高CO2浓度下水稻穗部性状的QTL分析

【目的】了解大气CO₂浓度升高对水稻穗部性状遗传表达的影响,为今后合理筛选育种材料提供依据。【方法】以粳稻Asominori与籼稻IR24所衍生的染色体片段置换系（CSSLs）为材料,在已构建的染色体置换系遗传图谱的基础上,对比分析水稻穗部性状在FACE（约570 µmol CO₂·mol^-1）和正常大气CO₂浓度（约370 µmol CO₂·mol^-1）下的变化及其LOD≥3.0时的数量性状位点（QTL）。【结果】FACE下,Asominori和IR24的穗长、一次枝梗数、每穗总粒数、瘪粒数、结实率和着粒密度的表型值均高于对照;而Asominori和IR24所衍生的CSSLs的穗部性状对CO₂浓度升高却呈现出正负两种响应,呈正响应且变化最大的置换系为AI9（穗长）、AI30（一次枝梗数）、AI63（每穗总粒数）、AI62（瘪粒数）、AI50（结实率）和AI2（着粒密度）;FACE和对照条件下共检出15个QTL,分布在第1,3,4,5,6,7,8,12条染色体上;其中,FACE下检测出8个QTL,对照条件下检测出7个QTL。仅有1个QTL（qPB5^-4 ）在FACE和对照条件下同时被检测到。【结论】筛选出了水稻穗部性状对CO₂浓度升高呈极显著正响应的6个置换系,为将来水稻育种提供材料;在FACE和对照下共检测出控制穗部性状的QTL 15个,没有检测到控制穗部性状的QTL与环境显著互作的位点。     

大穗型水稻穗部性状的QTL定位

【目的】对大穗型水稻穗部性状的数量性状基因座(QTL)进行定位,为水稻超高产育种提供优质的种质材料。【方法】利用95个在双亲具有明显多态性的分子标记和213个由大穗型水稻材料lp1与9311构建的F2群体单株,采用完备区间加性模型作图法(ICIM-ADD)对穗长、每穗粒数和着粒密度3个穗部性状的QTL进行检测。【结果】共检测到5个穗部性状QTL,其中穗长QTL 1个,每穗粒数QTL 2个,着粒密度QTL 2个,分布于第3、4、6、10和11号染色体上。检测到的QTL LOD介于2.63~2.91,表型贡献率为7.42%~17.72%,贡献率大于10.00%的主效QTL有2个(qSSD-3-1和qPL-11-1),分别有2个和3个QTL的增效等位基因来源于大穗lp1和9311。【结论】定位得到的主效QTL qSDD-3-1和qPL-11-1可用于分子标记辅助选择育种,新的穗长QTL qPL-11-1可用于精细定位和克隆。     

水稻染色体片段代换系Z745的鉴定及穗部性状QTL定位

对水稻染色体片段代换系Z745进行染色体代换片段鉴定,并用以日本晴为背景亲本、水稻染色体片段代换系Z745为供体亲本杂交构建的次级F_2群体定位水稻穗部性状QTL,以期发现新的穗部性状QTL。结果发现,Z745共含有17个代换片段,分布于第1、3—8、10和12染色体,代换片段总长度为26.1 Mb,平均代换长度为1.54 Mb;Z745的穗长、一次枝梗数、二次枝梗数和穗粒数均极显著高于日本晴;鉴定出21个穗部性状QTL,分布于其中9个代换片段上,位于第1、3—5、7—8、10和12共8条染色体上,其中,穗长QTL 4个(1、4和7染色体)、一次枝梗数QTL 4个(1、5、7和8染色体)、二次枝梗数QTL 6个(1、7、10和12染色体)、穗粒数QTL 7个(1、3、7、8、10染色体)。定位到的穗长QTL (qPL7-1、qPL7-2)、二次枝梗数QTL(qNSB7-1)和穗粒数QTL(qSPP1-1)已被报道,其余穗部性状QTL尚未报道。     

水稻穗部性状及其与产量相关分析

以辽宁省最新育成的水稻品种(品系)为研究对象,分析了水稻穗部性状间及其与产量的关系,结果如下。产量与每穗粒数、着粒密度、二次枝梗数、二次枝梗粒数、二次枝梗粒率呈极显著的正相关关系,这些性状对产量都有积极意义,产量是其综合作用的表现。结实率主要受控于二次枝梗结实特性,育种上要从结实率角度挖掘水稻的增产潜力,就要着重考虑选育二次枝梗结实率高进而结实率高的品种。一次枝梗数、一次枝梗粒数、二次枝梗数、二次枝梗粒数以及二次枝梗粒率都与每穗粒数呈极显著的正相关关系,这些性状的增加将有助于穗粒数的增加。穗粒数与二次枝梗粒数随品种的变化是一致的,二者有极显著的线性相关。提高千粒重有可能进一步挖掘水稻的增产潜力。     

