利用染色体片段置换系群体检测水稻产量相关性状QTL

为了发掘单株产量及其构成因素相关性状的数量性状基因座(QTL),本研究以9311/日本晴染色体片段置换系群体为材料,调查了单株产量及单株产量构成因素(单株实粒数、单株总颖花数、结实率、每穗实粒数、有效穗数、每穗颖花数、千粒质量等8个性状)。利用Ici Mapping v3.1软件,将分子标记检测结果与田间性状调查值相结合,定位了与单株产量、单株实粒数、千粒质量、每穗颖花数、结实率、单株总颖花数6个性状有关的QTL,未定位到与有效穗数(EPN)和每穗实粒数(GPP)有关的QTL。共定位到的10个相关QTLs,分别分布于第1条、第2条、第5条、第7条、第8条染色体的7个区间,贡献率为7.52%~44.59%,其中4个QTLs的贡献率大于10.00%。单株产量q GY1,单株实粒数q GN1,结实率q SSR1.2、q SSR2和q SSR8,加性效应值为负值,表明9311的等位基因表现为增效作用;单株总颖花数q SN2,结实率q SSR1.1,千粒质量q TGW5,每穗颖花数q SPP5和q SPP7,加性效应值为正值,表明日本晴的等位基因表现为增效作用。10个QTLs位点中,除q SN2、q TGW5、q SPP5与已克隆的LP、q SW5、Os NADH-GOGAT2可能位于同一区域外,其余7个位点均未被克隆或精细定位。     

宁春4号与河东乌麦杂交F2代穗部性状分析及其重要QTL发掘

【目的】分析宁春4号与河东乌麦杂交F_2代的穗部性状,并利用SSR分子标记发掘其重要QTL,为宁夏小麦穗部性状改良提供理论参考。【方法】以宁春4号与河东乌麦杂交F_2代的331个单株为材料,利用方差分析、相关性分析、聚类分析和单标记回归分析等方法对5个穗部性状及其重要QTL进行定位研究。【结果】5个穗部性状在F_2代呈连续正态分布,符合多基因控制的数量性状的遗传特点。F_2代出现许多具有超亲性状的单株,穗长、总小穗数、结实小穗数、穗粒数和穗粒重的平均值分别为8.69 cm、18.01个、16.71个、33.07粒和1.19 g,超中亲比例分别达20.24%、44.71%、41.99%、34.14%和33.84%,超高亲比例依次为6.64%、18.73%、17.22%、34.14%和26.88%。5个穗部性状间均呈极显著正相关(P0.01),表明这些性状对产量的贡献均较大。基于穗部性状测定结果,在遗传距离为5 c M时,可将F_2代331个单株分为八大类群,其中,类群Ⅰ平均穗长最长(为9.96 cm)、穗粒数最多(49.25粒)、穗粒重最重(1.61 g),类群Ⅷ平均总小穗数和结实小穗数最多,分别为21.40和19.57个,表明类群Ⅰ和Ⅷ为穗部性状优异类群。利用19个SSR分子标记共发掘出36个与穗部性状相关的QTL,其中,穗长、总小穗数、结实小穗数、穗粒数和穗粒重QTL数量分别有15、6、6、5和4个,分布在2A、4A、5A、1B、2B、3B、5B、7B、5D、6D和7D等11条染色体上,加性效应为-0.72～1.57,表型贡献率为2%～9%,LOD最大值为23.90,其中,4A染色体上检测到穗长、穗粒数和穗粒重QTL,5A染色体上检测到穗长、总小穗数和结实小穗数QTL,1B和5D染色体上均检测到穗长、总小穗数、结实小穗数、穗粒数和穗粒重QTL,2B染色体上检测到穗长、总小穗数、结实小穗数和穗粒重QTL,7B染色体上检测到穗长和总小穗数QTL,表明4A、5A、1B、2B、7B和5D等6条染色体存在QTL富集区。【结论】小麦杂交F_2代遗传性状处于高度分离,蕴藏着最大的数量遗传信息,为相关穗部性状分析及QTL发掘提供了可靠的遗传群体,检测到的36个QTL可用于小麦穗部性状的遗传改良。     

