水稻复合农艺性状QTL剖析

为了解水稻复合性状的数量性状基因座(QTL),在利用单片段代换系进行QTL鉴定的基础上,剖析了水稻株高QTL与主茎高和穗长QTL,主茎高与倒一节间长、倒二节间长、倒三节间长和倒四及以下节间长QTL,谷粒长宽比QTL与粒长和粒宽QTL,每穗粒数QTL与一次枝梗数和二次枝梗数QTL的关系。结果表明:鉴定出株高QTL的6个单片段代换系中有4个只检测出了主茎高QTL,其加性效应百分率为86.00%～99.55%,有1个只检测出了穗长QTL,其加性效应百分率为48.31%,有1个同时检测出了主茎高QTL和穗长QTL,其中主茎高QTL的加性效应百分率为81.72%,穗长QTL加性效应百分率为18.28%;在检测出主茎高QTL的7个单片段代换系中,有1个只检测出倒一节间长QTL,有2个只检测出倒二节间长QTL,有2个检测出倒一节间长QTL和倒二节间长QTL,有2个只检测出倒三节间长QTL;不同的单片段代换系中检测出的节间长的QTL加性效应百分率变化范围为-128.62%～172.07%;7个检测出谷粒长宽比QTL的单片段代换系中,有5个只检测出粒长QTL,1个只检测出粒宽QTL,1个同时检测出了粒长QTL和粒宽QTL;检测出每穗粒数QTL的3个单片段代换系中,有2个只检测出二次枝梗数的QTL,有1个同时检测出一次枝梗数QTL和二次枝梗数的QTL。这些结果表明,代换片段中如能检出复合性状QTL,也可以检出其构成性状QTL;复合性状QTL的加性效应的大部分可由其构成性状QTL的综合效应来解析,但相同的复合性状,不同代换片段检出的构成性状QTL不同。     

陆海BC4F2和BC4F3代换系的评价及纤维产量与品质相关QTL的检测

 【目的】利用SSR标记对陆海BC₄F₂和BC₄F₃代换系进行评价并检测纤维产量与品质相关的QTL,为筛选棉花染色体单片段代换系、精细定位纤维品质QTL、实现分子聚合育种奠定基础。【方法】利用GGT32（graphical genotyping）软件分析每个代换系的基因型组成,采用SAS PROC GLM的单向方差分析方法检测影响各性状的QTL。【结果】检测到50个单片段代换系,其中9株含有纯合的海岛棉片段,并筛选出12个代换片段少、纤维品质优良的代换系。共检测到15个控制产量性状和19个控制纤维品质的QTL,集中分布在12个连锁群中,解释的表型变异率在2.80%—14.13%。【结论】4个上半部平均长度QTL在2个世代中稳定遗传,1个上半部平均长度QTL在前人研究论文中检测到,部分标记位点同时控制几个不同的性状,并发现增效基因不全来自高值亲本。     

粳稻粒形性状的数量性状基因座检测

 【目的】通过对粳稻粒形性状的QTL检测,为粳稻粒形性状相关QTL的精细定位和分子标记辅助选择育种提供理论依据。【方法】利用大粒粳稻DL115与小粒粳稻XL005杂交获得的F2代200个个体为作图群体,在北京进行稻谷粒长、粒宽、粒厚、长宽比、千粒重等粒形性状的鉴定。采用复合区间作图法,利用SSR标记对上述粒形性状进行数量性状基因座检测。【结果】上述粒形性状在F2群体均呈正态连续分布,表现为由多基因控制的数量性状。共检测到与粒形性状相关的QTL 16个,分布于第2、3、5和12染色体上。其中qGL3a、qGW2、qGW5、qGT2、qRLW2、qRLW3、qGWT2和qGWT3对表型变异的贡献率分别为15.42%、40.89%、13.54%、33.43%、13.82%、13.61%、12.51%和10.1%,为主效QTL。其中,qGW2、qGT2、qRLW2和qGWT2均位于第2染色体上的RM12776－RM324 区间。在所检测到的16个QTL中,4个QTL的增效等位基因来源于小粒亲本XL005,而其余QTL的增效等位基因均来源于大粒亲本DL115。基因作用方式主要表现为加性或部分显性。【结论】粳稻粒形性状是由多基因控制的数量性状。第2染色体RM12776－RM324区间是分别与粒宽、粒厚、长宽比和千粒重相关的4个主效QTL的共同标记区间,与其相邻的2个标记（RM12776和RM324）应在分子标记辅助选择育种中探讨其利用价值。大粒亲本对稻谷粒长、粒宽、粒厚和千粒重等性状的增效作用显著。     

