小麦重组自交系(RILs)群体碳同位素分辨率的QTL分析

为了探知小麦水分利用效率(WUE)碳同位素分辨率(Δ)的遗传机理,以小麦重组自交系(RILs)群体为材料,在不同水分条件下研究Δ的遗传规律,并进行QTL定位。结果表明:(1)RILs群体的Δ值呈正态分布,Δ属于数量性状遗传。(2)共检测到11个主效QTL,主要位于2B、3B、7B、1D和3D染色体上,表型贡献率在10.83%~46.87%之间,有9个加性QTL(A-QTL)与环境发生互作,互作贡献率在1.02%~3.15%之间。(3)检测到5对影响Δ的上位QTL(AA-QTL),其中3对AA-QTL与环境发生互作,互作贡献率在0.86%~2.01%之间。(4)加性效应及贡献率大于上位性效应及贡献率,A-QTL与环境互作贡献率大于AA-QTL与环境互作贡献率,表明RILs群体中Δ遗传变异主要受加性效应影响,控制Δ的主效基因作用较大,受水分环境影响较小。     

不同生长环境下水稻穗伸出度的QTL分析

以十和田/昆明小白谷225个F14家系为作图群体,在云南省弥勒县(正常生长环境)、嵩明县(自然低温胁迫环境)、丽江市(自然低温胁迫环境)等3个试点不同年份共5种不同生长环境下进行了水稻主穗和分蘖穗穗伸出度的异地鉴定,并利用SSR标记对水稻穗伸出度进行了QTL分析。检测结果表明,在5种不同的生长环境下共检测到12个与水稻穗伸出度相关的QTL,分别分布于第1(2个QTLs)、2、4、6(3个QTLs)、7(3个QTLs)、9(2个QTLs)号染色体,对表型的贡献率为3.72%~22.17%。其中与主穗穗伸出度相关的QTL共11个,与分蘖穗穗伸出度相关的QTL共7个,其中6个在主穗和分蘖穗上均检测到。在与主穗穗伸出度相关的11个QTL中,q PE-7-1在4种环境下均被检测到,解释的表型变异为9.49%~22.17%;q PE-1-1、q PE-1-2、q PE-6-1和q PE-9-2 4个QTL在2种环境下均被检测到。在与分蘖穗穗伸出度相关的7个QTL中,q PE-1-2、q PE-7-1和q PE-6-1 3个QTL在2种环境中均被检测到,解释的表型变异率分别为4.35%~12.64%、13.22%~20.89%和11.49%~15.73%。     

大豆叶绿素含量QTL定位及候选基因预测

叶绿素是调节光合作用的关键色素,对籽粒形成有着重要作用。本研究以美国半矮秆大豆Charleston为母本,东北地区主栽品种东农594为父本杂交衍生的147个重组自交系群体为材料,基于经SLAF测序获得的大豆高密度遗传图谱,利用复合区间作图法(CIM)、多重区间作图法(MIM)和完备区间作图法(ICIM)对大豆叶绿素含量进行QTL联合定位分析,并结合大豆基因组基因注释信息对QTL区段内的候选基因进行预测。利用CIM算法定位出2个QTL,表型遗传贡献率分别为6%和9.3%。利用MIM算法定位到了1个QTL,表型遗传贡献率为8.1%。利用ICIM算法定位到了1个QTL,表型遗传贡献率为7.76%。其中qchl-G-1被CIM和MIM两种算法同时检测到。在上述3个QTL区段内共含有151个基因,根据大豆基因组基因注释信息,筛选到了3个与叶绿素相关的候选基因,这些结果为叶绿素含量的遗传剖析和标记辅助育种提供理论基础,有利于分子辅助育种的发展。     

小麦旗叶长、宽及面积的QTL分析

以小麦品种‘小偃81’和‘西农1376’构建的含236个家系的自交重组系(RIL)群体(F2:7、F2:8代)为研究材料,采用完全随机区组设计,连续2年在陕西杨陵、河南驻马店和山东济南于灌浆期(花后20d)随机取每个株系10株测量旗叶长、宽,并利用172个SSR标记构建了遗传连锁图谱,通过基于完备区间作图法的QTL IciMapping V3.2软件,对控制小麦旗叶长、宽和面积的数量性状位点(QTL)进行了加性效应分析。结果发现:(1)9个旗叶长QTLs位于1A、4A、3B、5D和7D染色体上,单个QTL可解释5.10%~16.44%的表型变异;10个旗叶宽QTLs位于1A、3A、5A、7A、3B和5D染色体上,单个QTL可解释4.63%~14.24%的表型变异;12个旗叶面积QTLs位于1A、4A、3B、2D和5D染色体上,单个QTL可解释4.25%~22.67%的表型变异。(2)控制小麦旗叶长、宽和面积的QTLs存在差异,同一QTL在不同性状中的遗传贡献率也不同。(3)同一性状在同一年份,不同地点和在不同年份,相同地点下检测到的QTLs有的相同,但有的差异明显。(4)有些控制不同性状的QTLs在染色体的同一标记区间,表现一因多效。研究表明:位于1A和5D染色体上的2个加性QTLs都同时控制旗叶长、宽和面积,且前者为主效基因,后者遗传贡献率也较大,可用于标记辅助育种和分子聚合育种。     

