甘蓝型油菜角果皮叶绿素含量的QTL分析

利用甘蓝型黄籽油菜GH06和甘蓝型黑籽油菜P174为亲本,通过“单粒法”连续自交6代构建重组自交系群体,进而构建的遗传连锁图谱,对2007年和2008年群体中每个株系的角果皮叶绿素含量进行QTL分析。复合区间作图法分析结果共检测到9个QTL,单位点贡献率在5.75%～10.82%之间,其中在第7连锁群有QTL重叠的区域。本研究认为油菜角果叶绿素含量属于典型的数量性状,受环境影响很大,与这些QTL紧密相关的分子标记可以对油菜角果叶绿素及其相关光合性状的研究奠定基础。     

油菜开花期的遗传调控及ＱＴＬ研究进展

油菜开花期影响油菜的成熟期和产量，是重要的农艺性状。目前国内外学者对油菜开花期已经展开了深入研究。本文主要从模式植物拟南芥开花期的遗传调控、油菜开花期性状QTL定位群体种类、油菜开花基因QTL定位及克隆等方面阐述研究进展，并指出目前存在的问题和对油菜开花期性状研究进行展望，以期对开花期进一步的QTL精细定位、基因克隆和分子标记辅助选择提供理论依据。     

水稻苗期盐胁迫下叶绿素荧光参数的QTL分析

 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,通过复合区间作图法,对苗期水培和盐胁迫条件下水稻叶片叶绿素荧光参数进行了数量性状座位（QTL）分析。检测到控制水稻叶片叶绿素荧光参数（Fo、Fm和ΦPSⅡ）的7个主效应QTL,分布在水稻的第1、4、5和11染色体上,贡献率为598%～10.74%。其中,控制水培条件下Fm的QTL与控制盐胁迫下Fo的QTL均位于第5染色体的CDO82-RG413标记区间,说明此区间的QTL具有多效性,可同时影响Fm、Fo两个叶绿素荧光参数。     

甘蓝型油菜显性核雄性不育基因的AFLP标记鉴定

甘蓝型油菜双基因显性细胞核雄性不育系统受一对显性不育基因和一对显性上位抑制基因共同控制,不育单株的基因型为MsMsrfrf和Msmsrfrf。为了在育种过程中高效筛选后代单株基因型,本研究利用一个显性细胞核雄性不育杂合两型系70056AB（Msmsrfrf×msmsrfrf）构建的兄妹交分离群体,采用AFLP技术,在480对AFLP引物中筛选到一个与不育基因紧密连锁的分子标记P9M14-130。利用P9M14-130引物对70056AB的88个单株进行检测,发现该标记与雄性不育基因间的交换率为1.1％。     

玉米抗粗缩病主效QTL (qMrdd1)的基因多效性分析

前期研究中将主效抗病QTL(qMrdd1)定位在第8染色体分子标记M103.4-M105.3之间,该抗病QTL表现为隐性基因遗传,可降低24.2%~39.3%的发病率。通过分子标记检测,在抗病系NT411(供体亲本)和感病系NT409(轮回亲本)回交多代的群体中,选择7个含有抗性QTL(qMrdd1)的杂合单株自交得到分离群体B1、B2、B3、B4、B5、B6、B7和来源于同一回交后代的两对抗感病近等基因系(B8-R、B8-S和B9-R、B9-S),利用这两对近等基因系与自交系A7110、Q319、CT03、昌7-2、43684、43683、43946组配13对杂交种,在植株整个生育期内无粗缩病病毒接种的条件下,在北京、海南和山东种植不同的材料并对7个分离群体和13对杂交种进行农艺性状调查,结果表明,7个分离群体中各基因型植株以及13对杂交种在株高、穗长、穗行数等农艺性状上差异不显著,qMrdd1基因对玉米产量性状不存在多效性现象,可以应用于抗粗缩病育种。     

