水稻幼苗对多浓度Fe2+胁迫的QTL联合检测

用珍汕97B/密阳46的RIL作图群体,以基本营养液培养为对照(CK),设2种Fe2 (160 mg/L和240 mg/L)作为胁迫处理,以处理20 d的幼苗相对苗高(%)(处理苗高/对照苗高×100%)作为幼苗耐Fe2 胁迫程度的评价指标,进行2个环境的QTL联合检测分析.结果表明,RIL群体株系间对Fe2 胁迫反应差异较大,明显出现超亲分离.共检测到4个耐Fe2 胁迫的主效QTL,即qTFS-1-1、qTFS-3、qTFS-6和qTFS-9,分别位于第1、3、6和9染色体上,可解释14.96%的表型变异,它们与Fe2 胁迫浓度并无显著的G×E互作,表明这4个耐性基因在不同浓度Fe2 胁迫处理下,均可稳定表达.试验还检测到3对耐Fe2 胁迫的加性×加性上位性互作,共可解释7.16%的表型变异,涉及第1、2、7、9、12等5条染色体,该3对上位性互作与Fe2 不同浓度胁迫处理也无显著G×E互作.     

水稻幼苗耐Al3+胁迫的QTL定位分析

用珍汕97B/密阳46构建RIL群体及其遗传图谱,对其种子采用纸培法育苗和培养,并设2个Al³⁺浓度（20 mg/L和30 mg/L）胁迫处理,以处理20 d后的幼苗相对根长（%）和相对苗高（%）为耐Al3+胁迫指标,用于QTL定位分析。结果表明,以相对根长为指标,检测到2个耐Al³⁺胁迫的主效应QTL,即qRAC(r)2和qRAC(r)11,其中qRAC(r)2在2个胁迫处理下均被检测到,有效基因来自于珍汕97B,贡献率较大（12.92%和16.15%）,表现出较强的耐Al³⁺胁迫功能。以相对苗高为指标,还检测到qRAC(s)11-2（20 mg/L Al³⁺）和qRAC(s)11-1（30 mg/L Al³⁺）2个主效应QTL,它们均位于第11染色体。耐Al³⁺胁迫的QTL上位性分析还表明,总的QTL上位性互作效应比主效应QTL的作用更大,且显示出相当的复杂性,在不同胁迫浓度下,基因间可以通过不同的互作方式,表现出对高Al³⁺胁迫的耐性。以相对根长为指标,检测到8对上位性互作,涉及1、2、3、5、6、10等6条染色体的15个QTL位点;以相对苗高为指标,共检测到6对上位性互作,涉及第1、2、3、5、6、7、8、9、12等9条染色体;且几乎所有互作均发生在背景因子的QTL位点间。     

水稻幼苗耐Al3+胁迫的QTL定位分析

用珍汕97B/密阳46构建RIL群体及其遗传图谱，对其种子采用纸培法育苗和培养，并设2个Al³⁺浓度（20 mg/L和30 mg/L）胁迫处理，以处理20 d后的幼苗相对根长（%）和相对苗高（%）为耐Al3+胁迫指标，用于QTL定位分析。结果表明，以相对根长为指标，检测到2个耐Al³⁺胁迫的主效应QTL，即qRAC(r)2和qRAC(r)11，其中qRAC(r)2在2个胁迫处理下均被检测到，有效基因来自于珍汕97B，贡献率较大（12.92%和16.15%），表现出较强的耐Al³⁺胁迫功能。以相对苗高为指标，还检测到qRAC(s)11-2（20 mg/L Al³⁺）和qRAC(s)11-1（30 mg/L Al³⁺）2个主效应QTL，它们均位于第11染色体。耐Al³⁺胁迫的QTL上位性分析还表明，总的QTL上位性互作效应比主效应QTL的作用更大，且显示出相当的复杂性，在不同胁迫浓度下，基因间可以通过不同的互作方式，表现出对高Al³⁺胁迫的耐性。以相对根长为指标，检测到8对上位性互作，涉及1、2、3、5、6、10等6条染色体的15个QTL位点；以相对苗高为指标，共检测到6对上位性互作，涉及第1、2、3、5、6、7、8、9、12等9条染色体；且几乎所有互作均发生在背景因子的QTL位点间。     

