2.0软件进行QTL分析。在永久F₂群体中定位了7个株高QTL,包括4个加性QTL,一个显性QTL,一对上位性QTL,共解释株高变异的20%,其中位于4D染色体的qPh4D,具有最大的遗传效应,贡献率为7.5%;位于2D 染色体显性效应位点qPh2D,可解释1.6%的表型变异;位于5B~6D染色体上位效应位点,可解释1.7%的表型变异。还发现加性效应、显性效应和上位效应对小麦株高的遗传起重要作用,并且基因与环境具有互作效应,结果表明利用永久F₂群体进行QTL定位研究的方法有助于分子标记辅助育种。     

利用永久F2群体在不同光周期环境下定位玉米株高QTL

为了研究热带玉米株高的遗传机制, 利用温热组合黄早四×CML288衍生的重组自交系群体构建了一个包含278个组合的永久F₂群体, 分别在海南三亚、河南郑州和洛阳、北京昌平和顺义等5个地点3种光周期环境中进行株高鉴定。利用复合区间作图法在3种光周期环境下共定位到12个不同的玉米株高QTL。位于第1染色体上的qPH1-2和位于第4染色体上的QTL qPH4在3个环境中同时被检测到, 表明这2个QTL在不同日照环境下均能稳定表达。位于第3染色体上的qPH3在短日照环境下能解释株高遗传变异的32.13%, 而在2个长日照环境下并未被检测到, 表明此QTL是短日照环境下特异表达的主效QTL。第10染色体上QTL qPH10-1分别解释2个长日照环境中株高遗传变异的25.39%和39.58%, 是长日照环境下特异表达的主效株高QTL。     

水稻永久F2群体抽穗期QTL的上位性及其与环境互作效应的分析

利用源于杂交水稻汕优63的重组近交系（RI）,进行系间随机交配构建了水稻永久F2（IF2）群体。采用QTL作图软件QTL Mapper 2.0对IF2群体的抽穗期性状进行了分析,共发现了21个QTLs,分布于10条染色体上。对抽穗期QTL的加性效应,显性效应,加×加、加×显、和显×显上位性效应进行了估计,对遗传主效应与环境的互作效应做了预     

利用DH群体定位白叶枯病抗性QTL

以珍汕97和武育粳2号构建的籼粳杂交DH群体及其双亲为材料,通过接种8种白叶枯病菌株(菲律宾菌系的PX071、PX099、PX061,中国菌系的GX325、Zhe173、LN44、KS-1-21和日本本菌系的T7133),考察了该DH群体对白叶枯病抗性,并进行数量性状位点(QTL)分析.共检测到了26个QTL,分别位于除第7、第11染色体外其它10条染色体上,其中检测到有2个位点分别对4种不同的菌株有抗性,有2个位点对3种不同的菌株有抗性,3个位点对2种菌株有抗性.表明这些QTL对水稻白叶枯病均具有广谱抗性,通过分子标记辅助选择利用并聚合这些广谱抗性的QTL可以较好地改良水稻对白叶枯病的抗性.     

棉花枯萎病抗性的QTL定位

棉花抗病育种是棉花遗传改良的重要内容.本研究以高抗枯萎病的陆地棉品系(Gossypium hirsutum L.)98134和海岛棉(Gossypium barbadence L.)感病品种新海14号为亲本,构建98134×新海14的F2及F2:3分离群体.运用SSR标记构建连锁图谱,用复合区间作图法对F2:3家系的病情指数(RD进行基因组QTL扫描,共检测到4个与棉花枯萎病相关QTL效应,分别位于3、15、23和26连锁群上.经标记值分析,该QTL能解释高值亲本的增效作用,分别解释F2:3家系变异的12.4%、20.96%、4.7%和11.9%.本研究为分子标记辅助选择抗枯萎病棉花育种提供了重要理论依据.     

利用“永久F2”群体剖析玉米产量及其相关性状的遗传机制

利用RIL群体构建了一套包含441个杂交组合的玉米“永久F₂”群体,通过253个SSR标记的等位基因频率分析,发现“永久F₂”群体的遗传组成与基因频率与F₂群体相似,理论上可以代替F₂群体进行相关遗传研究。通过两年一点的田间试验,利用复合区间作图法对玉米产量及其3个主要构成因子进行了遗传分析。结果表明,玉米产量与穗长、穗行数及百粒重呈显著或极显著正相关,而穗长与穗行数和百粒重显著负相关。共定位3个产量QTL、8个穗长QTL,11个穗行数QTL和5个百粒重QTL。     

利用“永久F2”群体进行小麦幼苗根系性状QTL分析

为了研究小麦苗期根系性状的遗传,以小麦品种花培3号和豫麦57的杂交DH群体组配了一套含168个杂交组合的“永久F₂”群体。利用WinRHIZO根系分析系统测定四叶一心期小麦水培幼苗根系总长度、直径、表面积、体积、根尖数、最大根长、茎叶干重、根干重及根茎干重比9个性状。采用复合区间作图法分析幼苗根系8个性状的QTL,定位了7个加性效应QTL和12对上位性互作QTL,包括加性效应、显性效应,加加互作、加显互作和显显互作,分布在1A、1D、2A、2B、2D、3A、3B、5D、6D和7D染色体上,单个QTL可解释0.01%~11.91%的遗传变异。在染色体2D上XWMC41至XBARC349.2区间检测到同时控制总根长和根干重的一个QTL。上位性对苗期根系生长发育有重要作用。试验结果表明,苗期根系性状的遗传机制较复杂, 因此在育种中要综合考虑根系各性状之间的关系,保证根系协调统一、发达健壮。     

