特大粒水稻材料粒型性状的QTL检测

 利用特大粒粳稻TD70（2011年千粒重达80 g）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年和2011年对粒长、粒宽、粒厚性状进行鉴定,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。共检测到粒型性状的 QTL 18 个,分布于第2、3、5、7、9和12染色体上。其中,控制粒长的QTL 5个,控制粒宽的QTL 6个,控制粒厚的QTL 7个。两年间均能检测到的QTL有7个,分别为粒长QTL qGL3.1,粒宽QTL qGW2.1、qGW2.2、qGW5.1、qGW5.2,粒厚QTL qGT2.3、qGT3.1;其平均贡献率分别为56.19%、4.42%、29.41%、10.37%、7.61%、21.19%和17.06%。第2染色体RM1347-RM5699区间是粒长、粒宽、粒厚的共同标记区间。第3染色体RM6080-RM6832区间为粒长qGL3.1、粒厚qGT3.1共同标记区间。18 个QTL的增效等位基因均来源于大粒亲本TD70,且增效作用显著。定位的大部分位点包含已报道的精细定位和克隆的主要粒型基因;除第2染色体的qGW2.1（qGT2.1）、qGW2.3、qGL2.2和第12染色体的qGT12等位点已有粒型性状相关报道外,定位的qGT22,qGW9 和qGT9可能是新的QTL。     

水稻第1染色体短臂粒长和粒宽QTL的精细定位

以第1染色体短臂RM1-RM3746和RM151-RM243区间内呈杂合、背景基本纯合的2个水稻剩余杂合体（RHL）衍生两个F6群体,将控制水稻粒长和粒宽的2个粒形QTL（qGL 1和qGW 1）定位于RM3746-RM243区间内。在此基础上,应用SSR标记检测,从其中1个群体中筛选到杂合区间分别为RM151-RM10404、RM10398-RM5359、RM10435-RM259和RM10381-RM243的4个单株,应用SSR标记进一步检测4套F2群体,从每套F2群体中分别筛选到母本珍汕97B和父本密阳46纯合型材料各10株,自交获得4套近等基因系材料并考查其粒长和粒宽。利用交迭重组染色体片段代换系分析法,将控制粒长和粒宽的QTL （qGL 1和qGW 1）界定于437.5 kb的RM10390-RM1344区间和392.9 kb的RM10376-RM10398区间,增效等位基因均来自母本珍汕97B,表明qGL 1和qGW 1是紧密连锁的不同座位。     

基于重测序的染色体片段代换系定位水稻抽穗期QTL

【目的】水稻的抽穗期是决定水稻产量及其适用性的重要农艺性状之一,是由多基因控制的数量性状。染色体片段代换系减少了个体间遗传背景的干扰,已经成为定位和克隆复杂性状QTL的重要材料。【方法】本研究以9311为受体,日本晴为供体构建的128个重测序的染色体片段代换系群体为试验材料,利用多元回归,结合Bin-map图谱,【结果】鉴定到6个在南京、扬州不同年份间稳定表达的抽穗期QTL,其中,qHD2.1被定位在第2染色体上的759 848 bp区间内;qHD2.2被定位在第2染色体上的45 286 bp区间内;qHD 3.1被定位在第3染色体上的147 931 bp区间内;qHD5.1被定位在第5染色体上的213 351 bp区间内;qHD5.2被定位在第5染色体上的442 305 bp区间内;qHD8.1被定位在第8染色体上的538 176 bp区间内。【结论】本研究为精细定位并克隆相应QTL,进而探明抽穗期QTL的分子调控机制奠定了基础。     

