水稻QTL定位研究进展

水稻的许多重要农艺性状均属于数量性状,研究水稻数量性状遗传对水稻育种具有十分重要的意义。近年来大量的研究揭示了水稻QTL的基本特征,剖析了重要农艺性状的遗传基础,给水稻遗传改良带来了新策略,不断深入的研究已经完成了水稻特定数量基因的精细定位和克隆,到目前为止已经有一万多个水稻QTL进行了定位,其中有19个进行了克隆,这对水稻育种具有十分重要的意义。本文主要综述了QTL定位的理论基础,水稻QTL定位的研究进展,并对水稻QTL研究的趋势进行了展望。     

水稻秃穗突变体nsp1的遗传分析和精细定位

开展穗相关突变基因的定位与克隆有利于解析穗发育的分子调控机理,对水稻超高产分子设计育种具有重要理论价值。为探究水稻穗发育分子机理,在甲基磺酸乙酯(EMS)诱变的水稻突变体库中鉴定到了一个能稳定遗传的秃穗突变体nsp1。遗传分析表明,该突变性状是由一对单隐性核基因控制。通过SSR和STS分子标记对F2分离群体进行遗传定位,最终将NSP1精细定位在4号染色体分子标记zd38和zd30之间约41.6 Kb的区间内,发现该区间共有7个预测基因,其中LOC_Os04g56780为一个与分生组织发育相关的WUSCHEL的同源基因,可能为NSP1的候选基因。本研究结果为进一步克隆该基因和功能分析奠定了基础。     

枣遗传图谱构建研究进展

枣遗传图谱是枣树分子辅助育种的重要工具之一。高质量的枣遗传图谱在遗传演化分析、QTLs基因定位等研究中发挥了重要作用。为开展图位克隆重要农艺性状基因、加快枣育种进程,本文简要概述了目前国内外枣遗传图谱的研究进展,包括设计亲本组合、真实子代鉴定、构建作图群体、遗传图谱构建和相关QTL定位研究等方面,进一步探讨前人研究存在的问题并提出相关解决措施,为开展筛选农艺状候选基因和枣分子辅助育种研究奠定了理论基础。     

玉米雄穗发育相关基因及分枝数 QTL 研究进展

目前，玉米已成为我国面积与总产量最大的作物。合理的雄穗大小是玉米育种的重要考察目标。主要概括了玉米雄穗发育相关基因研究进展，以及玉米雄穗分枝数的遗传分析和 QTL 定位相关研究进展，为玉米选育种及进一步的分子机理研究提供理论参考。     

大粒型水稻材料粒型性状的QTL定位

研究大粒型水稻材料对粒型相关基因的挖掘具有重要作用,同时也能为水稻超高产育种提供优质的种质资源。本研究以大粒型水稻材料lg1与9311杂交衍生的F2遗传分离群体为对象,分别采用2014年、2015年的粒型数据和2年的联合粒型数据,对控制其粒长、粒宽及粒厚的QTL进行初步定位。结果表明,3种情况下共定位到22个相关QTL,其中5个粒长QTL、9个粒宽QTL、8个粒厚QTL,分布于第1、第2、第3、第4、第5、第8和第11号染色体上。3种情况下均检测到QTL的有3个,即粒长QTL q GL-2-1、粒宽QTL q GW-5-1和粒厚QTL q GT-5-1,3个QTL增效等位基因均来自于亲本lg1;此外,有7个QTL在2014年、2015年和2年的联合数据定位中均被检测到,12个QTL只在1年或2年的联合数据定位中被检测到。q GL-2-1、q GW-2-3和q GT-2-3处于同一标记区间RM5812~RM13174,推测可能受同一粒型基因控制,是新的粒型QTL位点。主效QTL q GL-1-2和q GW-11-1可能是新的控制粒型QTL位点,其余检测到的QTL所在的大部分标记区间已有粒型QTL被定位或克隆。本研究结果为大粒水稻lg1粒型基因的精细定位及克隆奠定了基础。     

短季棉早熟及相关性状的QTL定位北大核心CSCD

短季棉育种是缓解我国当前粮棉争地矛盾、实现粮棉双丰收的有效途径。研究短季棉早熟及相关性状的遗传,寻找与其相关基因紧密连锁的分子标记对于短季棉育种具有重要意义。以百棉2号×TM-1组合构建的F2为作图群体,利用SSR标记构建遗传连锁图,采用复合区间作图法对短季棉早熟及相关性状在F2群体中进行QTL定位,构建了一张含152个SSR标记、40个连锁群、总长1010.3cM、覆盖棉花基因组的22.6%、标记间平均距离为5.91cM的短季棉分子标记遗传连锁图谱,得到的40个连锁群已定位到相应的21条染色体上,为短季棉分子遗传图谱进一步饱和奠定了良好的基础;检测出22个控制早熟及相关性状的QTL,其中检测到的主效QTL可用于短季棉标记辅助选择育种。     

