水稻蛋白质含量的遗传研究进展

 蛋白质含量的高低是衡量稻米营养价值的主要指标之一,因此提高蛋白质含量是稻米营养品质育种的重要目标。本文阐述了水稻蛋白质种类、氨基酸组成及其营养价值,并概括了水稻不同基因型和不同部位或组织间蛋白质含量的差异、蛋白质含量的遗传及分子机理以及种质创新的研究现状,可为水稻蛋白质含量的深入研究和高蛋白种质创新提供参考。     

水稻籽粒蛋白质含量及其产量的遗传效应

本文利用朱军等提出的禾谷类作物种子数量性状平均数遗传模型探讨了水稻籽粒蛋白质含量产量的遗传效应。结果表明：籽粒蛋白质含量、蛋白质产量除受控于种子直接加性效应外，还受母体植株加性效应和显性效应的作用。     

水稻耐热性遗传调控机理研究进展

水稻虽然是喜温作物,但高温热害对水稻的产量潜力发挥具有显著的负面影响。随着全球气温的变暖,水稻热害频繁发生,培育耐热且产量和品质稳定的水稻新品种已成为当前水稻育种的一个重要目标。本文针对水稻耐热性的分子遗传机理,包括耐热性状QTL定位、耐性基因克隆和育种应用进行综述,为后续水稻耐高温分子育种提供参考。     

水稻抗稻瘟病遗传与基因克隆研究进展

稻瘟病是水稻三大病害之一,培育抗稻瘟病的水稻品种是解决这一问题最经济有效的方法。综述了水稻稻瘟病的发病机理、遗传基础、QTL定位和基因克隆的研究进展,以期为分子育种培育抗稻瘟病的水稻新品种提供参考。     

稻米蛋白质及其4种组分含量的遗传研究

本对稻米蛋白质及其４种组分含量的遗传进行了研究。稻米蛋白质含量及清蛋白、球蛋白、谷蛋白含量在Ｆ１代表现偏低亲遗传;醇溶蛋白含量表现偏高亲遗传。但蛋白质含量及４种组分含量的杂种优势变异程度大,且其母体显性方差达显水平,故完全可利用其杂种优势,但应注意亲本的选配。另外,蛋白质３种组合含量（除清蛋白外）的杂种优势对蛋白含量的杂种优势贡献大。稻米蛋白质含量及４种组分含量受直接遗传效应、母体遗传效应影响大,受细胞质效应影响小,且达５个性状的直接和母体遗传率均已达到显水平,故这５个性状在低世代选择均有效。     

水稻蛋白质含量的世代遗传

为了研究贵州地方水稻高蛋白材料在其杂交后代中蛋白质含量的遗传规律,试验选用惠水金包银和兴义红冬谷2份高蛋白材料作为杂交亲本,与生产上应用的水稻材料进行杂交,构建了一个包括195个个体的遗传群体,对F2群体的每个个体都进行了稻谷和糙米蛋白质含量的测定,之后对F3和F4的一些小群体进行了蛋白质含量的跟踪测定。结果表明,其杂交后代没有出现超亲优势,大部分后代材料的蛋白质含量都表现为介于2个亲本之间;其直链淀粉与蛋白质含量之间没有明显的相关关系。     

水稻蛋白质营养及其遗传改良研究现状

水稻种子贮藏蛋白是水稻仅次于淀粉的第二大类贮藏物质.而且易被消化吸收,是人类和牲畜蛋白质营养的主要来源,但其蛋白质和人类必需氨基酸赖氨酸等含量偏低,营养不够全面,因此提高蛋白质含量以及提高赖氨酸含量是稻米营养品质育种的重要目标利用低谷蛋白突变体可以培育肾脏病和糖尿病患者专用的低谷蛋白水稻品种.简要介绍了目前国内外高蛋白水稻、高赖氨酸水稻及低谷蛋白水稻的遗传改良研究进展.     

水稻株高性状遗传研究进展

综述了水稻株高的遗传学基础、QTL定位、精细定位及株高基因克隆的研究进展,可为分子标记辅助选择培育适宜高度的水稻高产新品种提供参考。     

水稻垩白性状的遗传研究进展及遗传改良策略

垩白是评价稻米外观品质的重要指标,培育垩白度较小和垩白粒率较低的水稻(Oryza sativa L.)品种是水稻育种研究的重要目标之一。垩白属于复杂的数量性状,受多基因控制,而且易受环境条件影响。近10年来,在水稻12条染色体上定位了近百个与垩白相关的QTL。对控制垩白性状的QTL特别是能稳定表达QTL的定位研究、垩白相关基因的克隆以及垩白性状与其他农艺性状的关联等方面进行了综述,提出了通过分子育种技术并结合表型鉴定技术培育优质稻品种的策略。     