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。     

利用单片段代换系定位水稻抽穗期QTL

 抽穗期是水稻品种的重要农艺性状之一，对抽穗期QTL进行定位并研究其遗传效应在水稻育种中是至关重要的。本研究利用以6个水稻品种为供体的52个单片段代换系为试验材料，通过t测验比较单片段代换系与受体亲本华粳籼74之间抽穗期的差异，对代换片段上的抽穗期QTL进行了鉴定。以P≤0.001为阈值共鉴定出20个抽穗期QTL，这些QTL分布于水稻的10条染色体。QTL加性效应值为-5.9～1.1，加性效应百分率为-7.4%～1.4%。有8个QTL被定位在小于10.0 cM的区段内。利用1个单片段代换系与华粳籼74杂交发展的F2群体对qHD-3-1进行了定位。在作图群体中，早抽穗和迟抽穗植株数符合3:1的分离比，早抽穗表现为显性。利用微卫星标记将qHD-3-1定位于3号染色体短臂，PSM304和RM569分别位于其两侧，遗传距离分别为2.4 cM和5.1 cM。     

基于SSSL的水稻重要性状QTL的鉴定及稳定性分析

【目的】单片段代换系（SSSL）是通过高代回交和分子标记辅助选择构建的，只含有来自供体亲本的一个染色体片段，遗传背景与受体亲本相同的品系。本研究的目的是利用SSSL检测不同环境条件下水稻重要性状的QTL。【方法】以32个SSSL为材料，随机区组试验设计，在2～4个季节中对水稻22个重要性状的QTL进行分析。【结果】共鉴定出59个QTL，分布于第1、2、3、4、6、7、8、10和11号染色体上。其中的18个QTL能够在2次以上重复检出，稳定性较好的QTL占检出QTL的30.5%，大多数农艺性状的QTL效应较小、稳定性较差。不同的性状，QTL稳定性不同，千粒重、粒长、谷粒长宽比、抽穗天数等性状的QTL较稳定。稳定性好的QTL，不仅具有较大的加性效应，而且受环境影响较小。【结论】利用单片段代换系可以有效地对水稻重要性状的QTL进行多年多季的稳定性分析。水稻大多数重要农艺性状QTL的不稳定性，反映了水稻生长发育过程的可塑性，可能是通过栽培措施使水稻品种获得高产优质的重要遗传基础。     

水稻株高和产量相关性状的QTL定位

本试验以带有华粳籼74遗传背景的单片段代换系与华粳籼74杂交得到的F2代次级分离群体为试验材料,利用与华粳籼74农艺性状差异极显著的单株进行重叠群作图分析,在W06-40-48-06-2-1代换片段上鉴定出了一个株高QTL、一个粒长宽比QTL和一个千粒重QTL。     

