水稻株型相关性状QTL定位研究

以粳稻日本晴(NIP)和籼型超级稻中嘉早17(YK17)构建的重组自交系(recombinant inbred line,简称RIL)群体为研究材料,于2015—2016年分3季种植于杭州和海南,成熟期考察株型相关性状(分蘖数、株高、剑叶长、剑叶宽、剑叶长宽比、穗长)。并应用这2种群体已构建的分子连锁图谱,对株型相关性状进行QTL分析,共检测到34个相关QTL,分布于除第9染色体外的其他染色体上,LOD值介于2.68～14.39之间,表型贡献率变幅为4.00%～26.62%,3个环境下重复检测到10个QTL。对QTL与环境互作分析发现,24个QTL与环境互作,其中2个QTL对环境敏感。株型相关性状QTL主要分布在第1、2、4、7染色体上,呈簇分布。qPH1、qLFL1和qLFLW1a在3个环境下重复检测到,且贡献率较高,有待于进行克隆和功能分析。     

玉米籽粒含水量相关性状QTL定位

玉米籽粒含水量与玉米机械化收获密切相关。定位玉米成熟后籽粒含水量相关性状位点对利用分子标记辅助选择开展宜机械化收获玉米品种选育和克隆相关基因具有指导意义。利用RA×M53重组自交系为试验材料,在2个大田种植条件下,测定玉米成熟后籽粒含水量以及与籽粒含水量相关的果穗苞叶数、苞叶长等性状,利用已构建的遗传图谱进行数量性状位点(QTL)分析,共检测到15个相关的QTL,LOD值为2.52～6.71,其中,位于第1、6、9号染色体上的qGm1-1、qGm6-1、qBl9-1、qGm9-1在2个环境下均稳定表达。     

玉米株型性状的QTL定位

理想株型是杂交种玉米育种的主要目标之一.该研究以玉米黄C×178 F2群体作为研究材料,采用SSR分子标记构建遗传连锁图谱.采用区间作图法对5个玉米株型性状进行了QTL定位.共检出11个QTLs,包括3个株高QTLs,分别可解释表型变异的8.7%,8.3%和9.0%;1个穗位高QTL,解释表型变异的13.4%;2个雄穗分枝数QTLs,分别可解释表型变异的8.2%和7.3%;4个茎粗QTLs,分别可解释表型变异的8.3%,15.9%,10.3%和6.8%,1个穗上叶平均叶向值QTL,可解释表型变异的11.1%.     

玉米八个产量相关性状的QTL鉴定

以玉米优良自交系‘农系531’和‘SIL8’为亲本构建200个F2:3家系,利用复合区间作图法对8个产量性状进行QTL鉴定。8个性状共检测到34个QTL,单个QTL的表型贡献率为5.21%～26.62%不等,累计解释各个性状的表型变异为21.33%～74.10%。分布于第1、3、4、5、6染色体上16个QTL形成6个QTL富集区,且表型贡献率最大的QTL均位于富集区内。共检测到26对上位性互作,其中QTL间互作1对,QTL与背景间互作8对,背景间互作17对,所解释的表型变异为5.98%～15.93%不等,累计解释各性状的表型变异为15.93%～61.64%。多数产量相关性状的遗传基础非常复杂,上位性在产量相关性状形成的遗传控制中具有重要的作用。QTL富集区对于数量性状的遗传分析与作物遗传改良具有重要意义。     

玉米RIL群体的主要株型性状调查研究

本研究调查了玉米自交系Mo17、黄早4及由这两个材料构建的F9代重组自交系(Recombinant inbred line,RIL)群体的株高和穗位高两个株型性状,对这两个性状在群体中的表现用SPSS11.5软件作了描述性统计和相关分析,并构建了频数分布图。结果显示这两个性状在亲本间表现出显著差异;在群体中呈现连续变异,与正态分布曲线拟合较好。该结果为控制这两个性状的数量性状位点(Quantitative trait locus,QTL)的作图研究提供了田间表型数据。     

栽培种花生株型相关性状的QTL定位

【目的】栽培种花生是世界范围内重要的油料作物和经济作物,其株型相关性状是典型的数量性状,亦是重要的农艺性状,与产量和机械化收获密切相关。对花生株型相关性状进行遗传分析和QTL定位,筛选与之紧密连锁的分子标记,有助于花生的品种保护和品种鉴别,为花生株型分子育种提供重要的理论依据。【方法】以直立型花生品种冀花5号和匍匐型M130为亲本构建的包含321个家系的RIL群体为研究材料,于2016—2018年分别在海南市、邯郸市、保定市和唐山市等7个环境下种植,各个环境均在收获时调查统计花生侧枝夹角、主茎高、侧枝长、株型指数和扩展半径等5个株型相关性状的表型值。同时,利用SSR、AhTE、SRAP和TRAP等分子标记扫描亲本及群体的基因型用于构建分子遗传连锁图谱。最后结合多年多点的表型数据,采用QTL Icimapping V4.2中的完备区间作图法(inclusive composite interval mapping,ICIM)对7个环境下的株型相关性状进行加性QTL和上位性QTL分析。【结果】构建了一张包含363个多态性位点的分子遗传连锁图谱,所有标记被分配到20条染色体和1个未知连锁群;...     