基于SNP标记的玉米容重QTL分析

以240个DH系为作图群体,利用SNP芯片对DH群体进行基因型分析,构建连锁图谱,对DH群体进行容重性状鉴定。结果表明,采用复合区间作图法进行QTL定位分析,在4个环境下共检测到5个控制玉米容重的QTL,联合贡献率为23.61%;位于第1染色体的q Tw1-1介于SNP标记PZE-101032246与SYN13192之间,位于第9染色体的q Tw9-1介于SNP标记PZE-109011840和SYN6085之间,分别解释11.9%和7.8%的表型变异,表明这些区域可能包含调控玉米容重性状关键基因。     

水稻回交群体剑叶性状综合评价及QTL定位

【目的】通过对水稻剑叶性状的综合评价,明确剑叶相关性状间及与6个农艺性状的关系。检测剑叶相关性状的QTL,为优良株型品种选育,剑叶性状基因的精细定位和克隆奠定基础。【方法】以日本优质粳稻品种越光和葡萄牙粳稻地方种Bertone构建的回交群体两个世代为实验材料,利用BC₃F₁群体基因型构建遗传连锁图谱;测定亲本和BC₃F₂群体各株系剑叶SPAD、剑叶长、剑叶宽,计算剑叶长宽比、剑叶面积;利用隶属函数和标准差系数赋予权重法获得剑叶性状综合评价值(D值),分析其与6个农艺性状间的关系。分别利用单标记分析(SPA)和区间作图(IM)检测水稻剑叶相关性状QTL。【结果】在抽穗灌浆期,两亲本剑叶SPAD值呈现先升高后降低的动态变化。BC₃F₂群体的5个剑叶相关性状变异丰富,总体表现趋向轮回亲本越光。4个剑叶形态性状间相关性均达到极显著水平,与剑叶SPAD的相关性不显著。主成分和逐步线性回归分析表明剑叶宽、剑叶SPAD、剑叶长、剑叶面积是影响剑叶综合评价值(D值)的主要因子。高D值株系的株高、穗长、茎基粗和单株产量均极显著高于低D值株系,两者的分蘖数和有效穗数差异不显著。共检测到18个控制剑叶性状的QTL,分布在水稻第1、4、7和8染色体上,贡献率分布范围为4.00%~28.00%(SPA)和3.41%~27.00%(IM),除qFLSPAD1之外的17个QTL增效基因均来自Bertone。在第8染色体上的RM22720-RM404区间发现1个QTL簇,含6个主效QTL,分别为qFLL8.1、qFLL8.2、qFLA8.1、qFLA8.2、qD8.1和qD8.2。【结论】获得了剑叶宽、剑叶SPAD、剑叶长和剑叶面积4个评价剑叶性状的关键指标;明确了剑叶性状与单株产量之间的正相关关系;检测到18个剑叶相关性状QTL,位于第8染色体RM22720-RM404区间的QTL簇,是影响剑叶性状的1个重要染色体区域。     

甘蓝型油菜遗传图谱的构建及开花期的QTL分析

在由两个春性甘蓝型油菜双低品种DH401（早花）和Q2（迟花）的F1代植株通过小孢子培养所获得的DH（doubled haploid）群体中，应用SSR、SRAP及AFLP标记构建了一张遗传连锁图谱，并对开花期性状进行了数量性状座位（QTL）分析。在亲本间共检测到263个有多态性的遗传标记，其中SSR标记有88个、SRAP标记101个及AFLP标记74个。其中248个标记分布于19个连锁群，总遗传距离为1634.7 cM，标记间平均遗传距离为6.6 cM，标记偏分离比例达到27.4% (p<0.01)且主要集中在第4、5连锁群。应用QTLMAPPER 1.6在武汉、和政分别检测到2个和4个控制开花期的主效QTL位点，分别解释了68.63%和75.83的开花期表型变异，其中有2个主效QTL位点在这两地同时被检测到。另外也分析了影响开花期的上位效应并探讨了本研究结果在实际育种中的意义。     