普通野生稻苗期耐冷性QTLs的互作和聚合效应分析

【目的】普通野生稻Oryza rufipogon Griff.蕴含丰富的遗传多样性,对其进行耐冷性数量性状位点(QTLs)的挖掘和效应分析,可为水稻耐冷性分子育种提供宝贵的基因资源和理论支持.【方法】以籼稻品种9311为受体亲本、普通野生稻品系DP15和DP30为供体亲本,构建染色体片段代换系,鉴定了18个水稻苗期耐冷QTLs,将其中分别包含4个耐冷QTL且遗传背景一致的4个代换系qSCT-1-CSSL、qSCT-4-CSSL、qSCT-8-CSSL和qSCT-12-CSSL分别两两杂交得到2个聚合系(qSCT-1/qSCT-12)-CSSL和(qSCT-4/qSCT-8)-CSSL,对聚合系中各耐冷QTL的互作效应及聚合效应进行研究.【结果和结论】4个耐冷QTL对水稻耐冷性有加性效应;互作分析显示各耐冷QTL间在聚合系中均存在正向互作.聚合效应在qSCT-4与qSCT-8间表现为QTL间明显的累加效应,而qSCT-1与qSCT-12间聚合的累加效应不明显,表现为qSCT-12对qSCT-1有上位作用.     

大豆主要产量性状QTL定位分析

【目的】进一步发掘与大豆产量性状紧密连锁且稳定存在的标记位点,为分子标记辅助选择培育高产大豆新品种奠定理论基础.【方法】利用QTL IciMapping v2.2完备区间作图法连续2年对F2及其衍生群体中4个主要产量相关性状进行QTL定位及效应分析.【结果和结论】以LOD=2.5为阈值,在大豆单株粒数、单株粒质量、百粒质量和单株荚数4个主要产量性状上共检测到19个具有明显加性效应的QTLs,其中主效QTLs 15个,即单株粒数QTLs 3个,单株荚数QTLs 2个,单株粒质量QTLs 10个,分布于4(C2)、12(G)、6(A1)和17(M)4个连锁群上;定位到了3个在2年间稳定存在的QTLs,即单株粒数QTL qNSPP-12-1、单株粒质量QTLs qSWPP-12-1和qSWPP-12-2;研究初步确定了1个新的大豆单株粒质量QTL qSWPP-12-5.研究中检测到的稳定存在和主效QTLs对今后大豆遗传育种研究将具有重要的指导意义.     

水稻粒型与粒质量的QTL分析

以元江普通野生稻与优良栽培稻亲本特青配制的野生稻染色体片段代换系为材料,对水稻粒长、粒宽、粒厚、容积、密度、粒质量进行数量性状位点(QTL)定位。结果分别检测到12个与粒长相关的QTLs,16个与粒宽相关的QTLs,9个与粒厚相关的QTLs,3个与密度有关的QTLs,14个与籽粒容积有关的QTLs,10个与粒质量相关的QTLs,其中17个QTLs位点被多次重复检测到。相关系数分析及QTLs位点分析证明,容积、粒厚对粒质量的贡献率最大,且粒型间也有一定的相关性,尤其是粒厚与容积的相关性最大,同时也说明粒厚与容积可能有相同的遗传基础。此外,有研究表明,野生稻逐渐进化成的栽培稻更有利于提高产量。     

水稻CSSL-Z481代换片段携带的穗部性状QTL分析及次级代换系培育

【背景】粮食安全是保障国家安全的重要基础,水稻是人民赖以生存的主要粮食作物,提高其产量是重要的育种目标。水稻产量由每株有效穗数、每穗实粒数和粒重等性状构成,其中,粒重与籽粒形状、充实程度等密切相关。但这些性状都是由多基因控制,遗传基础复杂。染色体片段代换系(CSSL)可将这些复杂性状的QTL较准确地分解为单个孟得尔因子研究,且与育种工作紧密衔接,因而是理想的遗传研究和育种材料。【目的】前期以4代换片段的水稻染色体片段代换系Z481精细定位了一个易落粒基因SH6,但Z481与受体日本晴间还存在多个显著差异的穗部性状。明晰控制这些差异性状的QTL在代换片段上如何分布,并分解为单片段代换系,对目标QTL的图位克隆及应用于水稻分子设计育种有重要应用价值。【方法】利用受体亲本日本晴与Z481杂交构建的次级F₂分离群体以SAS9.3统计软件的混合线性模型(mixed linear model,MLM)法进行穗部性状QTL定位(P<0.05),然后,根据基因型和表型,从F₂选择42个单株在F₃株系利用MAS法培育单片段及双片段代...     

