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。     

大豆对豆卷叶螟抗性的QTL定位

豆卷叶螟是南京地区的主要食叶性害虫。以抗性亲本溧水中子黄豆和感性亲本南农493-1杂交组合正交F2群体为材料,在田间自然虫源条件下F2单株叶片损失率为抗性指标,利用已构建的SSR分子标记图谱和Windows QTL Cartographer V2.5软件包的复合区间作图法和多区间作图法,定位大豆对豆卷叶螟抗性的QTL。结果表明：利用复合区间作图法检测到位于D1b和K连锁群上的2个QTL;利用多区间作图法则检测到位于A2、D1b、K和N连锁群上的4个QTL和6个互作QTL;其中有两个共同的QTL,至少解释表型变异的19.2%。这些结果为抗性性状的遗传剖析和标记辅助育种提供理论依据。     

Identification of qRL7, a major quantitative trait locus associated with rice root length in hydroponic conditions

Root system development is an important target for improving yield in rice. Active roots that can take up nutrients more efficiently are essential for improving grain yield. In this study, we performed quantitative trait locus (QTL) analyses using 215 recombinant inbred lines derived from a cross between Xieqingzao B (XB), a maintainer line with short roots and R9308, a restorer line with long roots. Only a QTLs associated with root length were mapped on chromosomes 7. The QTL, named qRL7, was located between markers RM3859 and RM214 on chromosome 7 and explained 18.14–18.36% of the total phenotypic variance evaluated across two years. Fine mapping of qRL7 using eight BC₃F₃ recombinant lines mapped the QTL to between markers InDel11 and InDel17, which delimit a 657.35 kb interval in the reference cultivar Nipponbare. To determine the genotype classes for the target QTL in these BC₃F₃ recombinants, the root lengths of their BC₃F₄ progeny were investigated, and the result showed that qRL7 plays a crucial role in root length. The results of this study will increase our understanding of the genetic factors controlling root architecture, which will help rice breeders to breed varieties with deep, strong and vigorous root systems.     

抗旱节水小麦分子遗传育种研究进展

干旱缺水等自然灾害会导致小麦产量年度间变幅较大,尤其在小麦主产区黄淮地区更为严重。小麦抗旱节水育种是应对干旱的重大措施。本综述对小麦抗旱节水常规育种、抗旱节水分子遗传育种相关性状QTL定位、抗旱相关功能基因克隆鉴定、转基因等方面的研究进展进行了综述。水旱亲本杂交与异地交叉选择是卓有成效的常规育种方法,通过分子标记鉴定了关于根重、根长、胚芽鞘、高水分利用效率等相关性状的大量QTL;42个抗旱相关基因被克隆并进行基因功能分析和验证,均从不同代谢通路上影响着小麦抗旱性;14个来自不同供体的抗旱相关基因被研究者导入小麦品种后,转基因小麦植株的抗旱能力均得到不同程度的提高,部分植株在产量和其它抗逆性方面也得到提高。以上研究进展为抗旱节水小麦分子设计育种提供了理论依据和发展方向。     

大豆脂肪酸含量的QTL分析

利用Charleston(♀)×东农594(♂)的F14和F15代永久自交系群体154个单株后代,在2年3点条件下用气相色谱法测得其籽粒5种脂肪酸的含量,利用Win QTL Cartographer2.5复合区间作图法(CIM)进行QTL分析。结果共检测到47个相关的QTL,分布在13个连锁群上。多年多点同时检测到的QTL共有15个,其中控制软脂酸性状的2个,包括qPal-C2-2和qPal-A1-1;控制硬脂酸性状的4个,包括qSt-B1-1、qSt-B1-2、qSt-D1a-1和qSt-C2-1;控制油酸性状的3个,包括qOle-B2-1、qOle-G-1和qOle-H-1;控制亚油酸性状的有2个,包括qLin-C2-1和qLin-H-1;控制亚麻酸性状的4个,包括qLino-B1-1、qLino-C2-1、qLino-D1b-1和qLino-J-1。这些QTL的一致性较高,为特异脂肪酸含量标记辅助育种奠定了基础。大豆脂肪酸含量的主效QTL数量不多,效应大的不多,可能还受许多未能检测出来的微效基因控制。     

陆地棉遗传图谱构建及产量和纤维品质性状QTL定位

利用3 458对SSR引物筛选陆地棉中棉所35和渝棉1号间的多态性引物, 获得173对。以多态性引物检测(渝棉1号×中棉所35)F₂群体180个单株的标记基因型, 共获得178个标记位点。构建的遗传连锁图谱包括148个标记, 36个连锁群, 总长1 309.2 cM, 标记间平均距离8.8 cM, 覆盖棉花基因组的29.5%。36个连锁群中的28个分别被定位于20条染色体, 8个连锁群未定位于染色体。以渝棉1号×中棉所35的F₂、F_2:3群体的产量、纤维品质性状鉴定结果, 利用区间作图方法, 检测到4个产量性状QTL, 即2个衣分(LP)、1个铃重(BW)、1个籽指(SD); 5个纤维品质性状QTL, 即1个纤维长度(FL)、2个纤维比强度(FS)和2个纤维细度(FF)。LP1、BW、SD、FL和FS1被定位于第7染色体, LP2、FS2、FF1和FF2被分别位于第15、21、9和20染色体。5个纤维品质QTL的有利等位基因均来源于渝棉1号。     

