直播条件下水稻6个穗部性状的QTL分析

在大田直播条件下,利用来源于＂Lemont/特青＂的重组自交系群体,对水稻6个穗部性状及其相互间遗传相关的分子基础进行了QTL分析,共检测到19个QTL,各性状QTL数为2～4个,单个QTL贡献率为4%～22%。共检测到3个染色体区段能同时影响多个穗部性状,其中第1染色体RM212-RM104和第2染色体RM263-RM221区段的QTL能同时影响单株产量、每穗颖花数、着粒密度和二次枝梗数中的3个或4个性状,且这2个区段的QTL对各性状的效应方向相同,增效等位基因均来自‘特青’,为各性状间表型正相关提供了重要的遗传解释。第11染色体RG1022附近的QTL对着粒密度的效应值为负,来自‘特青’的等位基因增加性状值,而对穗长的效应值为正,来自‘特青’的等位基因降低性状值,为这2个性状间表型负相关也提供了一定的遗传解释。此外,对水稻穗部性状QTL在多种环境和遗传背景下的稳定表达及其在分子标记辅助育种中的应用进行了讨论。     

云南元江普通野生稻穗颈维管束和穗部性状的QTL分析

以云南元江普通野生稻为供体亲本,籼稻品种特青为轮回亲本构建高代回交群体,用SSR标记构建连锁图谱,在第1、2、3、4、7和10染色体上定位到7个控制穗颈大维管束数的QTL,在第1、2、3、4和8染色体上定位到5个控制穗颈小维管束数的QTL,在第11和12以外的10条染色体上,共定位到15个控制穗一、二次枝梗数和穗颖花数QTL。来自野生稻的等位基因大多表现负效,能显著减少群体的穗颈维管束数、枝梗数和颖花数,说明从野生稻演化成栽培稻的过程中,可能淘汰了一些对产量不利的QTL,保留了有利的QTL。相当一部分控制穗颈维管束数、枝梗数及颖花数的QTL在染色体上成簇分布或紧密连锁,且加性效应的方向一致,从理论上解释了这些性状表型显著相关的遗传基础,同时也说明在人工选择或自然选择下,这些性状可能存在平行进化或协同进化的关系。     

用RFLP标记剖析水稻穗颈维管束及穗部性状的遗传基础

采用籼、粳亚种间杂种F1(圭630×02428)花药培养获得的DH群体,对水稻穗颈大、小维管束数和倒数第2节间大、小维管束数等4个维管束性状,以及一、二次枝梗数,每穗颖花数3个穗部性状进行QTL分析,共检测到16个QTLs,其中有7个QTLs的加性效应较大,单个QTL的贡献率在20%以上。发现有4个QTLs成簇分布于第1染色体从RZ776到C11的大约35cM的区段上,来源于亲本"圭630"的这一染色体区段对穗颈大维管束、第2节间大维管束、第2节间小维管束和二次枝梗数4个性状的表达均具有增效作用。还讨论了利用分子标记辅助选择聚合增效QTLs、实现穗颈维管束性状遗传改良的策略。     

玉米雄穗分枝数与主轴长的QTL鉴定

在包含103个SSR标记的连锁图谱基础上, 运用复合区间作图法检测玉米组合(N87-1×9526 )F3家系在正常与干旱胁迫环境下的雄穗分枝数与主轴长性状QTL。雄穗分枝数在正常环境下被检测到2个QTL座位, 分别位于第5和7连锁群上; 在胁迫环境下被检测到4个QTL座位分别位于 2、5、7和10连锁群上, 其中位于第5和7连锁群上的QTL不仅具有一致性而且与本作图群体中曾检测到的耐旱相关性状QTL存在连锁。雄穗主轴长在正常环境下被检测到2个QTL位于第2和第6连锁群上, 在干旱胁迫环境下被检测到了3个QTL分别于第2、4和10连锁群上, 其中位于第2染色体上的QTL是两种环境下所共同检测到的QTL。分析QTL的遗传作用方式表明, 雄穗分枝数以部分加性效应为主, 而雄主轴长全部表现为显性和超显性。     

