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。     

两种磷水平下玉米苗期根系性状的QTL定位

以耐低磷性状具有明显差异的玉米自交系X178和9782为亲本构建的重组自交系为研究材料,在正常供磷与低磷胁迫下对玉米苗期根系和地上部分干重等性状进行表型鉴定和QTL定位分析。结果表明,低磷胁迫下重组自交系地上部分干重下降最多,显示低磷胁迫下玉米苗期优先确保根系生长发育。两种磷水平下共检测到9个性状的16个QTL,主要位于第1染色体上,其中,正常磷水平下富集了5个QTL的bin1.06区域、低磷胁迫下集中了3个QTL的bin1.03区域可能是含有控制根系或磷利用相关性状基因的重要染色体区域。在定位的16个QTL中,位于第7染色体的根冠比QTLqRRS7_LP可解释表型贡献率高达14.06%,且增效等位基因来源耐低磷亲本X178,表明若对该位点进行分子标记辅助选择,可能会对耐低磷性状改良具有明显的选择效果。     

低氮逆境下玉米产量及相关性状QTL整合与一致性分析

通过收集国内外玉米在低氮逆境条件下产量及相关性状的QTL定位信息,采用元分析方法,借助玉米IBM2遗传图谱进行了QTL整合及一致性QTL分析。结果表明:基于国内外多个定位群体定位的85个QTL呈簇状分布在10条染色体上,一些QTL簇集是由控制同一个性状的QTL聚集而成,多个QTL簇由控制产量相关的不同性状的QTL组成;确定了11个低氮逆境条件下一致性的产量性状QTL,其中1个子粒产量一致性QTL位于第5染色体上,6个百粒重一致性QTL位于第1、第5染色体上,4个穗粒数一致性QTL位于第8染色体上。     

粳型短日不育新种质5021S育性基因的定位

粳型短日不育新种质5021S育性转换表现为"长光高温下可育,短光低温下不育"的反(向)光、温敏核不育特性。以5021S/轮回422组合F2作为遗传群体进行育性相关基因的QTL定位,利用124对SSR标记构建了1张全长1 912.3 cM、平均图距为14.98 cM的饱和分子连锁图谱。利用Windows QTL Cartographer 2.5软件检测分析,在全基因组范围内检测到4个控制育性相关性状的QTLs位点,分别位于第2,3,5,7染色体上,单个QTL可解释4.5%～32.5%表型变异,其中位于第2染色体上RM5804与RM425之间的qpms-2贡献率为32.5%,第3染色体RM130与RM3405之间的qpms-3贡献率为16.1%。表明5021S的核不育性受2对隐性主基因控制,同时受微效基因调控。     

两种供氮水平下玉米穗长QTL定位分析

在玉米M(o17/黄早四R)IL群体中,应用SSR分子标记连锁图谱,运用WinQTLcartographerv2.0对两种供氮水平下的穗长性状进行QTL定位分析。结果表明,在高氮水平下检测到1个控制穗长的QTL,位于第1染色体上;在低氮水平下检测到4个穗长QTLs,第1和第5染色体上各2个,说明穗长QTLs与供氮水平之间可能存在交互效应。基于这种互作效应及研究中观察到的两个供试亲本对低氮胁迫的耐性差异,推测仅在低氮水平下检测到的穗长QTLs可能与玉米对低氮胁迫耐性有一定的关联。     

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。     

小麦RIL群体苗期抗旱性状的QTL分析

为给小麦抗旱基因克隆以及分子标记辅助育种提供参考,以小麦"泰农18×临麦6号"RIL群体的184个家系为材料,用PEG-6000模拟干旱胁迫对小麦苗期抗旱相关性状进行QTL分析。结果,共检测到43个QTL,位于除1B、3D、4D、5A、5D、6D和7A外的14条染色体上,其中,控制根数的QTL 9个、苗高的QTL 5个、最大根长的QTL 5个、苗鲜重的QTL 3个、根鲜重的QTL 6个、苗干重的QTL 1个、根干重的QTL 3个、鲜重根冠比的QTL 3个、干重根冠比的QTL 3个,控制抗旱系数的QTL为5个。单一QTL可解释3.39%～32.63%的表型变异。28个QTL为正值,表明QTL的增加效应来自于母本泰农18;30个QTL表现为负值,表明其增加效应来自于父本临麦6号。11个QTL为在两个或两个以上环境下检测到的相对高频QTL(RHF-QTL)。在4B染色体上检测到1个QTL簇,包括4个形态性状(苗高、苗鲜重、苗干重、鲜重根冠比)的RHF-QTL( QSh-4B-1、 QSfw-4B-1、 QSdw-4B-1、 QRsfw-4B-1)和1个抗旱系数QTL( QRsfw-D-4B-1),其贡献率均超过10%。该QTL簇的分子标记可以用于标记辅助选择。     