水稻第1染色体qTGW1.2区域粒重组分性状QTL的剖析

对水稻第1染色体长臂上控制粒重、粒长和粒宽的3个QTLs进行了剖析。从珍汕973/密阳46的BC2F8群体中筛选到1个在RM212-RM265区间呈杂合的单株,应用DNA标记检测其衍生的BC2F9群体,筛选出在RM212-RM11787和RM11787-RM265区间呈杂合的单株各1个,其杂合区间分别覆盖前期定位的千粒重QTL qTGW1.2a和qTGW1.2b。种植2个BC2F10群体,筛选出杂合区间相互交叠的单株各3个,自交后获得6个BC2F11群体,在RM11781-RM11800区间检测到了1个控制粒长的QTL,并将qTGW1.2a和qTGW1.2b分别缩小至580kb的RM11730-Wn33304和2.0 Mb的RM11807-RM11885区间内。同时,筛选出5个杂合区间相互交叠的单株,衍生了5个BC2F12群体。QTL分析结果表明,每个群体均检测到粒长QTL,加性效应为0.03~0.06mm,增效等位基因来自密阳46;经比较各个群体的分离区间,将控制粒长的QTL qGL1.2界定在RM11781和Wn34526之间372kb的区间内;该QTL呈加性作用,可能同时控制粒重、粒长与粒宽。     

基于水稻单片段代换系的粒形QTL定位

 粒形是重要的农艺性状,既影响水稻产量也影响稻米品质,是典型的数量性状,易受遗传背景和环境因素的影响。染色体单片段代换系降低了遗传背景的干扰,是鉴定QTL的新型遗传材料。利用单片段代换系为材料,共鉴定出了22个与粒形相关的QTL,包括7个粒长QTL,6个粒宽QTL,5个谷粒长宽比QTL和4个粒厚QTL,分布于除第6、9、11和12染色体外的8条染色体上。这些结果为粒形QTL的克隆和分子育种奠定了基础。     

普通野生稻苗期耐冷性QTL的鉴定与分子定位

 以两份普通野生稻核心种质资源DP15和DP30为供体、9311为受体构建染色体片段代换系鉴定苗期耐冷性QTL;利用苗期耐冷性最强的1个代换系构建QTL作图群体,用SSR标记对其主效QTL进行定位。研究结果表明,两个抗源DP15和DP30所含的苗期耐冷性QTL的数量、位点及耐冷性效应均存在明显的差异。在基本上覆盖两个亲本全基因组的230份BC4F2代换系中共发现19个苗期耐冷性QTL,分布在水稻12条染色体上,第3和第8染色体上有比较密集的苗期耐冷性QTL分布。这19个分布于全基因组的苗期耐冷性QTL被分别分离到不同的野生稻染色体片段代换系里,效应最小的微效QTL位点所在的代换系在苗期耐冷性鉴定中的活苗率仅为8%,而效应最大的主效QTL位点所在代换系的活苗率达到74%。这个主效QTL qSCT 3 1被定位在第3染色体着丝点附近长臂上的RM15031―RM3400区间,距离最近的标记RM15040、RM1164的遗传距离为1.8 cM。     

利用剩余杂合体衍生的近等基因系精细定位水稻粒长微效QTL qGL1.1

【目的】本研究旨在对前期在水稻第1染色体长臂521.8 kb的区间内定位到的q TGW1.1b进行精细定位。【方法】从qTGW1.1和qTGW1.2所在区间分别呈杂合的2个BC2F9单株配组衍生的F4群体中,筛选到Wn28826-RM1231区间内杂合片段呈梯系排列的3个单株,构建了3套F5:6近等基因系。2017年种植于浙江杭州,考查千粒重、粒长和粒宽。利用SAS软件的GLM程序进行双因素方差分析,对qTGW1.1b的效应进行了验证。在此基础上,筛选出杂合片段更小且呈交迭排列的6个剩余杂合体,发展了6套F8:9近等基因系,2018年种植于海南陵水。对每套近等基因系中双亲基因型株系的表型差异进行双因素方差分析。【结果】qTGW1.1b在2个试验中对粒长和千粒重均呈极显著差异,效应方向一致且大小稳定。密阳46等位基因能分别增加粒长0.027 mm和提高千粒重0.17 g,贡献率分别达到27.12%和19.09%。【结论】鉴于qTGW1.1b在前后试验中对粒长影响最为显著,而对粒宽作用不显著,故将qTGW1.1b重新命名为qGL1.1。通过比较各套近等基因系的分离区间的基因组位置,最终将qGL1.1定位于Wn29077和Wn29154之间约76.8 kb的区间内。     

