利用选择导入系进行水稻耐低磷鉴定与QTL定位分析

选取我国当前生产上大面积推广应用的籼稻恢复系明恢86和蜀恢527作为轮回亲本,以籼稻品种爷驼崽为供体亲本构建了2个BC2F4群体,在河北廊坊田间正常土壤正常施肥(对照)、贫瘠土壤正常施肥和贫瘠土壤低磷胁迫这三种处理下进行产量及相关性状的表型评价。同时,在北京温室采用水培法进行苗期耐低磷鉴定。在廊坊检测到49个产量及相关性状主效QTL,这些QTL对表型变异的贡献率为6.7%~16.5%;其中有25个(51.0%)QTL的有利等位基因来自供体亲本爷驼崽。在北京检测到影响耐低磷相关性状(根长、根系干质量、根冠比、地上部分干质量和总干质量)的主效QTL 48个,这些QTL对表型变异的贡献率为7.7%~16.6%;其中有21个(43.8%)QTL的有利等位基因来自供体亲本爷驼崽。多达79.6%的QTL能在廊坊环境两个或两个以上处理下被检测到,特别是与每穗总粒数、结实率和千粒重有关的QTL,不仅能稳定的表达,并且它们在不同处理下具有比较一致的效应。在检测到的所有QTL中,有8个染色体区段在两种环境的低磷胁迫条件下被同时检测到,其中与第12染色体RM511(Bin12.4)紧密连锁的位点,同时控制每穗实粒数、每穗总粒数、根长、根系干质量、地上部分干质量和总干质量等6个性状。     

应用剩余杂合体衍生的近等基因系分解水稻产量性状QTL

以杂合区间为RM587-RM402的水稻剩余杂合体（RHL）衍生群体为材料,应用SSR标记检测,筛选到杂合区间分别为RM587-RM225、RM204-RM6119和RM6119-RM402的3个单株,进一步检测其F2群体,分别获得母本纯合型材料10株、父本纯合型材料10株和杂合型材料20株。种植这3套近等基因系材料,考查单株产量及其构成因子每株穗数、每穗实粒数和千粒重。经应用目标区间内等位基因效应分析和交迭重组染色体片段代换系分析,分解出3个控制每穗实粒数的QTL和2个控制单株产量的QTL,这些QTL分别位于物理距离为0.66 ~ 2.49 Mb的区间中,全部表现为加性作用为主,增效等位基因除qNFGP6 1来自父本密阳46外,其余均来自母本珍汕97B。提出了构建新型遗传材料,提高水稻QTL精细定位效率的策略。     

应用东乡野生稻回交重组自交系分析水稻耐低氮产量相关性状QTL

目的 东乡野生稻低氮耐性强,是水稻耐低氮育种的重要资源。鉴定东乡野生稻耐低氮基因对研究耐低氮遗传机制、培育耐低氮水稻品种具有重要意义。方法 利用协青早B//东乡野生稻/协BBC₁F₁₂回交重组自交系及其遗传图谱,应用Windows QTL Cartographer 2.5分析施氮肥和不施氮肥下的株高和产量相关性状QTL。结果 共检测到57个控制株高和产量性状的QTL,分布于10条染色体上的33个区域,单个QTL表型贡献率为3.17%~63.40%,其中32个QTL的增效等位基因来自东乡野生稻。19个QTL在施氮和未施氮条件下均检测到,38个QTL仅在单一环境下检测到显著效应,表明不同施氮水平下水稻性状的遗传机制不同。结论 43个QTL分别聚集于7条染色体上的14个QTL簇,表明不同性状涉及到共同遗传机制,并可通过分子标记辅助选择方法进行耐低氮有利等位基因的聚合育种。     

QTL Analysis for Yield Traits Related to Low Nitrogen Tolerance Using Backcrossing Recombinant Inbred Lines Derived from Dongxiang Wild Rice (Oryza rufipogon Griff.)