利用三倍体胚乳遗传模型定位玉米籽粒淀粉含量QTL

在两种环境条件下种植以普通玉米自交系丹232和爆裂玉米自交系N04为亲本构建的259个F2:3家系群体, 采用SSR标记构建了包含183个标记的玉米遗传连锁图谱, 覆盖玉米基因组1 762.2 cM, 标记间平均距离为9.6 cM。利用三倍体胚乳遗传模型和区间作图方法对籽粒淀粉含量进行了QTL定位和遗传效应分析, 春、夏播条件下共检测到10个QTL, 春播条件下检测到的QTL在夏播均被检测到, 分别位于第1、3、4、5、7染色体上,可解释淀粉的表型总变异分别为36.84%和72.65%, 单个QTL解释表型变异介于4.74%~11.26%。在检测到的 QTL中, 有2个QTL的遗传作用方式在春播均表现为超显性, 而夏播分别为加性和部分显性; 其他2个为加性, 1个为部分显性, 5个为超显性。3个QTL的增效基因来自丹232, 其余QTL的增效基因均来自N04。     

小麦萌发期抗旱和耐盐性状的QTL分析

该研究以‘山农0431×鲁麦21’RIL群体及其父母本为材料,用20%PEG-6000溶液和100 mmol·L-1 NaCl溶液分别模拟干旱和盐环境,对12个小麦萌发期抗旱耐盐相关性状进行测定,结合已构建的分子标记遗传图谱对小麦萌发期抗旱、耐盐的相关性状进行QTL分析,为小麦抗旱、耐盐基因的克隆和分子标记辅助选择提供参考。结果表明:(1)正常、干旱和盐胁迫3种处理下共检测到143个QTL。检测到相对高频QTL(RHF-QTL)29个,平均贡献率范围为4.39%~13.28%,贡献率在10%以上的主效RHF-QTL有10个。(2)检测到胁迫下特异表达的RHF-QTL共17个,正常处理下特异表达的RHF-QTL为8个,稳定表达的RHF-QTL为4个。(3)QTL分析结果表明,7个RHF-QTL形成了3个QTL簇,且分布在2D、4D和5B等3条染色体上,其中:QC1位于2D染色体的wPt-6847~D-1172783区间,包括3个QTL(QRl-2D.2、QSdw-2D.3、QTdw-2D);QC2位于4D染色体短臂的D-2245724~D-1108531区间,包括2个QTL(QSl-4D、QShl-4D);QC3位于5B染色体的D-982263~S-1083095区间,包括2个QTL(QSl-5B.2、QTdw-5B.1)。     

裸燕麦子粒性状的QTL研究

以六倍体裸燕麦578(大粒品种)和三分三(小粒品种)为亲本进行杂交,构建包含202个家系的F2遗传作图群体。由172个SSR标记构建出包含21个连锁群的遗传连锁图谱。采用复合区间作图对子粒性状进行QTL定位,共检测到17个控制子粒长度、宽度、千粒重的QTL位点。其中,6个与子粒长度相关的QTL位点表型的贡献率为0.70%~12.83%,5个与子粒宽度相关的QTL位点表型的贡献率为0.77%~12.92%,6个与子粒千粒重相关的QTL位点表型的贡献率为0.58%~10.64%。在这些QTLs中有4个的贡献率达到了10%以上,分别是与子粒长有关的qGL-2(12.83%)、与子粒宽有关的qGW-5(12.92%)以及与千粒重有关的qTGW-3(10.64%)和qTGW-4(10.05%),被认为是主效基因所在位点。而且qGL-2和qTGW-4位于连锁群的相同位置上。还发现第3号连锁群上AM1089~AM1512区段分别与子粒长度、宽度和千粒重相关,同时3号连锁群AM86-2~AM1044区间分别与子粒长度和千粒重相关,而位于第21号连锁群AM3217~AM965区段分别与子粒宽度和千粒重相关。这一研究为燕麦子粒性状的深入研究和相关标记开发以及分子辅助选择研究奠定了基础。     

GW3-1和IND109标记对普通小麦粒重的QTL定位分析

应用一个由115个系组成的W7984/Opata85的重组自交系(RIL)群体,建立了一个由394个(292个RFLP、94个SSR和8个特殊的基因杂交探针)DNA分子标记组成的遗传连锁图,对小麦千粒重进行了单个标记的回归分析和复合区间作图的QTL定位,在单个标记的回归分析中检测到11个千粒重的QTLs(P<0.01);复合区间作图分析结果表明,其中4个标记bcd348a、GW3-1、IND109和Rz2的遗传效应较大,其贡献率分别为9.1%、19.0%、8.07%和8.14%,分别位于小麦的2BS、4AL、5BL和7DS上,特别是在水稻第3条染色体上控制籽粒大小的GW3-1和IND109分别位于小麦4A和5B染色体的长臂端.研究结果对小麦应用分子标记辅助选择或分子克隆基因有重要的参考价值.     

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...     

水稻DH群体籽粒充实度的QTL定位

籽粒充实度较差是当前水稻亚种间杂种优势利用中所面临的最大障碍之一。研究采用籼粳交(圭630×02428)来源的DH群体对水稻籽粒充实度进行QTL分析,检测到1个主效应QTL(qGP-7),该QTL位于第7染色体RZ978～RG404a～RG404c区间的大约26cM的染色体区段上,对籽粒充实度的贡献率为10%～15%。发现了2对"加性×加性"效应的互作QTL,对籽粒充实度的贡献率皆为20%左右,表明QTL的上位性是控制籽粒充实度的重要遗传基础之一。还对亚种间杂交稻育种中"以饱攻饱"的亲本选配策略作了讨论。