水稻叶绿素含量的QTL及其与环境互作分析

 研究的主要目的是通过QTL分析对水稻叶片叶绿素含量进行遗传剖析。应用由247个株系组成的珍汕97B/密阳46重组自交系群体及其含207个分子标记的连锁图谱。分别在2002年和2003年考察亲本和重组自交系群体剑叶、倒二叶、倒三叶叶绿素a和b的含量，采用QTL Mapper 1.6统计软件进行QTL定位、上位性分析及其与环境的互作效应分析。在4个标记区间共检测到控制不同叶位叶绿素a、b含量的8个QTL，单个QTL的表型变异贡献率为1.96% 9.77%，其中2个QTL与环境之间存在显著互作；检测到9对影响叶绿素a、b含量的加性 加性上位性互作，其中1对具有显著的上位性 环境互作效应。与该群体产量性状QTL的研究结果相比较，发现每个产量性状都有QTL与控制叶绿素含量的QTL位于相同的染色体标记区间。     

水稻耐盐性和耐碱性相关性状的QTL定位及环境互作分析

【目的】探索水稻在盐和碱胁迫下产量相关性状的变化规律,寻找耐盐碱主效QTL,并分析QTL加性、上位性与环境互作效应。揭示单株有效穗数、结实率、千粒重和单株穗重在盐、碱胁迫下的遗传机制,为水稻耐盐碱性分子标记辅助育种提供理论依据。【方法】以东农425和长白10号杂交得到的重组自交系为材料,构建包含120个SSR标记的遗传连锁图。以浓度6 ds·m-1的Na Cl水溶液,pH9.0的Na2CO3水溶液进行全生育期处理,正常水灌溉为对照。对2014年和2015年盐、碱胁迫和自然条件下水稻的单株有效穗数、结实率、千粒重和单株穗重分别采用2种作图方法同时定位研究,即完备区间作图法进行加性QTL定位和混合线性模型的复合区间作图法进行加性、上位性QTL与环境互作联合分析。【结果】2014年和2015年碱胁迫条件下与盐胁迫条件下各性状表型值相比,耐碱相关性状降低较明显,表明水稻对碱胁迫更为敏感,碱胁迫更大程度地限制了高产和稳产。并且2年的碱胁迫条件下各性状与盐胁迫条件下各性状均未表现出显著相关性。水稻在耐盐性和耐碱性上可能存在遗传机制上的差异。运用ICIM共检测到61个水稻耐盐碱相关性状加性效应QTL,分布在第1、2、3、4、5、6、7、8、10、11和12染色体上。运用MCIM在6个环境下进行加性及环境互作效应的联合定位分析,共检测到17个加性QTL存在环境互作效应,分布在第1、3、5、7、8、9、11和12染色体上。其中,运用ICIM同时在自然条件和盐胁迫条件下2年重复检测到q PN1-1,仅在碱胁迫下2年重复检测到q PN11-2,同时在盐胁迫和碱胁迫条件下2年重复检测到q PN3-3,在盐胁迫与自然条件比值下2年重复检测到q RPN1-1,仅在自然条件下2年重复检测到q GW7和同时在盐、碱胁迫和自然条件下2年重复检测到q PW11均被MCIM检测到。q PW11是1个新的耐盐碱QTL,其贡献率为7.94%—20.13%。运用MCIM对水稻耐盐碱相关性状在6个环境下进行上位性与环境互作效应分析,共检测到13对上位性QTL与环境发生互作效应。检测到2对有关单株有效穗数的上位性QTL与环境互作,检测到2对胁迫与自然条件比值下单株有效穗数的上位性QTL与环境互作;检测到2对有关结实率的上位性QTL与环境互作,检测到2对胁迫与自然条件比值下结实率的上位性QTL与环境互作;检测到1对有关千粒重的上位性QTL与环境互作,检测到1对胁迫与自然条件比值下千粒重的上位性QTL与环境互作;检测到3对有关单株穗重的上位性QTL与环境互作。【结论】盐胁迫和碱胁迫都能影响水稻的产量相关性状,但二者是性质有所差别的2种胁迫,碱胁迫破坏更强,降低产量更明显。     