利用重组自交系群体检测水稻种子休眠性数量性状位点

利用由 191个家系组成的密阳 2 3/秋光重组自交家系 (recombinantinbredlines,RIL)F10 代群体 ,进行种子休眠性数量性状基因座 (quantitativetraitlocus,QTL)的检测和遗传效应分析。以抽穗后 35d的种子发芽率作为种子休眠性的表型值 ,分析亲本和 191个RIL的休眠性表现。通过WinQTLCart软件分析 ,检测到分别位于第 5和第 8染色体上的 2个水稻种子休眠性QTL ,其中位于第 8染色体上QTL的加性效应为负值 ,表明该休眠性基因位点来源于亲本秋光 ;第 5染色体上QTL的加性效应为正值 ,表明该休眠性减效基因来源于亲本密阳 2 3。     

利用染色体片段置换系定位水稻米糠油含量的QTL

染色体片段置换系由于减少了个体间遗传背景的干扰,已经成为鉴定复杂性状QTL的新型遗传材料。本研究以9311为受体、日本晴为供体的119个染色体片段置换系为试验材料,借助近红外广谱分析技术,对米糠油含量进行了测定,通过差异显著性测验及代换作图,鉴定了置换片段上米糠油相关的QTL。以P≤0.001为阈值,共检测到4个米糠油相关的QTLs,其加性效应值的变化范围为0.91%~1.48%,加性效应百分率的变化范围为3.96%~6.46%。     

利用籼粳交BIL群体定位水稻谷粒长宽比QTL

本研究以122个南粳35/N22//南粳35构建的回交重组自交系(BIL)群体为材料,通过两年重复试验,利用Win QTLcart2.5和QTLNetwork2.0软件对控制水稻谷粒长宽比的数量性状基因位点(QTL)进行定位分析。利用Win QTLcart2.5共检测到5个控制谷粒长宽比的QTLs,分别位于第1、4、5、7和12染色体上,单个QTL对表型的贡献率为8.80%~18.83%。利用QTLNetwork2.0共检测到4个QTLs,贡献率为7.36%~16.05%,除q LWR-1未被检测到外,其余QTLs与Win QTLcart2.5检测结果吻合,除q LWR-4外,谷粒长宽比增效基因均来自长粒型水稻品种N22;此外还检测到3对上位性QTLs,贡献率为1.12%~4.97%。     

在两个环境中检测控制水稻抽穗期的QTL

利用一个DH群体研究了控制抽穗期的QTL,实验分别在杭州(HZ)和海南(HN)两地进行,抽穗期分别在4个和3个不同发育阶段调查.结果表明:在2个环境和7个发育阶段中共检测到8个QTL,分别分布在第1,6,8,10,12号染色体上.其中,2个QTL,qHD-1-1和qHD-12能在2个环境中检测到,其它只能在1个环境中检测到.在HN中一个QTL qHD-10-1主要在发芽后75～85 d检测到其效应,它可解释19.6%的变异.在HZ一个主效QTL qHD-8-1在发芽后80～90 d时检测到效应.其它的QTL只在某一阶段表达.最后讨论了抽穗期QTL的作用模式及其在育种中应用.     

水稻剑叶光合性状的QTL分析

水稻剑叶全氮含量、净光合速率和蒸腾速率是影响生物产量的重要因子。利用[Nipponbare(粳稻)×Kasalath(籼稻)]×Nipponbare的回交重组自交系(Backcross recombinant inbred lines,BILs)群体在2005、2006连续两年对其剑叶抽穗后7 d的全氮含量、净光合速率、蒸腾速率进行数量性状基因座(Quantity trait locus,QTL)定位。结果检测到5个控制全氮含量的QTLs(qTLN-1、qTLN-3a、qTLN-3b、qTLN-9和qTLN-12),分布在第1、第3、第9、第12这4条染色体上,其LOD值为2.67~19.07,贡献率为2.33%~18.70%,其中qTLN-3a、qTLN-9、qTLN-12是新检测到的位点。在第6染色体上检测到1个控制净光合速率的QTL,LOD值为3.06,贡献率为4.73%;控制蒸腾速率的1个QTLqTr-10,其LOD值为6.59,贡献率为7.45%。同时还发现控制单个性状的QTLs存在上位性互作,因而利用相应的以Nipponbare为背景的全基因组染色体片段置换系(Chromosome segment substitution lines,CSSLs)群体进一步剖析单个QTL效应,结果显示控制全氮含量的qTLN-3a、qTLN-9和控制净光合速率的qPn-6在不同环境下可以被重复检测到,且效应稳定。该结果将有利于光合功能基因的分子标记辅助(MAS)育种及其图位克隆。     

