小麦旗叶早衰性状的QTL定位

为小麦旗叶早衰性状的精细定位和基因克隆奠定基础,该试验以普通小麦(Triticum aestivum L.)‘宁春4号’和‘宁春27号’杂交得到的128个F10代RIL群体为研究材料,利用307对多态性SSR标记对小麦旗叶早衰性状进行了QTL定位,并通过构建整合图谱的方法进行了标记加密。结果表明,共检测到1个控制旗叶早衰性状的加性QTL,位于2A染色体长臂的gwm526和gwm382标记区间内,可解释49.88%的表型变异。经遗传图谱整合后发现,gwm526和gwm382标记之间存在124个SNP标记。     

不同发育时期小麦粒重性状QTL的动态分析

利用6044×01-35构建的重组自交系(RIL)群体为试验材料,对小麦粒重性状进行发育动态QTL分析。结果表明,在小麦花后子粒灌浆的7个不同时期,两个试验点共检测到16个与粒重性状相关的QTL。其中开花后20d检测到的单穗粒重QTL位于2A染色体上,解释率达12%,遗传效应超过10;两环境下控制千粒重QTL在7个时期均被检测到。花后的各个时期均能在Xgwm448-Xgpw7399标记区间定位到千粒重QTL。其中花后10d检测到1个千粒重QTL,位于2A染色体的Xgwm448-Xgpw7399标记区间,解释较大的表型变异,达到18%。Qtl8、Qtl13和Qtl14均定位在Xgwm448-Xgpw7399标记区间的同一位置,共同解释11%的表型变异。花后20d和花后25d均检测到1个QTL,位于2A染色体的Xgwm372-Xgwm95标记区间的不同位点,均能解释4%的表型变异。花后40d检测到1个QTL,位于1D染色体的Xwmc93-Xgpw2224标记区间,解释1%的表型变异。从连锁群的位置上看,控制千粒重的QTL主要集中在2A染色体的Xgwm448-Xgpw7399标记区间,这是一个控制千粒重QTL的富集区域,以期进行精细定位和图位克隆。     

冷型小麦旗叶的形态解剖学研究

利用扫描电镜对冷型小麦及对照品种旗叶的比较观察表明,冷型小麦叶表具有蜡质,气孔微凹陷分布于表皮细胞间,叶上表皮中分布有泡状细胞等形态特征,是其适于北方非灌区种植的结构基础,与对照泪科相比,冷型小麦叶表的蜡质较薄,泡状细胞的数目较少,体积也较小,这正是其利于水分散失,蒸腾从导致冠层温度较低的结构基础。     

小麦旗叶老化期间的内肽酶

小麦叶片中存在着内肽酶,其最适ｐＨ为４．８,最适反应温度为４５℃,小麦旗叶全展以后,净光合速率和总可溶性蛋白质含量下降,而内肽酶比活上升。用蛋白质合成抑制剂处理的结果表明,有内肽酶的从头合成;用激活剂和抑制剂处理的结果表明,小麦叶片中至少有３种类型的内肽酶,而在蛋白质降解中起主要作用的是巯基蛋白酶。     

控制小麦种、属旗叶水分利用效率的染色体背景分析

利用ＬＣＡ－３便携式光合仪对不同染色体背景的材料测定表明,就旗叶水分利用效率（ＷＵＥ）而言,不同染色体组的上排序为ＡＡ＞ＢＢ＞ＤＤ＞ＲＲ,说明Ａ组染色体上载有控制高ＷＵＥ的基因,对中国春双端体系列的研究表明,Ａ组染色体无论在缺失长臂和短臂时,其端体也保持较高的旗叶ＷＵＥ,在１ＡＬ、２ＡＬ、２ＡＳ、７ＡＳ染色体臂上载有控制高ＷＵＥ的基因。对小黑麦附加系的研究表明,４Ｒ染色体上载有控制高ＷＵＥ的基因,     

小麦旗叶保卫细胞长度的分布

植物叶表皮的气孔是蒸发植物体内水分的主通道,而小麦叶片气孔则是由两个哑铃状的保卫细胞组成,这种保卫细胞的长度分布具有一定的稳定性和规律性。为了摸清保卫细胞长度在小麦旗叶上的分布规律,以便进一步研究小麦旗叶的水分生理,1989年我们采用叶片保卫细胞长度观测法,对14个小麦基因型4200个旗叶保卫细胞进行了长度测量,现将测量结果报告如下:     