旱稻渗入系拔节期根系性状QTL定位

研究稻作抗旱的根系特征及其遗传机理,在作物育种程序上改良作物根系性状,提高作物抗旱性,为水旱稻杂交选育抗旱高产品种提供理论依据。本研究利用187个SSR标记和1套具有180个家系的旱稻渗入系群体BC3F7构建遗传连锁图,采用单标记分析法,对拔节期根系的6个性状(最长根长、粗根数、总根数、平均最粗根粗、根干重、总干重)进行QTL定位。拔节期检测到QTL共56个,其中影响上述6个性状的QTL数目分别是9、10、3、12、9和13,其总贡献率分别为43%、44%、19%、70%、39%和68%。另外,在检测到的QTL中除与总根数有关的有2个来自毫格劳的等位基因降低性状值以外,其位点毫格劳的等位基因均增加性状值。92.8%的渗入位点对以沈农265为遗传背景的渗入系的根系6个性状有促进作用;定位到的影响不同根系性状的QTL多数成簇排列;在RM1261附近定位到影响3个性状的QTL,推测是一个与根系抗旱性状密切相关的基因区域。     

水稻产量性状QTL定位研究进展

水稻许多重要的性状是由多基因控制的数量性状.分子生物技术的迅速发展和QTL定位方法的日趋完善,为水稻数量性状基因(QTL)的研究提供了基础.综述了数量性状基因座QTL(quantitative trait locus)定位的原理、定位群体和常用方法及分子标记在水稻产量性状基因定位中的研究现状,并对目前水稻产量性状QTL定位存在的问题和发展前景进行了探讨.     

绿豆产量性状的QTL定位

绿豆单株荚数、单荚粒数等农艺性状和粒长、粒宽等籽粒性状与绿豆产量密切相关。以“VC2917/鹦哥绿”RIL群体为材料，通过连续3年田间实验，对12个与绿豆产量相关性状进行评价和QTL定位。相关性分析表明，单株产量与单株荚数（0.837）、百粒重（0.294）的相关性最强，百粒重与粒长（0.512）、粒宽（0.340）、籽粒直径（0.492）、籽粒周长（0.441）的相关性最强，株高与单株分枝数之间呈极显著正相关（0.406）。2017年检测到20个QTLs，分布在除第8染色体外的10条染色体上，遗传贡献率在4.61%~23.76%；2018年检测到16个QTLs，分布在除第8染色体外的10条染色体上，遗传贡献率在4.97%~16.66%之间；2019年检测到20个QTLs，分布在除第1、3、8、9染色体外的7条染色体上，遗传贡献率在和4.65%~20.37%之间。12个性状均发现稳定QTLs，其中株高PH1a、PH1b和PH1c位点，单株分枝数PPP1a、PPP1b和PPP1c位点，荚宽PW10a.1、PW10b和PW10c.1位点，籽粒直径SD10a、SD10b和SD10c位点，籽粒周长SP6a、SP6b和SP6c位点，百粒重HSW7a、HSW7b和HSW7c位点连续3年在相同位点稳定检测到，说明这些位点存在相关性状基因，是今后利用分子标记辅助选择培育高产绿豆新品种或克隆相关基因优先考虑关键区域。     

绿豆产量性状的QTL定位

绿豆单株荚数、单荚粒数等农艺性状和粒长、粒宽等籽粒性状与绿豆产量密切相关。以“VC2917/鹦哥绿”RIL群体为材料,通过连续3年田间实验,对12个与绿豆产量相关性状进行评价和QTL定位。相关性分析表明,单株产量与单株荚数（0.837）、百粒重（0.294）的相关性最强,百粒重与粒长（0.512）、粒宽（0.340）、籽粒直径（0.492）、籽粒周长（0.441）的相关性最强,株高与单株分枝数之间呈极显著正相关（0.406）。2017年检测到20个QTLs,分布在除第8染色体外的10条染色体上,遗传贡献率在4.61%~23.76%;2018年检测到16个QTLs,分布在除第8染色体外的10条染色体上,遗传贡献率在4.97%~16.66%之间;2019年检测到20个QTLs,分布在除第1、3、8、9染色体外的7条染色体上,遗传贡献率在和4.65%~20.37%之间。12个性状均发现稳定QTLs,其中株高PH1a、PH1b和PH1c位点,单株分枝数PPP1a、PPP1b和PPP1c位点,荚宽PW10a.1、PW10b和PW10c.1位点,籽粒直径SD10a、SD10b和SD10c位点,籽粒周长SP6a、SP6b和SP6c位点,百粒重HSW7a、HSW7b和HSW7c位点连续3年在相同位点稳定检测到,说明这些位点存在相关性状基因,是今后利用分子标记辅助选择培育高产绿豆新品种或克隆相关基因优先考虑关键区域。     

