玉米高密度SNP遗传图谱构建及其秃尖QTL定位

[目的]构建在秃尖性状上存在明显差异的玉米高密度SNP遗传图谱,并对其秃尖QTL进行定位,为玉米秃尖分子机理研究及玉米抗秃尖品种选育提供理论参考.[方法]以无秃尖性状的自交系S群411331为母本、有秃尖性状的自交系综53313为父本,通过杂交和自交获得F2代群体.利用容量达10K的分子芯片获取大量SNP分子标记,从中筛选出具有多态性的SNP分子标记,构建F2代群体的高密度遗传图谱,并结合秃尖表型数据,分别采用QTL定位软件Rqtl和QTL.gCIMapping.GUI 1.1对相应的秃尖QTL位点进行鉴定及定位.[结果]F2代群体的平均秃尖长度为4.25 cm,说明其秃尖性状更偏向于父本综53313,秃尖整体较长,且秃尖变幅为0~6.1 cm,偏度和峰度值均位于-1.00~1.00,符合数量性状的分布特征.从2612个多态SNP分子标记中共筛选出2599个SNP分子标记成功构建遗传连锁图谱,总图距5624.38 cM,标记间平均距离2.27 cM.利用Rqtl共检测到6个QTL,分别位于第3、4、5、6、8和9染色体,其中加性效应和显性效应最大的2个QTL分别位于第6和8染色体,解释遗传变异的14.4%和16.3%.利用QTL.gCIMapping.GUI 1.1共检测到9个QTL,分别位于第1、4、5、6、8和9染色体,显性效应和加性效应最大的2个QTL分别位于第6和8染色体,与Rqtl检测结果相比,二者均在第8和9染色体的同一位置检测到1个QTL,在第5染色体检测到的QTL位置也较邻近,且效应最大的2个QTL均位于第6和8染色体;不同之处在于Rqtl在各染色体上只检测到1个QTL,而QTL.gCI-Mapping.GUI 1.1在第6和8染色体分别检测到2和3个QTL,在第1染色体检测到1个QTL,在第3染色体未检测到QTL,而Rqtl检测出的第1和3染色体QTL情况相反.[结论]玉米秃尖QTL分别位于第1、3、4、5、6、8和9染色体,其中主效QTL在第6和8染色体.     

水稻染色体片段代换系Z745的鉴定及穗部性状QTL定位

对水稻染色体片段代换系Z745进行染色体代换片段鉴定,并用以日本晴为背景亲本、水稻染色体片段代换系Z745为供体亲本杂交构建的次级F_2群体定位水稻穗部性状QTL,以期发现新的穗部性状QTL。结果发现,Z745共含有17个代换片段,分布于第1、3—8、10和12染色体,代换片段总长度为26.1 Mb,平均代换长度为1.54 Mb;Z745的穗长、一次枝梗数、二次枝梗数和穗粒数均极显著高于日本晴;鉴定出21个穗部性状QTL,分布于其中9个代换片段上,位于第1、3—5、7—8、10和12共8条染色体上,其中,穗长QTL 4个(1、4和7染色体)、一次枝梗数QTL 4个(1、5、7和8染色体)、二次枝梗数QTL 6个(1、7、10和12染色体)、穗粒数QTL 7个(1、3、7、8、10染色体)。定位到的穗长QTL (qPL7-1、qPL7-2)、二次枝梗数QTL(qNSB7-1)和穗粒数QTL(qSPP1-1)已被报道,其余穗部性状QTL尚未报道。     

控制水稻柱头外露率的数量性状基因座初步分析

为研究柱头外露率的遗传机理,用柱头外露率低的粳稻品种糯5号与柱头外露率高的籼稻品种优ⅠB构建包含190株的F2群体.在长沙对各单株进行柱头外露率调查,并用均匀覆盖水稻整个基因组的92个SSR标记构建连锁遗传图谱,进行控制柱头外露率的数量性状基因座QTL分析.结果表明,控制柱头外露率的3个QTL为qPES-2、qPES-5、qSPES-8,分别位于第2染色体的RM1285～RM12595、第5染色体的RM17952～RM18114、第8染色体的RM8020～RM7080,QTL的LOD峰值分别为3.54、4.79、3.85,解释的表型变异分别为10.1%、11.1%、9.0%,增效基因皆来源于高柱头外露率的亲本优ⅠB.研究并发现控制单边柱头外露率的QTL与总外露率的完全一致,第5染色体检测到的QTL是1个新的座位.     