小麦品种偃展1号与品系早穗30重组自交系群体遗传连锁图谱构建及重要农艺性状的QTL分析

【目的】构建重组自交系(recombinant inbred line,RIL)群体及其遗传连锁图谱,对小麦重要农艺性状进行数量性状位点(quantitative trait locus,QTL)分析,为发现小麦新基因与分子标记辅助育种奠定基础。【方法】配制普通小麦品种(系)早穗30和偃展1号的杂交组合,通过一粒传的方法培育重组自交系群体;利用SSR(simple sequence repeat)标记、DarT(diversity arrays technology)标记、ISBP(insertion site-basedpolymorphism)标记以及抽穗期和株高的功能标记绘制其遗传连锁图谱并通过复合区间作图法(Compositeinterval mapping,CIM)对多个环境下的抽穗期、株高、千粒重、穗粒数、每穗小穗数、穗长等农艺性状进行QTL定位分析。【结果】培育出由219个F7家系组成的重组自交系群体;构建了含481个分子标记的遗传连锁图谱;检测出分布在12条染色体上的26个与重要农艺性状相关的QTL,其中9个QTL能够在至少2个环境下重复;研究还发现了3个QTL聚集的"QTL簇",其中4D染色体上的矮秆基因Rht2所在区段控制株高与千粒重,5D染色体上的Vrn-D1-WMS212区间控制抽穗期、穗粒数与每穗小穗数,7B染色体上wPt4230-wPt4814区段控制抽穗期、穗粒数、株高与穗长。【结论】构建的小麦遗传作图群体可成功地用于重要农艺性状分析;矮秆基因Rht2与春化基因Vrn-D12个发育相关基因均与多个重要农艺性状有关;在7B上可能存在与发育相关的重要新基因。     

彩粒小麦新品系主要农艺性状与产量的相关性分析

以22个彩粒小麦新品系为试材,测定株高、穗长等13个农艺性状,分析影响彩粒小麦产量的主要农艺性状,并明确性状间的相关性,为彩粒小麦的高产育种提供选择依据。结果表明,单株分蘖数、单株生物产量、穗粒质量、穗粒数、每小穗粒数、单株籽粒产量的变异系数较大;影响彩粒小麦特征特性的主要农艺性状包括株高、单株分蘖数、单株生物产量、穗质量、穗粒数、穗粒质量、每穗小穗数、单株籽粒产量;22个彩粒小麦新品系共聚为三类,其中,第III类包括CW18-11、CW18-16共2个品系,表现突出的性状是株高、单株生物产量、穗质量、穗粒数、穗粒质量、每穗小穗数及单株籽粒产量;单株生物产量、穗质量、穗粒质量与单株籽粒产量显著相关,株高、穗粒数与单株籽粒产量间也存在较大的相关性。在彩粒小麦高产育种的早期世代,应注重对与籽粒产量相关性大的性状进行考察与选择。     

小麦单株产量及其相关性状的全基因组QTL分析

探索和鉴定调控小麦产量因子的基因位点有助于产量的遗传改良。以安农0711/烟农19 BC1F2回交群体(680个家系)为供试材料,单粒播种,于黄熟期测定单株有效穗数,收获后测定穗粒数、千粒重及单株产量。利用完备区间作图法对上述单株产量及其相关性状进行全基因组QTL定位。结果表明,控制千粒重的QTL有3个,主要分布在染色体1D(2个)和4B(1个)上,分别位于标记区间Xcfd27-Xwmc432,Xwmc432-Xcfd61和Xwmc89-Xwmc48;控制单株产量和单株有效穗数的QTL均各有2个,分别位于染色体1A和5D的相同区间Xwmc312-Xwmc120和Xgwm271-Xcfd18;没有检测到控制穗粒数的QTL位点。     

大豆主要产量性状QTL定位分析

【目的】进一步发掘与大豆产量性状紧密连锁且稳定存在的标记位点,为分子标记辅助选择培育高产大豆新品种奠定理论基础.【方法】利用QTL IciMapping v2.2完备区间作图法连续2年对F2及其衍生群体中4个主要产量相关性状进行QTL定位及效应分析.【结果和结论】以LOD=2.5为阈值,在大豆单株粒数、单株粒质量、百粒质量和单株荚数4个主要产量性状上共检测到19个具有明显加性效应的QTLs,其中主效QTLs 15个,即单株粒数QTLs 3个,单株荚数QTLs 2个,单株粒质量QTLs 10个,分布于4(C2)、12(G)、6(A1)和17(M)4个连锁群上;定位到了3个在2年间稳定存在的QTLs,即单株粒数QTL qNSPP-12-1、单株粒质量QTLs qSWPP-12-1和qSWPP-12-2;研究初步确定了1个新的大豆单株粒质量QTL qSWPP-12-5.研究中检测到的稳定存在和主效QTLs对今后大豆遗传育种研究将具有重要的指导意义.     

