大豆遗传图谱的构建和若干农艺性状的QTL定位分析

大豆许多重要农艺性状都是由微效多基因控制的数量性状,对这些数量性状进行QTL定位是大豆数量性状遗传研究领域的一个重要内容.本研究利用栽培大豆科新3号为父本、中黄20为母本杂交得到含192个单株的F2分离群体,构建了含122 个SSR标记、覆盖1719.6cM、由33个连锁群组成的连锁遗传图谱.利用复合区间作图法,对该群体的株高、主茎节数、单株粒重和蛋白质含量等农艺性状的调查数据进行QTL分析,共找到两个株高QTL,贡献率分别为9.15%和6.08%;两个主茎节数QTL,贡献率分别为10. 1%和8.6%;一个蛋白质含量QTL,贡献率为9.8%;一个单株粒重QTL,贡献率为11.4% .通过遗传作图共找到与所定位的4个农艺性状QTL连锁的6个SSR标记,这些标记可以应用于大豆种质资源的分子标记辅助选择,从而为大豆分子标记辅助育种提供理论依据.     

菜用大豆产量相关性状的遗传分析

对 19个菜用大豆品种与产量有关的10个农艺性状进行遗传分析的结果表明,生育期和主茎节数遗传力偏高;单株荚数、分枝数遗传力偏低;单株产量、单株荚数的遗传变异系数很大,其遗传进度的值也较大;生育期的遗传变异系数小, 遗传进度也小,遗传相关分析结果表明,产量与生育期、单株结荚数相关关系密切。菜用大豆遗传参数分析结果与前人对食用大豆的研究结果趋势一致。     

水稻生物学产量及其构成性状的QTL定位

QTL的加性效应、加性×加性上位性效应及它们与环境的互作效应是数量性状的重要遗传分量.利用IR64/Azucena的125个DH品系为群体,分析了水稻生物学产量及其两个构成性状干草产量和谷粒产量的遗传组成.用基于混合模型的复合区间作图(MCIM)方法进行QTL定位.检测到12个位点有加性主效应,27个位点涉及双位点互作,18个位点存在环境互作.结果表明水稻生物学产量和它的两个构成性状普遍存在上位性效应和QE互作效应.此外,还探讨了性状间相关的遗传基础.发现4个QTLs和一对上位性QTLs可能与生物学产量与干草产量之间的正相关有关.3个QTL可能与干草产量与谷粒产量之间的负相关有关.这些结果可能部分地解释了这3个性状相关的遗传原因.通过对水稻生物学产量及其两个构成性状所定位QTL的分析,加深了对数量性状QTL的认识.首先,QTL的上位性效应和QE互作效应是普遍存在的;其次,QTL的多效性或紧密连锁可能是遗传相关的原因,当QTL对两个性状作用的方向相同时可导致正向遗传相关,反之则为负向遗传相关,当有些QTL表现为同向作用而另一些QTL表现为反向作用时,则可削弱性状间的遗传相关性;第三,复合性状的QTL效应可分解为其组成性状的QTL效应,如果QTL对各组成性状的效应方向相反而相互抵消,可使复合性状的QTL效应不易被检测;第四,加性效应的QTL常参预构成上位性效应,而具有上位性效应的QTL并非都有加性主效应,表明忽略上位性的QTL定位方法会降低检测QTL的功效;最后,鉴别不同类型的QTL效应有利于指导育种实践,选择主效QTL适用于多环境,QE互作QTL适用于特定环境,对上位性QTL应强调选择基因组合而并非单个基因.     

江淮下游地区大豆地方品种的初步研究——Ⅱ.数量性状的遗传变异

本文研究了江淮下游大豆地方品种生育期、产量、机械化栽培方面共17种数量性状的遗传变异。试验材料为本地区有代表性的78个地方品种,四次重复,随机区组设计。 性状的遗传型变异系数(GCV)、遗传力(h~2)以及预期遗传进度(GS)表明本区大豆地方品种自然群体生育前期、后期、全生育期,产量、分枝数、主茎节数、每节荚数、百粒重、瘪粒率、一株荚数、一株粒数、一株粒重、株高、结荚高度、倒伏性等15种数量性状具有丰富的遗传变异、选择潜力和良好的预期选择效果。证明除每荚粒数、茎粗两性状外,本区大豆地方品种主要数量性状的多基因资源十分丰富,是大豆育种宝贵的基本材料。     