玉米产量因子QTL整合图谱构建与"一致性"QTL确定

应用生物信息学手段,收集和整理了411个玉米产量及构成因子QTL相关信息,借助高密度玉米遗传图谱IBM2 2005 Neighbors,采用BioMercator2.1软件构建出含221个QTL的整合图谱。采用统合分析方法,在LOD值大于4.0时于玉米第6染色体上确定1个与穗数、粒重和单位籽粒产量相关的”一致性“QTL,由标记bnlg1732和bnl8.08c界定,间距14.51cM。从MaizeGDB网站下载”一致性“QTL区间内基因和标记的原始序列,通过NCBI网站在线软件BLASTx同源比对分析,初步获得3个产量位置候选基因。利用比较基因电子定位策略,将53个水稻和玉米产量相关基因定位到玉米IBM2 2005 Neighbors图谱上,在”一致性“QTL区间内发现1个控制水稻分蘖数基因,初步确定为产量位置候选基因。本文结果为确定有关玉米产量因子的QTL及其候选基因提供了信息。     

水稻突变体des2和des5的研究和定位(英文)

小穗发育是决定水稻产量的主要农艺性状,鉴定控制小穗发育的关键基因对研究和分析调控农艺性状的分子机理是至关重要的。本文中,我们鉴定了一组小穗数目明显减少的突变体,命名为decreased spikelets(des),这里详细研究des2和des5两个突变体。结果显示des2是由单基因隐性位点控制,图位克隆将此位点定位到6号染色体的长臂上,并最终克隆了此基因,发现des2是moc1的一个新的等位突变体。定位克隆和序列分析显示在des5中,LAX基因的编码HLH(螺旋-环-螺旋)结构域的区域发生了一个点突变,暗示des5是lax的一个新的等位突变体。我们的结果暗示小穗和水稻叶腋分枝的发育受相同的遗传途径调控。     

水稻产量性状一般配合力QTL定位

为了定位与发掘水稻产量性状高配合力数量性状座位(QTL),本研究按照不完全双列杂交(NCⅡ)设计,以泸恢8285与扬恢34杂交构建的重组自交系群体(RIL),分别与泸98A、Ⅱ-32A、冈46A杂交构建的双列杂交群体作为试验材料,在德阳、遂宁和泸州3种环境下对单株生物量、收获指数、单株产量、有效穗数、每穗颖花数、每穗实粒数、结实率和千粒重等性状的一般配合力进行QTL定位。结果表明,3种环境下共检测到50个QTL,单个QTL对表型的贡献率变幅在3.26%~34.26%之间,其中qEP2-2、qSP2-2、qFGP2-2、qTGW1和qTGW2 5个QTL在3种环境下均有检出,qHI3、qEP7、qSP7、qSSR12-1和qTGW3-2 5个QTL在2种环境下检出,其他的QTL仅在其中1种环境下检出。此外,有27个QTL增效等位基因来自泸恢8258。本研究结果为进一步开展相关基因的精细定位、克隆和分子辅助选择育种奠定了基础。     

作物氮、磷、钾利用相关性状的QTL定位研究进展

选择和培育养分高效的作物品种,结合合理的耕作方式是解决土壤养分缺乏、肥料资源短缺和农业生态恶化等问题的有效途径。作物养分吸收利用等相关性状受微效多基因控制,易于产生基因与基因,基因与环境的互作,难以通过传统的育种手段提高作物养分的吸收和利用效率。然而,数量性状座位(Quantitative Traits Loci,QTL)的定位分析为作物的养分效率的数量性状遗传学研究和高效品种的选育提供了有效的手段和途径。本文主要对近年来国内外利用分子标记对作物养分吸收利用相关性状进行QTL定位的研究结果进行综述。     

非洲栽培稻基因渗入系粒形和剑叶形态性状的QTL定位

非洲栽培稻作为重要的水稻种质资源,其基因渗入系可以为普通栽培稻的遗传背景提供新的有利基因,如果能将这些优良基因引入普通栽培稻中,可为水稻分子设计育种提供新的基因资源。本研究以非洲栽培稻基因渗入系YIL60与轮回亲本中9B(Z9B)杂交衍生的包含188个株系的F₂和F_2:3群体为材料,对粒形性状包括粒长、粒宽、籽粒长宽比、千粒重,剑叶形态性状包括剑叶长、剑叶宽进行数量性状点位(QTL)检测。结果共检测到16个QTL,包括2个粒长QTL、3个粒宽QTL、2个籽粒长宽比QTL、2个千粒重QTL、1个剑叶长QTL、6个剑叶宽QTL,分布于第1、第6、第7、第10和第11号染色体上,贡献率为2.25%~25.64%;有4个多效性QTL区间,有4个QTL qGW7-1、qFLL10、qFLW10、qTGW7在F₂和F_2:3群体中被重复检测到,其中在第7号染色体RM3859-RM3394区间检测到同时控制粒长、粒宽、籽粒长宽比和千粒重的QTL,贡献率最高达17.10%,是一个来源于非洲栽培稻的新粒形QTL。本研究为进一步开展粒形、剑叶形态性状基因的精细定位、克隆和分子标记辅助育种工作奠定了一定的理论基础。     