利用剩余杂合体衍生的近等基因系精细定位水稻粒长微效QTL qGL1.1

【目的】本研究旨在对前期在水稻第1染色体长臂521.8 kb的区间内定位到的q TGW1.1b进行精细定位。【方法】从qTGW1.1和qTGW1.2所在区间分别呈杂合的2个BC2F9单株配组衍生的F4群体中,筛选到Wn28826-RM1231区间内杂合片段呈梯系排列的3个单株,构建了3套F5:6近等基因系。2017年种植于浙江杭州,考查千粒重、粒长和粒宽。利用SAS软件的GLM程序进行双因素方差分析,对qTGW1.1b的效应进行了验证。在此基础上,筛选出杂合片段更小且呈交迭排列的6个剩余杂合体,发展了6套F8:9近等基因系,2018年种植于海南陵水。对每套近等基因系中双亲基因型株系的表型差异进行双因素方差分析。【结果】qTGW1.1b在2个试验中对粒长和千粒重均呈极显著差异,效应方向一致且大小稳定。密阳46等位基因能分别增加粒长0.027 mm和提高千粒重0.17 g,贡献率分别达到27.12%和19.09%。【结论】鉴于qTGW1.1b在前后试验中对粒长影响最为显著,而对粒宽作用不显著,故将qTGW1.1b重新命名为qGL1.1。通过比较各套近等基因系的分离区间的基因组位置,最终将qGL1.1定位于Wn29077和Wn29154之间约76.8 kb的区间内。     

利用高密度SNP标记定位水稻粒形相关QTL

以"巨穗稻"R1128与粳稻品种日本晴杂交,构建包含781个单株的F2分离群体,利用高通量测序技术开发高密度SNP标记并构建超高密度的遗传连锁图谱,对水稻粒长、粒宽和粒厚3个性状进行QTL定位分析。共检测到分布于除第1,11,12号染色体以外的9条染色体上的19个粒形相关QTL,其中10个控制粒长,5个控制粒宽,4个控制粒厚,这些QTL中,粒长QTL q GL4-2、q GL7-2、q GL10-2、q GL10-3,粒宽QTL q GW6,粒厚QTL q GT4、q GT8可能为新发现的粒形相关位点。     

不同环境条件下稻谷粒形数量性状的QTL分析

以窄叶青8号和京系17构建的加倍单倍体群体为材料,系统分析了稻谷粒长、粒宽及长宽比3个性状在北京、杭州、海南3个不同环境下的表现,并进行了数量性状基因位点的比较定位。检测结果表明,3个环境下共检测到18个QTLs,分布于水稻第1、2、3、4、6、8和12染色体上,其中与粒长性状相关QTL 3个,LOD值为2.69~4.75,贡献率为9.9%~18.4%;与粒宽性状相关QTL 9个,LOD值为2.43~5.77,贡献率为8.4%~25.6%;与长宽比性状相关QTL 6个,LOD值为2.44~6.02,贡献率为9.8%~22.7%。     

QTL Mapping for Grain Size Traits Based on Extra-Large Grain Rice Line TD70

Grain size traits, including grain length, grain width and grain thickness, are controlled by quantitative trait loci （QTLs）. Many QTLs relating to rice grain size traits had been reported, but their control mechanisms have not yet been elucidated. A recombinant inbred line （RIL） population of 240 lines, deriving from a cross between TD70, an extra-large grain size japonica line with 80 g of 1000-grain weight, and Kasalath, a small grain size indica variety, were constructed and used to map grain size QTLs to a linkage map by using 141 SSR markers in 2010 and 2011. Five QTLs for grain length, six for grain width and seven for grain thickness were detected distributing over chromosomes 2, 3, 5, 7, 9 and 12. Seven QTLs, namely qGL3.1, qGW2, qGW2.2, qGW5.1, qGW5.2, qGT2.3 and qGT3.1, were detected in either of the two years and explained for 56.19%, 4.42%, 29.41%, 10.37%, 7.61%, 21.19% and 17.06% of the observed phenotypic variances on average, respectively. The marker interval RM1347-RM5699 on chromosome 2 was found common for grain length, grain width and grain thickness; qGL3.1 and qGT3.1 were mapped to the same interval RM6080-RM6832 on chromosome 3. All 18 QTL alleles were derived from the large grain parent TD70. Most of the QTLs mapped in the present study were found the same as the genes previously cloned （GW2, GS3 or qGL3, GW5 and GS5）, and several were the same as the QTLs （GS7 and qGL-7） previously mapped. Three QTLs, qGL2.2 on chromosome 2, qGW9 and qGT9 on chromosome 9, were first detected. These results laid a foundation for further fine mapping or cloning of these QTLs.     