水稻产量及其相关性状的数量性状位点(QTL)鉴定(英文)

由于大部分水稻育种的最终目标是获得高产、稳产,因此对于育种工作者来说．水稻产量及其构成因素 是重要的性状。在大田试验中,采用随机区组设计,设两个重复,对CT9993-5-10-1-M × IR62266-42-6-2杂交而得 的144份水稻品系DH群体的产量及其主要农艺性状的数量性状位点(QTLs)进行定位。采用MAPMAKER/QTL 1．1软件进行区间定位并估计每个QTL的表型方差的百分比,以LOD阈值>2．4来确定一个QTL的有无.试验鉴 定出与6个水稻农艺性状如千粒重、单株产量、株高、穗长、粒宽、粒长宽比有关的23个QTLs,这些QTLs将有助于 提高水稻产量,并有利于了解水稻产量性状的遗传调控.     

多环境下水稻株型相关性状QTL解析

水稻株型是重要产量决定因素,通过三亚和哈尔滨连续三年表型鉴定,分析水稻分蘖数、分蘖角度和株高QTL。结果表明,三性状受环境影响较小,株高和分蘖数在不同环境下相关性显著。qPH7和qTN7-1位于同一标记区间,且在多环境中稳定表达,贡献率超过20%,是与株型连锁的主效位点。性状表型和遗传相关具有一致性,且性状表型变异主要受基因型控制,但qPH7、qPH12、qTN7-1、qTA8和qTA12具有基因×环境互作效应。结论可为水稻株型分子聚合理论提供参考及依据。     

利用染色体片段置换系定位水稻粒型QTL

水稻粒型是衡量稻米外观品质的重要指标之一,鉴定和定位水稻粒型QTL对开展水稻粒型分子育种具有重要意义.本研究以8个染色体片段置换系为材料,选用分布水稻12条染色体上的153个SSR标记检测染色体片段置换系的置换片段,采用代换作图法对控制水稻粒型的3个主效QTL进行定位.结果表明:153个SSR标记中有104个标记在亲本间具有多态性,多态率为68.0%;8个染色体片段置换系在第3和第5染色体分别有6个和2个置换片段,置换片段长度分别为14.8 cM、16.6 cM、 15.5 cM、18.9 cM、29.1 cM、35.0 cM、17.9 cM 和17.0 cM,平均长度为20.6 cM;8个置换片段上共鉴定出3个粒型QTL,控制粒长的qGL-3-1 和qGL-3-2分别被界定在水稻第3染色体RM5551与RM6832及RM6832与RM3513之间,遗传距离分别为14.8 cM和5.3 cM的范围内,控制粒宽的qGW-5被界定在水稻第5染色体RM267与RM169之间遗传距离约11.7 cM的范围内.利用染色体片段置换系能准确地定位水稻粒型QTL,qGL-3-1、qGL-3-2和qGW-5的鉴定和初步定位为其进一步精细定位及分子标记辅助选择奠定了基础.     