不同结荚习性夏大豆种质的农艺表现及其与产量的相关分析

以533份不同结荚习性大豆种质为试验材料,研究了不同结荚习性大豆种质在黄淮夏播生态区的农艺性状表现,并对主要农艺性状和产量的相关性进行了分析。结果表明:大豆种质的营养期、株高、有效分枝、单株荚数、倒伏性、株型等性状的平均值随无限-亚有限-有限结荚习性递减,生殖期、单株粒重、百粒重、小区产量等性状平均值的变化趋势则相反。相关分析表明,无限结荚习性种质的产量与株高、单株粒重呈极显著正相关,偏相关系数分别为0.602**、0.566**,与有效分枝、倒伏性呈显著负相关,偏相关系数分别为-0.384*、-0.451*。亚有限结荚习性种质的产量与生殖期、单株粒重呈显著、极显著正相关,偏相关系数分别为0.156*、0.536*,与有效分枝呈极显著负相关,偏相关系数为-0.323**。有限结荚习性种质的产量与单株粒重、株高呈极显著正相关,偏相关系数分别为0.433**、0.262**,与株型、单株荚数呈显著、极显著负相关,偏相关系数分别为-0.149*、-0.198**。结合不同结荚习性品种的生长特点,本研究认为,无限结荚习性品种株高较高且株高与产量呈极显著正相关,适合干旱地区种植;亚有限结荚习性品种生殖期与产量呈正相关,生殖期内生长旺盛需要较多的养分供应;有限结荚习性品种的营养生长持续时间短,株高较矮,吸收光能有限,实现高产主要依赖各性状器官间的平衡。生产中,有限结荚习性品种的营养生长期间既需要充足的肥水促其生长,又要防止旺长。     

芥菜型油菜每角籽粒数QTL 的上位性互作和环境互作分析

【目的】为揭示芥菜型油菜及芸薹属作物每角籽粒数形成的分子机理,提高和改良芥菜型油菜产量和育种工作奠定基础。【方法】研究以包含221个芥菜型油菜株系的重组自交系(recombinant inbred line, RIL)群体为材料,在5个环境条件下对每角籽粒数性状进行加性QTL、加性×加性上位互作及环境互作分析。【结果】(1)共检测到7个与每角籽粒数相关的加性QTL,主要分布在芥菜型油菜A02、A03、A05、A08、B02和B03等染色体上,其加性效应分布在(-11.642 4)～4.524 6之间,其中qSS2-71的加性效应和遗传率均最大,分别达到-11.642 4和14.44%,其余6个加性QTL的加性效应和遗传率均较小;(2)检测到7对影响每角籽粒数的加性×加性QTL上位互作效应及其与环境的互作效应,上位性QTL互作效应值分布在(-4.930 8)～4.193 6之间,7对上位性QTL与不同环境互作的遗传力均接近0;(3)每角籽粒数性状的广义遗传率为80.98%,狭义遗传率为30.98%。【结论】综合分析,芥菜型油菜每角籽粒数受一定环境影响,但控制该性状的加性效应受环境影响较小...     

甘蓝型油菜主要农艺性状的遗传模型和基因效应分析

本文以甘蓝型优质油菜(81008×Tower)正反交各12个世代的资料,按照4种不同的遗传模型,对包括单株产量在内的8个农艺性状的遗传方式进行了详尽地分析。结果表明:所有性状的遗传皆不符合简单的加性-显性模型,上位性效应普遍存在,且对世代平均数有较大影响;单株产量及几个产量性状的遗传均受重复型互作基因的控制,杂种优势需利用三基因或多基因间的互作效应。     

水稻柱头外露率QTLs定位及其互作分析

以协青早B/密阳46所构建的RIL群体及其相应分子遗传图谱,设置海南和杭州两地遗传试验,应用基于混合线性模型检测QTL主效应、上位性效应和G×E互作效应的遗传分析方法,对水稻柱头外露率(%)进行QTL联合分析．结果表明,该性状明显表现出海南较高(21．83%)而杭州较低(8．35%)的趋势．试验检测到1个主效应QTL(qSE6-1),其LOD值高达28．16,对性状表型的贡献率为14．14%,增效等位基因来自于母本,加性效应为5．10%,不存在显著的GE互作．试验还检测到3对显著的加性×加性双基因互作,上位性互作性效应和贡献率相对较小,且与环境不存在显著的互作．     

