水稻糙米重金属Cd含量的QTL分析

镉(Cd²⁺)是一种分布较广泛、毒性较强的一种重金属, 文章利用韭菜青×IR26杂交衍生的一个重组自交系群体(Recombinant inbred lines, RIL)及构建的SSR分子遗传图谱, 对控制糙米中Cd²⁺含量的QTL进行分析, 为选育籽粒中Cd²⁺低吸收或低积累的水稻品种提供参考。结果表明, 在Cd²⁺胁迫(5 mg/kg)处理条件下, 共检测到2个与糙米Cd²⁺含量有关的QTLs, 分别位于水稻第11染色体上的标记RM6288-RM6544和RM167-RM5704之间, 其中qCCBR-11a对表型贡献率为11.17%, 加性效应0.089; qCCBR-11b对表型变异贡献率为7.66%, 加性效应0.075。相关分析显示, 糙米Cd²⁺含量与株高、每穗总粒数、每穗实粒数、结实率和千粒重等产量性状的相关性均不显著, 糙米中Cd²⁺含量是一个相对独立、由基因控制的遗传性状。     

水稻QTL定位研究进展

水稻的许多重要农艺性状均属于数量性状,研究水稻数量性状遗传对水稻育种具有十分重要的意义.近年来大量的研究揭示了水稻QTL的基本特征,剖析了重要农艺性状的遗传基础,给水稻遗传改良带来了新策略,不断深入的研究已经完成了水稻特定数量基因的精细定位和克隆,到目前为止已经有一万多个水稻QTL进行了定位,其中有19个进行了克隆,这对水稻育种具有十分重要的意义.本文主要综述了QTL定位的理论基础,水稻QTL定位的研究进展,并对水稻QTL研究的趋势进行了展望.     

水稻抽穗期QTL定位及候选基因分析

水稻(Oryza sativa)抽穗期是决定产量和品质的重要性状,在育种、制种及引种驯化过程中发挥重要作用。将热研2号(O. sativa subsp. japonica cv.‘Nekken2’)和华占(O. sativa subsp. indica cv.‘HZ’)杂交获得F₁代,经连续多代自交得到120个重组自交系(RILs)群体。在常规水肥管理条件下,对120个RILs株系的抽穗时间进行统计分析。利用已构建好的高密度遗传图谱,对水稻抽穗期相关性状进行QTL定位分析,结果共检测到11个QTLs,分别位于第1、3、4、5、6、8和12号染色体上,其中1个LOD值高达5.75。通过分析QTLs区间内的候选基因,筛选出可能影响两亲本抽穗期的相关基因,并利用实时定量PCR进行基因表达量分析,发现LOC＿Os03g03070、LOC＿Os03g50310、LOC＿Os03g55389、LOC＿Os04g55510、LOC＿Os08g07740和LOC＿Os08g01670共6个基因在双亲间的表达量差异显著,其中LOC＿Os03g50310在Nekken2中的表达量比H...     

水稻剑叶形态QTL定位及候选基因分析

叶片是水稻的重要器官,是进行光合作用的主要场所,而叶长、叶宽、叶面积等剑叶形态相关性状能够直接影响叶片的光合效率.研究水稻剑叶形态相关性状的QTL(quantitative trait loci)位点,并通过遗传育种的手段对水稻剑叶形态进行改良,可以为培育理想株型的水稻提供理论依据.本研究以籼稻品种华占(HZ)为父本,...     

粳稻糙米钙含量QTL分析

以'十和田'为轮回亲本,'丽粳2号'为供体,培育出糙米钙含量近等基因系下的重组近交系261个BC_5F_6株系,采用BSA法从遍布水稻12条染色体上的600对SSR引物中筛选到1个与糙米钙含量有关联的SSR标记RM5536.进一步据其在水稻染色体上的位置,结合PCR找到了与糙米钙含量有关的3个SSR标记(RM5794、RM5362和RM12178).用MAPMAKER/EXP3.0软件做出了这4个标记的连锁群,最后采用混合线性模型找到了糙米钙含量QTL位点.QTL分析结果显示:该位点位于1号染色体引物RM12178和RM5362之间,贡献率为9.62%,为新发现的糙米钙含量QTL位点,暂命名为qBRCA-1.并发现与糙米锶含量有关的QTL位点,其位于标记RM5362和RM5794之间,贡献率为3.93%.同时本试验首次从分子水平上验证了偏相关比简单相关更准确解释元素间的相关性.     