应用SPAD值预测小麦叶片叶绿素和氮含量的初步研究

2003～2004年以中筋小麦品种扬麦11号、WH510和徐州26为试验材料,研究不同生育时期(拔节、孕穗、抽穗)不同叶位叶片SPAD值变化特征及其与叶片叶绿素含量、全氮含量及NO3--N含量的关系,旨在为小麦上应用SPAD快速诊断施肥提供理论依据。结果表明,不同品种及不同叶位小麦叶片SPAD值明显不同;小麦叶片SPAD值与叶绿素含量之间的关系因品种和生育时期的不同而有明显差异,同一品种小麦不同叶位叶片SPAD值与叶绿素含量呈极显著正相关。小麦叶片SPAD值与全氮含量呈正相关,SPAD值高,全氮含量也高,可以用SPAD值估算全氮含量进行小麦氮素营养状况诊断,但同一品种不同叶位SPAD值与全氮含量的关系表现不一致,即用SPAD值来诊断小麦叶片氮含量时应选择完全展开并已进入功能盛期的叶片。小麦叶片SPAD值与NO3-N含量相关性不显著。     

基于MAGIC群体的水稻抽穗期和产量相关性状全基因组关联分析

【目的】挖掘水稻抽穗期和产量相关性状新基因,并筛选携带有利等位基因的优良株系,为分子标记辅助育种提供新基因和优异种质。【方法】以多亲本重组自交系群体MAGIC-Hei群体为材料,分别于2017和2018年连续两年种植于湖南长沙开展抽穗期和产量性状表型调查,基于基因分型(genotypingbysequencing,GBS)技术进行全基因组关联分析发掘影响水稻抽穗期、单株有效穗数、每穗粒数、结实率、千粒重和单株产量性状QTL。【结果】在两个环境下共计检测到26个控制抽穗期和产量相关性状的QTL,分布于除第10染色体外的其他染色体上。其中,11个位点为新位点,1个新位点(qNTP9)在两年均被检测到,该位点受环境影响较小,可用于进一步的精细定位和基因克隆。根据抽穗期和产量性状表型数据,结合SNP基因型筛选到5个携带有利等位基因的优良株系,可用于将来的水稻高产育种。【结论】本研究发掘一批新的水稻抽穗期和产量相关性状QTL位点,可有效加速水稻遗传研究和高产育种进程。     

芥甘杂交创制新型甘蓝型油菜的表型多样性分析

为拓宽甘蓝型油菜遗传背景,明确油菜新种质表型变异水平,筛选优异基因资源,本研究利用芥菜型油菜与甘蓝型油菜种间杂交创制新型甘蓝型油菜54个品系进行田间表型鉴定,分析其表型多样性水平及其性状间相互关系。结果表明,（1）22个数量性状的变异系数范围为4%~99%,遗传多样性指数1.64~2.04;22个形态特征性状的遗传多样性指数为0~1.86。其中角果长度、单株有效角果数、单株产量、生育期、有效分枝高度、蛋白质含量和含油量等7个性状的多样性水平高于国内外已报道的其他甘蓝型油菜的多样性水平,表明芥甘种间杂交能够创制丰富的遗传变异,拓宽甘蓝型油菜遗传背景。（2）主成分分析将44个表型性状转化为10个综合指标,其中主花序有效角果数、单株有效角果数、每角果粒数、单株产量芥酸、亚油酸、油酸、蛋白质、含油量等与产量和品质相关性状是反映新型甘蓝型油菜表型特征的主要差异指标,表明通过这些产量和品质性状的选择可获得目标品系。（3）受甘蓝型油菜定向选育的影响,本试验参试材料具有偏向甘蓝型油菜的表型特点;聚类分析综合44个表型性状将54个参试油菜品系划分为3个类群,其中29个品系与甘蓝型油菜亲本聚为一类,代表了甘蓝型油菜亲本群;18个品系聚为一类,与甘蓝型油菜亲本类群距离较远,营养生长无优势,产量较低,综合性状较差;7个品系聚为一类,与甘蓝型油菜亲本类群距离较近,表现较强的营养生长优势和丰产特点,综合性状优良,可作进一步选育对象,为西藏高产优质甘蓝型油菜品系的选育奠定种质基础。     