盐、碱条件下水稻剑叶形态相关性状QTL分析

以东农425和耐盐碱的长白10号杂交获得重组自交系(RIL)为作图群体,对亲本重测序,利用差异设计120对Indel引物,在实验室原有102个SSR标记基础上增加113个多态性较好Indel标记,构建遗传连锁图谱,鉴定水稻耐盐、碱性。以浓度6 ds·m-1的Na Cl水溶液,p H 9.0 Na2 CO3水溶液作全生育期处理,正常水灌溉为对照。2016~2017年盐、碱胁迫和自然条件下测定水稻抽穗期对剑叶形态相关性状,并对各性状作QTL定位。结果表明,在两年试验中亲本和RIL群体受碱胁迫影响大于盐胁迫,亲本每个性状在盐、碱两种条件下均表现显著相关性,在盐、碱胁迫条件下共检测到26个与剑叶形态性状相关QTL。q SLl9和q ALl8在两年试验中均被检出,是两个主效QTL。研究结果可为水稻抽穗期耐盐、碱性QTL精细定位和分子辅助育种提供理论依据。     

水稻产量性状QTL定位研究进展

水稻许多重要的性状是由多基因控制的数量性状.分子生物技术的迅速发展和QTL定位方法的日趋完善,为水稻数量性状基因(QTL)的研究提供了基础.综述了数量性状基因座QTL(quantitative trait locus)定位的原理、定位群体和常用方法及分子标记在水稻产量性状基因定位中的研究现状,并对目前水稻产量性状QTL定位存在的问题和发展前景进行了探讨.     

水稻抗白叶枯病基因全基因组关联分析

对水稻多样性群体(RDP–I)中的216份种质接种白叶枯生理小种P2并进行抗性鉴定,发现温带粳稻亚群平均抗性水平最高,其平均病斑长度最短;奥斯稻亚群平均抗性水平最低,平均病斑长度最长。通过全基因组关联作图鉴定了分布在水稻第1、2、4、6、7、8、9、10、11、12号染色体上的59个QTL,这些位点包含5个已知的抗白叶枯病基因。从较高阈值SNP位点以及附近2Mb区段进行候选基因的预测,筛选出40个抗白叶枯病相关基因,并最终鉴定出16个抗性较好的水稻种质资源。     

油菜籽含油量和蛋白质含量的种子胚与母体植株QTL定位

【目的】利用甘蓝型油菜TN DH群体分别与双亲Tapidor和Ningyou7回交构建的BC1F1 1和BC1F1 2两个群体,分析油菜籽含油量和蛋白质含量的种子胚和母体植株两套不同核基因组的QTL及其遗传效应,以明确QTL在不同遗传体系中的分布状况以及连锁的分子标记,研究环境互作效应对不同遗传体系QTL定位的影响,探讨相应品质性状分子标记辅助选择的最优策略和方法。【方法】按照常规田间试验方法种植202个TN DH群体材料与双亲,采用2年、2次重复、随机区组试验设计,开花时通过双向回交构建BC1F1 1和BC1F1 2两个群体,收获双亲和回交群体的种子。利用可分析含油量和蛋白质含量的近红外分析模型和方法测定油菜籽含油量和蛋白质含量。结合甘蓝型油菜分子标记连锁遗传图谱以及新创建的双子叶作物种子品质性状两套遗传体系的QTL定位方法和作图软件,对不同年份BC1F1 1和BC1F1 2油菜籽含油量和蛋白质含量进行QTL定位分析。【结果】共检测到7个与油菜籽含油量和蛋白质含量相关的QTL,分布在A1、A4、A6、A7、C2和C5连锁群上,其中,4个与含油量相关的QTL和3个控制蛋白质含量的QTL对表型的总贡献率分别为49.1%和59.6%。检测到的QTL均具有极显著的胚加性主效应和母体加性主效应,其中4个QTL具有显著或极显著的胚显性主效应、2个与含油量相关的QTL具有极显著的环境互作效应。qOC-6-3和qPC-4-1作为控制含油量和蛋白质含量的重要QTL,分别能解释36.3%和37.9%的表型变异;而qOC-4-2和qPC-4-1均被定位在甘蓝型油菜A4连锁群相同的位点上,位于分子标记HS-K02-2和HBR094之间,QTL峰值位置为18.5 cM,置信区间为17.5-19.4 cM。【结论】甘蓝型油菜籽含油量和蛋白质含量的表现会同时受到种子胚和母体植株两套不同遗传体系核基因组QTL表达效应的影响,其中环境互作效应对含油量表现的作用更为明显,而控制蛋白质含量表现的QTL在不同环境条件下的表达较为稳定。在A6和A4连锁群上检测到的qOC-6-3和qPC-4-1是2个控制含油量和蛋白质含量的主效QTL,同时2个控制蛋白质含量的QTL尚未见报道。     

作物种子氨基酸性状的遗传效应研究

对作物种子的氨基酸性状的遗传研究及早期的遗传效应分析进行综述。提高作物种子的氨基酸含量是作物育种重要的目标之一。种子的氨基酸含量受多基因控制。早期的研究采用世代平均数或加性—显性遗传模型分析遗传效应。利用种子发育遗传模型及其统计分析方法的研究表明种子的氨基酸含量同时受到三倍体胚乳（二倍体胚）、细胞质、二倍体母体植株遗传主效应及其互作效应的调控,揭示了各遗传效应分量的变化。