粳稻穗部结构性状的QTL分析

利用温带粳稻‘沈农265’和‘丽江新团黑谷’构建的重组自交系群体,在沈阳和哈尔滨两地对15个穗部结构性状进行了QTL分析。共检测到61个相关QTL,其中沈阳检测到的38个QTL在第1、4、6、11和12号染色体上形成了sir-QTL簇;而在哈尔滨检测到的31个QTL也在第3、9和10号染色体上形成了QTL簇。仅有8个QTL是在两地同时被检测到的,分别是控制一次枝梗数#＇．jqPBN4、控制穗长的qPL6和qPL9、控制一次枝梗实粒数的qGNPB4、控制一次枝梗颖花数的qTSNPBJ、控制结实率的qPSSIO、以及控制着粒密度qSD3和qSD9。其中,qPBN4（最高表型贡献率43．2％）、qPL9（最高表型贡献率63．2％）、qGNPB4（最高表型贡献率30．9％）和qSD9（最高表型贡献率42．9％）是主效QTL。通过进一步的分析发现控制穗长qPL9和控制着粒密度qSD94于DEPl所在区间。同时控制一次枝梗数和一次枝梗实粒数的位于第4号染色体长臂端的穗部结构主效QTL,qPBN4qGNPB4极富研究与应用价值。     

小麦-冰草衍生后代 3558-2 穗部相关性状的遗传分析和QTL定位

从普通小麦Fukuho与冰草(Agropyron cristatum,2n=4x=28,PPPP)Z559的衍生系中发现3558-2具有小穗数、小穗粒数和穗粒数多的优异性状.为了揭示衍生系3558-2优异性状的遗传特征,本研究对其与小麦品种京4841间的282个F2单株的穗长、小穗数、小穗粒数、穗粒数等穗部相关性状进行了遗传分析和QTL定位.主基因+多基因混合遗传模型分析结果显示小麦穗部相关性状都符合数量性状特征.利用单标记分析将穗部相关性状的QTL主要定位于小麦1 A染色体上,同时发现在小麦的2A、5B和5D染色体上也有QTL分布.通过加密标记重点构建了1 A染色体短臂的遗传连锁图,利用复合区间作图法解析了小麦1AS染色体上的穗部相关性状的QTL效应,发现在1A染色体上存在与穗长、小穗数、小穗粒数和穗粒数相关的重要QTL各1个,解释变异度分别为14.41%、5.15%、14.84%和10.87%.本研究发现在3558-2的1 AS染色体上成簇分布着涉及穗长、小穗教、小穗粒数和穗粒数重要性状的QTL,这一结果对指导进一步研究与利用3558-2具有重要意义.     

不同土壤类型对北方粳稻穗部性状及产量构成的影响

以北方粳稻品种“长白9”、“东稻4”为试材,研究了水稻土(pH =7.25,ESP=7.60)、苏打盐碱土壤(pH=9.11,ESP=32.80)条件下两品种穗部性状及产量构成的变化规律.结果表明:与水稻土相比,在苏打盐碱土壤条件下,两品种大部分穗部性状有显著变化,枝梗数、枝梗长度、枝梗粒数均显著下降;各产量构成因素也发生显著变化,尤其是穗粒数显著减少(“东稻4”减少30.0％,“长白9”减少30.5％);单株产量与穗部性状相关分析表明,穗粒数较结实率、千粒重对产量的贡献率最大;每穗一次枝梗总粒数的减少主要受每穗一次枝梗数减少的影响,每穗二次枝梗总粒数的减少受每穗二次枝梗数及二次枝梗单枝着粒数减少共同影响;在苏打盐碱土壤条件下,相对一次枝梗来说,二次枝梗粒数更容易受环境影响.     