玉米几个数量性状在不同发育阶段的基因效应分析

玉米株高、粒重和单株叶数在不同发育阶段的基因效应分析表明,终结性状的基因效应值为不同发育阶段性状净增量基因效应值的代数和,这使不同发育阶段净增量的正负基因效应相互抵消,故使终结性状的基因效应不能充分反映控制该性状的基因(组)在发育过程中的真实作用方式。不同发育阶段基因效应的符号、显著性关系及遗传模型的明显差异被认为是不同发育阶段由不同基因(组)作用的结果。净增量的基因效应估计值表明,显性效应在株高和粒重中比加性效应更重要,而单株叶数则相反;上位性效应普遍存在,其中株高>单株叶数>粒重。     

玉米株高和穗位高遗传基础的QTL剖析

利用玉米强优势组合(Mo17×黄早四)自交衍生的191个F2单株构建了由SSR和AFLP标记组成的分子连锁图谱.F2进一步自交产生的184个F2:3家系用于调查株高和穗位高的表型值.采用基于混合线性模型的复合区间作图法和相应的作图软件QTLmapper/V2.0,分别定位了7个株高和6个穗位高QTL;检测到18对控制株高和13对控制穗位高的上位性效应位点;同时发现了与环境存在显著互作的6个株高和8个穗位高单位点标记区域以及4对株高和4对穗位高上位性效应区域.分析了各种遗传因素在株高和穗位高遗传基础中的相对作用大小,指出了加性、显性和上位性是玉米株高和穗位高的重要遗传基础.并对所定位的QTL的真实性、株高和穗位高的关系以及研究结果对分子育种的启示予以讨论.     

播种季节和种植方式对多年生苦荞主要农艺性状的影响

该研究选取六个多年生苦荞新品系,对春季、秋季直播与秋季再生其主要农艺性状进行调查。结果表明:(1)不同播种季节对多年生苦荞新品系主花序的花粉可育率、总结实率、有效结实率、植株株高、主茎粗、主茎分枝数、主茎节数、籽粒百粒重、单株粒数、单株产量的影响均达到显著或极显著水平;秋播主花序花粉可育率、总结实率、有效结实率、植株主茎分枝数、籽粒百粒重、单株粒数、单株产量均极显著高于春播;植株株高、主茎粗、主茎节数均极显著低于春播;主花序花朵大小、籽粒种子长宽比无显著差异。(2)不同种植方式对主花序花粉可育率、有效结实率、植株主茎节数及籽粒百粒重的影响达到显著或极显著水平;秋季再生主花序花粉可育率、籽粒单株粒数显著高于秋季直播;主花序有效结实率、植株主茎粗、主茎节数、籽粒百粒重显著低于秋季直播;主花序花朵大小、总结实率、植株株高、主茎分枝数、籽粒种子长宽比、单株产量无显著差异;相关分析表明,各生长季节下主花序有效结实率及单株粒数与单株产量的相关系数均最高。(3)所有参试品系中,1612-241秋季直播的单株产量显著高于其他品系; 1612-16、1612-33秋季再生单株产量较正季优势显著。该研究结果有助于筛选出适宜一季播种两季收获的优良品系,为今后多年生苦荞的选择育种提供线索基础。     

油用向日葵主要农艺性状的遗传效应及相关性研究

根据加性-显性与环境互作的遗传模型,对6个油用向日葵自交系及其配制的9个杂交组合在2个环境下的7个农艺性状表现进行遗传分析,揭示油用向日葵主要农艺性状遗传性质、规律以及主要农艺性状对含油率的贡献率。结果表明:株高、茎粗、盘径、百粒重、籽仁率和单盘粒重等6个遗传性状主要受加性和显性共同控制,结实率的遗传以加性、显性×环境互作效应为主,籽仁率、单盘粒重以加性、显性、显性×环境互作效应为主;性状间的各项遗传相关性多以加性遗传相关为主。百粒重的净效应对籽实含油率的加性遗传方差贡献率最高,结实率的净效应对籽实含油率的显性遗传方差贡献率最高,单盘粒重对籽实含油率的加性×环境互作遗传方差的贡献率最高。     

