普通小麦（T.aestivum L.）不同作图群体抽穗期QTL分析

 【目的】对小麦抽穗期进行数量性状位点（QTL）分析。【方法】以旱选10号/鲁麦14和温麦6号/山红麦两个作图群体为材料，在大田及温室条件下，观察小麦抽穗期等性状。利用混合线性模型，进行QTL分析。【结果】抽穗期在两个作图群体中均呈现连续分布，表现为多基因控制的数量性状；共检测到9个 QTL位点，分别位于染色体2D、3B（2个）、3D、4A、5B、6B、6D和7D上，对抽穗期的贡献率在3.97%～22.91%之间；有15组QTL位点之间存在基因互作效应，互作的加性效应大小范围为0.77～2.16 d，互作效应对性状的贡献率在4.35%～21.44%之间。【结论】抽穗期QTL的检测受环境影响较大；抽穗期QTL位点在染色体上的分布较多；不同染色体间则存在基因互作现象。     

水稻花器官发育基因DPS2的鉴定和精细定位

【目的】鉴定和克隆花器官发育相关基因,为进一步研究水稻花发育的分子机制奠定基础。【方法】在大田常规种植条件下比较了突变体dps2 (Defective pistil and stamens 2)和野生型春江06的主要农艺性状及花器官形态特征差异;扫描电镜及石蜡切片观察花药结构并用染色法观察花粉和胚囊的育性;利用图位克隆方法进行基因精细定位;qRT-PCR分析了花发育相关基因在野生型和突变体中的表达水平。【结果】dps2突变体抽穗期变长,不能正常扬花,雄蕊和雌蕊皱缩且花药和柱头数目增多;进一步研究发现,dps2突变体花药腔室塌陷,内无可见小孢子,即使部分花药形成腔室,花粉粒也无淀粉积累呈干瘪状。此外,突变体胚囊育性也受到影响;遗传分析表明该突变性状受一对隐性核基因控制,该基因位于第4染色体短臂上91.2 kb的区间内,区间内未见花器官发育相关基因的报道。qRT-PCR检测发现,水稻ABCDE模型中的B类、C类和E类基因的表达在突变体中显著升高。【结论】dps2突变体的雄蕊及雌蕊均发育异常,最终导致完全不育,推测DPS2可能在水稻第3轮雄蕊发育和第4轮雌蕊发育调控中发挥重要作用。     

不同灌溉模式下小麦穗粒数QTL定位分析

为了挖掘在多水分环境中能够稳定表达的小麦穗粒数QTL,以洛旱2号和潍麦8号及其衍生的302 个F_8:9重组自交系(RIL)为材料,分别在3个干旱和3个正常灌溉模式下,对穗粒数QTL进行定位分析,结果检测到24个加性QTLs,位于16个位点,分布于2B、3A、3B、3D、4A、4B、5A、5B、6B和7B共10条染色体上,单个QTL可解释3.70%～20.43%的表型变异。在充分灌溉条件下的三个环境（E1、E2和E3）中,共有14个QTLs,11个位点被检测到;在限制水分的三个环境（E4、E5和E6）中共有10个QTLs,6个位点被检测到。在所有检测到的16个位点中,有9个位点只在灌溉环境下被检测到,有5个位点只在旱作环境下被检测到,有2个位点在灌溉和旱作环境下同时被检测到。位于3A染色体上标记Xbarc012和 Xgpw2266之间的 Qknps-WL-3A,同时在E1、E4、E5和E6环境中被检测到,其中三个环境可解释大于10%的表型变异,且在所有的旱作环境中能够稳定表达,可以作为分子标记辅助选择的候选位点,用于辅助选育节水高产小麦新品种。     

大豆百粒重QTL定位及多样性评价

【目的】百粒重是大豆重要的育种目标性状,它不仅是产量构成因子之一,也是重要的品质性状,不同用途对百粒重有着不同要求。通过连锁分析定位大豆百粒重QTL,获得连锁标记,阐明QTL连锁标记在种质资源中的多样性特征,为百粒重定向改良提供依据。【方法】以冀豆12×黑豆（ZDD03651）杂交衍生的188个重组自交系的F_6:8和F_6:9群体为材料,采用WinQTL Cartographer V. 2.5的复合区间作图法（CIM）,经300次Permutation 计算,以P=0.05显著性水平确定QTL存在的阈值,定位百粒重QTL。连续3年在石家庄对来自国内外的205份大豆育成和地方品种的百粒重进行表型鉴定,利用定位到的百粒重QTL连锁SSR标记对种质资源材料进行基因型分型,在每个标记处确定发生频率大于5%（对应资源材料个数大于10个）的等位变异为有效等位变异,计算等位基因多样性指数,明确百粒重QTL在种质资源里的多样性特征,通过多重比较确定不同等位变异与百粒重的关系。【结果】在冀豆12×黑豆后代群体中,百粒重呈正态连续分布,遗传力为88.72%。共检测到5个百粒重QTL,分别位于Chr.02（D1b）、Chr.06（C2）、Chr.08（A2）和Chr.17（D2）染色体,遗传贡献率（R²）7.68%-12.83%,加性效应-0.65--0.84 g,增效基因均来自冀豆12。年份间稳定的QTL有2个,其中,qSW-6-1位于第6染色体Satt457-Sat_062,紧密连锁的标记为Satt281,贡献率最大值为12.02%,加性效应最大值为-0.81g;qSW-17-1位于第17染色体Satt301-Satt310,贡献率最大值为12.83%,加性效应最大值为-0.84g。在205份资源材料中,百粒重遗传力为96.88%。百粒重连锁SSR标记有效等位变异数为2-8个,多样性指数为0.34-0.82。发掘出大粒相关等位变异6个,分别为Satt281-227 bp、Barcsoyssr_2_304-245 bp、Satt301-199 bp、Sat_406-214 bp、Satt119-136 bp和Satt341-218 bp。其中Satt281-227 bp在RIL和资源材料中均为百粒重增效效应,主要分布在国内大粒育成品种中。筛选到含有4个及以上大粒相关等位变异的资源材料3份,分别为绿75、中品大黑豆和中野2号。【结论】在大豆育成品种冀豆12×地方品种黑豆的杂交后代群体中,检测到5个百粒重QTL,冀豆12含有1个在RIL和种质资源中均为大粒相关的优异等位变异。明确了上述5个QTL在205份育成品种和地方品种间的多样性分布特征,可应用于百粒重定向改良过程中的亲本选配及后代选择。     