利用染色体片段置换系群体检测水稻产量相关性状QTL

为了发掘单株产量及其构成因素相关性状的数量性状基因座(QTL),本研究以9311/日本晴染色体片段置换系群体为材料,调查了单株产量及单株产量构成因素(单株实粒数、单株总颖花数、结实率、每穗实粒数、有效穗数、每穗颖花数、千粒质量等8个性状)。利用Ici Mapping v3.1软件,将分子标记检测结果与田间性状调查值相结合,定位了与单株产量、单株实粒数、千粒质量、每穗颖花数、结实率、单株总颖花数6个性状有关的QTL,未定位到与有效穗数(EPN)和每穗实粒数(GPP)有关的QTL。共定位到的10个相关QTLs,分别分布于第1条、第2条、第5条、第7条、第8条染色体的7个区间,贡献率为7.52%~44.59%,其中4个QTLs的贡献率大于10.00%。单株产量q GY1,单株实粒数q GN1,结实率q SSR1.2、q SSR2和q SSR8,加性效应值为负值,表明9311的等位基因表现为增效作用;单株总颖花数q SN2,结实率q SSR1.1,千粒质量q TGW5,每穗颖花数q SPP5和q SPP7,加性效应值为正值,表明日本晴的等位基因表现为增效作用。10个QTLs位点中,除q SN2、q TGW5、q SPP5与已克隆的LP、q SW5、Os NADH-GOGAT2可能位于同一区域外,其余7个位点均未被克隆或精细定位。     

水稻穗部性状与品质性状的相关分析

本试验旨在探讨水稻穗部性状与品质性状的关系,并对不同品种的品质特性作了详细比较,总结出不同品质性状的穗部性状特点。结果可以看出几乎所有的穗部性状都对品质性状有不同程度的影响,而且不同品质性状影响的穗部性状因子不尽相同,据此可以为水稻优质育种特别是专用型优质育种提供一定的科学参考。     

TD70/Kasalath RIL群体定位水稻穗部主要性状的QTL(英文)

利用穗部性状存在明显差异的粳稻TD70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和2011年对穗长每穗总粒数和着粒密度进行鉴定,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检测结果表明,共检测到3个性状的QTL23个,其中控制穗长的5个QTL每穗总粒数的8个QTL着粒密度的10个QTL,分布在第2、3、4、6、7、8、9和10染色体上,LOD值范围为2.5~9.3,单个QTL的贡献率介于4.0%~20.8%之间第2染色体的RM5699-RM424第3染色体的RM489-RM1278第4染色体的RM3367-RM1018和第6染色体的RM3343-RM412区间,都检测到同时影响每穗总粒数着粒密度的QTL,2年均被检测到的QTL共有6个QTL,分别是控制穗长的qPL3每穗总粒数的qTSP4、qTSP6-2、qTSP7着粒密度的qGD3-2、qGD7其中qPL3qTSP6-2qGD3-2和qGD7为主效QTL除穗长性状5个位点均有报道外,其余2个性状中均发现新的位点,共有16个QTL可能是新的位点,单个QTL贡献率为4.0%~9.5%本研究为进一步精细定位或克隆这些粒型QTL奠定了基础。     

水稻穗颈维管束及产量相关性状的QTL分析

采用2个偏粳品种“光三”／C418的重组自交系群体，构建SSR标记的连锁图谱，并以此对水稻穗颈维管束数和产量相关性状进行了QTL(Quantitative Trait Loci)分析。在第1，5，8和11染色体上检测到4个控制穗颈大维管束数的QTL。在第5，9和10染色体上检测到3个控制穗颈小维管束数的QTL；共检测到产量及8个与产量相关性状的30个QTL。通过分析穗颈维管束数与穗一、二次枝梗数，穗一、二次枝梗粒数，穗粒数，结实率，单株产量QTL在染色体上的分布及连锁关系，表明穗颈维管束是影响产量的重要解剖结构；通过增加穗颈大、小维管束数可望增加水稻“库”的容量。保证“流”的畅通。     

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.     

稻米胶稠度基因位点的标记和分析

 以硬胶稠度 (GC)的 CT9993和中等胶稠度的 KDML1 0 5水稻品系杂交产生的 1 52个重组近交系 (RIL)为材料 ,用 RFLP、AFLP和微卫星 (SSLP)标记构建了 3张分子标记连锁图 ,以此对控制稻米 GC的数量性状位点 (QTL)进行了分析。结果表明 ,稻米 GC主要受位于第 3染色体的两个连锁位点控制 ,它们分别位于 R2 1 70左、右两侧 8.8c M和 1 7c M处。上述两个位点都以大于 1 6.0的 LOD值检测到。控制 GC的微效 QTL的数目则因连锁图的不同而异 ,约为 4～9个     

水稻功能叶相关性状的遗传分析

利用由小穗小粒型水稻Milyang 46和大穗大粒型FJCD建立的一个包含130个家系F10的重组自交系,测定福建省武夷山和莆田环境下籽粒灌浆期功能叶性状,并进行QTL定位及环境互作分析.结果表明,2种环境下共检测到35个加性QTL,位于1、2、5、6、7、11、12号染色体上,表型变异贡献率为0.66%-56.75%;检测到12个位点存在显著的加性×环境互作效应,位于1、2、6、11号染色体上,表型变异贡献率为1.45%-12.05%;莆田环境下,检测到7对加加上位性QTL位点,表型变异贡献率为0-15.64%.     