基于高密度遗传图谱定位栽培种花生主茎高、第一侧枝长和分枝数的QTL研究

目前关于花生株型的遗传机制了解不深。本研究利用来源于花育28和P76杂交构建的重组自交系群体(RIL),构建高密度遗传连锁图谱,对控制花生主茎高(MSH)、第一侧枝长(FBL)和分枝数(BN)的数量性状位点(QTL)进行定位分析。该图谱包含2266个SNP和68个SSR,总遗传距离为2586.37cM。相邻标记间平均间距为2.25cM。研究发现MSH分别与BN(r=0.354)、FBL(r=0.854)高度相关。QTL分析检测到18个加性QTL位点(4个与MSH相关,5个与FBL相关,9个与BN相关),分布于10个染色体。大多数QTL位点只在一个环境下检测到,其中主茎高相关位点qMSHA01.1,第一侧枝长相关位点qFBLA01.2,分枝数相关位点qBNB07.1和qBNB07.2在两个环境下均能检测到。另外,针对MSH、FBL、BN,共有24对上位性QTL被检测到,表型变异解释率均低于10%。以上结果将为花生株型相关基因的图位克隆和分子标记设计育种提供重要的基础。     

大穗材料高麦1号/ 密小穗F2群体穗长性状的QTL初步定

为了解小麦穗长性状的遗传特性,并将其应用于分子标记辅助育种,以大穗材料高麦1号/密小穗的292个植株的F2群体为材料,利用SSR标记对穗长进行了QTL定位分析.结果表明,选用500对SSR引物对高麦1号和密小穗两个亲本进行多态性检测,共获得180对在双亲问有多态性的引物,多态性引物检出率为36.0％.利用这180对引物进一步进行F2群体筛选,有96对引物在群体中表现出多态性,占多态性标记的53.3％.利用QTL_IciMapping软件构建出小麦染色体组的8个连锁群图谱,并将96对SSR引物定位到遗传连锁图谱上.图谱全长1 383.29 cM,标记间的平均遗传距离15.37 cM.平均每个连锁群有11.25个标记,含有标记最多的是4A和6B染色体,各有17个标记,其次是3A和7B染色体,含有9～14个标记,1B和5D染色体含有的标记最少,只有5～7个.共检测出7个与穗长相关的QTL位点,包括6个加性QTL和1个加性+显性QTL.7个QTL的加性效应值均为正值,单个QTL的贡献率为2.04％～15.26％.其中3A染色体上的QTL位点距离其最近标记只有0.58 cM,为连锁最紧密的一个位点,并且其加性效应值最大,可解释表型变异的15.26％.因此,3A染色体上存在控制穗长的主效基因.     

大穗材料高麦1号/密小穗F_2群体穗长性状的QTL初步定位

为了解小麦穗长性状的遗传特性,并将其应用于分子标记辅助育种,以大穗材料高麦1号/密小穗的292个植株的F2群体为材料,利用SSR标记对穗长进行了QTL定位分析。结果表明,选用500对SSR引物对高麦1号和密小穗两个亲本进行多态性检测,共获得180对在双亲间有多态性的引物,多态性引物检出率为36.0%。利用这180对引物进一步进行F2群体筛选,有96对引物在群体中表现出多态性,占多态性标记的53.3%。利用QTL_IciMapping软件构建出小麦染色体组的8个连锁群图谱,并将96对SSR引物定位到遗传连锁图谱上。图谱全长1 383.29cM,标记间的平均遗传距离15.37cM。平均每个连锁群有11.25个标记,含有标记最多的是4A和6B染色体,各有17个标记,其次是3A和7B染色体,含有9~14个标记,1B和5D染色体含有的标记最少,只有5~7个。共检测出7个与穗长相关的QTL位点,包括6个加性QTL和1个加性+显性QTL。7个QTL的加性效应值均为正值,单个QTL的贡献率为2.04%~15.26%。其中3A染色体上的QTL位点距离其最近标记只有0.58cM,为连锁最紧密的一个位点,并且其加性效应值最大,可解释表型变异的15.26%。因此,3A染色体上存在控制穗长的主效基因。     