利用高代回交导入系定位稻米外观品质性状QTL

利用252个Lemont导入到特青背景的高代回交导入系,研究稻米外观品质性状相关的数量基因定位.共检测到控制垩白度的3个QTL,分别位于第6、7、8染色体上;控制粒长的QTL 3个,分别位于第4、7和11染色体上;控制粒宽的QTL 5个,分别位于第2、4、6、7、11染色体上;控制粒长宽比的QTL 2个,分别位于第2和第6 染色体上;第7 染色体的OSR4-RM505区间是垩白度、粒长和粒宽的共同基因座位,第 6 染色体的RM439-RM340区间同时控制垩白、粒宽和长宽比;影响稻米外观品质相关性状的一些QTL位于同一染色体的相同或者相邻区域上.     

水稻对褐飞虱数量抗性位点(QTL)的分子作图

水稻重组自交系(RIL)Lemont/Teqing是一套良好的永久性的分子作图群体.采用QTL复合区间作图法对该群体中160个RIL抗褐飞虱的抗性表型数据和178个RFLP分子标记的分子数据进行连锁遗传分析.结果表明,在苗期抗性的集团测定中,共检测到了5个主效抗性QTL和4对上位性抗性QTL,前者分别分布在5、9、10、11四条染色体上,后者分布在1、2、3、5、8五条染色体上;在苗期抗性的独立测定中,则只检测到了3个主效QTL和3对上位性QTL,其中有一对上位性QTL在集团测定中并未出现.这些QTL的贡献率占群体总抗性变异的60%以上.     

野生稻渗入系苗期耐铝QTL定位分析(英文)

本研究以元江普通野生稻与优良栽培稻亲本特青配制的野生稻染色体片段代换系为材料,在幼苗生长阶段,利用室内、室外株高、干重抑制率的表型数据检测与耐铝相关的QTL,分别检测到11、18、14和5个与耐铝相关的QTL,分布于不同的染色体上,室内、室外株高抑制率的表型数据检测结果表明,位于第8染色体RM38附近和第12染色体RM277附近贡献率较大,分别为12%和11%,分析是主效QTL。室内、室外干重抑制率的表型数据检测到的最大QTL的贡献率分别只有9%和8%,未检测到主效QTL。重复检测到的QTL分布于第7、8、9、11和12染色体上。第8染色体上有2个QTL,其中RM310附近的QTL被三次重复检测到,其余的被检测到二次,分析这些QTL是稳定的QTL。     

基于水稻RIL群体的稻瘟病抗性QTL分析

为了挖掘和利用抗稻瘟病基因,培育抗稻瘟病品种,以抗稻瘟病亲本京宁11(父本)和感稻瘟病亲本2013ZJP-3(母本)培育的包含189份株系的F6和F7重组自交系(RIL)群体作为试验材料,利用99对亲本间有多态性的SSR标记构建遗传连锁图谱;同时,利用宁夏地区优势稻瘟病菌生理小种,采用人工接种和自然诱发相结合的方法对其进行叶瘟、穗颈瘟抗性鉴定,并用QTL IciMapping 4.0软件对叶瘟抗性和穗颈瘟抗性进行QTL分析.结果表明,F7群体的抗叶瘟性状呈连续性分布,且大部分材料偏向于抗病亲本京宁11.QTL定位结果显示,共检测到11个QTL:与叶瘟抗性有关的QTL有4个,分别位于6、6、6、10号染色体上,贡献率达到5％～8％,其中贡献率最大的QTL位于6号染色体上;与穗颈瘟抗性有关的QTL有4个,分别位于6、10、10、11号染色体上,贡献率为5％～8％;与综合抗病指数有关的QTL有3个,位于6、10、10号染色体;此外,在10号染色体上的RM1125单标记区间内有2个控制穗颈瘟与综合抗病指数的QTL,分别解释了 8％、6％的表型变异,加性效应分别为-0.75、-0.40,这个QTL对应的增效基因均来自于父本京宁11.     