水稻产量及其相关性状的数量性状位点(QTL)鉴定(英文)

由于大部分水稻育种的最终目标是获得高产、稳产,因此对于育种工作者来说．水稻产量及其构成因素 是重要的性状。在大田试验中,采用随机区组设计,设两个重复,对CT9993-5-10-1-M × IR62266-42-6-2杂交而得 的144份水稻品系DH群体的产量及其主要农艺性状的数量性状位点(QTLs)进行定位。采用MAPMAKER/QTL 1．1软件进行区间定位并估计每个QTL的表型方差的百分比,以LOD阈值>2．4来确定一个QTL的有无.试验鉴 定出与6个水稻农艺性状如千粒重、单株产量、株高、穗长、粒宽、粒长宽比有关的23个QTLs,这些QTLs将有助于 提高水稻产量,并有利于了解水稻产量性状的遗传调控.     

甜玉米雄穗一级分枝数QTL定位

【目的】为改良玉米雄穗性状.【方法】以雄穗一级分枝数有显著差异的超甜玉米自交系T4和T19为亲本,构建了包含232个单株的F2群体,考察雄穗一级分枝数,利用复合区间作图法进行QTL定位.【结果和结论】结果获得一张包含77个SSR标记的遗传连锁图谱,全长868.7 cM,标记平均间距为11.28 cM,共检测到4个与超甜玉米雄穗一级分枝数相关的QTL位点,分别位于玉米第4、7、8染色体上,可解释5.08%~17.71%的表型变异.主效QTL位点qTBN-4位于第8染色体,可解释17.71%的表型变异.这些QTLs将为雄穗一级分枝数的分子标记辅助选择提供依据.     

硬粒小麦与野生二粒小麦重组自交系群体穗部性状的QTL定位

野生二粒小麦是现代栽培小麦的祖先种,含有极为丰富的遗传多样性。本研究利用来自以色列Gitit的野生二粒小麦G18-16与来自欧洲的硬粒小麦栽培品种Langdon杂交构建的重组自交系F6代152个家系,进行了抽穗期、单株有效穗数、穗粒数、穗长、芒长等数量性状基因位点(QTL)分析,发现全部家系在5个性状上表现出宽广的遗传差异。14个穗部性状加性QTL被定位,LOD值为1.9~13.4,贡献率为7.3%~54.2%。控制抽穗期的QTL共3个,定位在3A(2个)和7B上;在2A(2个)和5A上共找到3个控制穗粒数的QTL;在5B上找到2个控制单株有效穗数的QTL;控制穗长的3个QTL分布在5A(2个)和7A上;在4B,5A和7A上共找到3个控制芒长的QTL。获得的QTL可用于今后分子标记辅助育种改良现代栽培小麦。     

小麦品种川农18重要农艺性状遗传力分析

[目的]为选育高产、优质、抗逆性强的小麦品种提供理论依据。[方法]以小麦品种绵阳11（MY11）和川农18（CN18）为亲本进行正、反交,对F2代群体及2个亲本的株高、穗数、小穗数、单株粒数、穗长、单株重和千粒重等主要农艺性状进行考察和遗传力分析。[结果]F2代群体各农艺性状广义遗传力大小为单株重〉小穗数〉单株粒数〉千粒重〉穗数〉穗长〉株高。正反交后代农艺性状的表现型差别不大,遗传力差别较大,正交后代株高和小穗数的遗传力低于反交后代,单株粒数、穗长、单粒重和千粒重的遗传力高于反交后代,细胞质对相同性状的遗传力有很大影响。[结论]杂交后代选择中,对单株重、小穗数和单株粒数进行早代选择有利于培育高产品种。     

小麦单位面积穗数和粒长主效QTL紧密连锁KASP标记的开发及其效应评价

【目的】小麦单位面积穗数和籽粒粒长是小麦产量相关的重要农艺性状,对其进行遗传改良有利于提高小麦的产量。通过对前期QTL定位鉴定到的提高单位面积穗数的主效QTL位点QSn.sau-2D.2和提高籽粒粒长的主效QTL位点QKl.sau-3D.2开发相应的KASP分子标记,并在川农18和T1208构建的RILs群体中进行验证及评价,为更好地利用这两个QTL以及分子标记辅助育种奠定基础。【方法】利用前期在川农18和T1208构建的高代自交群体中鉴定到的控制小麦单位面积穗数主效QTL位点QSn.sau-2D.2和控制籽粒粒长主效QTL位点QKl.sau-3D.2,结合在这两个QTL区间内的55K SNP分子标记序列,开发设计KASP分子标记,并在亲本间筛选具有多态性的KASP分子标记。将筛选到的KASP分子标记在川农18×T1208的RILs群体中分别进行基因分型和鉴定相应表型性状的高低,并分析这两个主效QTL对于其他农艺性状的影响。【结果】KASP-AX-111151907和KASP-AX-109962767在亲本中具有多态性,KASP-AX-111151907和KASP-AX-1099627...     