水稻叶片水势的QTL定位与候选基因分析

为探究叶片水势(LWP)相关基因在水稻(Oryza sativa)抗旱中的作用及其遗传机制,以热研2号(Nekken2)和华占(HZ)为亲本以及构建的120个重组自交系(RILs)群体为实验材料,对水稻分蘖期叶片水势进行检测,并利用前期基于高通量测序构建的分子遗传连锁图谱进行数量性状基因座(QTL)分析。结果表明,共检...     

水稻叶绿素含量的QTL定位

利用由两个籼稻品种Acc8558和H359杂交构建的一个包含131个株系(F19)的重组自交系群体,及其相应的包含147个RFLP和78个AFLP标记的遗传图谱,采用多性状复合区间定位方法,对控制水稻叶绿素含量的QTL进行了定位分析。对叶绿素a和叶绿素b含量各检测到6个QTL,其中5个QTL在两性状问是相同的。这些QTL主要分布在第1和第4染色体上,因此这两条染色体对叶绿素含量是重要的。QTL qChlAlc／qChlBlb(二者位置相同)在4个观测时期均表现较大效应,且在最后的剑叶期贡献最大,因此对叶绿素含量最为重要。另两个QTL(qCh-LA4a／qChlB4a和qChlA4b／qChlB4b)只在第2次观测时期效应显著,表明它们只在特定发育阶段发挥作用。     

水稻粒长QTL定位与主效基因的遗传分析

该研究利用短粒普通野生稻矮杆突变体和长粒栽培稻品种KJ01组配杂交组合F_1,构建分离群体F_2;并对该群体粒长进行性状遗传分析,利用平均分布于水稻的12条染色体上的132对多态分子标记对该群体进行QTL定位及主效QTLs遗传分析,为进一步克隆新的主效粒长基因奠定基础,并为水稻粒形育种提供理论依据。结果表明:(1)所构建的水稻杂交组合分离群体F_2的粒长性状为多基因控制的数量性状。(2)对543株F_2分离群体进行QTL连锁分析,构建了控制水稻粒长的连锁遗传图谱,总长为1 713.94 cM,共检测出24个QTLs,只有3个表现为加性遗传效应,其余位点均表现为遗传负效应。(3)检测到的3个主效QTLs分别位于3号染色体的分子标记PSM379～RID24455、RID24455～RM15689和RM571～RM16238之间,且三者对表型的贡献率分别为54.85%、31.02%和7.62%。(4)在标记PSM379～RID24455之间已克隆到的粒长基因为该研究新发现的主效QTL位点。     

水稻籽粒锌含量的QTL定位

锌元素的营养失衡已成为影响人类健康的最重要因素之一,籽粒锌含量的QTL（quantitative trait loci）定位对研究富锌水稻的遗传育种具有重要的意义。以水稻（Oryzasativa L．）亲本奉新红米和明恢100杂交的145个株系的F2群体为实验材料,利用92个SSR（simple sequence repeat）标记对水稻籽粒锌含量进行了QTL定位,共检测到3个QTLs,分别定位于第3、6和11染色体上,对表型变异的贡献率分别为4．97％、12．75％和7．74％。其中位于第3染色体上的分子标记RM186和RM168之间的QZN3对表型变异的贡献率最大,其增效等位基因来自亲本明恢100,表现为部分显性。3个QTLs的联合贡献率为25．46％。具有基因累加效应。该研究结果有利于深入理解水稻锌含量的遗传基础,为锌含量的QTL精细定位、基因克隆和分子标记辅助选择提供依据。     

水稻籽粒锌含量的QTL 定位

锌元素的营养失衡已成为影响人类健康的最重要因素之一, 籽粒锌含量的QTL(quantitative trait loci)定位对研究富锌水稻的遗传育种具有重要的意义。以水稻(Oryza sativa L.)亲本奉新红米和明恢100杂交的145个株系的F2群体为实验材料, 利用92个SSR(simple sequence repeat)标记对水稻籽粒锌含量进行了QTL定位, 共检测到3个QTLs , 分别定位于第3、6和11染色体上, 对表型变异的贡献率分别为4.97%、12.75%和7.74%。其中位于第3染色体上的分子标记RM186和RM168之间的QZN3对表型变异的贡献率最大, 其增效等位基因来自亲本明恢100, 表现为部分显性。3个QTLs 的联合贡献率为25.46%, 具有基因累加效应。该研究结果有利于深入理解水稻锌含量的遗传基础, 为锌含量的QTL精细定位、基因克隆和分子标记辅助选择提供依据。     