水稻籼粳交DH群体产量相关性状的QTL定位和上位性分析

利用籼粳交组合Nanjing 11号×Balilla创建的F1代DH群体,应用Joinmap 3.0作图软件构建一张含有136个标记(10个STS、22个CAPs和104个SSR)的连锁图,检测产量相关性状的具有加性和上位性效应的数量性状位点(QTL)。考察132个DH株系产量相关的6个性状,通过基于混合线性模型的软件QTLmapper 1.0,共检测到分布在12条染色体上的50个数量性状位点(QTL),其中7个QTL仅具有加性效应,3个QTL既有加性效应又参与上位性效应的形成,40个QTL仅具有上位性效应。在加性和上位性效应中,各QTL贡献率差异较大,变幅为3.87％～24.62％。结果表明:贡献率较大的QTL在不同群体和环境中能够稳定表达,相关性状QTL的位置往往集中在染色体上相同或相近的区域,呈成簇分布。     

水稻产量因子的遗传主效应及基因型和环境互作效应的QTL分析(英文)

在构建DH群体RFLP图谱的基础上定位了产量因子的数量性状位点(QTL).在杭州和海南两地分别种植包括123个DH原的DH群体及其亲本IR64和Azucena,并对产量因子性状进行了测定.运用调整无偏预测(AUP)法预测遗传主效应值和GE互作效应值,并用于QTL定位.结果表明,一些有主效应的QTL同时具有QTL×环境(QE)互作效应,而一些没有主效应的QTL也可以有QE互作效应.研究还表明,QTL对环境的敏感性不同,有的QTL只能在一个环境中检测到,而另一些QTL能在二个环境中都检测到.产量因子包括总粒数和实粒数的QTL无论是主效还是QE互作效应均具有较大的加性效应值,这些QTL在两个环境中起主基因的作用.     

早稻渗入系抽穗期根系性状QTL定位

研究稻作抗旱的根系特征及其遗传机理，发掘旱稻有利基因，从水旱稻杂交中选育高产耐旱的稻作品种提供理论基础和研究材料。以强抗旱的旱稻毫格劳为供体亲本，超高产水稻品种沈农265为受体亲本，利用187个SSR标记构建了一套具有180个家系的旱稻渗入系群体，并采用单标记分析法，对抽穗期根系6个性状：最长根长、粗根数、总根数、平均最粗根粗、根干重、总干重进行QTL定位。抽穗期共检测到QTL38个，其中影响上述6个性状的QTL数目分别是6、6、4、6、4和12个，它们的总贡献率分别为29％、27％、21％、33％、23％和61％。此外，在粗根数和总根数中分别检测到3个和1个来自毫格劳的等位基因的加性效应为负，其余均为正。除平均根粗外，其他5个性状的加性效应都较大。89．5％的渗入位点对以沈农265为遗传背景的渗入系的6个性状根系有促进作用；定位到的影响不同根系性状的QTL多数成簇、集中分布；RM3853附近定位到影响4个性状的QTL，推测是一个在抽穗期与根系性状和抗旱密切相关的基因或基因簇。     

不同环境下水稻籽粒宽的QTL定位分析

利用由穗型差异大的水稻品种密阳46和FJCD建立的一个包含130个株系的F10重组自交系,测定其在福建武夷山和莆田环境下的粒宽,并进行QTL定位和互作研究.结果表明,10个加性QTL和4个位点存在显著的加性×环境互作效应以及1对加加上位性效应.QTL定位分析获得的10个加性QTL,位于2、5、6、7号染色体,对表型变异贡献率为0.44％-20.49％,其中qGW-5-2和qGW-6-9单个QTL贡献率分别达14.99％和20.49％.环境互作分析获得4个GE互作位点,分布在水稻5、6、7号染色体上,均为微效QTL.在莆田环境下,与粒宽相关的1对QTL存在加加上位性效应,且对表型变异贡献率达33.26％.     

