小麦幼苗耐热性的QTL定位分析

以小麦DH群体(‘旱选10号’ב鲁麦14’)为材料,在高温(热胁迫)及常温(对照)两种条件下考察小麦幼苗的根干重、苗干重、幼苗生物量、叶片叶绿素含量、叶绿素荧光参数及其耐热指数,并应用基于混合线性模型的复合区间作图法分析幼苗性状及其耐热指数QTL的数量、染色体分布及表达情况,以及QTL与环境的互作效应。结果显示:(1)亲本‘旱选10号’的耐热性明显优于‘鲁麦14’,且杂交后代的耐热性出现超亲分离。(2)控制幼苗耐热相关性状的QTL位点在染色体2D、6B、3A、4A、5A和7A上分布较多,而控制幼苗性状耐热指数的QTL在染色体6A、6B、3A、2D、5A和7A上分布较多,QTL位点在染色体上的分布有区域化的趋势。(3)控制幼苗性状的单个加性QTL和上位性QTL解释的表型变异分别平均为2.48%和2.65%;而控制耐热指数的单个加性QTL和上位性QTL解释的表型变异分别平均为8.84%和1.98%。(4)在热胁迫和对照条件下共检测到与幼苗性状及其耐热指数有关的加性效应QTL 13个和上位性效应QTL 28对,分布在除4D和6D以外的19条染色体上。研究表明,控制幼苗性状的QTL以上位性效应为主,而其耐热指数的QTL以加性效应为主。     

小麦籽粒干物质积累的动态QTL定位

以波兰小麦品系‘XN555’与普通小麦品系‘中13’杂交产生的99个F10重组自交系(RILs)为材料,构建了包含241个SSR分子标记的A、B染色体组14个连锁群的遗传图谱,并采用Logistic方程拟合籽粒灌浆过程,对粒重增长的缓慢增长期、快速增长期和平稳期进行千粒重条件QTL和非条件QTL定位分析。结果显示:(1)在小麦A、B染色体组上共检测到5个非条件QTL和5个条件QTL。(2)在小麦粒重缓慢增长期和快速增长期各有2个非条件QTL,平稳期有1个非条件QTL,它们分别位于2B、3A、3B和7A染色体上,单个QTL可解释表型变异的9.66%～15.18%。(3)在小麦粒重快速增长期检测到1个条件QTL,平稳期检测到4个条件QTL,涉及1A、2B、5B和7B染色体,单个QTL可解释表型变异的13.01%～29.27%。(4)于2B染色体Xbarc361～Xwmc422标记区间距Xbarc361标记0.05cM处,在粒重快速增长期同时检测到一个条件QTL和非条件QTL,且在平稳期检测到一个非条件QTL。研究表明,小麦不同灌浆时期粒重增长相关QTL的数量和遗传效应各不同,同一QTL在不同灌浆时期的遗传效应也不同,即QTL的表达具有时序选择性。     

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。     

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。     

小麦抗旱相关生理性状的QTL分析

利用RIL群体131个系,在小麦中首次对超氧化物岐化酶活性、可溶性蛋白含量、脯氨酸含量、硝酸还原酶活性、气孔导度等5个抗旱相关生理性状进行了QTL定位,共检测到超氧化物岐化酶活性、可溶性蛋白含量、硝酸还原酶活性等3个性状5个加性QTL,涉及1D、2B、5A、7B共4条染色体,可解释表型变异的8.74％～36.96％。其中．3个QTL即QSDd,sdau-7B、Qspc,sdau-1D、QNra,sdau-1D贡献率较大,分别为29.28％、23.11％和36．96％,其加性效应都源于山农483。讨论了可能用于标记辅助选择的QTL及其分子标记。     