QTL Mapping for Important Agronomic Traits in Synthetic Hexaploid Wheat Derived from Aegiliops tauschii ssp. tauschii

Aegiliops tauschii is classified into two subspecies: Ae. tauschii ssp. tauschii and Ae. tauschii ssp. strangulata. Novel genetic variations exist in Ae. tauschii ssp. tauschii that can be utilized in wheat improvement. We synthesized a hexaploid wheat genotype (SHW-L1) by crossing an Ae. tauschii ssp. tauschii accession (AS60) with a tetraploid wheat genotype (AS2255). A population consisting of 171 F8 recombinant inbred lines was developed from SHW-L1 and Chuanmai 32 to identify QTLs associated with agronomic traits. A new genetic map with high density was constructed and used to detect the QTLs for heading date, kernel width, spike length, spikelet number, and thousand kernel weight. A total of 30 putative QTLs were identified for five investigated traits. Thirteen QTLs were located on D genomes of SHW-L1, six of them showed positive effect on agronomic traits. Chromosome region flanked by wPt-6133–wPt-8134 on 2D carried five environment-independent QTLs. Each QTL accounted for more than 10% phenotypic variance. These QTLs were highly consistent across environments and should be used in wheat breeding.     

QTL consistency for agronomic traits across three generations and potential applications in popcorn

Favorable agronomic traits are important to improve productivity of popcorn. In this study, a recombinant inbred line(RIL) population consisting of 258 lines was evaluated to identify quantitative trait loci(QTLs) for nine agronomic traits(plant height, ear height, top height(plant height subtracted ear height), top height/plant height, number of leaves above the top ear, leaf area, stalk diameter, number of tassel branches and the length of tassel) under three environments. Meta-analysis was conducted then to integrate QTLs identified across three generations(RIL, F2:3 and BC2F2) developed from the same crosses. In total, 179 QTLs and 36 meta-QTLs(m QTL) were identified. The percentage of phenotypic variation(R2) explained by any single QTL varied from 3.86 to 28.4%, and 24 QTLs with contributions over 15%. Nine common QTLs located in the same or similar chromosome regions were detected across three generations. Five meta-QTLs were identified including QTLs in three independent studies. Seven important m QTLs were composed of 11–26 QTLs for 4–7 traits, respectively. Only 11 m QTLs were commonly identified in the same or similar chromosome regions across agronomic traits, popping characteristics(popping fold, popping volume and popping rate) and grain yield components(ear weight per plant, grain weight per plant, 100-grain weight, ear length, kernel number per row, ear diameter, row number per ear and kernel ratio) by meta-QTL analysis. In conclusion, we identified a list of QTLs, some of which with much higher contributions to agronomic traits should be valuable for further study in improving both popping characteristics and grain yield components in popcorn.     

Mapping QTLs for stomatal density and size under drought stress in wheat(Triticum aestivum L.)

Stomatal density and size affect plant water use efficiency, photosynthsis rate and yield. The objective of this study was to gain insights into the variation and genetic basis of stomatal density and size during grain filling under drought stress(DS) and well-watered(WW) conditions. The doubled haploid population derived from a cross of wheat cultivars Hanxuan 10(H10), a female parent, and Lumai 14(L14), a male parent, was used for phenotyping at the heading, flowering, and mid- and late grain filling stages along with established amplified fragment length polymorphism(AFLP) and simple sequence repeat(SSR) markers. The stomatal density of doubled haploid(DH) lines was gradually increased, while the stomatal lengths and widths were gradually decreased during grain filling stage. Twenty additive QTLs and 19 pairs of epistatic QTLs for the 3 traits were identified under DS. The other 20 QTLs and 25 pairs epistatic QTLs were obtained under WW. Most QTLs made more than 10% contributions to the total phenotypic variations at one growth stage under DS or WW. Furthermore, QTLs for stomatal density near Xwmc74 and Xgwm291 located on chromosome 5A were tightly linked to previously reported QTLs regulating total number of spikelets per spike, number of sterile spikelets per spike and proportion of fertile spikelets per spike. Qsw-2D-1 was detected across stages, and was in the same marker region as a major QTL for plant height, QPH.cgb-2D.1. These indicate that these QTLs on chromosomes 5A and 2D are involved in regulating these agronomic traits and are valuable for molecular breeding.     