水稻籽粒维生素E QTL挖掘及候选基因分析

维生素E (V_E)是稻米营养品质的重要指标。水稻(Oryza sativa)是我国种植最广泛的粮食作物, 增加其籽粒的V_E含量是实现国民营养强化的一条便捷有效的途径。该研究以籼稻华占(HZ)为父本, 粳稻热研2号(Nekken2)为母本, 构建120个重组自交系(RILs)群体。采用高效液相色谱法(HPLC)对RILs群体的V_E各组分含量进行测定, 并基于构建的高密度分子遗传图谱进行QTL定位, 谱系分析后挖掘到122个V_E总量和分量相关QTLs, 分布在12条染色体上。其中qT3α/to2-1的LOD值高达10.32, qT3α2-1的LOD值高达9.91, 另有多个控制各异构体含量的主效QTLs, 且区间内包含OsGGR1、OsGGR2、OsTC及OsγTMT等V_E生物合成基因。通过qRT-PCR检测亲本中V_E合成基因的表达量, 发现在华占中候选基因的表达量均极显著高于热研2号, 推测这些基因的高表达是华占生育酚及生育三烯酚含量高于热研2号的原因。研究挖掘到的QTL数目较多, LOD值也较大, 为进一步筛选和培育高V_E含量的水稻新品种奠定了分子基础, 同时为揭示水稻V_E生物合成的分子调控机制提供了重要基因资源。     

A Kelch Motif-Containing Serine/Threonine Protein Phosphatase Determines the Large Grain QTL Trait in Rice

A thorough understanding of the genetic basis of rice grain traits is critical for the improvement of rice (Oryza sativa L.) varieties. In this study, we generated an F₂ population by crossing the large‐grain japonica cultivar CW23 with Peiai 64 (PA64), an elite indica small‐grain cultivar. Using QTL analysis, 17 QTLs for five grain traits were detected on four different chromosomes. Eight of the QTLs were newly‐identified in this study. In particular, qGL3‐1, a newly‐identified grain length QTL with the highest LOD value and largest phenotypic variation, was fine‐mapped to the 17 kb region of chromosome 3. A serine/threonine protein phosphatase gene encoding a repeat domain containing two Kelch motifs was identified as the unique candidate gene corresponding to this QTL. A comparison of PA64 and CW23 sequences revealed a single nucleotide substitution (C→A) at position 1092 in exon 10, resulting in replacement of Asp (D) in PA64 with Glu (E) in CW23 for the 364^th amino acid. This variation is located at the D position of the conserved sequence motif AVLDT of the Kelch repeat. Genetic analysis of a near‐isogenic line (NIL) for qGL3‐1 revealed that the allele qGL3‐1 from CW23 has an additive or partly dominant effect, and is suitable for use in molecular marker‐assisted selection.     

水稻产量相关QTL研究现状

产量是最为复杂的数量性状,对它的遗传机理了解甚微。近15年来,许多学者利用随机分离群体定位了许多影响水稻产量及其组分的QTL,即以QTL定位的方法对产量潜力进行遗传剖析。试验证明上位性效应对产量及其组分性状遗传变异起着重要作用,但目前大多数QTL研究仍侧重于发掘和克隆单个主效QTL,然而对单一基因／QTL的深入了解还不足以诠释复杂性状遗传基础的全貌,还没有为育种家提供足够的可应用于分子标记辅助育种的遗传信息并用于提高水稻产量。笔者认为今后的数量性状研究尚需加强复杂性状QTL遗传网络的发掘,在改良水稻品种性状的同时发展并完善QTL研究。     