种植密度和方式对油莎豆块茎生长期光合特性和产量的影响

作物产量与群体结构密切相关。为合理配置群体结构,提高油莎豆光能利用率并最终提高产量,研究不同群体结构对油莎豆块茎生长阶段光合特性和产量的影响,以进一步挖掘黑龙江省中西部地区油莎豆产量潜能。2018年以黑油莎2号为材料,采用三因素大田裂裂区试验设计,主区为种植密度,分别为90 000株/hm²（A1）、110 000株/hm²（A2）、130 000株/hm²（A3）;裂区为种植方式,分别为110 cm垄上三行（小行距30 cm）（B1）,65 cm垄上双行（小行距20 cm）（B2）,45 cm垄上单行（B3）;裂裂区为留苗方式,分别为矩形留苗（C1）,三角留苗（C2）,共18种处理,3次重复。通过测定群体光合速率（CAP）、叶绿素a+b（Chla+b）含量及荧光参数（Fv/Fm和qP）,研究不同处理对油莎豆块茎生长阶段群体光合特性和产量形成的影响。结果发现：油莎豆块茎形成期,群体光合速率随着种植密度的增加而增大,3种密度处理间差异显著（P<0.05）;块茎增长期和成熟期,群体光合速率随着种植密度的增加呈先增后降的趋势。随着种植密度的增加,油莎豆块茎形成后0 d,冠层和下部叶片叶绿素a+b含量、最大光能转化率Fv/Fm、光化学猝灭系数qP均呈逐渐增加趋势;块茎形成后25~75 d,冠层和下部叶片叶绿素a+b含量、最大光能转化率Fv/Fm、光化学猝灭系数qP呈先增后降趋势。相同密度和留苗方式条件下,群体光合速率、叶绿素a+b含量、Fv/Fm及qP所测指标表现为种植方式B2最大,较B1、B3差异均显著（P<0.05）;相同密度和种植方式下,上述所测指标表现为留苗方式C2更大,较C1差异显著（P<0.05）。A2B1C2处理产量达到7520.45 kg/hm²,在所有处理中最高。合理的种植密度是提高油莎豆产量的关键。适宜密度下,合理的宽窄行配置和三角留苗方式可有效改善群体结构,提高群体光合速率,增加叶绿素a+b含量,提高最大光能转化率Fv/Fm和光化学猝灭系数qP,是实现植株个体与群体相互协调并提高产量的重要途径。     

杂交水稻功能叶片叶绿素SPAD值的杂种优势分析

为探讨杂交水稻3片功能叶叶绿素SPAD值的杂种优势及杂种优势与双亲表现型值、双亲一般配合力(GCA)、组合特殊配合力(SCA)、双亲遗传距离(欧氏距离)等的关系,用5个不育系和5个恢复系,按不完全双列杂交配制25个组合。结果表明:供试组合3片功能叶叶绿素SPAD值具有一定的超亲优势,以乳熟期倒三叶叶绿素SPAD值的正向超亲优势组合最多,其次是始穗期的剑叶;供试的大多数组合除乳熟期倒二叶,不同生育期不同叶位叶片SPAD值都具有正向对照优势,特别是始穗期剑叶供试的25个组合都具有正向超亲优势;供试组合不同生育期不同叶位叶片叶绿素SPAD值的杂种优势大多与父本的表现型值、双亲平均值、低亲值、高亲值、特殊配合力、父本的一般配合力、父母本一般配合力之和显著或极显著相关;供试组合3片功能叶叶绿素SPAD值的超亲优势和对照优势与遗传距离相关不显著,但当遗传距离在13.0～18.0之间时,乳熟期剑叶叶绿素SPAD值的超亲优势与遗传距离呈显著正相关,对照优势与遗传距离呈极显著正相关,分蘖高峰期倒1叶和始穗期剑叶也与遗传距离呈正相关,但不显著。     