日本晴/中嘉早17重组自交系产量性状QTL定位

【目的】对产量相关性状进行多年、多环境的QTL分析,寻找能够稳定遗传的产量性状主效QTL,剖析超级早籼稻中嘉早17的高产机理,为选育高产新品种提供有用信息。【方法】以日本晴×中嘉早17构建的重组自交系群体为研究材料。筛选亲本间多态性SSR标记,对群体各家系进行基因型分析,利用Mapmarker/exp 3.0构建分子遗传连锁图谱。群体于2015—2016年,两地三季种植于杭州、海南和杭州,成熟期考察有效穗数、每穗粒数、单株产量、结实率、千粒重、粒长、粒宽和粒厚等产量相关性状。运用Windows QTL Cartographer 2.5检测产量相关性状QTL,运用QTL Network 2.2检测QTL与环境互作效应。【结果】构建的连锁图谱共包含163对SSR标记,73%的标记父母本基因型比例符合1﹕1理论分离比,23%标记显著偏分离,主要偏向父本中嘉早17,图谱总图距约1 479.4 cM,标记间平均距离约为9.08 c M。3个环境下共检测到46个QTL,分布于除第11染色体外的其他染色体上,贡献率变幅为3.78%—25.45%。共有10个QTL在3个环境下能被重复检测到,分别是控制有效穗数的qEP1、qEP2、qEP4a,控制每穗粒数的qNGPE1、qNGPE7,控制结实率的q SRT7,控制千粒重的q TGW2,控制粒长的qGL3和qGL9,控制粒宽的q GW2b;其中qEP1、qEP2、qNGPE7、qTGW2和q GW2b的增效等位来自亲本日本晴;而qEP4a、qNGPE1、qSRT7、qGL3和qGL9的增效等位来自亲本中嘉早17;除此之外,所检测到的每穗粒数、结实率、粒长和单株产量QTL中大部分增效等位基因均来自中嘉早17。产量性状与环境互作分析显示,控制每穗粒数qNGPE1和qNGPE7、控制结实率的q SRT1a和q SRT7、控制单株产量的q YPP1和q YPP7等6个QTL与环境互作效应显著或极显著。此外,在第1、2、7染色体某区段多个与产量相关的QTL成簇分布。【结论】以日本晴×中嘉早17构建的重组自交系群体连锁图谱具有丰富的多态性标记,覆盖水稻基因组的93.64%,可较好地满足水稻重要农艺性状QTL定位要求。利用该套群体检测到多个产量相关性状QTL,其中,多数控制每穗粒数、结实率、粒长和单株产量的QTL的增效等位基因均来自中嘉早17。该结果与中嘉早17的每穗粒数、结实率、单株产量、千粒重和粒长等性状显著明显优于日本晴的结果一致,这些产量增效QTL可能是中嘉早17高产、稳产的遗传基础。     

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。     

红麻6个重要产量性状的QTL定位

 【目的】研究红麻重要产量性状的QTL定位,促进红麻分子辅助育种基础科学研究。【方法】以埃及的阿联红麻与福建农林大学育成的高产抗病优质新品种福红992作为亲本进行杂交,自交衍生的162个F2﹕3家系为材料,通过一年两点的随机区组田间试验,测定了红麻株高、茎粗、节数、单株鲜皮重、单株干皮重和种子千粒重6个重要产量性状的数据,采用混合线性模型的复合区间作图法进行了QTL定位及其遗传互作效应分析。【结果】相关分析结果表明,除种子千粒重外,其它性状之间均存在明显的正相关性。在两地共定位了2个株高QTL、2个茎粗QTL、2个节数QTL、1个单株鲜皮重QTL、2个单株干皮重和2个种子千粒重QTL。【结论】在两地检测到11个QTL,主要集中分布在第6、11、14、9、13、17和4连锁群上,这些QTL在连锁群上分布不均匀,具有集中分布的特点。     

基于55K SNP芯片的普通小麦穗长非条件和条件QTL分析

[目的]进一步挖掘小麦穗长具有利用价值的数量遗传位点(QTL),同时深入探究穗长与其他重要农艺性状之间的遗传关系,为精细定位和分子辅助选择育种奠定基础.[方法]以20828为母本、SY95-71为父本,构建126份F7代重组自交系群体.将亲本及其重组自交系分别于2016-2017年和2017-2018年生长季种植在中国...