小麦重要品质性状的QTL定位

【目的】发掘重要性状的QTL及其分子标记进行小麦品质分子改良。【方法】采用PH82-2/内乡188杂交后代240个F5:6家系,按照Latinized α-lattice设计,2004～2005年度分别种植在河南焦作、安阳和山东泰安。对籽粒蛋白质含量、Zeleny沉降值、和面时间、8分钟带宽、峰值粘度和稀懈值进行测定,利用188个SSR标记和4个蛋白标记构建遗传连锁图谱,采用复合区间作图法（CIM）对上述6个品质性状进行QTL定位。【结果】 籽粒蛋白质含量检测出3个QTL,分布在3A、3B染色体上。在1B、1D和3B染色体上检测到3个控制Zeleny沉降值的QTL,其中位于1B和1D染色体上的QTL在3个地点均检测到,可解释5.5％～17.6％表型变异。发现3个控制和面时间的QTL,分布在1B和1D染色体上,在3个地点均能检测到,贡献率为7.9％～55.3％;检测出8分钟带宽的QTL 5个,其中1B和1D染色体上的QTL在3种环境下均能检测到,贡献率为11.7%～33.9%。发现峰值粘度QTL 4个,分布在1A、1B、3A和7B染色体上;检测出稀懈值QTL 5个,位于1B、4A、5B、6B和7A染色体上。1B染色体上存在同时控制Zeleny沉降值、和面时间、8分钟带宽、峰值粘度和稀懈值的QTL,与最近标记Glu-B3j连锁距离为0.1～0.8cM,说明1BL/1RS易位对这些性状有重要影响;1D染色体上存在同时控制Zeleny沉降值、和面时间和8分钟带宽的QTL,与最近的标记Dx5+Dy10连锁距离为2.5～3.3cM,表明Dx5+Dy10高分子量谷蛋白亚基对这3个性状影响很大。和面时间和8分钟带宽位于1B和1D染色体的QTL以及稀懈值位于1B染色体上的QTL在3个地点均能检测到,具有环境稳定性。【结论】本研究定位的品质性状的标记可作为小麦品质分子育种的工具。     

水稻苗期抗冷QTL的检测

利用2011年夏初(5月30日至6月3日)的低温天气,对粳稻Nipponbare、籼稻Kasalath及其杂交后回交衍生的98个BC1F5回交重组自交系群体进行苗期自然低温处理.通过分析其对应的包含245个分子标记的连锁图谱与苗期抗冷能力的关系,共检测到控制苗期抗冷的2个主效QTL和1个微效QTL,主效QTL分别是位于第1染色体上的qCTS1和位于第3染色体上的qCTS3;微效QTL是位于第8染色体上的qCTS8.其中,两个主效QTL的抗冷等位基因来自于粳型亲本日本晴,而微效QTL的抗冷等位基因来自于籼型亲本Kasalath.三者的表型贡献率分别为30.8％、22.7％和10.3％.这些QTL将为水稻抗冷设计育种提供“元件”,同时为阐明水稻抗冷分子机制提供基础信息.     

利用染色体片段置换系定位水稻粒型QTL

水稻粒型是衡量稻米外观品质的重要指标之一,鉴定和定位水稻粒型QTL对开展水稻粒型分子育种具有重要意义.本研究以8个染色体片段置换系为材料,选用分布水稻12条染色体上的153个SSR标记检测染色体片段置换系的置换片段,采用代换作图法对控制水稻粒型的3个主效QTL进行定位.结果表明:153个SSR标记中有104个标记在亲本间具有多态性,多态率为68.0%;8个染色体片段置换系在第3和第5染色体分别有6个和2个置换片段,置换片段长度分别为14.8 cM、16.6 cM、 15.5 cM、18.9 cM、29.1 cM、35.0 cM、17.9 cM 和17.0 cM,平均长度为20.6 cM;8个置换片段上共鉴定出3个粒型QTL,控制粒长的qGL-3-1 和qGL-3-2分别被界定在水稻第3染色体RM5551与RM6832及RM6832与RM3513之间,遗传距离分别为14.8 cM和5.3 cM的范围内,控制粒宽的qGW-5被界定在水稻第5染色体RM267与RM169之间遗传距离约11.7 cM的范围内.利用染色体片段置换系能准确地定位水稻粒型QTL,qGL-3-1、qGL-3-2和qGW-5的鉴定和初步定位为其进一步精细定位及分子标记辅助选择奠定了基础.