新疆陆地棉主栽品种部分产量性状QTL的标记与定位

【目的】在新疆特有的“矮密早”陆地棉栽培技术体系下,利用不同主栽品种（Gossypium hirsutum L.）组配F2组合筛选产量及其构成因素的QTL,为利用分子标记辅助选择提高新疆陆地棉育种效率提供理论依据。【方法】用新陆中10号、中棉所35号、军棉1号和新陆早7号4个品种构建了3个F2作图群体,连锁群构建及QTL定位使用MAPMAKER/EXP（Version 3.0b）、MapQTL5和WinQTLCartV2.5。【结果】3个作图群体图谱覆盖了除D4和D12外的棉花所有染色体,将筛选出皮棉产量、单铃重、衣分、籽指、结铃数等性状在位置、效应一致的QTL认为是一个QTL,共鉴定、筛选出产量构成因子QTL 11个。其中与籽指有关的QTL共3个,分别位于A1、A5和A7上;与衣分有关的QTL 3个,分别位于A7、A13和连锁群6上;与铃重有关的QTL 4个,定位在A7上有3个、D3上1个;与皮棉产量有关的QTL1个,定位在D3上。涉及到单铃重、衣分和籽指等与产量性状相关的QTL大部分都分布在A7染色体上的同一区域。【结论】产量相关性状的QTL分布在棉花染色体同一区域,并在不同群体或两年环境中稳定表达,这些QTL可能有助于今后新疆陆地棉分子标记辅助育种的提高。部分籽指QTL在染色体水平上的定位（A1和A5）与前人研究相同,其余QTL在染色体水平上的定位（A7、D3和A13）与前人研究不同。     

不同水分处理对水稻和旱稻产量及产量构成因子的影响

[目的]研究不同水分处理对水稻和旱稻产量及产量构成因子的影响。[方法]以宁粳16号和旱稻297为试验材料,进行淹水、干湿交替和旱作灌溉处理,观察水稻和旱稻的生长动态变化,研究不同水分处理对其理论产量、实际产量、穗长、穗数、穗粒数、千粒重、结实率、经济系数等的影响。[结果]与淹水灌溉相比,旱作灌溉使水稻和旱稻分蘖期后移,生育期推迟,生长发育缓慢,株高降低,产量降低,穗长变短,穗数不足,穗粒数下降,千粒重降低,结实率下降,经济系数提高;旱稻与水稻相比,旱作灌溉处理对旱稻的影响较小。[结论]该研究结果为水稻抗旱节水栽培提供了参考。     

水稻籼粳交F8、F2群体穗长QTL比较分析

【目的】对水稻F8重组自交系群体穗长QTL进行检测,并比较分析相同亲本衍生的不同群体的遗传图谱、QTL位置、QTL效应的异同,鉴定稳定表达的穗长QTL,以期增加对穗长遗传行为的了解,且有助于通过分子聚合育种手段改良穗长性状。【方法】以籼稻品种泸恢99和粳稻品种日本晴（基因组测序）为亲本构建的F8重组自交系群体中的188个家系为研究材料,利用包含207个标记的遗传连锁图谱,采用基于混合线性模型的QTL定位软件QTLNetwork 2.0,对水稻穗长QTL进行定位和效应分析,并比较分析F8、F2群体的QTL定位和遗传图谱异同。【结果】在F8群体中检测到7个与穗长性状相关的QTL,分别位于第2、3、6、7、8、10染色体上,QTL对表型变异的贡献率为3.38%—14.8%,总贡献率为52.5%。F8、F2群体在5条相同染色体上都定位到了穗长QTL,这些QTL所在标记区间物理位置大部分是重叠和包含关系。F8、F2图谱在定位标记数、标记的位置顺序、遗传距离、平均图距等方面发生了变化。【结论】在F8、F2群体检测到一个稳定遗传的主效应QTL位点,位于第6染色体,并发现了4个尚未报道的穗长QTL。     

陆地棉高密度遗传图谱的构建及产量相关性状的QTL定位

【目的】通过构建高密度SNP遗传图谱,开展棉花多群体产量相关性状的QTL定位,获得稳定性好、精确度高的QTL,为产量性状调控基因的挖掘和有效分子标记的开发提供依据。【方法】以高稳产冀丰1271为母本、优质自交系冀丰173为父本,构建包含200个单株的F₂群体,利用测序基因分型(genotyping by sequencing,GBS)技术开发群体的SNP标记并构建高密度遗传图谱,对F₂、F_2:3、F_2:4群体的衣分、子指和单铃重进行QTL定位,注释主效和稳定QTL位点内的基因并分析基因在不同组织的表达模式,筛选候选基因。【结果】通过简化基因组测序,共获得383.07 Gb数据,包括母本冀丰1271的26.93 Gb、父本冀丰173的27.30 Gb和F₂群体的328.84 Gb,Q30值分别为90.55%、89.95%和95.77%。在F₂群体中开发了1 305 642个SNP标记,其中,用于构建遗传图谱的aa?bb型SNP为410 726个。构建了一张包...     