玉米主要植株性状的杂种优势位点分析

【目的】鉴定玉米株高等植株性状的杂种优势位点为优良玉米新品种选育提供重要的理论依据。【方法】利用一套以综3为供体,许178为受体的单片段代换系群体及其与轮回亲本许178的测交群体,于2014年在河南浚县、新乡、长葛3个试点进行田间鉴定,完全随机区组设计,3次重复,散粉后对株高、穗位高、叶片数进行测定。利用Duncan’s多重比较和t测验分别对玉米株高、穗位高和叶片数进行QTL分析和杂种优势位点分析。【结果】单片段代换系的测交群体在主要植株性状上均表现出一定的杂种优势,其中,株高在浚县、新乡和许昌点的中亲优势值分别为4.74%、3.61%和1.09%,穗位高的中亲优势值分别为6.06%、7.77%和7.51%,叶片数的中亲优势相对较小。利用SSSL群体在3个环境中定位了9个株高的QTL、10个穗位高的QTL、5个叶片数的QTL。利用测交群体定位了6个株高的杂种优势位点,其中3个HL同时被检测到;穗位高检测到8个杂种优势位点,有1个HL被同时检测到;叶片数定位了5个杂种优势位点,有1个HL被同时检测到。利用SSSL及其测交群体分别检测到3个植株性状的24个QTL和19个HL,在5个单片段代换系同时检测到同一性状的QTL和HL。【结论】株高、穗位高和叶片数的杂种优势在单片段代换系测交群体中呈:株高穗位高叶片数。定位到的QTL和HL中的一些在不同环境间存在保守性,且具有较大贡献率,这些主效QTL/HL所在的染色体区域可能存在调控所对应性状的主要基因,可作为进一步研究的依据。而且,少数染色体片段同时调控多个性状的杂种优势,表明所测性状间存在相关性。此外,定位到的株高、穗位高多数HL表现出超显性效应,而多数总叶片数相关的HL显示出显性效应,表明所测性状杂种优势主要来源于位点间的超显性效应。所测的3个性状间存在相关性,3个性状间平衡是遗传改良的重要目标。在育种实践中,上述主效QTL和HL可通过分子标记辅助选择,应用于理想株型育种,加快3个性状间协同改良进程。     

2种水稻不同细胞质雄性不育的恢复基因分析

【目的】由华南农业大学选育的水稻单片段代换系W11-09-02-07-02-03-01(W11-09-02-,Rf3Rf3/Rf4Rf4)对于野败型(WA)和矮败型(DA)细胞质雄性不育(CMS)系均具有较强的恢复性。单片段代换系W11-09-02-分别与WA-CMS和DA-CMS不育系组配,根据其BC3F2植株的花粉和小穗的育性,研究这2种不育细胞质的遗传关系、恢复基因Rf3和Rf4的遗传效应及单片段代换系W11-09-02-对这2种不育细胞质的遗传模式。【方法】选用WA-CMS、DA-CMS 2种细胞质的不育系博白A(BoA)和协青早A(XqA)为母本,以单片段代换系W11-09-02-为父本,采用单片段代换系W11-09-02-连续回交和分子标记辅助选择的方法,构建了2个具有单片段代换系W11-09-02-遗传背景的BC3F2群体,在这2个BC3F2群体中,筛选鉴定出携带基因型Rf3Rf3/Rf4Rf4、Rf3Rf3/rf4rf4、rf3rf3/Rf4Rf4和rf3rf3/rf4rf4的单株,并对其花粉和小穗的育性进行考察,最后利用201个多态性SSR标记对这些单株进行遗传背景分析。【结果】在单片段代换系W11-09-02-遗传背景下,WA-CMS的遗传效应大于DA-CMS,单片段代换系W11-09-02-中的恢复基因Rf4的遗传效应大于Rf3,而且这2个基因表现出累积效应。单片段代换系W11-09-02-中的恢复基因Rf3和Rf4,对WA-CMS和DA-CMS均表现出质量性状的遗传。【结论】DA-CMS的可恢复性优于WA-CMS,W11-09-02-中的恢复基因Rf4的遗传效应大于Rf3,这2个恢复基因对WA-CMS和DA-CMS表现出质量性状的遗传。     

利用染色体片段置换系定位水稻酚反应基因

水稻谷粒苯酚染色反应是鉴别籼粳稻亚种的指标之一。本研究以9311和日本晴构建的8个染色体片段置换系为材料,采用代换作图法对控制水稻谷粒酚反应的3个QTL进行了定位。结果表明,4个染色体片段置换系材料酚反应级别为4,其余的在0到1级。8个置换系均含有来源于日本晴的1个置换片段,其中3个置换系在第2染色体、2个置换系在第4染色体和3个置换系在第7染色体上分别有1个置换片段,其长度分别为24．9cM、37．8cM、9．7cM、9．5cM、22．7cM、16．7cM、22．2cM和13．0cM,平均长度为19．6cM。3个控制水稻苯酚反应的基因qPH4-1、qPH2和qPH7被界定在第2染色体RM406和RM240、第4染色体RM280和RM5709及第7染色体RM11和RM6574之间,遗传距离分别为12．9cM、9．5cM和16．0cM。qPH4-1、qPH2和qPH7的鉴定和初步定位为其进一步的精细定位和图位克隆奠定了基础。     