干旱胁迫和正常灌溉条件下玉米开花相关性状的QTL分析

干旱是影响玉米生产的重要限制因素,特别是花期对干旱胁迫非常敏感.本研究通过对玉米L050× B73的180个F2:3家系进行开花期干旱胁迫处理和分子标记鉴定,重点对开花相关性状进行了数量性状位点(QTL)分析.结果表明,在干旱胁迫处理条件下,存在与出苗到抽雄天数有关的6个QTL,位于第1、6、9染色体上各1个,位于第3染色体上有3个,共可解释的表现型变异为55.0%;基于出苗到散粉天数检测到4个QTL,其中两个位于第3染色体上,位于第1、2染色体上各1个,共可解释的表型变异为52.8%;对出苗到吐丝天数检测到分别位于第3、6染色体上的2个QTL,共可解释的表现型变异为20.4%;对抽雄至吐丝间隔天数(ASI)只检测位于第6染色体上的1个QTL,可解释6.5%的表现型变异.而正常灌溉环境下,检测到出苗到抽雄天数检测到1个QTL,位于第9染色体上,可解释的变异为15.0%;对出苗到散粉天数检测到3个QTL,位于第1、3、9染色体上,共可解释的变异为55.0%;对出苗到吐丝天数检测到4个QTL,分别位于第1、2、3、7染色体上.共可解释表现型变异的46.8%;对ASI检测到分别位于第2、6染色体上的2个QTL,可解释的变异为15.5%.这些QTL的基因效应以显性与超显性为主.     

小麦苗期水分利用效率及其相关性状的QTL分析

以小麦DH群体(旱选10号×鲁麦14)为研究材料,采用复合区间作图法,对小麦幼苗在水分胁迫及非胁迫条件下的水分利用效率(WUE)及其相关性状的QTL进行定位,并对比分析QTL的加性效应.两种水分条件下共检测到14个具显著加性效应的QTL,分布在2A、3A、4A、5A、6A、7A、1B、3B、3D染色体上,可解释表型变异的范围在6.36%～19.73%.其中,非胁迫(对照)条件下检测到10个QTL,包括2个单株WUE的QTL,5个地上部WUE的QTL,1个根系WUE的QTL及2个总耗水量的QTL;水分胁迫条件下上述性状各检测到1个QTL.对于同一性状没有检测到在两种水分条件下均位于同一标记区间的QTL,表明不同水分环境条件下同一性状的QTL表达模式是不同的.论文也讨论了可能用于标记辅助选择的QTL及其分子标记.     

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。     

玉米雌雄开花间隔天数、结穗率与产量的数量性状位点(QTL)分析

采用SSR标记连锁图谱和复合区间作图法在山西灌溉和干旱胁迫条件下,对玉米(Zea mays L.)自交系黄早四×掖107组合的F3群体雌雄开花间隔天数(ASI)、结穗率和籽粒产量进行了数量性状位点(QTL)定位及基因效应分析.结果表明,在两种水分处理下,ASI、结穗率与籽粒产量的相关性均达到显著水平(P＜0.05).在灌溉和干旱胁迫下,分别检测到3个和2个控制ASI的QTL,位于第1、2、3和第2、5染色体上.在灌溉条件下,在第3和第6染色体上各检测到1个控制结穗率的QTL,基因作用方式呈加性或部分显性,可解释19.9%的表型变异;在干旱条件下,在第3、 7、10染色体上共检测到4个控制结穗率的QTL,基因作用方式为显性或部分显性,可解释60.4%的表型变异.在灌溉和干旱胁迫下,控制产量的QTL分别定位在第3、6、7和第1、2、4、8染色体上,基因作用方式均以加性或部分显性为主,可解释的表型变异为7.3%～22.0%.在干旱条件下,借助连锁分子标记和基因效应分析,可构建包含ASI、结穗率和产量QTL的选择指数,用于分子标记辅助育种.     

玉米种质资源H21和Mo17抗亚洲玉米螟的QTL分析

本研究以H2 1×Mo17的F2 :3 群体 (12 0个家系 )为作图材料 ,利用SSR和AFLP标记对玉米资源H2 1的亚洲玉米螟抗性进行了数量性状位点 (QTL)分析。结果表明 ,基于叶片侵食度性状 ,检测到 3个QTL ,分别位于染色体 1、5、8上 ;基于茎秆虫孔数性状 ,检测到 3个QTL ,分别位于染色体 4和 10 (2个 )上 ;基于茎秆隧道长度性状 ,检测到 2个QTL ,位于染色体 4和 8上 ;以隧道长度 /虫孔数为鉴定性状 ,检测到 1个QTL ,位于染色体 4上。这些QTL所能解释的表型变异在 7 7%～5 1 8%之间。超显性是QTL作用的主要方式。