水稻数量性状(QTL)定位主要作图群体及统计方法概述

水稻许多重要的性状是由多基因控制的数量性状,因此数量性状的研究对促进水稻高产、抗病、质优具有重要意义。分子生物技术的迅速发展和QTL定位方法的日趋完善,为水稻数量性状的研究提供了基础。综述了QTL定位的原理、定位群体和常用的方法,并对目前水稻数量性状QTL定位存在的问题和发展前景进行了探讨。     

利用BIL群体定位水稻抽穗期QTL及主效位点遗传效应分析

以南粳35和早抽穗品种N22构建的回交重组自交系(BIL)群体为研究材料,对控制水稻抽穗期的QTL进行定位,并利用高代回交群体对检测到的主效位点进行验证。结果表明:利用Win QTLcart 2.5软件共检测到4个控制抽穗期的QTL,分别位于第2、3、10和12染色体上,贡献率为8.25%~21.62%,其中qHd-2的效应值最高,可以解释21.62%的表型变异,随后用N22/南粳35//南粳35高代回交群体对qHd-2功能进行验证,在南粳35背景下qHd-2可以缩短抽穗4.2d,说明qHd-2是N22中控制抽穗期的主效QTL。     

利用大白菜×芜菁F2群体定位抗根肿病QTL及上位性互作分析

【目的】挖掘和分析芸薹种抗根肿病基因及基因间的互作关系,为芸薹种抗根肿病育种提供理论依据。【方法】以大白菜自交系‘BJN’为母本,芜菁自交系‘Siloga’为父本进行杂交获得F₁。F₁单株自交获得由140个单株构成的F₂群体,用于遗传图谱构建。95个F₂单株及其F₃家系用于抗根肿病（CR）性状的QTL定位和上位性互作分析。利用1 214个分子标记和前人开发的与7个CR连锁的22个标记进行亲本间多态性筛选。根据作图群体的多态性标记基因型,采用JoinMap 4.0作图软件构建遗传连锁图谱。以采自甘蓝型油菜栽培地的根肿菌对2个亲本及其95个F_2：3家系进行根肿病抗性鉴定。根据F₃植株的发病等级,计算F₂单株的平均发病指数（DI）。利用Windows QTL Cartographer 2.5软件,采用复合区间作图法检测抗根肿病QTL。利用基于混合线型模型的QTL Network 2.0软件进行互作关系分析。SPSS 18.0.0软件用于分析F₂群体中QTL连锁标记的基因型与其相应个体平均DI值间的相关性。双因素方差分析方法分析QTL连锁标记的交互作用。通过单因素方差分析,采用最小显著差异法和q检验（SNK）多重比较QTL紧密连锁标记（sau_um026和BrID90197)组合成的9种基因型在根肿病抗性上的差异。【结果】抗病性鉴定表明‘Siloga’对根肿菌表现为抗病,而‘BJN’表现为感病。F₂群体中根肿病发病指数呈偏正态分布,表明根肿病抗性表现为由主效基因存在的多基因控制的数量性状。利用检测到的261个多态性标记构建出一个包含222个标记和10条连锁群的芸薹种遗传图谱。该图谱总长度为1 152.6 cM,定位了与3个CR连锁的5个标记,覆盖了大白菜参考基因组的88.6%。通过QTL定位共检测到源于‘Siloga’的2个QTL位点,分别位于A3连锁群的主效QTL（qPbBa3.1）和A8连锁群的微效QTL（qPbBa8.1）。qPbBa3.1和qPbBa8.1的贡献率分别为19.02%和7.82%。qPbBa3.1区域内包含有抗根肿病基因CRa或CRb,而qPbBa8.1与Crr1毗邻。此外,检测到qPbBa3.1和qPbBa8.1间的上位性互作,互作效应为加性×加性,贡献率为6.58%。双因素方差分析表明,sau_um026与BrID90197间存在极显著差异（P=7.22×10^-5）,进一步验证了qPbBa3.1和qPbBa8.1间的互作效应。单因素方差分析表明,sau_um026和BrID90197的9种基因型间存在显著性差异（P=9.45×10^-10）。多重比较结果表明,qPbBa3.1为抗病亲本‘Siloga’基因型的个体抗病性显著高于其他基因型,杂合基因型的高于感病亲本‘BJN’基因型,含有qPbBa8.1的个体抗病性得到加强。【结论】芜菁自交系‘Siloga’根肿病抗性受主效qPbBa3.1,微效qPbBa8.1,qPbBa3.1和qPbBa8.1间的加性×加性上位性互作效应的影响。