Cold tolerance during juvenile development in sorghum: a comparative analysis by genomewide association and linkage mapping

Improved cold tolerance during the juvenile phase is a major breeding goal to develop new sorghum cultivars suitable as an alternative energy crop in temperate regions. The objectives of this study were to identify marker‐trait associations for cold tolerance in a sorghum diversity panel fingerprinted with 2620 single nucleotide polymorphism (SNP) markers and to detect quantitative trait loci (QTL) in two F_2:3 populations. Traits of interest were dry matter growth rate (DMGR), leaf appearance rate (LAR), chlorophyll content (SPAD) and chlorophyll fluorescence (F_v′/F_m′ and Ф_PSII) in relation to temperature. The association panel comprised 194 genotypes, while the F_2:3 populations consisted of 80 and 92 genotypes. All populations were tested under controlled conditions in a minimum of four temperature regimes ranging from 9.4°C to 20.8°C. QTL were identified for means across environments and regression parameters describing temperature effects. Several marker‐trait associations for mean (m) DMGR, base temperature (T_b) of SPAD and Ф_PSII and temperature effect on LAR were validated by QTL detected in population 1 or 2. Promising QTL regions were found on chromosomes SBI‐01, SBI‐02, SBI‐03, SBI‐04, SBI‐06 and SBI‐09, among them genomic regions where candidate genes involved in the C‐repeat binding pathway or encoding cold‐shock proteins are located.     

基于单片段代换系的玉米百粒重QTL分析

籽粒大小是影响玉米产量的关键因素。本研究基于59份玉米染色体单片段代换系(SSSL)纯合体,对玉米百粒重性状进行2年6个试验环境的表型鉴定,利用t测验和重叠群作图的方法对SSSL内代换片段上的百粒重效应进行了QTL分析。共检测出20个百粒重QTL,分布在玉米的8条染色体上,其中14个(70.0%)在2个以上试验环境中被重复检出,4个(20.0%)在4个以上试验环境中被重复检出,在全部6个试验环境中重复检出且基因加性效应值较大的玉米百粒重QTL是位于玉米第5染色体Bin5.05区SSR分子标记bnlg278和umc1680附近的q100kw-5-3。研究结果为玉米籽粒大小性状相关基因的进一步精细定位和克隆奠定了基础。     

大豆遗传群体选择与品质QTL的获得

本文以高油品种哈交97-5404-1为母本,以哈交99-5448-4为父本,建立重组自交系群体.应用SSR技术,对不同世代F2∶3,F2∶6、F2∶9遗传群体中的油份QTL定位进行了分析,不同世代大豆分离遗传群体中油份含量均接近于正态分布,油份含量性状表达偏向于母本哈交97-5404-1,F2∶3代获得了对油份贡献率较高的QTL,F2∶9代则获多个与油份相关的QTL,大豆F2∶3和F2∶9代的遗传群体适宜用做品质性状的QTL定位,不同世代定位的油份QTL,均与SSR位点Satt193有关,通过对来自全国不同品种的SSR进行了分析和方差分析证实,Satt193在第一等位变异下(即DNA片段长度为270 bp)做为油份的筛选标记具有实用性,而在第三等位变异下(即DNA片段长度为220 bp)做为蛋白质材料的筛选标记具有应用性.     

ARz×扬麦158群体对小麦抗赤霉病性的QTL分析

通过单粒传法构建了含130个家系的AR z×扬麦158 F6∶7重组自交系群体(R IL),并采用田间病圃自然发病和喷洒悬浮孢子液两种方法对该群体进行赤霉病田间抗性鉴定;利用SSR标记对群体中控制抗赤霉病性的QTL进行定位分析。结果表明:群体中各家系的病情指数在所有试验中都存在很大的变异,在2002年、2003年和2005年其变异幅度分别为20.0%~80.0%,10.6%~74.6%和33.2%~89.0%;不同年份间的病情指数具有中等程度的相关性,且都达到了极显著水平(P<0.000 5);Xgwm114、Xgwm296、Xgwm111.2等15个SSR标记位点与群体抗赤霉病性显著相关,这些位点分别位于2DL、3BL和7DL等染色体上;经区间作图分析发现位于染色体7D上的Xwm c 94~Xwm c273.2区间存在一个抗赤霉病QTL,它在3年试验中的LOD值分别为1.5、2.6和2.0,可解释病情指数变异率的5.8%、8.7%和6.7%,Xgwm114是与该抗赤霉病QTL紧密连锁的标记位点,位于该抗性QTL的峰值区域。