籼稻落粒性QTL定位与环境互作效应检测

利用珍汕97B／密阳46所构建的RIL群体(ZM-RIL)及其相应分子遗传图谱,在海南和杭州两地试验,以稻穗下落法测得落粒率(％)为指标,进行两地数据QTL联合分析。结果表明,ZM-RIL群体的不同株系在两地间落粒率变化很大。在海南,该性状呈近似正态分布;在杭州,则呈明显偏态分布。试验共检测到7个主效应QTL,位于第1、2、3(2个)、6、7和11等6条染色体上,每个QTL影响落粒率的加性效应均不大,其幅度为1．7％～3．9％,共解释群体落粒性性状变异的8．53％。其中,有3个主效应QTL(qSH3-1、qSH3-2和qSH6)存在显著的GE互作,它们均使海南增加落粒率和杭州降低落粒率,且GE总贡献率几乎接近加性效应总贡献率,表明GE互作对落粒率具有重要影响。此外,试验还检测到5对上位性互作QTL,这些互作共解释群体落粒性性状变异的3．39％,单个互作的贡献率为0．47％-0．85％,未检测到上位性与环境的显著互作。     

水稻永久F2群体抽穗期QTL的上位性及其与环境互作效应的分析

利用源于杂交水稻汕优63的重组近交系（RI）,进行系间随机交配构建了水稻永久F2（IF2）群体。采用QTL作图软件QTL Mapper 2.0对IF2群体的抽穗期性状进行了分析,共发现了21个QTLs,分布于10条染色体上。对抽穗期QTL的加性效应,显性效应,加×加、加×显、和显×显上位性效应进行了估计,对遗传主效应与环境的互作效应做了预     

水稻种子耐贮藏性QTL主效应和上位性效应分析

利用珍汕97B／密阳46构建的RIL群体及其相应分子遗传图谱,采用种子加速老化鉴定法,以处理后的相对发芽率(％)作为该材料耐贮藏性的考察指标,分别对老化处理7d和14d后测得的数据进行QTL定位和上位性分析。共检测到2个主效应QTL与控制种子耐贮藏性有关。在老化程度相对较轻时,qSS9-1起忍耐作用：而在老化程度相对较重时,则有qSS4基因在起作用。试验还检测到5对耐贮藏性的上位性互作OTL,其贡献率为8．14％～13．51％,涉及第1、2、3、4、5、6、9、12等8条染色体。其中在7d老化处理试验中,检测到2对效应值相对较小的上位性互作;而在14d老化处理试验中,检测到3对效应值相对较大的上位性互作。     

水稻千粒重和垩白粒率的QTL及其互作分析

产量因子千粒重和稻米品质指标垩白粒率密切相关。本研究以越光/Kasalath//越光BIL群体为材料,分析千粒重和垩白粒率的相关性、QTL、上位性互作及其环境的互作效应。相关分析表明,群体千粒重和垩白粒率在2005年和2006年均呈极显著正相关,相关系数分别为0.42和0.35 (P<0.001)。2年共检测到千粒重QTL 11个,其中5个在2年重复检测到,5个具有环境互作效应;千粒重上位性互作8对,7对与环境存在互作。垩白粒率QTL 6个,3个具有环境互作效应;上位性互作9对,其中4对具有上位性环境互作效应。比较分析发现3个主效QTL同时控制千粒重和垩白粒率的表现,千粒重和垩白粒率的增效等位基因来自同一亲本;1对上位性互作同时对千粒重和垩白粒率有相同的影响。一些与垩白粒率不相关的千粒重主效QTL,如qTGW-3c、qTGW-4a和qTGW-6b,可为育种所利用。对利用QTL定位结果进行千粒重和垩白粒率分子辅助选择育种进行了探讨。     

盐碱胁迫下水稻苗期地上部Na+、K+浓度的QTL分析

在盐、碱胁迫条件下检测控制水稻苗期地上部Na~+、K~+浓度的QTL位点,为深入研究水稻的耐盐、碱性遗传机制及分子标记辅助育种提供理论依据。利用小白粳子/空育131衍生的含有200个株系的重组自交系群体,及其包含142个SSR标记的遗传连锁图谱对盐、碱胁迫条件下水稻苗期盐、碱害级别、地上部Na~+浓度、K~+浓度及Na~+/K~+进行QTL分析。在2种胁迫条件下共定位到了15个QTL,其中盐、碱胁迫条件下分别检测到7,8个QTL,分布在第2,3,5,7,8,9,11,12染色体上,LOD值为2.52～6.59,表型贡献率在6.10%～28.00%。其中,盐胁迫下与Na~+浓度相关的qSSNC3和碱胁迫下与Na~+/K~+相关的qASNK3定位在相邻区间;盐胁迫下与Na~+/K~+相关的qSSNK2和碱胁迫下与K~+浓度相关的qASKC2定位在相同区间;碱胁迫下与碱害级别相关的qSAT8和与Na~+浓度相关的qASNC8、与K~+浓度相关的qASKC8定位在相同或相邻区间,说明2种胁迫条件下Na~+、K~+浓度具有一定的遗传重叠。通过相同标记或比较图谱将本研究结果与前人研究结果进行比较分析,发现有13个QTL为已知QTL,而位于RM547～RM22750的qSAT8和qASNC8为新的QTL位点。     