【Objective】Dongxiang wild rice (Oryza rufipogon Griff.) has strong low nitrogen tolerance and is an important germplasm for low nitrogen tolerance improvement. Identification of genes responsible for low nitrogen tolerance in Dongxiang wild rice is of great importance to understand molecular mechanisms of low nitrogen tolerance and develop rice varieties with low nitrogen tolerance. 【Method】Quantitative trait loci (QTLs) for plant height and yield traits under low and normal nitrogen conditions was identified using backcrossing recombinant inbred lines (BC1F12) derived from an interspecific cross Xieqingzao B // Dongxiang wild rice/Xieqingzao B and its genetic linkage. 【Result】A total of 57 QTLs were detected in 33 regions on all chromosome, except chromosome 4 and 8. They explained individually 3.17%~63.40% phenotypic variation, and 32 QTLs of them had favorable alleles derived from Dongxiang wild rice. Nineteen QTLs were simultaneously detected under both nitrogen treatments, and 38 QTLs were only identified under single nitrogen treatment, suggesting various genetic mechanisms in rice growth and yield formation under low and normal nitrogen conditions. 【Conclusion】Fourteen QTL clusters, 43 QTLs included, scattered on seven chromosomes, indicating the common genetic-physiological mechanisms behind different traits, and the QTL pyramiding for low nitrogen tolerance can be achieved by molecular marker-assisted selection.     

Dissection of QTLs for Yield Traits Using Near Isogenic Lines Derived from Residual Heterozygous Lines in Rice

Three residual heterozygous lines (RHLs) carrying heterozygous segments in the intervals RM587-RM225, RM204-RM6119 and RM6119-RM402 on the short arm of rice chromosome 6, respectively, were selected from a rice population derived from an RHL for the interval RM587-RM402. Ten maternal homozygotes, 10 paternal homozygotes and 20 heterozygotes were selected from each of the F2 populations derived from the three RHLs. The three sets of near isogenic lines (NILs) were grown to detect the grain yield per plant, n...     

不同年份水稻产量性状的QTL分析

分别于2005年和2006年利用热研2号（粳稻）和密阳23（籼稻）为亲本构建的含111个家系的F6和F7重组自交系群体,对单株穗数、每穗颖花数、每穗实粒数、结实率、千粒重和单株产量6个性状进行了QTL分析。两年共检测到分布于7条染色体上的19个QTL,其中2005年检测到10个,2006年检测到14个,两年相同的QTL 5个。大多数性状之间具有显著的表型相关性,相关性较强的性状之间具有较多共同或紧密连锁的QTL。检测到3个控制产量性状的QTL区域存在一因多效或紧密连锁,其中第8染色体上RM5556-RM331区域两年同时检测到控制每穗颖花数、每穗实粒数以及单株产量的QTL。这些QTL为通过分子标记辅助选择提高水稻产量提供了有用信息。     

多环境下粳稻产量及其相关性状的条件和非条件QTL定位

 为了剖析粳稻产量及其相关性状的遗传基础,利用粳稻品种秀水79×Ｃ堡衍生的重组自交系群体,在3个环境下对全生育期、株高、单株穗数、每穗粒数、百粒重、籽粒产量和生物产量进行了非条件和条件QTL定位。共检测到43个主效QTL和29对上位性QTL。利用非条件QTL定位方法检测到37个主效QTL和26对上位性QTL。其中,籽粒产量定位到3个主效QTL qGY1.2、qGY7.1和qGY9,未检测到上位性QTL。利用条件QTL方法分别将全生育期、株高、穗数、每穗粒数、百粒重和生物产量各自调整到同一水平后,籽粒产量共检测到9个主效条件QTL和3对上位性QTL,其中3个主效QTL与非条件下定位到的相同。位于第9染色体长臂区间RM6570-RM5652的qGY9在非条件及全生育期、株高、穗数、粒数和百粒重调整到同一水平后均可检测到,但加性效应、贡献率并不相同,显示该区间来自C堡的片段能够增加株高、穗数和百粒重从而增加产量。通过条件方法在第3染色体长臂区间RM7097-RM448及第6染色体长臂区间RM162-RM5753上定位到的产量QTL增加籽粒产量的等位基因可以降低株高,缩短生育期。     

Identification for Heat Tolerance in Backcross Recombinant Lines and Screening of Backcross Introgression Lines with Heat Tolerance at Milky Stage in Rice

The present study aimed at breeding new rice germplasms with similar genome but significantly differed in heat tolerance during the grain filling stage.A total of 791 BC1F8 backcross recombinant lines,derived from the cross of Xieqingzao B /N22 //Xieqingzao B,were used as materials.Each rice line was separated evenly into two groups,and the heat tolerance of all rice lines were evaluated at natural high temperature in fields.The rice lines with heat tolerant index higher than 90% or lower than 40% were sele...     