利用DH和IF2群体检测甘蓝型油菜株高相关性状QTL

株高是油菜重要的农艺性状之一。以油菜品种Express、SWU07构建的包含261个株系的DH群体和由其构建的包含234个株系的IF₂群体为材料, 分析2年环境下株高及其相关性状QTL表明, 在2个群体的各年份环境中总共检测到41个株高及其相关性状QTL, 分布于甘蓝型油菜的13条染色体上, 其中9个与株高相关的QTL, 分布于A02、A09、C01、C02和C06连锁群, 分别揭示了3.85%~13.34%的表型变异, 15个与主花序长度相关的QTL, 分布于A01、A02、A05、A08、A09、C01、C03和C05连锁群, 分别揭示了3.82%~9.52%的表型变异; 11个与第1分枝高度相关的QTL, 分布于A01、A03、A09、C01和C03连锁群, 分别揭示了4.01%~16.54%的表型变异; 4个与分枝区段长相关的QTL, 分布于甘蓝型油菜的A07、A09、C03和C04连锁群, 揭示了4.79%~8.10%的表型变异; 2个与平均节间长相关的QTL, 分布于A07和C05连锁群, 分别揭示了4.29%~6.04%的表型变异。其中5个QTL在不同年份环境或不同群体中被重复检测到。这些QTL为油菜株高的遗传改良提供了有用的信息。     

小麦赤霉病抗性QTL分析

以小麦赤霉病抗源望水白与感病品种Alondra杂交产生的104个重组自交系为材料，采用JoinMap®3.0软件构建了含有2个RAPD、109个SSR和105个AFLP标记共25个连锁群的遗传连锁图，其中24个连锁群可以确定为相应的染色体；采用自然发病和土表接种方法，对该重组自交系群体在建阳和苏州进行了连续两年赤霉病抗性鉴定，结果表明：     

利用水稻MAGIC群体关联定位白叶枯病抗性QTL和创制抗病新种质

以8个不同亲本构建的遗传上相互关联的多亲本高代互交系(multi-parents advanced generation inter-cross, MAGIC)群体,包括2个4亲本群体(DC1和DC2)和1个8亲本群体(DC3)为材料,接种我国白叶枯病强致病力V型菌系(GD-V)和弱致病力II型菌系(C2),关联分析定位MAGIC群体对白叶枯病的抗性QTL,筛选抗病种质。结果表明,大多数亲本对C2菌系表现抗病,而对GD-V表现感病,3个MAGIC群体的病斑长度均出现超亲分离。共检测到7个白叶枯病抗性QTL,大多表现数量抗性,而且抗性QTL表达存在明显的遗传背景效应。QBbr11-1和QBbr11-2受遗传背景影响较小,具有一定的育种应用价值。从3个群体筛选出8份不同抗病QTL聚合的抗病材料,表明质量抗性基因和水平抗性数量性状位点的结合可以显著提高抗性水平。8份不同抗病QTL的聚合系可以用作抗病育种的中间抗源。研究结果表明,MAGIC群体可以将遗传研究和育种应用有机结合,是遗传研究和开展标记辅助育种的理想群体。     

赤霉菌粗毒素鉴定小麦赤霉病抗性的研究

通过赤霉茵粗毒素胁迫试验,研究了赤霉病抗性不同的小麦品种幼苗生长指标和根细胞膜透性.结果表明:种子活力对毒素鉴定有显著影响,挑选各品种露白一致的种子进行毒素鉴定,可以排除种子自身活力差异对鉴定结果的影响,根长、芽长、根干重、芽干重等生长指标抑制率与抗性关系密切,赤霉病抗性强的品种其幼苗生长受毒素的抑制小.在毒素处理的浓度和时间适宜的情况下,抗性强的品种幼根细胞膜透性低.     

云南小麦品种（系）锈病和赤霉病抗性功能基因的KASP标记检测

利用5个锈病成株期抗性基因的KASP标记Sr2_ger9 3p、Lr34jagger、CSTM4_67G、Lr68-2、VPM_SNP和抗赤霉病基因Fhb1的KASP标记TaHRC-KASP,对云南省育成的42个小麦品种（系）进行检测,旨在筛选出含有目标基因的优异小麦种质,为云南省持久抗病小麦新品种（系）的选育提供材料。结果表明,4个材料含兼抗型成株抗锈病基因Lr34/Yr18/Sr57,频率为9.52%;6个品种（系）含兼抗型成株抗锈病基因Lr67/Yr46/Sr55,频率为14.29%;7个材料含抗慢叶锈病基因Lr68,频率为16.67%;含兼抗型成株抗锈病基因Sr2/Yr30和成株抗叶锈基因Lr37的材料各有1个,频率均为2.38%;未检测出含抗赤霉病基因Fhb1的品种（系）。云麦69、云麦75、云麦56、宜麦1号和宜麦3号等兼有2个成株期抗锈病基因,可作为今后云南持久抗锈病育种的抗源材料。     

抗赤霉病小麦新品种扬麦18的选育研究

小麦赤霉病是世界范围灾害性小麦病害。为了培育和推广抗赤霉病小麦品种,解决赤霉病对长江中下游地区小麦生产的危害。通过高产育种和抗赤霉病育种技术路线有机结合,运用“综合性状协调点”的观点,培育出了综合性状优良,多年表现既高产稳产又抗赤霉病（MR-R）小麦品种扬麦18,在生产上大面积推广应用。该品种的育成与推广应用初步实现了小麦抗赤霉病育种目标。