小麦旗叶老化期间的内肽酶

小麦叶片中存在着内肽酶,其最适pH为4．8,最适反应温度为45℃。小麦旗叶全展以后,净光合速率和总可溶性蛋白质含量下降,而内肽酶比活上升。用蛋白质合成抑制剂处理的结果表明,有内肽酶的从头合成;用激活制和抑制剂处理的结果表明,小麦叶片中至少有3种类型的内肽酶（即巯基蛋白酶、丝氨酸蛋白酶和金属蛋白酶）,而在蛋白质降解中起主要作用的是巯基蛋白酶。另外,氨基酸对内肽酶有保护作用,激素对内肽酶具有调节作用,活性氧对内肽酶的活力上升也有促进作用。     

揭开小麦旗叶高光效的秘密：旗叶的超分子结构基础

一、为什么要继续探索小麦 旗 叶高光效的秘密 1978年,在小麦返青后,上海市川沙县面对13万亩小麦黄弱苗不知所措而发愁。县科委便组织大家讨论,要不要给小麦追施穗肥?有人认为小麦已度过了三分之二的生长期,再施肥也是瞎子点灯白费蜡！就在争论不休的时刻,《植物杂志》上发表了“揭开小麦旗叶高光效的秘密”一文,给他们找到了答案。原来,小麦生长后期的叶片,尤以旗叶的光合效率最高,对籽粒形成和产量的贡献最大。原因是旗叶中具有高比例的多环叶肉细胞,其细胞内的叶绿体     

小偃6号小麦旗叶直立基因的染色体定位

本文首次对小麦旗叶姿态进行了比较系统的细胞遗传学研究。单体、端体的F_1及F_2分析表明:中国春2D染色体上至少有两个旗叶下披基因,即位于2DL上的P_1和2DS上的P_2,前者表达能力很强,后者则较弱,与小偃6号旗叶直立基因共存时分别表现为显性和隐性;小偃6号的旗叶直立基因E也位于2D染色体上,同(P_1+P_2)共存时表现为隐性,仅与P_2共存时则表现为显性。文章还就这些基因的染色体操作等进行了讨论。     

小麦旗叶和穗光合作用与耐旱性关系研究

研究了土壤干早胁迫下小麦（Triticum aestivum L.）旗叶和穗光合作用的差异及其与耐旱性的关系。结果表明,穗光合活性对干旱胁迫的敏感性低于旗叶叶片。干旱胁迫下。穗光合速率下降幅度远小于叶片,类胡萝卜素含世较高,色素含量、PSI活性下降幅度均小于叶片。且PEPC活性诱导增强,暗示穗器官较叶片有较强的耐逆性。     

杂交水稻亲本明恢63对纹枯病水平抗性的QTL定位

利用240份源于组合珍汕97／明恢63的重组自交群体（F11、F12）,连续两年进行2重复的随机区组田间试验,运用改进的纹枯病人工接种鉴定的方法,调查其纹枯病病级,结合该组合F9群体构建的分子标记遗传连锁图谱,运用区间作图法对抗纹枯病QTLs进行了定位。两年在第5染色体的相邻区间C624－C246（1999年）和C246－RM26（2000年）上各检测到一个抗纹枯病QTL,两者一个LOD值置信区间存在较大的重叠,而且LOD峰值位点很接近,推测它们可能是同一个QTL。两年在第9染本上均检测到一个QTL,分别位于C472－R26389（1999年）和RM247－RM242（2000年）区间上,两区间相距9．8cM。两年检测到的所有抗纹枯病QTLs均业自明恢63。     

Improving QTL Mapping Resolution Based on Genotypic Sampling—a Case Using a RIL Population

The QTL mapping results were compared with the genotypically selected and random samples of the same size on the base of a RIL population. The results demonstrated that there were no obvious differences in the trait distribution and marker segregation distortion between the genotypically selected and random samples with the same population size. However, a significant increase in QTL detection power, sensitivity, specificity, and QTL resolution in the genotypically selected samples were observed. Moreover, the highly significant effect was detected in small size of genotypically selected samples. In QTL mapping, phenotyping is a more sensitive limiting factor than genotyping so that the selection of samples could be an attractive strategy for increasing genome-wide QTL mapping resolution. The efficient selection of samples should be more helpful for QTL maker assistant selection, fine mapping, and QTL cloning.     