水稻耐冷性遗传及基因定位研究概况与展望

综述了水稻低温发芽力,幼苗期、孕穗期和开花期耐冷性等遗传研究概况和近年来在水稻耐冷性数量性状基因定位(QTLs)研究方面所取得的进展,并展望了今后的水稻耐冷性研究方向。     

水稻粒重及其相关性状的遗传解析

 应用292个 Lemont/ 特青F13重组自交系(RILs)和272个标记的遗传连锁图谱分析粒重及籽粒长、宽、厚、长/宽、体积和容重6个相关性状的遗传。所有性状在RILs中出现超亲分离。粒重与其他籽粒性状均呈显著正相关，而涉及籽粒品质的容重与粒宽、粒厚呈显著负相关。检测到影响粒重及其相关性状的主效QTL 48个和互作位点38对，这些QTL解释了各性状55%以上的表型变异。80%以上的主效QTL呈现一因多效或生理相关。QGl3和 QGl2等通过籽粒体积间接影响粒重， Lemont增效等位基因有利于籽粒品质的改良，而QGw5、QGt1和QGv7的特青增效等位基因增加粒重同时降低籽粒容重及品质。通过标记辅助选择进行不同QTL的重组，有望在增加粒重的同时改善籽粒品质。     

水稻第6染色体短臂株高及产量性状QTL的分解

针对第6染色体短臂上一个对产量性状遗传具有重要作用的区间RM587-RM19715,从珍汕97B/密阳46重组自交系群体中筛选到1个剩余杂合体,自交衍生获得一个由195个个体组成的F2群体,检测控制株高和产量性状的QTL。经分析,在目标区间的上部和下部分别检测到1个QTL簇,分别对除单株穗数以外的产量性状因子具显著作用,单个QTL对群体性状表型变异的贡献率为5.0%~55.5%。将第6染色体上的产量性状QTL分解到更小的区间中,为产量性状QTL的精细定位和克隆打下了基础。     

超级杂交稻协优9308重组自交系群体的穗部性状QTL分析

 将281个株系组成的超级杂交稻协优9308重组自交系群体种植在海南陵水（2006年和2007年）和浙江富阳（2006年）,采用Windows QTL Cartographer 2.5的复合区间作图法进行QTL检测。共检测到控制7个穗部性状的52个QTL,其中包括7个控制穗长的QTL,8个控制一次枝梗数的QTL,9个控制二次枝梗数的QTL,6个控制着粒密度的QTL, 7个控制每穗总粒数的QTL,11个控制每穗实粒数的QTL,4个控制结实率的QTL。单个QTL对群体性状表型变异的贡献率为23%~312%。控制穗部性状的QTL基本上以加性效应为主,上位性效应和环境互作效应不大。在3组试验中都检测到控制3个穗部性状的8个QTL：qPL-1,qPL-6-1;qTNSP-1,qTNSP-2,qTNSP-3;qNFGP-1,qNFGP-3-2,qNFGP-6-2。这些QTL,尤其是第3染色体RM168-RM143区间控制每穗总粒数的qTNSP-3和控制每穗实粒数的qNFGP-3-2,其加性效应值和贡献率均较大,可以考虑下一步进行QTL精细定位和克隆。研究发现多个重要QTL聚集区间,在同一QTL聚集区间,控制相关性状的QTL效应方向基本上相同,利用这些QTL紧密连锁的分子标记进行辅助选择,可望同时针对多个性状进行遗传改良。     

Identification of QTLs for Cadmium Tolerance During Seedling Stage and Validation of qCDSL1 in Rice