水稻遗传图谱构建及粒形相关性状的QTL定位

[目的]构建水稻遗传连锁图谱,并对水稻粒形相关性状进行QTL分析,为水稻高效育种提供理论依据和育种材料.[方法]对具有极端粒形差异的两份水稻材料K1561和G1025进行杂交、自交获得F2分离群体,通过软件Map-maker/Exp 3.0构建水稻遗传连锁图谱,并利用软件QTLNetwork-2.0对2011年F2群体、2012年F2∶3家系群体的粒形相关性状数据进行相关性状的QTL定位.[结果]两个亲本的粒形性状指标差异明显,以千粒重相差最大;F2、F2∶3两个群体的相关粒形指标基本上呈连续分布状态且分布频率范围广.与F2单株相比,F2∶3家系的千粒重、粒长和粒宽的平均值更偏向于大粒亲本K1561.构建了含161对SSR标记的水稻遗传连锁图谱;共检测到18个粒形相关性状的QTL,分别分布于第1、2、3、7、9和12染色体上.其中,控制千粒重、粒长、粒宽和长宽比的QTL分别有7、5、5和1个,除qGL/GW12外,其他增效等位基因均来源于大粒亲本K1561.两个群体均能检测到的QTL有8个,分别为qTGW3、qTGW7、qTGW9.2、qTGW12、qG L1、qGL9、qGW12和qGL/GW12,其平均加性遗传力为6.04％、12.59％、6.29％、22.08％、4.86％、15.39％、22.12％和10.83％.[结论]定位获得3个效应值较大的新QTL位点qTGW12、qGL9和qGW12,为进一步定位并克隆这些粒形相关基因、阐明水稻产量和品质的控制机理提供了较好的遗传材料.     

用单片段代换系对不同时期水稻分蘖数QTL的非条件和条件定位

【目的】了解各个发育时期控制水稻分蘖数QTL的“静态”和“动态”信息。【方法】利用单片段代换系对不同时期的水稻分蘖数QTL同时进行非条件和条件定位分析。【结果】（1）水稻分蘖数至少受14个QTL影响,它们分布在第1、2、3、4、6、7和8号共7条染色体的相应代换片段上;（2）各个时期影响水稻分蘖数的QTL数量（变动在6～9之间）和效应（变动在1.49～3.49之间）均不相同;（3）水稻分蘖数QTL的表达具有很强的时序性,主要集中在移栽后0～7 d（有6个正表达）,14～21 d（有9个随机表达）和35～42 d（有6个负表达）3个时间段内,正、负表达分别决定了最高分蘖和有效分蘖的数量;（4）每个QTL在整个生育期至少表达1次,有些可多次表达;（5）某个时期的分蘖数量取决于所有QTL的累积效应,而某个时间段内分蘖数的增减量则取决于所有QTL的净效应。【结论】用单片段代换系和条件QTL定位方法对发育性状进行QTL定位分析非常有效和准确。     

利用单片段代换系测交群体定位玉米株高和穗位高的杂种优势位点

以优良自交系lx 9801背景的昌7-2单片段代换系为基础材料,利用与自交系T 7296构建的测交群体,通过1年2点的田间试验,对玉米株高和穗位高的数量性状位点(QTL)和杂种优势位点(HL)进行了定位。结果表明,单片段代换系群体在2个环境中定位了16个和13个控制玉米株高和穗位高的QTL,其中有8个株高和4个穗位高的QTL在2个环境中同时被检测到。测交群体在2个环境中共检测到9个株高和6个穗位高的HL,分别有2个HL在2个环境中同时被检测到。此外,株高和穗位高分别有3个QTL和HL位于相同的染色体片段上,说明株高和穗位高的表型性状和杂种优势可能有部分相同的基因控制。