10个玉米自交系株型性状的配合力分析

按(P1×P2)不完全双列杂交设计,分析了10个玉米自交系的株高、穗位高、茎周长、雄穗长度、雄穗分枝数、叶面积、叶向值和叶形系数8个株型性状的一般配合力、特殊配合力和相应的遗传参数。结果表明:在选配杂交组合时,雄穗长度、叶面积和叶形系数的选择应着重双亲的选择,叶向值、雄穗分枝数和茎周长的选择应兼顾双亲和杂交组合的表现,株高和穗位高的选择则可放宽对双亲表现的要求,着重对杂交组合的表现进行评价。在自交系选育中,雄穗长度、叶面积、叶形系数和雄穗分枝数宜早代选择,茎周长、株高、穗位高和叶向值宜晚代选择。     

黄瓜果实相关性状QTL定位分析

 【目的】果实性状对黄瓜的商品性及产量具有重要影响,对黄瓜果实性状进行QTL定位分析将有助于了解其遗传机制,为黄瓜果实性状改良以及高产、稳产育种提供有益参考和帮助,同时也可为基因的精细定位及克隆奠定基础。【方法】利用华北保护地类型黄瓜材料9930和欧洲温室类型黄瓜材料9110Gt为亲本构建的遗传图谱,结合不同年份、不同季节4次表型鉴定数据,采用MapQTL4.0软件对12个黄瓜果实相关性状进行多座位QTL模型(MQM)检测。【结果】检测到与8个商品瓜性状相关的QTLs 18个：瓜长Fl（3个）、把长Fsl（1个）、瓜粗Fd（1个）、瓜长/把长Lsr（5个）、瓜长/瓜粗Ldr（1个）、刺色Fsc（4个）、刺密度Fsd（1个）、果瘤大小Fws（2个）;与4个种瓜性状（种瓜长Sfl、种瓜粗Sfd、种瓜重Sfw、种瓜果皮颜色Sfc）相关的QTLs 14个。其中表型贡献率≥10.0%的主效QTL有27个,占QTL总数的84.4%,这些QTL大都分布在Chr.5和Chr.6上。各QTLs的LOD值在3.53—42.21,可解释8.4%—73.1%的表型变异。【结论】本研究检测到与12个黄瓜果实性状相关的QTL共32个,其中刺色和果瘤大小2个性状在2006—2009年春秋两季均检测到主效QTL位点,并获得紧密连锁的特异标记 (SSR02697、SSR19256、SSR15818、SSR06003、SSR00116、SSR05321、SSR00004、SSR02309),可用于基因精细定位研究。     

10个玉米自交系株型性状的配合力分析

按(P1×P2)不完全双列杂交设计,分析了10个玉米自交系的株高、穗位高、茎周长、雄穗长度、雄穗分枝数、叶面积、叶向值和叶形系数8个株型性状的一般配合力、特殊配合力和相应的遗传参数.结果表明:在选配杂交组合时,雄穗长度、叶面积和叶形系数的选择应着重双亲的选择,叶向值、雄穗分枝数和茎周长的选择应兼顾双亲和杂交组合的表现,株高和穗位高的选择则可放宽对双亲表现的要求,着重对杂交组合的表现进行评价.在自交系选育中,雄穗长度、叶面积、叶形系数和雄穗分枝数宜早代选择,茎周长、株高、穗位高和叶向值宜晚代选择.     