玉米株高主效QTL定位研究综述

总结阐述了作物株高与产量高度相关、玉米株高主效QTL定位研究进展及与株高相关基因的功能与响应途径,并对玉米株高主效QTL定位研究进行了展望。     

水旱稻根基粗、千粒重主效QTL近等基因系的构建及鉴评

近等基因系的选育是分子遗传图谱构建、数量性状基因定位及分子标记辅助育种的重要基础之一。本文利用分子标记辅助目标性状QTL前景选择及恢复轮回亲本基因组的背景选择，再结合表型选择获得了定位在水稻4号、6号染色体上根基粗、千粒重2个主效QTL的近等基因系。其中有9个系入选旱田根基粗主效QTL brt4.1的近等基因系，根基粗的表型值为1.07～1.16mm，较轮回亲本越富提高6.11％～15.18％，平均遗传背景恢复率达97.22％；千粒重主效QTL的近等基因系有11个系入选，千粒重的表型值为21.25～26.25g，较轮回亲本越富的增幅为7.05％～32.16％，平均遗传背景恢复率为95.97％。另外，本文还就分子标记辅助近等基因系选育中背景选择标记数的确定、基于QTL-NILs的基因克隆等进行了讨论。     

盐胁迫下水稻部分生化性状的QTL定位

应用247个株系组成的珍汕97B/密阳46重组自交系群体及其相应的含250个分子标记的高密度分子遗传图谱,对0.7%NaCl盐处理后的水稻苗期相关生化性状进行QTL定位。在第1染色体的RM237-RM246区间检测到1个控制蛋白质含量的QTL,贡献率为13.14%;在第12染色体的RG81-S13126和RM309-RG543区间分别检测到1个控制脯氨酸含量和抗坏血酸含量的QTL,贡献率为9.09%和7.97%。并将所定位区间与已报道的水稻盐胁迫反应基因/QTL的位置进行了比较。     

利用基础导入系群体定位氮胁迫下水稻产量性状QTL

水稻产量性状的遗传机制复杂,在低氮胁迫下进行QTL定位,可为产量性状遗传机制的解释、基因的精细定位和克隆提供参考价值,也可为筛选耐低氮水稻材料提供有价值的参考.本研究以66个水稻籼粳交片段导入系群体[粳稻(Oryza sativa ssp,japonica)楚粳12是供体亲本,籼稻(O.sativa ssp,indica)蜀恢527是受体亲本,采用回交和分子标记辅助选择相结合的方法构建]为定位群体,利用单标记作图法,对正常与低氮胁迫条件下水稻有效穗、单株产量、株高和生物学产量等性状进行QTL定位.共检测到24个QTLs,20个为新检测出的QTL,而qph-1、qpn-1、qby-2、qby-4与前人研究结果相似,另外,qph-1a和qph-1b为在不同处理下均能影响株高的位点;生物学产量的QTL仅在低氮处理下被检测到;qpn-2b与qyd-2具有共同的连锁标记RM521;qpn-1b、qpn-2a、qpn-2b等加性效应值都小于1.结果表明,低氮胁迫明显影响单株有效穗、单株产量和生物学产量,且导入系群体检测微效QTL的能力较强.     

萍乡显性核不育水稻不育基因的定位

萍乡显性核不育水稻是世界上最早发现的由显性基因控制的核不育水稻，在理论研究与育种实践中都具有重要的价值。在水稻雄性不育基因定位方面，过去主要借助于标记基因法等形态标记分析确定不育基因所在的染色体。近年来分子标记技术的发展带动了水稻雄性不育基因的定位研究。本研究用微卫星标记结合最新发表的遗传连锁图对萍乡显性核不育水稻不育基因进行了定位。     

草莓分子标记技术发展与应用

栽培草莓(Fragaria×ananassa)为八倍体多年生草本植物,具有复杂的遗传背景,多数农艺和品质性状均为多基因控制,为草莓的遗传育种工作带来了挑战。DNA分子标记直观反映基因组的差异和变化,对于遗传高度杂合、生产周期长的多年生果树来说,能够有效提高育种效率。近年来,分子标记技术在果树辅助育种、基因定位、遗传图谱构建、QTL定位、品种鉴定和基因组研究等方面应用广泛,有力地推动了果树分子育种的发展。本文综述了分子标记技术在草莓生产育种中的研究应用现状,以期为后续的研究提供参考,推动草莓的生产和育种。     