Inheritance and QTL Mapping of Salt Tolerance in Rice

An F2 population derived from the cross between Jiucaiqing (japonica) and IR36 (indica) was used to analyze the inheritance of salt tolerance in rice by genetic model of major-genes plus polygenes, and to map the corresponding QTLs by SSR molecular markers. Rice plants of P1, P2, F1 and F2 at 5- to 6- leaf stage were treated under 140 mmol/L NaCI for 10 days. Three indices representing the ability of salt tolerance of rice seedlings were measured, including salt tolerance rating (STR), Na^ /K^ ratio in roots and dry matter weight of shoots (DWS). STR, Na^ /K^ and DWS were all controlled by two major genes with modification by polygenes. Heritability of these traits from major genes was 17.8, 53.3 and 52.3%, respectively. The linkage map constructed by 62 SSR molecular markers covered a total length of about 1 142 cM. There were three QTLs detected for STR located on chromosome 1, 5 and 9, two QTLs for DWS on chromosomes 8 and 9, and two QTLs for Na^ /K^ on chromosomes 2 and 6, one on each chromosome respectively. Single QTL accounted for 6.7 to 19.3% of phenotypic variation. Identification method of salt tolerance in rice and breeding of rice varieties with salt tolerance based on molecular markers assisted selection had been discussed.     

两种密度条件下玉米穗上节间距QTL分析

为研究高密度胁迫下穗上节间距的遗传机制,以豫82×沈137的重组近交系(RIL)群体为材料,构建一张包含有1 114个位点的SNP标记的遗传连锁图谱,图谱总长度为1 821.79 cM,标记平均间距为1.64 cM。利用复合区间作图法在60 000株/hm~2密度下共检测到11个、120 000株/hm~2密度下检测到12个穗上节间距的QTL,位于第6染色体上的QTLq For ILL6-2/qForILG6在两种密度下同时被检测到,表明该QTL均能稳定表达;位于第9染色体上的qThiILL9/qForILL9-1在60 000株/hm~2的密度下同时被检测到,解释穗上节间距遗传变异的8.67%和10.61%,在120 000株/hm~2密度下未被检测到,表明此QTL在低密度下特异表达调控穗上节间距3、4。在高密度下检测到qSixILG6和qSixILG10分别解释穗上节间距6遗传变异的16.97%和13.66%,说明该QTL在高密度环境下特异表达。     

发育时期对水稻耐低磷胁迫有关性状QTLs检测的影响

 选用水稻窄叶青8号(籼稻)、京系17(粳稻)以及F1花药培养产生的127个DH株系，在磷素不同处理时期检测根表面积和干物重性状的数量性状基因(QTL)。结果表明，对于相对根表面积性状，处理10 d（3叶期）时检测到一个微效QTL，而在30 d时未检测出控制位点。在两个发育时期都检测到了控制干物重性状的QTL，但它们在染色体上的位置和贡献率均不一致。通过对根表面积和干物重性状QTL的定位，进一步证实发育时期与基因型表现存在互作效应，而最后反映在QTL定位的差异上。通过相关分析与检测性状控制位点贡献率的大小，初步认为在本试验条件下，对于根系形态等适应机制的评价应在早期进行；对水稻耐低磷胁迫敏感度（相对干物重为指标）的评价在磷素处理30 d时为佳。     

水稻苗期氮素吸收及其相关性状的QTL分析

以来自于Koshihikari/Kasalath//Koshihikari的回交重组自交系群体为材料,采用流动液体培养和同位素示踪技术,对水稻苗期氮素吸收速率及其相关性状进行QTL分析。结果表明,地上部干质量(SW)、根系干质量(RW)、根冠比(R/S)、地上部相对生长速率(RGRS)和根相对生长速率(RGRR)等与氮素吸收力(NAA)和氮素吸收速率(NAR)密切相关。在SW、RW、植株含氮量、NAA、高氮下的氮吸收速率(HNAE)和低氮下的氮吸收速率(LNAE)上分别检测到1、4、1、3、1和1个主效QTL,主要分布在第6、7、8和10染色体上;R/S、RGRS和RGRR没有检测到主效QTL;NAA、LNAE和RW间存在明显的QTL一因多效或邻近表达现象。     

Identification of QTLs for Cadmium Tolerance During Seedling Stage and Validation of qCDSL1 in Rice