稻米粒形的QTL定位及上位性和QE互作分析

利用'广陆矮4号'×'佳辐占'水稻重组自交系构建了SSR标记的遗传图谱.联合2007年和2008年获得的两组稻米粒长(GL)、粒宽(GW)、长宽比(L/W)数据应用混合线性模型方法进行QTL定位,并作加性效应、加性×加性上位互作效应以及加性QTL、上位性QTL与环境的互作效应分析.结果显示;(1)在加性效应分析中两个群体共检测到4个控制粒长的QTL,4个控制粒宽的QTL,5个控制长宽比的QTL,贡献率分别为13.81%、15.36%和 16.29%.(2)在上位互作效应分析中两个群体共检测到2对控制粒长的互作QTL,1对控制粒宽的互作QTL,3对控制长宽比的互作QTL,贡献率分别为5.77%、2.59%和7.42%.(3)环境互作检测中,发现共有13个加性QTL和4对QTL的加性×加性上位性与环境产生了互作效应.结果表明,上位性效应和加性效应都影响稻米粒形遗传,QE互作效应也对粒形有着显著的影响.     

冬小麦产量性状的遗传效应分析

以农大139等7个冬小麦品种进行4×3不完全双列杂交,采用加性-显性及其与环境互作的遗传模型对亲本、F_1和F_2的株高、主穗穗长、单株穗数、主穗小穗数、千粒重和单株粒重6个性状进行遗传分析．结果表明,株高和主穗长主要受加性效应控制,而单株穗数、主穗小穗数、千粒重和单株粒重主要受显性×环境互作效应影响．矮2杂交后代易选到矮株,奥里生杂交后代易得到大穗材料,农林10号和奥里生的杂交后代分蘖力将加强,814的杂交后代小穗数增多,814杂交后代千粒重增高．所有产量性状未表现明显的杂种优势．     

利用双单倍体群体剖析水稻产量及其相关性状的遗传基础

主效QTL、上位性效应和它们与环境的互作(QE)都是数量性状的重要遗传因素。利用籼粳交珍汕97／武育粳2号F1植株上的花药进行组织培养得到的190个双单倍体群体和179个微卫星标记,通过两年两重复田间试验,采用混合线性模型方法分析了9个控制水稻产量及其相关性状的遗传效应,得到57个主效QTL,41对上位性互作,8对QTL与环境的互作和7对上位性效应与环境的互作。单个主效QTL解释这些性状1．3％～25．8％的表型方差。各性状QTL的累积表型贡献率达11．5％～66．8％。大多数性状之间具有显著的表型相关性,相关性较高的性状之间常具有较多共同或紧密连锁的QTL。结果表明,基因的多效性或紧密连锁可能是性状相关的重要遗传基础。     

山东大豆种质资源形态多样性分析

通过对山东省205份大豆种质资源的形态多样性分析,结果表明主茎节数的形态多样性指数最高,为1．96;花色的遗传多样性指数最低,为0．63。总体上是数量性状形态多样性指数大于质量性状。通过主成分分析,第一主成分的方差贡献率为36．49％,第二主成分的方差贡献率为13,24％;基于形态性状的聚类分析把205份材料聚为3类,其中第1类149份材料,品种生育日数较短,株高低,主茎节数和分枝数均少于其他2类。第2类54份材料,品种生育日数稍长,单株荚数、单株粒数较多,株高较高,百粒重较小。第3类仅2份材料,分别来自第Ⅳ生态区和第Ⅴ生态区。这2个品种生育期较长,株高较高。百粒重较大。     

矮生菜豆豆荚产量构成因素的通径分析

以8个矮生菜豆品种为材料,研究了单株豆荚产量与其主要构成因素的关系,结果表明,单株豆荚产量及作为豆荚产量构成因素的主茎高、分枝数、花序数、豆荚数、豆荚长和豆荚重在品种间均存在极显著的差异;但这些产量构成因素与单株豆荚产量之间,无论是表型相关系数还是遗传相关系数或是环境相关系数均未达到显著水平。通径分析结果显示,一个与单株豆荚产量关系密切的性状。其对单株豆荚产量的效应总是由于存在一个或多个负向的间接通径系数而被削弱。从而掩盖了该性状对单株豆荚产量的遗传效应,从表型和遗传通径系数看,对单株产量最为重要的是单株结荚数及单株花序数。单株分枝数、主茎高和豆荚重其次。豆荚长则较为次要。根据通径分析结果,就矮生菜豆丰产性育种中各有关性状的选择进行了讨论。     