水稻产量库相关穗部性状的遗传分析

收人李源于珍汕97/明恢63的重组系群体中与产量库容有关的10个穗部性状的表现型数据。总体上,每穗颖花数与每穗二次枝梗数、每个二次枝梗上的颖花数、颖花密度有更大的相关性。对所研究的10个性状,两年间共检测到53个QTLs。约43.4%的QTLs能在两年同时检测到。5个染色体区域（第1染色体上G359-RG532和C567-C86-RG236,第2染色体上R712-RM29,第6染色体上P-RG424,第10染色体上C148-RM258）分别对多个穗部性状表现出效应。结果显示相关性状的QTLs大致定位在相似的染色体区域,这表明基因的多效性或紧密连锁是穗部性状间相关的遗传基因。在检测到的大量2位点互作对中,约18.2%在两年都能被检测到。不同性状的共同互作对的比例为8.7%～32.6%。在两年都能检测到2位点组合中,约26.7%的组合同时影响着多个性状,表现出多效效应。结果表明每个性状都由数个QTL、基因型与环境互作、大量的上位性互作所控制。     

控制玉米雄穗分枝数目和雄穗重的主效QTL的定位

利用2套具有共同亲本黄早四且分别含有230个及235个家系的F2：3群体,结合2年多点的表型鉴定,运用完备复合区间作图方法对不同生态环境下（2007-北京、2008-北京、2007-河南、2008-河南、2007-新疆以及2008-新疆）的玉米雄穗分枝数和雄穗重进行QTL定位。同时,利用基于混合线性模型的QTLNetwork-2.0软件进行基因×环境互作及上位性分析。6个环境下2个群体共检测到51个与雄穗分枝数和雄穗重相关的QTL（Q/H群体32个,Y/H群体19个）,其中包括7个主效QTL,并在Q/H群体中确定了2个重要的QTL,即位于7.01bin的Qqtpbn7-1和位于7.02bin的Qqtw7-2。对比2个群体的定位结果,共挖掘到3个在不同遗传背景下的＂一致性＂QTL,这些在不同环境及不同遗传背景下能够稳定存在的QTL可为玉米雄穗相关性状的生产应用以及精细定位提供有价值的参考。     

高粱穗部主要性状的配合力分析

以4个高粱不育系13163A、1358A、128A和407A,以及6个恢复系9.1R、213R、272R、381R、矮182R和早21R为试验材料,按照不完全双列杂交设计(NCII),对其F1的穗部主要性状进行配合力分析。结果表明:亲本穗部主要性状存在显著的遗传差异,主要表现为加性基因效应遗传的性状有:穗长、一级枝梗数、二级枝梗数、穗粒数;狭义遗传力大小顺序分别为:二级枝梗数一级枝梗数穗长穗粒数穗粒重千粒重。不同亲本的一般配合力(GCA)和特殊配合力(SCA)在不同穗部性状间存在较大差异。不育系407A和恢复系早21R、9.1R是综合性状较好的亲本材料,利用它们可组配出产量较高的杂交组合。恢复系272R组配的杂交种具有穗粒数较多、千粒重较小的特点,能满足市场上对小粒高粱的需求。深入分析高粱杂交亲本穗部主要性状表现,有利于对亲本材料的进一步了解和利用。     

密穗型水稻品种籽粒垩白性状改良研究

采用籽粒长宽比较大、穗部着粒密的散穗型材料(EG23)改良粳稻密穗型品种的籽粒垩白性状.结果表明,经改良后得到的密穗型品系EA6,与原亲本浙粳20比较,其穗部长度缩短,每穗总粒数增加,着粒密度增大,而籽粒垩白特性得到明显的改善,表明在穗部长度和着粒结构未得到改良的情况下,调节籽粒长宽比对改善密穗型品种籽粒垩白性状具有可能性.穗部不同粒位籽粒垩白性状改良的效果不同,穗顶部和穗中部的改良效果明显优于穗基部.设计的4个不同杂交配组方式中,以反回交配组方式(浙粳20/ EG23//浙粳20)选育效果最好.EA6具有较好的农艺性状,既可作为优异种质资源利用,也可直接应用于生产.这一结果从育种实践上较好地协调了密穗型品种高产与优质的矛盾,对于培育既有密穗型的高产株型又有优良籽粒外观品质的水稻品种具有重要意义.     