水稻籽粒镉积累QTL定位及候选基因分析

水稻(Oryza sativa)是全世界重要的经济作物之一, 稻田镉(Cd)污染和镉积累问题严重威胁世界水稻的产量和品质以及人类健康, 如何降低水稻中镉积累已成为热点问题。以籼稻品种华占(HZ)为父本、粳稻品种热研2号(Nekken2)为母本, 连续自交多代后得到120个重组自交系群体, 对其镉积累进行检测和分析, 同时利用遗传图谱进行QTL作图。结果共检测到7个QTLs, 分别位于水稻第2、3、9和12号染色体上, 其中1个LOD值高达4.97。对这些QTL区间内与耐金属离子胁迫相关的候选基因进行定量分析, 发现LOC_Os02g50240、LOC_Os02g52780、LOC_Os09g31200、LOC_Os09g35030和LOC_Os09g37949这5个基因在双亲间的表达量差异显著, 结合亲本对不同金属离子的浓度积累数据, 推测LOC_ Os02g50240、LOC_Os09g31200及LOC_Os09g35030的高表达可能极大地提高了水稻对镉离子的吸收和胁迫耐受能力。通过QTL挖掘和分析, 发现这些基因与水稻籽粒的镉积累有关, 可能影响水稻耐镉胁迫的能力。研究结果为进一步筛选和培育耐镉胁迫的水稻品种创造了条件, 为阐明水稻镉积累的分子调控机制奠定了基础。     

水稻条斑病抗性QTL的挖掘及相关基因的表达

条斑病是水稻(Oryza sativa)中的常见病害, 已经对我国粮食的高产稳产造成严重威胁。以典型籼稻台中本地1号与粳稻春江06的杂交F₁代花药培养双单倍体群体(DH)为材料, 用Xoc BLS256进行人工接菌, 对双亲及群体各株系的病斑长度进行测量和量化分析; 同时利用该群体业已构建的加密遗传图谱对病斑表型数据进行QTL作图分析。结果在水稻第2、4、5和8号染色体上共检测到4个效应值能区分开的QTL。对2号与5号染色体上2个较大的QTL区间内抗条斑病相关基因进行了表达分析, 结果表明这些基因在处理前后出现了不同程度的表达差异, 暗示这些基因可能是响应春江06与台中本地1号条斑病抗性差异的目标基因。研究结果为进一步克隆水稻条斑病抗性QTL奠定了重要基础。     

水稻子粒硒含量的遗传及QTL检测

富硒功能水稻具有富硒、优质、保健、防病、安全等特点,已成为当前研究的热点。子粒硒含量的QTL定位对研究富硒功能水稻的遗传育种具有重要的意义。以籼稻亲本奉新红米和明恢100杂交的145个株系的F2群体构建遗传连锁图谱,图谱拟合92个SSR标记位点,覆盖水稻基因组2187.5 cM,标记间平均遗传距离为23.7 cM,占水稻全基因组的49.2%。采用复合区间作图法,对水稻子粒硒含量进行QTL分析,在第5染色体上共检测到2个新的水稻子粒硒的QTL,对表型变异的贡献率分别为6.39%、8.01%。     

粳稻米粒延伸性的QTL剖析

考察粳稻品种‘沈农265’和‘丽江新团黑谷’为亲本的F23,群体及双亲的米粒延伸率相关性状,并用该群体的分子连锁图谱进行QTL分析,共检测到8个与稻米延伸性有关的QTL,包括1个米粒型QTL、1个饭粒型QTL、2个延伸率QTL、3个膨胀率QTL和1个延伸指数QTL,分别位于第1、2、6和11染色体,单个QTL对性状表型贡献率在15．4％-37．5％之间。与其他研究结果比较表明,主效QTL在不同群体和不同环境中的重演性较好,这些QTL受水稻籼粳分化这一演化过程的影响较小。     

杂交籼稻子粒QTL标记遗传距离与粒重、粒重杂种优势的相关性

利用与子粒性状相关的QTL标记分析了10个杂交水稻亲本间(5个不育系和5个恢复系)的遗传差异,结合10个亲本所配25个组合的F1表现,研究了基于子粒QTL分子标记遗传距离与粒重及粒重杂种优势的相关性。结果表明分子标记遗传距离与粒重呈显著正相关(r=0.26*),与对照优势呈显著正相关(r=0.28*),与母本优势呈极显著正相关(r=0.41**)。为分子标记预测杂交水稻杂种优势研究奠定了基础。