Cadmium(Cd)is a non-essential toxic metal that is harmful to plants.To investigate the genetic mechanism of Cd tolerance in rice,quantitative trait loci(QTLs)associated with Cd tolerance at the seedling stage were analyzed using a recombinant inbred line(RIL)population derived from a cross between PA64s and 93-11.A total of 36 QTLs associated with shoot length,root length,shoot dry weight,root dry weight and total dry weight were detected in Hangzhou and Lingshui of China.Among them,15 QTLs were identified under the control condition and 15 QTLs were identified under the Cd stress condition,and 6 QTLs for Cd tolerant coefficient were detected on chromosomes 1,3,7 and 9.The qCDSL1.1 and qCDSL1.2 were identified in Hangzhou and Lingshui,respectively,and had overlapping intervals on chromosome 1.To further confirm the effects of qCDSL1.1 and qCDSL1.2,we developed a chromosome segment substitution line(CSSL),CSSLqCDSL1,in 93-11 background harboring qCDSL1.1/qCDSL1.2 from PA64s.Compared to 93-11,CSSLqCDSL1 had increased shoot length under the Cd stress condition.These results pave the way for further isolation of those genes controlling Cd tolerance in rice and marker-assistant selection of rice elite varieties with Cd tolerance.     

Relationship Between Coleoptile Length and Drought Resistance and Their QTL Mapping in Rice

By using a set of recombinant inbred line(RIL)population involving in 195 lines derived from a cross of Zhenshan 97B (lowland variety)and IRAT109(upland variety),the correlation analysis between coleoptile length(CL)and drought resistance index (DRI)and their QTL identification were conducted.There existed a significantly positive relationship between CL and DRI with the correlation coefficient of 0.2206**under water stress conditions.Under normal and water stress conditions,a total of eleven and four QTLs for CL and DRI,respectively,were detected on chromosomes 1,2,4,5,6,7,9,11 and 12 by using a linkage map including 213 SSR markers,which explained 4.84%to 22.65%of phenotypic variance.Chromosomes 1 and 9 possessing the QTLs for DRI harbored simultaneously QTLs for CL,and qCL9 shared the same chromosome location with qDRI9(RM160-RM215).Comparing the QTLs related to drought resistance in other studies,QTLs for CL and DRI were located in the same or adjacent marker interval as those related to root traits,such as number,dry weight,depth,and length of root.Moreover,sixteen and three pairs of epistatic loci for CL and DRI were found,which accounted for 56.17%and 11.93%of the total variation in CL and DRI,respectively.     

利用永久F2群体定位小麦穗部性状相关的QTL

为发掘与小麦穗部性状相关的QTL,利用普通小麦BS366与白玉149杂交组合培育的73个DH群体为材料,构建了一套包含232个杂交组合的小麦永久F_2群体,基于90K SNP芯片标记构建了高密度遗传图谱,并利用该图谱对2个环境下的穗长、小穗数、穗粒数和千粒重进行QTL定位。结果发现,所构建的图谱总长19 533 cM,含有8 726个SNP标记,平均标记距离为2.24cM。结合群体基因分型结果,8 726个SNP标记合并为3 078个BIN标记,其中A基因组有1 283个(41.7%),B基因组有1 188个(38.6%),D基因组仅有607个(19.7%);共检测到96个QTL,分布在除3B和6B以外的19条染色体上,其中,控制穗长、小穗数、穗粒数和千粒重的QTL分别有20、59、6和11个,单一QTL可解释0.15%～12.34%的表型变异。51个QTL加性效应为正值,表明其加性效应来自于母本BS366;45个QTL加性效应为负值,表明其加性效应来自于父本白玉149。23个QTL的表型变异解释率大于5%,为主效QTL。     

波兰小麦×普通小麦品系“中13”RIL群体籽粒特性的QTL定位

小麦籽粒特性与籽粒产量和品质密切相关。本研究以波兰小麦(Tiriticum polonicum L.)×普通小麦(Triticum aestivum L.)品系"中13"杂交组合衍生的99个F8重组自交系(Recombinant inbred lines,RIL)群体为材料,利用SSR分子标记构建连锁遗传图谱。根据两年实验数据,利用复合区间作图法对粒重、粒长和粒宽3个籽粒特性相关性状进行了QTL定位分析,共检测到12个与籽粒特性相关的加性QTL位点。其中,3个粒重QTL,1个位于1A染色体上,另外2个都在2A染色体上,单个QTL可解释表型变异的13.35%～20.04%;5个粒长QTL,其中2个位于2A染色体上,其余3个分别位于3A、5A和2B染色体上,单个QTL可解释表型变异的8.53%～21.03%;4个粒宽QTL,分别位于1A、2A、3B和5B染色体上,单个QTL可解释表型变异的9.76%～40.79%。在2A染色体上共检测到5个籽粒特性相关性状的QTL,表明2A染色体与籽粒特性关系密切。