Mapping of QTLs for Nitrogen Use Efficiency and Related Traits in Rice( Oryza sativa L.)

Current rice production is usually guaranteed by applying large amount of chemical nitrogen fertilizers to paddy soils. The improvement of nitrogen use efficiency is of great importance not only in rice production itself but in environmental protection as well. In this study we performed a molecular marker-based genetic analysis of nitrogen use efficiency for biomass production (NUEp) and several other related traits in a recombinant inbred line (RIL) population, derived from a cross of the parents of Shanyou 63, the most widely cultivated indica hybrid in China. A total of 12 QTLs were detected using interval mapping with a LOD threshold of 2.0, among which one QTL controlling NUEp was located at the marker interval of Waxy-C1496 on chromosome 6, and the rest 11 QTLs associated nitrogen concentration and accumulation in rice plant were positioned on chromosomes 1, 2, 4 and 6, respectively. Correlation between NUEp and other traits was analyzed and the implications of the results with respect to the improvement of the hybrid rice were discussed.     

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.     

稻米淀粉性状的QTLs定位及其与淀粉合成相关酶基因的关联性分析

利用104个SSR标记对包含178个株系的F7代重组自交系群体(由D50/HB277衍生而来)进行遗传多样性分析,构建了一张覆盖水稻基因组遗传距离1 323 cM,标记间平均遗传距离为11.6 cM的遗传图谱。继而利用28对淀粉合成相关酶基因检测群体多态性,结果筛选到10对有多态的淀粉合成酶基因,整合到遗传图谱上,发现18个调控蒸煮食味品质的QTLs。最后,利用SPSS统计软件计算淀粉合成相关酶基因能解释食味品质表型变异的值,发现计算结果与QTL所得结果大致相同。     

利用重组自交系群体检测水稻芽期耐冷性QTL

在5℃低温条件下,对来源于籼粳交组合“热研2号/密阳23”RILs群体的111个家系进行了芽期耐冷性鉴定。结果表明,芽期耐冷性在RILs群体中成连续分布,表现为由多基因控制的数量性状。将成苗率作为数量性状进行QTL的区间作图分析,共检测到与芽期耐冷性有关的QTL2个,分别位于第7和第8染色体上,对表型变异的贡献率分别为10.60%和15.79%,且这两个QTL增强芽期耐冷性的等位基因均来自粳型亲本热研2号。     

水稻(Oryza sativa L.)分蘖数和株高的遗传分析

水稻分蘖数和株高是两个重要的农艺性状.为剖解它们的遗传结构,本研究用一套来源于籼粳组合IR64×Azucena的DH群体对这两个性状进行了QTL定位分析.表型数据来源于两个生长季节,采用基于混合线性模型的方法分析.结果表明,分蘖数主要由普通遗传因素和互作遗传因素控制(呈现61.7%的普通遗传率和17.2%的互作遗传率),共有19个QTLs与分蘖数有关,其中9个和6对QTLs分别具有单位点的遗传效应和2位点的互作效应,QTL1-8和QTL 1-12的上位性效应由于在春季的贡献率达21.6%,因而认为是一对主效.株高主要由普通遗传因素控制,普通遗传率为92.6%,共受到15个QTLs的影响,其中8个QTLs具有加性效应,1个QTL具有加性与环境的互作效应,4对上位性QTLs具有加性与加性互作效应.QTL 1-15被认为是主效QTL,而其余的是微效QTLs.两个性状表型之间存在显著的负向部分相关,然而,性状相关的遗传基础仍需做进一步的探讨.     

粳稻穗角、着粒密度及每穗颖花数的遗传

为阐明水稻穗部性状的遗传,利用主基因+多基因混合遗传模型对水稻直立穗品种3012与弯曲穗品种万特大粒杂交组合的P1、P2、F1和F2的穗角和着粒密度及每穗颖花数的遗传进行了分析。结果表明,穗角和每穗颖花数性状的遗传均受1对加性-显性主基因+加性-显性-上位性多基因共同控制,着粒密度性状的遗传受2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性-上位性多基因共同控制。穗型弯曲对直立、着粒密度密对疏和每穗颖花数多对少均为部分显性。穗角和着粒密度以主基因遗传为主,每穗颖花数以多基因遗传为主,穗角和每穗颖花数的加性效应和显性效应同等重要,而着粒密度以加性效应为主。