玉米大斑病抗性基因的QTL定位

以Mo17和黄早四为亲本,构建了包含239份F9代重组自交系的分离群体,并用103个微卫星标记构建了遗传连锁图谱,该图谱覆盖了玉米基因组1455.4 cM,标记间的平均间距为14.1 cM。通过人工接种分析了亲本及R IL群体对大斑病菌的抗性表现,并用复合区间作图法对抗性QTL进行了作图分析,结果在玉米第2染色体定位了3个与标记Bn lg1520、Um c1635和Bn lg125连锁的QTL,可分别解释表型方差的13.89%、19.33%和14.36%;另外还在第8染色体上定位了相邻的与标记Um c1327和Bn-lg2235紧密连锁的2个QTL,可分别解释表型方差的9.33%和7.62%。     

甜玉米根系相关性状的QTL定位

【目的】研究甜玉米根系相关性状的QTL,为甜玉米耐密、抗倒伏和抗逆育种提供理论依据。【方法】应用复合区间作图法,以甜玉米组合T49×T56的F₂为作图群体,测定F_2∶3家系的根长、根干质量和节根层数,并进行QTL定位。【结果】甜玉米遗传连锁图谱包含153个SSR位点,图谱全长1 199.1 cM,平均间距7.83 cM。检测到2个与根长相关的QTL位于第2、8染色体上,贡献率分别为19.70%和18.20%;5个与根干质量相关的QTL位于第3、4、8染色体上,单个QTL可解释5.28%~17.24%的表型变异;3个与节根层数相关的QTL位于第3、8染色体上,单个QTL贡献率为9.38%~21.13%。第8染色体检测到1个同时控制根长和根干质量的QTL位于bin8.02 区域,且与1个bin8.02-8.03区域控制节根层数的QTL紧密连锁,可分别解释18.20%,17.24%和21.13%的表型变异;1个同时控制根干质量和节根层数的QTL位于bin8.03区域,贡献率分别为17.13%和18.82%。【结论】第8染色体上在同一区域内出现控制不同性状的QTL。育种实践中,可利用根长、根干质量和根层数3个性状共同检测到的主效QTL及QTL富集区,进行分子标记辅助选择和遗传改良。     

玉米杂交种苏玉16农艺性状的QTL分析

采用强优势玉米杂交种苏玉16(JB×Y53)的两个亲本自交系,配置F2和相应F2∶3作图群体。利用154个SSR标记构建了分子标记连锁图谱,覆盖全基因组1 735.0 cM,标记间平均图距为11.3 cM。同时考察F2和F2∶3群体的株高、穗位高、抽穗期和散粉期等共10个重要农艺性状,采用联合F2和F2∶3群体的作图方法定位有关QTL。此外,采用QTL Cartographer V2.5软件分别对F2和F2∶3群体进行了有关QTL的重演性验证。结果表明,采用联合作图方法在调查的10个性状上共定位到93个QTL,采用QTL Cartographer V2.5软件共定位到96个QTL,其中56个能用两种方法重演验证。     

甜玉米苗期耐铝性状QTL定位

为挖掘甜玉米耐铝基因资源,以耐铝性状差异显著的甜玉米自交系‘T 49’(♀)和‘T 56’(♂)为亲本配制杂交组合‘T49×T56’,以208个F₂单株作为遗传作图群体,构建玉米遗传连锁图谱,选取苗高系数、苗重系数、根长系数、根重系数和整株鲜重系数作为玉米耐铝性的评价指标。用复合区间作图法检测耐铝性状相关QTL。结果表明：在甜玉米10对染色体上获得10个SSR标记连锁群,全长1 199.10 cM,平均间距7.83 cM。共检测到3个苗高系数QTL、4个苗重系数QTL、4个根长系数QTL、3个根重系数QTL、3个整株鲜重系数QTL,单个QTL可解释6.46%～25.37%的表型变异。在第9染色体上phi065—umc1271(bin 9.03—9.04),苗高系数、苗重系数、根长系数、根重系数、整株鲜重系数均检测到1个主效QTL,贡献率为13.1%～25.3%。结合GO、KEGG数据库,在phi065—umc1271内存在2个稳定的甜玉米非生物逆境胁迫耐受性相关的基因Zm00001d045472和Zm00001d046391。     

糯玉米耐贮藏相关性状的主效QTL定位

为挖掘、利用玉米耐贮藏基因资源,对糯玉米组合N7×N32的216个F2单株种子进行2年的常温贮藏,并以贮藏后种子的单位质量电导率和发芽率为耐贮藏性指标,建立极端耐与不耐贮藏BSA混池.首先筛选在2个BSA混池间有多态性的引物,后在多态引物所在的染色体上增加引物,以F2为作图群体,构建分子标记连锁图谱;同时结合测得的F2...     