东北春大豆种质资源表型分析及综合评价

种质资源是大豆遗传育种和解析复杂数量性状的基础,通过对种质资源的评价,可指导育种实践中优异互补亲本的选择,提高优异基因交流累加和新品种培育的效率。本研究选用来自东北三省一区1923-2010年间选育的340份春大豆种质资源,通过在牡丹江地区对12个表型性状的2年综合鉴定,评价品种群体遗传变异特点和筛选优异种质资源,结果表明:(1)春大豆种质资源表型变异丰富。除生育期年份间差异不显著外,其他性状品种间和年份间均呈显著的差异,且2年变化趋势相同。有效分枝数变异幅度最大,其次是主茎荚数、单株粒重和株高,这些性状选择潜力较大,品质性状的变异幅度较小,选择潜力有限;(2)表型性状特征频率分布均符合正态分布。受育成单位纬度和育种目标的影响,生育期呈现北早南晚,北部育成品种营养体较小、植株矮小、节数相对较少、脂肪含量较高,南部育成品种营养体较大、植株高大、单株有效节数多且主茎单节最多荚数多,部分品种蛋白质含量相对较高;(3)采用主成分分析方法综合评价表明,吉育71的ZF值最高,综合性状表现最好,表型性状与ZF值相关分析结果显示,生育期、株高、主茎节数、地上部生物产量、收获指数、主茎荚数和主茎单节最多荚数等7个表型性状可作为春大豆种质资源综合评价指标。在大豆育种中应重视利用具有丰富遗传多样性的基因资源,在亲本选配时适当选择综合性状优良、育种性状优势互补的种质。     

干旱胁迫对大豆生长的影响及抗旱性评价方法与指标筛选

2014-2015年在年降雨量不足40 mm的敦煌市,设干旱和正常灌水两个处理,通过测定12份大豆品种的8个形态指标(株高、主茎节数、有效分枝数、单株荚数、单株粒数、单株粒重、单株生物量和百粒重)及小区产量,采用改进抗旱指数法及权重隶属函数值D对其进行抗旱性评价,并筛选出3份不同抗旱类型的大豆品种进行生理指标测定,验证该方法和指标。结果显示,与灌水处理(CK)相比较,干旱胁迫下的8个形态指标及产量,2014年除有效分枝数及百粒重差异不显著外,其余考察性状均达到了极显著差异,2015年所有考察表型性状均达到极显著差异;两年权重隶属函数法评价结果显著相关,小区产量与两年两种评价方法极显著相关;两种处理下,中度抗旱(中黄24)、弱抗旱品种(WDD00172)的SOD活性、POD活性、CAT活性、丙二醛含量、可溶性糖含量差异极显著,且与权重隶属函数值D显著相关,而强抗旱品种(晋豆21号)中SOD活性、POD活性、脯氨酸含量差异不显著,且6个生理指标与权重隶属函数值D均不相关。因此,权重隶属函数法和小区产量可作为大豆抗旱性评价单一可靠的方法与指标。     

云南香型软米水稻资源农艺性状遗传效应研究

选取5份云南地方香型软米水稻种质资源和6份自育香型软米保持系按5×6不完全双列杂交设计(NCⅡ)配制成30个组合,采用加性-显性-上位性遗传模型,分析云南香型软米11个农艺性状的遗传效应。结果表明,云南香型软米多数农艺性状的遗传主要受加×加上位性效应、加性×环境效应、显性×环境效应的影响,还存在不同程度的加性效应和显性效应,单株产量受基因加性效应、显性效应、加×加上位性效应、加性×环境效应、显性×环境效应的影响;株高、有效穗的遗传率以普通狭义遗传率为主,其他性状的普通狭义遗传率和互作狭义遗传率均达极显著水平;产量构成性状之间存在不同类型和不同程度的遗传相关,多数性状之间以加×加上位性、加性×环境和显性×环境互作效应显著。