Cadmium(Cd)is a non-essential toxic metal that is harmful to plants.To investigate the genetic mechanism of Cd tolerance in rice,quantitative trait loci(QTLs)associated with Cd tolerance at the seedling stage were analyzed using a recombinant inbred line(RIL)population derived from a cross between PA64s and 93-11.A total of 36 QTLs associated with shoot length,root length,shoot dry weight,root dry weight and total dry weight were detected in Hangzhou and Lingshui of China.Among them,15 QTLs were identified under the control condition and 15 QTLs were identified under the Cd stress condition,and 6 QTLs for Cd tolerant coefficient were detected on chromosomes 1,3,7 and 9.The qCDSL1.1 and qCDSL1.2 were identified in Hangzhou and Lingshui,respectively,and had overlapping intervals on chromosome 1.To further confirm the effects of qCDSL1.1 and qCDSL1.2,we developed a chromosome segment substitution line(CSSL),CSSLqCDSL1,in 93-11 background harboring qCDSL1.1/qCDSL1.2 from PA64s.Compared to 93-11,CSSLqCDSL1 had increased shoot length under the Cd stress condition.These results pave the way for further isolation of those genes controlling Cd tolerance in rice and marker-assistant selection of rice elite varieties with Cd tolerance.     

稻米出饭特性QTL分析及遗传研究

 米粒长、饭粒长和饭粒延伸系数等性状与米饭品质密切相关。以籼稻台中本地1号（TN1）与粳稻春江06为亲本构建的加倍单倍体群体为材料,利用全基因饱和分子标记连锁遗传图谱对多个稻米出饭特性相关的性状进行QTL定位, 共检测到14个QTL。其中,米粒长和米粒浸长QTL各1个,均位于第2染色体上,分别可以解释性状变异的15.20% 和1850%;1个米粒浸泡膨胀率QTL,位于第6染色体上,可解释性状变异的1339%;1个煮饭粒长QTL,位于第9染色体上,可解释性状变异的1360%; 3个蒸饭粒长QTL,分别位于第1、3和12染色体上,共解释性状变异4500%;4个煮饭延伸率QTL, 分别位于第3、6、9和10染色体上,共解释性状变异6130%; 3个蒸饭延伸率QTL分别位于第1、3和6染色体上,共解释性状变异4910%。在已知的Wx和ALK基因所在区域都检测到了米饭延伸性相关的QTL。相比较而言,覆盖ALK基因的QTL对出饭特性的影响更大,LOD值达到了635。该研究结果可为稻米出饭特性相关调控基因的克隆奠定基础,同时对稻米品质的改良及高产优质稻品种的分子标记辅助选育提供理论参考。     

Mapping QTLs for Drought Tolerance at Seedling Stage in Rice Using Doubled Haploid Population

QTLs for drought tolerance at the rice seedling stage were analyzed using a doubled haploid (DH) population consisted of 251 lines from the cross between a japonica parent Maybelle and an indica parent Baiyeqiu. A genetic linkage map with 226 SSR marker loci was constructed. Single-locus analysis following composite interval mapping (CIM) detected a total of five QTLs located on five different chromosomes of rice. Four QTLs were also detected following two-locus analysis, resolving two pairs of epistatic QT...     

水稻灌浆期耐热害的数量性状基因位点分析

 利用由98个家系组成的Nipponbare / Kasalath // Nipponbare回交重组自交系群体及其分子连锁图谱，以粒重感热指数\[（适温粒重-高温粒重）/适温粒重×100\]为评价指标，采用混合线性模型的QTL定位方法，对水稻灌浆期耐热性的主效、上位性数量性状基因位点及其与环境的互作进行分析。共检测到3个灌浆期耐热性主效QTL，分别位于第1、4和7染色体上，LOD值为8.16、11.08和12.86，贡献率8.94%、17.25%和13.50%。其中位于第4染色体标记C1100-R1783之间的QTL，没有显著的上位性和环境互作效应，表明在不同环境和遗传背景中的表达较为稳定，在水稻耐热性育种中可能具有较大的利用价值，其耐热性等位基因来自亲本Kasalath，高温热害时可减少粒重损失3.31%。位于第1染色体标记R1613-C970之间的QTL和第7染色体标记C1226-R1440之间的QTL，耐热性等位基因来自亲本Nipponbare，分别可减少粒重损失2.38%和2.92%。这两个QTL均具有与环境的互作效应，其中第7染色体上的QTL还和其他基因位点有互作。检测到8对加性×加性上位性互作QTL，分布于第1、2、3、5、7、8、10和12染色体上。没有检测到上位性QTL与环境的互作效应。     