水分胁迫下水稻叶片相关生理性状的QTL定位

利用籼稻品种IR64和粳稻品种Azucena杂交产生的包含96个加倍单倍体株系的群体．在分蘖期用10％PEG一6000模拟水分胁迫处理7d,测定了叶片叶绿素含量、气孔阻力、叶温和含水量,利用285个分子标记构建的遗传连锁图谱,共检测到与抗旱性相关的4个生理指标的6个加性QTL和6对上位性QTL。     

不同密度下玉米DH群体果穗性状的QTL定位分析

试验利用由79个DH系组成的‘农单5号’DH群体,分别在6万株/hm2和13.5万株/hm22个密度、2次重复条件下,调查了玉米穗长、秃尖长、穗粗、穗行数、行粒数、粒长、粒宽和粒厚等穗部性状,利用在双亲间存在差异且均匀分布于玉米10条染色体上的160对SSR标记对该群体进行遗传作图,并采用复合区间作图法对上述性状进行QTL分析。结果表明:在2个密度条件下共检测出30个QTL位点,单个QTL所解释的表型变异在3.26%~31.59%之间,QTL与环境之间存在复杂的互作关系。在2个密度水平下分别检测到的qEL2a(umc1165-umc1261)与qEL2b(umc1165-umc1261)可能是同一位点,qRN4a(umc2135-bnlg292a)、qRN4b(bn-lg292a-bnlg292b)和qED4(bnlg292a-bnlg292b)也很可能是同一位点。在4.08 bin区间存在着控制穗粗或穗行数的重要基因,而该基因位于umc2135-bnlg292b标记区间。     

玉米茎秆相关性状多效性QTL检测及相应R程序包编制

利用回归分析、似然比检验、排列检验、参数自助检验和交叉验证等统计分析方法,构建了多系杂交群体多性状QTL定位模型,并编制了配套的R语言程序包,该套模型和R程序包同样适用于两系杂交群体QTL检测和多效性QTL分析。基于本研究的模型和R程序包,以玉米自交系B73和高油突变体Ce03005为亲本产生的216个RIL群体为研究材料,对玉米茎秆相关性状进行多效性QTL检测分析,结果表明:Bin5.03区域内调控最大折断力矩MF和节间直径d的QTL,Bin6.01区域内调控单位体积中性洗涤纤维NDF和节间含水量Wwc的QTL,Bin8.03区域内影响节间干重WD和MF的QTL均为多效性QTL;在5号染色体上,调控d和NDF的QTL与调控MF和NDF的QTL均为连锁的QTL。本研究不仅为玉米茎秆性状的遗传改良提供了参考,也为其他作物遗传育种研究过程中多效性QTL检测提供了软件分析平台。     

QTL mapping of general combining abilities of four traits in maize using a high-density genetic map

General combining abilities(GCAs) are very important in utilization of heterosis in maize breeding. However, its genetic basis is unclear. In the present study, a set of 118 doubled haploid(DH) lines were induced from F_1 generations produced from the cross between the inbred line Zheng 58 and the inbred line W499 belonging to the Reid subgroup. Using the Maize SNP50 Bead Chip, a high-density genetic map was constructed based on the DH population which included 1 147 bin markers with an average interval length of 2.00 cM. Meanwhile, the DH population was crossed with three testers including W16-5, HD568, and W556, which belong to the Sipingtou subgroup. The GCAs of the ear height(EH), the kernel moisture content(KMC), the kernel ratio(KR), and the yield per plant(YPP) were estimated using these hybrids in three environments. Combining the high-density genetic map and the GCAs, a total of 14 QTLs were detected for the GCAs of the four traits. Especially, one pleiotropic QTL was identified on chromosome 1 between the SNP SYN16067 and the SNP PZE-101169244 which was simultaneously associated with the GCAs of the EH, the KR, and the YPP. These QTLs pave the way for further dissecting the genetic architecture underlying GCAs of the traits, and they may be used to enhance GCAs of inbred lines under the fixed heterotic pattern Reid×Sipingtou in China through a marker-assisted selection approach.     

玉米初级作图群体的籽粒性状遗传效应分析

以玉米自交系综3和衡白522的F2∶3家系为材料,通过一年两点的田间试验,研究了6个籽粒产量相关性状的遗传特点。结果表明,所调查的6个性状中,广义遗传力在两点最高的为穗行数和穗粗,其次为行粒数、穗粒重、穗重、穗长。F1代中亲优势和超亲优势的强弱依次为穗粒重、穗重、行粒数、穗长、穗行数和穗粗。F2∶3家系表现出明显的自交衰退现象。穗粒重的变异系数最高,其次分别为穗重、行粒数、穗长、穗行数和穗粗。穗粒重与穗长、穗粗、穗行数和行粒数均存在极显著正相关关系;行粒数对穗粒重的促进作用更明显。利用籽粒各性状之间的相关关系,可以为正确估算靶基因表型值、精细定位和克隆基因提供参考。