膨爆预处理对三种菜籽油品质及挥发性风味成分的影响

本文以甘蓝型、白菜型和芥菜型三种油菜籽为原料，探究了油菜籽经过膨爆预处理后菜籽油的品质及挥发性风味成分的变化。研究结果表明，膨爆预处理后甘蓝型、白菜型和芥菜型三种菜籽油的酸值和过氧化值均显著增加（P＜0.05），分别增加了0.25、0.49、0.39 mg KOH/g和0.20、0.18、0.18 mmol/kg，均在国际食品法典规定的范围内；三种菜籽油的氧化诱导时间均显著增加（P＜0.05），分别增加了17.32、10.06和13.99 h。膨爆预处理对三种菜籽油的脂肪酸组成无显著影响。膨爆预处理后，甘蓝型、白菜型和芥菜型三种菜籽油中苯乙腈、3-甲基巴豆腈、5-己烯腈等含硫化合物含量、杂环类物质以及氧化挥发物的种类和含量均显著增加（P＜0.05），杂环类物质和氧化挥发物中分别是以吡嗪类和醛类物质为主。     

光照对绿宝石叶绿素荧光特性的影响

用叶绿素荧光动力学研究不同光照对绿宝石叶绿素荧光特性的影响。结果表明：遮光使绿宝石叶片SPAD值升高4.7%;日光灯使初始荧光下降,最大荧光升高;遮光和自然光照的PSⅡ潜在活性和原初光能转化效率比处理前低,而日光灯处理10 d时二者分别增加9.9%和7.73%;在日光灯处理20 d时PSⅡ量子效率升高61.67%,荧光下降比值升高23.16%,光化学猝灭升高12.62%,非光化学猝灭仅为处理前的64.72%。说明日光灯处理可增加绿宝石叶绿体PSⅡ反应中心开放部分的比例,将更多的光能用于推动光合电子传递,从而提高光合电子传递能力,同时叶片的非化学热耗散降低,植物体充分利用所吸收的光能用于光合作用。     

A Quantitative Trait Locus for Chlorophyll Content and its Association with Leaf Photosynthesis in Rice

Leaf photosynthesis, an important determinant of yield potential in rice, can be estimated from measurements of chlorophyll content. We searched for quantitative trait loci (QTLs) for Soil and Plant Analyzer Development (SPAD) value, an index of leaf chlorophyll content, and assessed their association with leaf photosynthesis. QTL analysis derived from a cross between japonica cultivar Sasanishiki and high-yielding indica cultivar Habataki detected a QTL for SPAD value on chromosome 4. This QTL explained 31% of the total phenotypic variance, and the Habataki allele increased the SPAD value. Chromosomal segment substitution line (CSSL) with the corresponding segment from Habataki had a higher leaf photosynthetic rate and SPAD value than Sasanishiki, suggesting an association between SPAD value and leaf photosynthesis. The CSSL also had a lower specific leaf area (SLA) than Sasanishiki, reflecting its thicker leaves. Substitution mapping under Sasanishiki genetic background demonstrated that QTLs for SPAD value and SLA were co-localized in the 1,798-kb interval. The results suggest that the phenotypes for SPAD value and SLA are controlled by a single locus or two tightly linked loci, and may play an important role in increasing leaf photosynthesis by increasing chlorophyll content or leaf thickness, or both.     

花叶鹅掌柴不同颜色叶片光合特性

以多年生花叶鹅掌柴(Schefflera odorata cv.Variegata)成年植株为试验材料,选择同一植株上的3种颜色叶片,分别为全绿叶(whole green leaf,WGL)、花叶(variegated leaf,VL)和黄叶(whole yellow leaf,WYL),测定其光合色素含量、光响应曲线...     

Identification of a major quantitative trait locus and its candidate underlying genetic variation for rice stigma exsertion rate