水稻加工品质数量性状基因座 (QTLs)分子定位研究

检测了Lemont/特青RI群体212个株系的糙米率（BR）,精米率（MR）和整精米率（HR）等3项加工品质性状,利用RFLP连锁图和线性模型的复合区间作图方法（QTLMapperV1.0)进行QTL定位研究。群体呈边境分布,双向超亲现象明显,HR较BR,MR变异范围更大并偏向低值方向;分别检测到1个MR,4个HR主效QTL,其中QHr6和QHr7等2个基因座具有较大遗传效应;分别检测到12对影响BR、5对影响MR,16对影响HR的上位性基因座,上位性效应的影响大于主效QTLs,不同性状或同一性状上位性效应通过共同的区间形成复杂的互相联系。     

基于基因型选择提高QTL作图的精度——以一个RIL群体为例

以PCR为基础的分子标记以及其他检测技术的发展,使得大规模的标记分析成为现实。这也为通过大群体标记分析,然后基于基因型选择挑选合适的小群体,从而提高QTL定位准确性和精度提供了可能。以一个包含294个家系的重组自交系（RIL）群体为例,通过基因型选择和随机选择的办法产生了一系列大小不等的亚群体,比较了两类群体QTL定位的结果。分析表明：相同大小的基因型选择群体与随机群体相比性状的表型分布都符合正态分布;标记的偏分离情况也没有明显的差别,都随着群体大小的增大,偏分离的比例也逐渐增大。但同等大小的基因型选择群体比随机群体的交换富集率（CE）要大,且随着选择强度的增大不断增大,如群体大小为270时,CE=1．04,群体大小为30时,CE=1．45。总体上,随着群体大小的增加,不管是随机群体还是选择群体,其QTL检测能力、灵敏性和特异性也随之增加,但选择群体的检测能力、灵敏性和特异性总体上要好于随机群体。当群体大于或等于240时,其QTL检测能力基本没有差别;群体大小大于或等于210时,其QTL检测的灵敏性和特异性也没有什么差别。这也说明：选择强度越大,效果越明显。以QTLI—LOD区间作为衡量QTL精度的一个指标,结果显示所有基因型选择群体都比相同大小随机群体的QTL定位精度高。目前QTL定位研究中,基因型数据较表型数据而言更容易准确获得,因此通过基因型选择可以更好的优化群体结构,减少田间实验的工作量,提高全基因组水平QTL作图的精度,为随后的QTL辅助选择和精细定位以及克隆提供帮助。     

Mapping QTLs for Phosphorus-Deficiency Tolerance at Wheat Seedling Stage

Soil phosphorus (P) deficiency is one of the major limiting factors to crop production throughout the world. It is an important strategy to breed varieties with improved P-deficiency tolerance for sustainable agriculture. The objective of this study was to map QTLs for P-deficiency tolerance in wheat, and develop molecular marker assisted selection in breeding wheat with improved P-deficiency tolerance. A doubled haploid (DH) population, consisting of 92 DH lines (DHLs) derived from P-deficiency tolerant wheat variety Lovrin 10 and P-deficiency sensitive variety Chinese Spring, was developed for mapping QTLs for P-deficiency tolerance. A genetic linkage map consisting of 34 linkage groups was constructed using 253 SSR markers. Shoot dry weight (SDW), tiller number (TN), shoot P uptake (SPU), and shoot P utilization efficiency (PUE) were investigated at seedling stage under P deficiency (−P) and sufficiency (+P) condition in two pot trials in 2002 and 2003, respectively. All traits segregated continuously in the population under either −P or +P condition. Significant positive correlations were found in between TN, SDW and SPU, whereas significant negative correlations were observed between PUE and SPU and between PUE and TN. Twenty and 19 QTLs were detected under −P and +P condition, respectively. The 39 QTLs were distributed on 21 chromosomal regions. There were three clusters of QTLs, which were associated with Xgwm25l (on chromosomes 4B), Xgwm271.2 (on chromosome 5A), and Xgwm121 (on chromosome 5D), respectively. Compared to the DHLs with all Chinese Spring alleles at the three loci, those with all Lovrin 10 alleles had, on average, much higher SPU, SDW and TN under −P condition in both trials, suggesting the importance of the three loci in controlling P-deficiency tolerance. It was interesting to find that two of the above three loci were closely linked with vernalization requirement genes VRN-A1 (on chromosome 5A) and VRN-D1 (on chromosome 5D). Potential implication of the linkage between P-deficiency tolerance and VRN genes was discussed.     