稻米淀粉黏滞性QTL定位及其G×E互作分析

用珍汕97B/密阳46构建RIL群体及其遗传图谱,经海南和杭州两地遗传试验,以精米粉RVA谱5个参数特征值PKV、HPV、CPV、BDV和SBV作为研究稻米淀粉黏滞性的指标,运用检测QTL主效应、上位性效应和G×E互作效应的遗传分析方法,进行QTL联合分析。结果表明, (1)在检测到涉及5个性状的9个主效应QTL中,除PKV位于第5染色体qPKV5外,其余8个QTL均位于第6染色体上;(2)5个性状均检测到位于第6染色体RM197-RZ516区间的主效应QTL,很可能它们为同一基因,该基因还与Wx基因处于相同区域;(3)检测到与PKV、HPV、CPV、BDV等4个性状有关的QTL主效基因均表现有G×E互作,且方向一致,在海南试验中有增效作用;(4)还检测到涉及5个性状的10对上位性互作效应,但均未发现有显著的上位性×环境互作效应。     

水稻地方品种苗期耐盐QTL的定位

水稻耐盐遗传位点的发掘可为耐盐遗传机制的研究提供理论基础,为耐盐品种培育提供基因资源。以云南地方籼稻品种扎西玛与江苏著名优质粳稻品种南粳46为亲本构建的水稻重组自交系群体为研究对象,鉴定了各株系的苗期耐盐性,结合该群体的分子连锁图谱对控制水稻苗期耐盐性QTL进行分析,共检测到4个QTLs:qSST-1、qSST-3、qSST-5和qSST-11,分别位于第1,3,5,11号染色体上。4个QTLs的增效等位基因均来自于亲本南粳46。经比较发现有3个QTLs与已克隆水稻耐盐基因不在同一染色体区间,说明为新的耐盐基因候选位点。结果对进一步发掘和利用新的水稻耐盐QTL具有重要意义。     

水稻孕穗期耐冷性QTLs分析

本研究以籼粳交“密阳23/吉冷1号”的F2∶3 代200个家系为作图群体,在韩国春川进行冷水胁迫下水稻耐冷性鉴定,并以利用SSR标记构建的分子连锁图谱为基础,对水稻孕穗期耐冷性及其相对耐冷性进行数量性状位点（QTLs）分析。研究结果,在第1、2、4、11和12染色体上检测到与孕穗期耐冷性相关的QTL各1个,对表型变异的解释率为5     

高粱苗期耐盐碱性QTL定位

为定位混合盐碱胁迫下调控高粱苗期性状的QTL位点,发掘耐盐碱基因位点及其紧密连锁标记。以耐盐碱和盐碱敏感组合BJ-299×Tx622B构建的F2群体为材料,采用SSR标记技术和区间作图法对170个F2∶3家系进行高粱苗期相对存活率(RL)、相对干质量(RDW)、相对鲜质量(RFW)和相对苗高(RSH)的QTL分析。结果表明,试验材料耐盐碱性状符合数量遗传的特点,共定位到3个QTL位点(q SAT-A、q SAT-D和q SAT-J)调控高粱苗期耐盐碱性状,分布在A、D和J染色体上,位于标记Sam27281~Sam22486、Sam11433~Sam78379和Sam62346a~Sam38392。q SAT-A和q SAT-D同时调控RL、RDW、RFW和RSH性状,表型贡献率分别为14.3%,9.7%,8.0%,10.6%和8.7%,13.5%,18.8%,13.6%;q SAT-J位点调控RL性状,贡献率为7.3%。q SAT-A和q SAT-D为调控高粱苗期耐盐碱性状的重要位点,有望在高粱耐盐碱性状分子标记辅助育种发挥重要作用。     