掖81162回交导入系产量相关性状评价及配合力分析

以53个玉米自交系为供体创造的85份掖81162回交导入系(BC_3F_6)为材料,评价其产量及相关性状,并将供试回交导入系与分属不同类群的4个测验种按照NCII设计配制344个杂交组合,评价供试回交导入系的配合力水平。结果表明,C22、C39、C40、C46、C47、C61、C69、C75和C85等9个回交导入系各有6个性状上优于轮回亲本。回交导入系C14、C64各有5个产量相关性状一般配合力效应优于轮回亲本,C06、C26、C28、C29、C30、C43、C69、C73、C79和C84各有4个产量相关性状一般配合力效应值优于轮回亲本。单株产量特殊配合力效应排在前5位的组合分别是四-444-1208×C12、四-444-1208×C79、四-444-1208×C84、Mo17-042×C40、四-444-1208×C38。     

粳稻02428×02428c重组自交系孕穗期耐冷性QTL分析

 利用孕穗期弱耐冷性品种02428和强耐冷性品种02428c构建了一个包含336个株系的F5：6重组自交系群体。采用自然低温冷害鉴定法,以实粒数、秕粒数、总粒数和结实率作为孕穗期耐冷性状的表型值,用486对SSR标记初步构建分子连锁图谱,对孕穗期耐冷性进行QTL定位。结果表明,标记RM6092、RM6702、RM5954、RM1095、RM1183、RM7643及RM3411与孕穗期耐冷性状连锁;利用QTLMapper 1.6软件检测到位于第1染色体上的3个耐冷性QTL位点。     

水稻品种的耐低磷性及其农艺生理性状

【目的】 本研究旨在探明水稻耐低磷性的评价指标和耐低磷品种的农艺生理特征。【方法】以11个江苏省近70年来的代表性粳稻品种作为材料,进行水培种植,设置低磷(标准营养液中磷浓度的1/20)处理,以正常磷浓度(国际水稻研究所标准营养液配方)为对照。【结果】 耐低磷指数(低磷产量×耐低磷系数/所有供试品种低磷处理的平均产量)、干物质指数(低磷干物质量/对照干物质量)与耐低磷系数(低磷产量/对照产量)及低磷处理下的产量呈显著或极显著正相关。将耐低磷指数和干物质指数作为评价水稻品种耐低磷性的指标。根据两指标值的大小将供试品种分成3类：强耐低磷品种,耐低磷指数和干物质指数均≥1;中耐低磷品种,耐低磷指数和干物质指数均>0.6, 耐低磷指数或干物质指数<1;弱耐低磷品种或低磷敏感型品种,耐低磷指数或干物质指数≤0.6。与弱耐低磷品种相比,强耐低磷品种在低磷处理下具有根量大、根系活力强,分蘖早期分蘖数多,总叶面积指数(LAI)和高效LAI大、有效LAI比例高,库容量大,抽穗期茎鞘中糖积累量多,抽穗至成熟期物质生产能力强等特征。与对照相比,低磷处理增加了磷素产谷利用率(稻谷产量/磷吸收量)和磷收获指数(籽粒中磷/成熟期植株中总吸收的磷)。在低磷下的磷素产谷利用率,强耐低磷品种高于弱耐低磷品种。【结论】 耐低磷指数和干物质指数可以作为耐低磷品种的筛选指标;在低磷处理下,根量大、分蘖早期分蘖数多、库容量大、抽穗至成熟期物质生产能力强是耐低磷性强和磷利用效率高水稻品种的重要农艺生理特征。