水稻粒重粒形QTL的定位及qTGW1.2/qGL1.2的验证

[目的]粒重粒形对水稻的产量和品质均有重要的影响.本研究通过开展水稻粒重粒形QTL的初步定位,并对新鉴定的第1染色体长臂qTGW1.2/qGL1.2区间进行验证,旨在进一步揭示水稻粒重粒形的遗传调控机制.[方法]以大粒的FM9为父本,小粒的EFT为母本,配组衍生遗传群体,先后获得包含277个株系的F2:3群体和211个...     

利用染色体片段置换系群体定位和分析水稻粒重和粒型QTL

[目的]挖掘水稻粒重和粒型相关性状QTL,对于解析水稻籽粒遗传机理具有重要作用.[方法]本研究以籼稻9311为受体、粳稻日本晴为供体构建的染色体片段置换系(Chromosome Segment Substitution Lines,CSSLs)群体为材料,在4个环境下对控制稻谷与糙米的粒重和粒型QTL进行了定位分析.[...     

两种供氮水平下玉米穗部性状的QTL定位

以优良杂交种豫玉22两亲本Z3和87-1为基础构建一套F8家系的重组自交系群体为研究材料,在正常供氮和低氮两种氮水平下进行田间试验,利用复合区间作图法对玉米穗长、穗行数、行粒数、百粒重和单穗粒数进行QTL定位分析。两种氮水平下共定位到24个玉米穗部性状的QTL位点,其中正常供氮条件下定位到13个QTL,低氮水平下定位到11个QTL,集中分布在第1(8个QTL)、第5(6个QTL)和第8(5个QTL)染色体上。两种氮水平下共位或紧密连锁的QTL位点较少,表明玉米穗部性状在低氮水平下的遗传机制发生很大改变。研究发现,第1染色体umc1122/bnlg1556位点是一个控制低氮水平下玉米单穗粒数的主效QTL,单个QTL可解释19.7%的表型变异,该位点还同时影响低氮水平下玉米穗长、穗行数和百粒重的表型。与前人定位结果比较发现,该位点所在的染色体区域是一个产量及氮效率相关性状的QTL富集区,对此位点附近进行相关分子标记辅助选择,可能会在玉米氮高效分子育种上有所突破。     

Confirmation of Novel Quantitative Trait Loci for Seed Dormancy at Different Ripening Stages in Rice

Seed dormancy contributes resistance to pre-harvest sprouting.Effects on respective quantitative trait loci (QTLs) for dormancy should be assessed by using fresh seeds before germinability altered through storage.We investigated QTLs related to seed dormancy using backcross inbred lines derived from a cross between Nipponbare and Kasalath.Four putative QTLs for seed dormancy were detected immediately after harvest using composite interval mapping.These putative QTLs were mapped near C1488 on chromosome 3 (qSD-3.1),R2171 on chromosome 6 (qSD-6.1),R1245 on chromosome 7 (qSD-7.1) and C488 on chromosome 10 (qSD-10.1).Kasalath alleles promoted dormancy for qSD-3.1,qSD-6.1 and qSD-7.1,and the respective proportions of phenotypic variation explained by each QTL were 12.9%,9.3% and 8.1%.We evaluated the seed dormancy harvested at different ripening stages during seed development using chromosome segment substitution lines (CSSLs) to confirm gene effects.The germination rates of CSSL27 and CSSL28 substituted with the region including qSD-6.1 were significantly lower than those of Nipponbare and other CSSLs at the late ripening stage.Therefore,qSD-6.1 is considered the most effective novel QTL for pre-harvest sprouting resistance among the QTLs detected in this study.     