基于BSA和SLAF-Seq技术对大豆主茎节数QTL精细定位

为了加速大豆主茎节数候选基因的的克隆和功能验证,并为大豆主茎节数分子标记辅助育种提供分子基础,本研究通过高通量测序检测与大豆主茎节数相关数量性状区间(QTL),结合双亲重测序信息开发QTL区间InDel分子标记,实现了大豆主茎节数相关主效QTL区间的精细定位。本研究以少主茎节数C025材料为母本,多主茎节数中119为父本杂交衍生的重组自交系(RIL)102个株系为试验材料,取自交系中极端少主茎节数30株和极端多主茎节数30株,构建两个极端混池,利用传统分群分析法(BSA)和全基因组特异性位点扩增片段测序手段(SLAF-Seq)相结合的方法在4号染色体检测到与大豆主茎节数相关的5个QTL。为了进一步缩小QTL区间,依据双亲材料的高通量重测序信息,获取QTL区间的插入缺失位点(InDel)信息,并开发InDel标记。首先利用InDel标记在F₂群体进行基因型分析,结果主效位点落在第3个QTL区间。其次在主效区间开发8个共显性InDel标记,结合RIL群体全部株系进行表型鉴定,最终获得9个交换单株,将主效区间分为6种交换类型,结合表型分析最终将大豆主茎节数位点精细定位到InDel标记Chr04-38和Chr04-46之间,其区间只有171.9 kb,包含候选基因6个,实现了大豆主茎节数的精细定位。本研究通过高通量测序与极端混池相结合的方法可以高效快速地检测与大豆主茎节数相关区间,并结合双亲重测序信息开发关联区间InDel分子标记,精细定位大豆主茎节数。本研究开发的Indel标记Chr04-38和Chr04-46与大豆主茎节数紧密连锁,有利于后期大豆主茎节数分子标记辅助育种。     

利用双向导入系和重组自交系解析水稻加工品质的遗传基础

水稻加工品质直接影响水稻的商品价值。为解析水稻加工品质的遗传基础,以粳稻秀水09和籼稻IR2061构建的2套双向导入系和1套重组自交系为材料,在温州和三亚环境下考察了稻米加工品质,并进行了加工品质性状的数量性状位点(QTL)定位。本研究构建了一张包含145个简单重复序列(SSR)分子标记的遗传连锁图,该连锁图总长1 567.8 cM,秀水09和IR2061背景导入系的平均背景回复率分别为90.15%和85.82%。双亲的糙米率和精米率无显著差异,秀水09整精米率显著高于IR2061。3套群体的加工品质均表现为连续分布,且糙米率、精米率和整精米率3个性状间彼此均呈显著正相关。在两个环境下共定位到影响糙米率、精米率和整精米率的29个主效QTL和20对上位性QTL,其中6个QTL在其中的两套群体中被重复定位到,2个QTL在两个环境下稳定表达,10个QTL与环境互作,说明遗传背景和环境显著影响加工品质QTL的表达。此外,在第7号染色体RM432~RM11区间、第8号染色体RM80~RM458区间和第9号染色体RM257~RM278区间均同时定位到影响糙米率、精米率和整精米率的QTL,秀水09等位基因在这些QTL处均提高加工品质。研究结果可为分子改良水稻加工品质提供重要基因资源的参考依据。     

水稻千粒重和垩白粒率相关性分析及其QTL定位

千粒重和垩白粒率是水稻重要的产量和品质性状。本研究以粳稻Sasanishiki为受体、籼稻品种Habataki为供体构建的染色体片段渗入系群体(Introgression Lines,ILs)为材料,在两个不同的环境下进行了千粒重和垩白粒率相关性分析和QTL定位。相关分析表明,在两个不同的环境下,群体千粒重和垩白粒率之间相关性不显著。两个环境共检测到9个稻谷千粒重QTL、5个糙米千粒重QTL和6个垩白粒率QTL,分布在水稻的10条染色体上。在两个不同的环境下重复检测到其中的5个QTL,即影响稻谷千粒重的qPTGW3、qPTGW8.2和qPTGW11.1及控制垩白粒率qPGWC1.1和qPGWC1.2。其所对应染色体片段渗入系的相应性状与背景亲本Sasanishiki的表现型差异在连续两个环境中均达到显著(P0.05)或极显著(P0.01)水平。这些材料为优良粒重和垩白粒率QTL的克隆及水稻产量和外观品质的标记辅助选择(MAS)育种利用提供了基础。