用于鸡生长和肉质性状定位资源群体的构建

采用远交F-2设计,以杏花鸡(A系)为亲本,分别与隐性白洛克鸡(B系)、泰和丝羽乌骨鸡(C系)进行全同胞和半同胞的正反交,产生了包含A♂×B♀、B♂×A♀、A♂×C♀、C♂×A♀4个杂交组合的各两组F2群体,并进行详细的性状表型记录,建立了可用于定位生长和肉质的数量性状座位(quantitative trait loci,QTL)的4个资源群体。对F2群体的各种性状表型值进行分析,结果显示,F2群体各生长性状和肉质性状都分离得很好。资源群体有足够的群体规模,并有利于校正母体效应和环境影响,保证有效单核苷酸多态性(single nucleotide poly-morphism,SNP)检测数量和QTL定位的准确性,使资源群体的构建达到了预期的效果。     

玉米雄穗分枝数主效QTL定位及qTBN5近等基因系构建

立足于发掘玉米雄穗分枝数优异基因资源, 利用郑单958骨干亲本郑58和昌7-2构建的188个重组自交系(recombinant inbred line, RIL)家系群体, 结合288个多态性分子标记构建的连锁图谱和2年玉米雄穗分枝数表型数据, 运用完备复合区间作图法进行QTL定位, 共检测到5个控制玉米雄穗分枝数的一致性主效QTL, 分别位于玉米5条染色体上。通过连续回交及分子标记辅助选择构建了位于bin 5.05的控制雄穗分枝数主效QTL-qTBN5近等基因系(near isogenic line, NIL), 对基因遗传效应进行了验证, 并将qTBN5进一步定位在13.2 Mb区间之内, 为玉米雄穗分枝数主效基因的精细定位及分子育种奠定基础。     

冰草蛋白质含量等4个重要性状的QTL定位研究

为深入开展冰草优异基因的图位克隆、精细定位及标记辅助育种,以四倍体杂交冰草246个F2群体分离单株及其亲本为材料,在前期已构建出的冰草高密度分子遗传连锁图谱基础上进行了粗蛋白质含量、粗脂肪含量、茎叶比及单株产量4个重要性状的QTL定位分析。结果发现,在连锁系数LOD阈值>2.0条件下,4个被测性状共检测到37个QTLs,14个连锁群上均有分布,其遗传贡献率变化范围为6.1%~37.8%。在37个QTLs中,控制粗蛋白质含量性状的有6个,控制粗脂肪含量性状的有9个,控制茎叶比性状的有12个,控制单株产量性状的有10个。     

Linkage analysis of rice bacterial blight resistance gene xa20 in XM6, a mutant line from IR24

Bacterial blight caused by Xanthomonas oryzae pv. oryzae (Xoo) is an important disease constraining rice (Oryza sativa L.) production worldwide. The XM6 line was induced by N-methyl-N-nitrosourea from IR24, an Indica cultivar that is susceptible to Philippine and Japanese Xoo races. XM6 was confirmed to carry a recessive gene named xa20, resistant to six Philippine and five Japanese Xoo races. The chromosomal gene location was found using 10 plants with the shortest lesion length in an F₂ population consisting of 298 plants from a susceptible Japonica variety Koshihikari × XM6. Analysis using PCR-based DNA markers covering the whole rice genome indicated the gene as located on the distal region of the long arm of chromosome 3. The IKC3 line carries IR24 genetic background with Koshihikari fragment on chromosome 3 where a resistance gene was thought to be located. The F₂ population from IKC3 × XM6 clearly showed a bimodal distribution separating resistant and susceptible plants. Further linkage analysis conducted using this F₂ population revealed that xa20 is located within the 0.8 cM region flanked by DNA markers KIC3-33.88 (33.0 Mb) and KIC3-34.06 (33.2 Mb). This study yields important findings for resistance breeding and for the genetic mechanism of Xoo resistance.     

水稻永久F2群体抽穗期QTL的上位性及其与环境互作效应的分析

利用源于杂交水稻汕优63的重组近交系（RI）,进行系间随机交配构建了水稻永久F2（IF2）群体。采用QTL作图软件QTL Mapper 2.0对IF2群体的抽穗期性状进行了分析,共发现了21个QTLs,分布于10条染色体上。对抽穗期QTL的加性效应,显性效应,加×加、加×显、和显×显上位性效应进行了估计,对遗传主效应与环境的互作效应做了预     

新疆棉花纤维品质性状的QTL分析

 以自育高品质中长绒棉品种（新陆中9号提高系）9-1696为母本,与主栽品种中棉所35为父本配置单交组合,筛选出12对SSR引物在F₂群体和B1群体进行纤维长度、整齐度、比强度和伸长率4个纤维品质性状的QTL分析,采用区间作图法（LOD>2.0）,在F₂群体中检测到6个与纤维品质性状连锁的QTL位点。其中,检测到纤维长度、纤维整齐度、伸长率各1个QTL位点,比强度检测到3个QTL。在B₁群体中检测到2个QTL,分别与比强度和纤维长度连锁。