Stigma exsertion in male sterile lines of hybrid rice is important for seed yield.In the present study, ZS616 [Oryza sativa subsp.Xian(indica)], a male sterile line with a stigma exsertion rate(SER) as high as 94.5%, was crossed to DS552, a japonica line with almost no exserted stigmas.F3 plants with extremely low and high SER were sequenced to identify SER-associated quantitative trait loci(QTL).A major QTL for SER, qSER-3.1, was identified along with other QTL on chromosome 3 in a 3.9 Mb region.A total of 307 nonsynonymous single-nucleotide polymorphisms(SNPs) and 27 frame-shift insertion/deletions(InDels)differentiating ZS616 and DS552 were identified in the region containing qSER-3.1.Most SNPs(294) and InDels(25) were excluded after further analysis because they were shared by ZS616 and low(<2.0%) SER accessions in the Huazhong Agricultural University(HAU) core rice collection.Association analysis using the full HAU collection identified a 17-bp InDel in OS03 G0689400 as the most likely causal genetic variant underlying qSER-3.1.ZS616-type accessions(n = 54, with the 17-bp insertion) in the HAU collection had minimum(16.5%)and mean(39.6%) SERs significantly greater than those(n = 424) without the insertion(with minimum and mean SERs of 0.2% and 20.6%, respectively).Thus, this study identified a major QTL for stigma exsertion and revealed the mutation in a candidate gene for the QTL.     

北方冬油菜养分积累特点及与产量性状的灰色关联度分析

为促进油菜的北方布局,针对北方寒旱区冬油菜养分吸收与利用等问题,采用12个白菜型冬油菜和甘蓝型冬油菜品系,对不同品系冬油菜的干物质和养分积累量、产量性状进行测定。结果表明,甘蓝型冬油菜产量性状显著优于白菜型冬油菜,甘蓝型冬油菜的株高、分枝高度、主花序角果数、单株角果数、角粒数、千粒重、单株产量和小区产量等8个产量性状分别较白菜型冬油菜高出12.41%、108.11%、56.21%、66.91%、5.71%、70.79%、103.55%、103.87%。甘蓝型冬油菜干物质单株产量平均为67.693 g/株,为白菜型冬油菜的191.612%。白菜型冬油菜单株氮磷含量要高于甘蓝型冬油菜,分别高出2.481%、29.423%; 单株钾含量低于甘蓝型冬油菜,低34.826%。由于同一生态区的甘蓝型冬油菜干物质产量大于白菜型冬油菜,所以甘蓝型冬油菜单株氮磷钾积累量较白菜型冬油菜显著高出84.647%、50.000%、158.616%。冬油菜中养分积累总量趋势均呈K>N>P,氮、磷元素主要积累在籽粒中;钾元素主要积累于茎和果壳中。甘蓝型冬油菜每100 kg籽粒需氮6.554 kg、磷0.463 kg、钾14.612 kg;白菜型冬油菜每100 kg籽粒需氮7.143 kg、磷0.572 kg、钾10.467 kg;甘蓝型冬油菜较白菜型冬油菜氮磷素利用效率高,且对钾素需求量大。     

稳稻种养模式下水稻产量形成及周年经济效益研究

为了缓解稻田共作出现的“重渔轻稻”矛盾,以南粳9108和丰优香占为供试品种,以稻麦轮作（R-W）为对照,设置稻鸭共作-紫云英轮作（RD-Mv）、稻虾轮作（R-C）两种稳稻种养模式,通过综合栽培措施调控构建稳产水稻群体（产量>7.5 t/hm²）,研究不同稻作模式下水稻产量形成和周年经济效益。结果表明,与R-W相比,RD-Mv能显著提高水稻产量,平均提高7.17%,R-C产量与R-W相当,RD-Mv增穗增产,R-C增粒稳产。RD-Mv和R-C能增加水稻剑叶SPAD值,提高叶面积指数,较R-W分别增加9.97%~33.45%和12.78%~39.78%,差异显著。RD-Mv和R-C提高了水稻地上部干物质积累量,主要增加了播种至分蘖中期的积累量。RD-Mv和R-C的光合势和分蘖中期前的群体生长率显著高于R-W,分蘖中期后的群体生长率无显著差异。周年效益方面,R-C利润高,产投比达3.12,RD-Mv利润有所提高,但产投比仅2.29,低于R-W的2.51。综上,稻鸭共作-紫云英轮作和稻虾轮作均能稳产增收,叶绿素含量高、叶面积指数高、光合势好、前期干物质积累多且群体生长好是其增产稳产的原因。