密穗型和散穗型粳稻品种品质特性比较

比较2个粳稻密穗型和散穗型品种(系)品质结果表明,穗型间和穗型内品质存在较大差异,2个密穗型品种(系)平均垩白特性不及2个散穗型品种.密穗型新品系EA6垩白粒率较相同穗型品种秀水63低约1/2,与散穗型品种秀水11相仿,较散穗型品种越光高约1倍;垩白度较秀水63和秀水11低约1/2,较越光高1倍多.调查穗部不同部位籽粒垩白表明,穗基部籽粒垩白对品种总垩白影响最大,而这种影响密穗型更大于散穗型.4个品种饭香味相仿,光泽、软度、粘度、食味和冷饭软度等指标EA6显著或极显著优于秀水11,秀水63不及秀水11;EA6多数指标接近越光.表明密穗型品种经改良其品质有可能达到甚至超过散穗型品种.     

水稻穗型与抗倒伏性关系的初步分析

理论分析和物理模拟测定的结果表明,穗型通过使茎秆弯曲的力矩-弯矩和重心高度影响抗倒伏性:弯矩增大和重心升高,抗倒伏性降低;反之,则抗倒伏性升高.弯矩随颈穗弯曲度变化的幅度明显大于重心,因此,弯曲穗型弯矩增加的幅度大而重心降低的幅度小,对抗倒伏性的影响明显大于直立穗型,这可能是北方粳稻直立穗型品种一般抗倒伏性较强的力学基础.     

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%。     

水稻穗颈维管束及穗部性状的QTL分析

以籼稻 (OryzasativaL .ssp .indicaZYQ8)和粳稻 (O .sativassp .japonicaJX17)的杂交F1代花培加倍的DH群体为材料考察了该群体的穗颈节大小维管束数、一次枝梗数、每穗颖花数、穗颈节顶部直径和穗长 ,并用该群体构建的分子图谱进行数量性状座位 (QTL)分析。检测到控制大维管束的 3个QTL (qLVB_1、qLVB_6和qLVB_7)分别位于第 1、第 6和第 7染色体 ;控制小维管束的 2个QTL (qSVB_4和qSVB_6 )分别位于第 4和第 6染色体 ;控制一次枝梗的 4个QTL (qPRB_4a、qPRB_4b、qPRB_6和qPRB_7)分别位于第 4(2个 )、第 6和第 7染色体 ;每穗颖花数的 3个QTL (qSPN_4a、qSPN_4b和qSPN_6 )分别位于第 4(2个 )和第 6染色体上 ;穗颈节顶部直径的 5个QTL (qPTD_2、qPTD_5、qPTD_6、qPTD_8和qPTD_12 )分别位于第 2、第 5、第 6、第 8和第 12染色体 ;穗长的 3个QTL (qPL_4、qPL_6和qPL_8)分别位于第 4、第 6、第 8染色体上。其中qLVB_6、qSVB_6、qSPN_6、qPTD_6和qPL_6均位于第 6染色体的G12 2_G1314b之间 ;qPL_8和qPTD_8位于第 8染色体的GA40 8_BP12 7a之间 ;qPRB_4a和qSPN_4a位于第 4染色体的G177_CT2 0 6之间 ;qPL_4和qSPN_4b位于第 4染色体CT40 4_CT5 0 0之间 ;qSVB_4所在的区间与qPL_4、qSPN_4b和qPRB_4b所在的区间相邻。     

水稻穗颈维管束及穗部性状的QTL分析

以籼稻(Oryza sativa L. ssp. indica ZYQ8)和粳稻(O. sativa ssp. japonica JX17)的杂交F1代花培加倍的DH群体为材料考察了该群体的穗颈节大小维管束数、一次枝梗数、每穗颖花数、穗颈节顶部直径和穗长,并用该群体构建的分子图谱进行数量性状座位(QTL)分析.检测到控制大维管束的3个QTL (qLVB-1、qLVB-6和qLVB-7)分别位于第1、第6和第7染色体;控制小维管束的2个QTL (qSVB-4和qSVB-6)分别位于第4和第6染色体;控制一次枝梗的4个QTL (qPRB-4a、qPRB-4b、qPRB-6和qPRB-7)分别位于第4 (2个)、第6和第7染色体;每穗颖花数的3个QTL (qSPN-4a、qSPN-4b和 qSPN-6)分别位于第4 (2个)和第6染色体上;穗颈节顶部直径的5个QTL (qPTD-2、qPTD-5、qPTD-6、qPTD-8和qPTD-12)分别位于第2、第5、第6、第8和第12染色体;穗长的3个QTL (qPL-4、qPL-6和qPL-8)分别位于第4、第6、第8染色体上.其中qLVB-6、qSVB-6、qSPN-6、qPTD-6和qPL-6均位于第6染色体的G122-G1314b之间;qPL-8和qPTD-8位于第8染色体的GA408-BP127a之间;qPRB-4a和qSPN-4a位于第4染色体的G177-CT206之间;qPL-4和qSPN-4b位于第4染色体CT404-CT500之间;qSVB-4所在的区间与qPL-4、qSPN-4b和qPRB-4b所在的区间相邻.     