西藏半野生小麦粒型性状的QTL定位

为了解西藏半野生小麦粒型性状的QTL差异,以西藏半野生小麦Q1028和郑麦9023(ZM9023)杂交后获得的重组自交系群体为试验材料,于2012、2013和2015年分别在四川农业大学温江试验田种植,对其粒型性状(粒长、粒宽、粒厚、长宽比、籽粒大小)进行遗传分析。结果表明,重组自交系群体粒型性状均呈正态分布,对籽粒大小的影响依次为粒宽、粒厚、粒长。在三个年度环境中,总共检测到33个控制小麦粒长、粒宽、粒厚、籽粒大小和长宽比的QTL位点。其中,13个控制粒长的QTL分布在1B、2B、2D(3个)、3A、4A、5B、6A、6B、7A(3个)染色体上,每个位点对表型变异的贡献率为5.37%~11.57%。6个控制粒宽的QTL分布在2B、2D、4A、5B、6A、7A染色体上,可以解释表型变异的6.43%~12.69%。3个控制粒厚的QTL位于2B和2D(2个)上,表型贡献率分别为12.75%、10.00%和8.49%。9个控制籽粒大小的QTL分别位于2B、2D(2个)、4A、5B、6A、7A(3个)染色体上,单个QTL可解释6.26%~14.69%的表型变异。另外,本研究还在2B、2D、4A、5B、6A、7A染色体上共发现7个QTL富集区,这些染色体上的QTL和富集区与籽粒性状密切相关,在育种中值得关注。其中,2B染色体上XwPt-3561~XwPt-6932分子标记区间内有控制粒长、粒宽、粒厚、籽粒大小的遗传位点,6A染色体上标记wpt-730109与wpt-7063之间有控制增加籽粒宽度和籽粒大小的位点。     

稻米直链淀粉含量和胶稠度对高温耐性的QTL分析

利用由98个家系组成的Nipponbare/Kasalath//Nipponbare回交重组自交系群体,以直链淀粉含量耐热指数（高温下直链淀粉含量/适温下直链淀粉含量×100）和胶稠度耐热指数（高温下胶稠度/适温下胶稠度×100）为评价指标,采用混合线性模型的QTL定位方法,在南昌和南京两个试验地点对水稻蒸煮食用品质性状的高温耐性QTL进行了检测。两个性状在两个试验地点共检测到9个QTLs,其中直链淀粉含量高温耐性QTL 3个,胶稠度高温耐性QTL 6个。两个性状中共有3个QTLs在两个地点同时被检测到。其中位于第6染色体上与Wx基因相同的染色体区域和第8染色体G1073-R727区域分别是控制直链淀粉含量和胶稠度高温耐性的重要区域。     

水稻灌浆期耐热害的数量性状基因位点分析

 利用由98个家系组成的Nipponbare / Kasalath // Nipponbare回交重组自交系群体及其分子连锁图谱，以粒重感热指数\[（适温粒重-高温粒重）/适温粒重×100\]为评价指标，采用混合线性模型的QTL定位方法，对水稻灌浆期耐热性的主效、上位性数量性状基因位点及其与环境的互作进行分析。共检测到3个灌浆期耐热性主效QTL，分别位于第1、4和7染色体上，LOD值为8.16、11.08和12.86，贡献率8.94%、17.25%和13.50%。其中位于第4染色体标记C1100-R1783之间的QTL，没有显著的上位性和环境互作效应，表明在不同环境和遗传背景中的表达较为稳定，在水稻耐热性育种中可能具有较大的利用价值，其耐热性等位基因来自亲本Kasalath，高温热害时可减少粒重损失3.31%。位于第1染色体标记R1613-C970之间的QTL和第7染色体标记C1226-R1440之间的QTL，耐热性等位基因来自亲本Nipponbare，分别可减少粒重损失2.38%和2.92%。这两个QTL均具有与环境的互作效应，其中第7染色体上的QTL还和其他基因位点有互作。检测到8对加性×加性上位性互作QTL，分布于第1、2、3、5、7、8、10和12染色体上。没有检测到上位性QTL与环境的互作效应。