Mapping QTLs for tissue culture response in soybean (Glycine max (L.) Merr.)

Hempseed is rich in polyunsaturated fatty acids (PUFAs), which have potential as therapeutic compounds for the treatment of neurodegenerative and cardiovascular disease. However, the effect of hempseed meal (HSM) intake on the animal models of these diseases has yet to be elucidated. In this study, we assessed the effects of the intake of HSM and PUFAs on oxidative stress, cytotoxicity and neurological phenotypes, and cholesterol uptake, using Drosophila models. HSM intake was shown to reduce H₂O₂ toxicity markedly, indicating that HSM exerts a profound antioxidant effect. Meanwhile, intake of HSM, as well as linoleic or linolenic acids (major PUFA components of HSM) was shown to ameliorate Aβ42-induced eye degeneration, thus suggesting that these compounds exert a protective effect against Aβ42 cytotoxicity. On the contrary, locomotion and longevity in the Parkinson’s disease model and eye degeneration in the Huntington’s disease model were unaffected by HSM feeding. Additionally, intake of HSM or linoleic acid was shown to reduce cholesterol uptake significantly. Moreover, linoleic acid intake has been shown to delay pupariation, and cholesterol feeding rescued the linoleic acid-induced larval growth delay, thereby indicating that linoleic acid acts antagonistically with cholesterol during larval growth. In conclusion, our results indicate that HSM and linoleic acid exert inhibitory effects on both Aβ42 cytotoxicity and cholesterol uptake, and are potential candidates for the treatment of Alzheimer’s disease and cardiovascular disease.     

水稻低温发芽性QTL的分子标记定位

利用1个粳／籼交来源的重组自交系群体,采用纸卷法在15℃低温条件下进行发芽试验,在发芽培养的6～14d中每天观测统计1次发芽率(％)。结合一张含有198个DNA标记的连锁图谱,用复合区间作图法定位水稻低温发芽性QTL。共检测到7个主效应QTL,分别位于水稻1、3、5、6和8号染色体上,单个QTL对性状的贡献率为5％～16％。其中,位于3号染色体标记区间RM148-RM85的qLTG-3-2和位于8号染色体标记区间RM223-RM210的qLTG-8-1对性状的贡献率最大,分别达16％和14％。QTL qLTG-3-2在发芽培养6～10d中表达,其效应由强渐弱,对性状的贡献率由发芽培养6d时的16．4％逐渐降低为发芽11d时的5．1％;而QTL qLTG-8-1则在发芽培养9～14d中起作用,其效应值由小逐渐增大,对性状的贡献率由发芽9d时的8．6％逐渐上升为发芽13～14d的14％。尽管这2个QTL加性效应的大小在低温发芽过程中按一定趋势变化,但加性效应的方向始终是一致的。QTL qLTG-3-2的增效基因来源于亲本特青,而QTL qLTG-8-1的增效基因来自于亲本Lemont。这2个QTL的增效等位基因有望作为分子标记辅助育种的操作对象,用于水稻品种低温发芽性的遗传改良。     

大白菜部分形态性状的QTL定位与分析

应用352个标记位点的大白菜AFLP和RAPD图谱和一套栽培品种间杂交获得的重组自交系群体,采用复合区间作图的方法对大白菜9个形态性状进行QTL定位及遗传效应研究。在14个连锁群上检测到50个QTL:其中控制株型的QTL有5个;控制株高的QTL有6个;控制开展度的QTL有5个;控制最大叶长的QTL有7个;控制最大叶宽的QTL有4个;控制叶形指数的QTL有6个;控制中肋长的QTL有7个;控制中肋宽的QTL有4个;控制抽苔的QTL有6个。另外,估算了单个QTL的遗传贡献率和加性效应。这将为大白菜品种改良中形态性状的分子标记辅助选择提供理论依据。