无机砷胁迫下苗期水稻的生理响应

探讨水培条件下,不同形态的无机砷(As2O3和HAsNa2O)4对苗期水稻生理特性的影响。结果表明,随着砷浓度的升高,水稻根和叶中超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶的活性受到了显著抑制,根中的抑制程度较叶中大;利用ICP—MS测定砷含量的结果表明,随着砷浓度的升高,水稻组织中砷含量增加,其根中砷含量的增加尤其明显。同时本研究还发现As(II)I的毒性大于As(V)。     

水稻幼苗活力相关性状的QTLs定位和上位性分析

以籼粳交IR64/Azucena的DH群体109个株系为研究材料, 在黑暗条件下, 通过适温(25～28℃)和低温逆境(16～19℃)对该DH群体的种子进行发芽试验, 测定幼苗中胚轴长度、芽鞘长、根长、苗高等幼苗活力的相关性状. 采用QTLMapper统计软件检测控制这些性状的加性效应QTLs和加性×加性上位性QTLs, 共检测到24个加性效应QTLs和17对上位     

水稻芽期与幼苗前期耐碱性状QTL定位

利用包含120个株系的籼粳交来源(春江06/TN1)的加倍单倍体群体, 在Na₂CO₃胁迫下, 以发芽期和幼苗前期的相对发芽势等10个性状作为耐碱性评价指标, 进行水稻耐碱性的QTL定位。相关性分析表明, 相对发芽势和相对发芽率显著正相关, 相对苗高、相对根数和相对根长之间显著正相关。采用QTLNetwork统计软件共定位到14个加性QTL和13个上位性QTL。在第3染色体RM251~RM3280间有2个QTL, 在第7染色体RM3286~RM1279区域有3个QTL; 在第1、2和7染色体同一位置同时检测到2个上位性QTL, 在第12染色体RM1246~RM5199之间集中了4个上位性QTL, 耐碱数量基因表现出一因多效或紧密连锁现象。耐碱性盐QTL可能包括两类, 一类与K+、Na+等离子胁迫有关, 另一类与高pH胁迫有关。不同类型的水稻品种都具有一些耐碱基因, 可以通过有性杂交和分子标记辅助选择的方法选育优良的耐碱品种。     

不同水稻品种幼苗期耐盐性评价

水稻是盐碱地改良利用的重要作物。水稻幼苗期对盐胁迫敏感,筛选幼苗期高耐盐水稻品种是利用水稻进行盐碱地改良的关键。通过分析收集的15个粳稻品种在盐胁迫下的形态和生理特性,综合评价不同水稻品种幼苗期的耐盐性。形态分析结果表明: 150mmol/L NaCl处理下,所有试验材料的生长均受到抑制,出现植株变矮、根长变短和叶片枯萎等表型,其中盐胁迫对宁粳44、南粳46和盐丰47（对照）生长抑制相对最弱,死叶率最低;200mmol/L NaCl处理下,宁粳44、南粳46和盐丰47的存活率最高。耐盐指数结果表明,盐丰47的综合性状最好,其次是南粳46和宁粳44。生理特性结果表明: 150mmol/L NaCl处理下所有试验材料的超氧化物歧化酶（SOD）活性及丙二醛、脯氨酸和可溶性糖含量均有所增加,其中南粳46的SOD活性较其他参试材料高;南粳46、盐丰47和宁粳44的丙二醛含量增加幅度较小,脯氨酸及可溶性糖含量增加幅度大于其他参试材料。推测南粳46、盐丰47和宁粳44具有较强的过氧化物清除能力和渗透调节能力,这可能是其幼苗期具有较强盐胁迫耐性的生理机制。综上所述,筛选到的幼苗期耐盐性较强的水稻品种为南粳46和宁粳44。     

寒地粳稻种质苗期耐碱鉴定与评价

对于水稻来说,盐碱危害是最典型和涉及面最广的非生物胁迫之一。位于东北粮食主产区的苏打盐碱地面积广阔,同时,由于耐碱水稻品种匮乏,严重限制粮食总产量的提高,筛选、鉴定适合盐碱地种植的耐碱粳稻种质资源迫在眉睫。利用水培筛选方法,对190份寒地粳稻种质资源进行苗期耐碱性鉴定与评价,筛选出苗期耐碱粳稻种质5份,为耐碱粳稻新品种的培育奠定基础。其中地方品种、推广品种和外引品种的苗期耐碱性存在一定差异,糯稻以及我国寒地粳稻地方种质的耐碱性不应忽视。