粳稻穗部性状遗传分析

从粳稻（Oryzasativassp.japonica）RIL群体中选取每穗颖花数极端少的品系丙堡3201和丙堡3205及每穗颖花数极端多的品系丙堡3145和丙堡3214,配制丙堡3201×丙堡3145和丙堡3214×丙堡3205两个组合的P1、P2、F1、B1、B2和F26个世代,调查每穗颖花数、每穗实粒数、穗长、一次枝梗数和二次枝梗数的表型分布,并运用主基因＋多基因混合遗传模型,对这5个性状进行了遗传分析。结果表明,每穗颖花数性状在2个组合的各分离世代均未出现超亲分离,而其它4个性状均有不同程度的超亲分离。一次枝梗数受1对主基因＋多基因控制;其余4个性状均受2对主基因＋多基因控制。每穗颖花数、每穗实粒数、穗长和二次枝梗数4个性状以主基因遗传为主,一次枝梗数性状以多基因遗传为主。     

Panicle Differentiation and Spikelet Number Related to Size of Panicle in Pennisetum americanum

The size of the developing panicle of pearl millet (Pennisetumamericanum (L.) Leeke) was studied during panicle differentiation(from panicle initiation to the completion of spikelet production)in plants grown in pots or in the field and supplied with varyinglevels of nitrogen. The duration of panicle differentiationrequired a constant thermal time (day degrees) under all nitrogensupplies. However, the rate of growth of the developing panicleduring this phase was retarded by low nitrogen supply. Duringpanicle differentiation, it appeared that the developing paniclehad to reach a critical size before developmental events suchas the initiation of spikelet primordia commenced; timing ofdevelopmental events was related to the size of the developingpanicle. The number of spikelets produced depended on the rate of growthof the differentiating panicle and the duration of the phaseof spikelet initiation (from appearance of the first spikeletprimordium to completion of spikelet differentiation). Low nitrogensupply reduced the number of spikelets produced, by retardingthe rate of growth of the differentiating panicle; this delayedthe time to initiation of spikelets and thereby reduced theduration of spikelet initiation. All spikelets (irrespectiveof nitrogen supply on the mainstem and on tillers) occupiedthe same area of panicle surface at the completion of differentiationof the panicle and at anthesis. Key words: Millet, Panicle differentiation, Spikelet number     

Direct Budding from Explants in Young Panicle Culture of Some Monocotyls

In the young inflorescence (panicle) culture of 22 species of 6 genera, i.e. Oryza, Echino- chloa, Pennisetum, Setaria, Panicum and Musa, it was found that the young inflorescences budded directly from explants in 19 species of all 6 genera in the culture medium containing NAA and kinetin, but no 2,4-D. According to the frequency and the speed of direct spikelet budding (DSB), these species could be classified into four groups (Table l). The response of the young panicles in the first group (Cultivar rice, O. spontanea, Echinochloa and some interspecific hybrids) was very rapid in the 2,4-D free medium. Within a week, the young panicles of the first group distinctly sweelled then the buds began to develop from the spikelets after 15 days of inoculation. The frequency of DSP in this group was more than 70%. The response of the young panicles in the second group (O. perenis (512), O. officinalis (525) O. punctata (544), O. nivara (1050) and O. rufipogon Ï O. nivara (648) was not as rapid as that of the first group. A frequency of DSP around 20% was observed after 30 days of inoculation. The response of the young panicles in the third group) O. australiansis, Panicum maximum, Musa X paradisiaca (ABA) was rather tardy and slow, the frequency of DSP being less than 10%. The duration of DSP was more than one month. In the fourth group, the young panicles did not respond to the medium in this experiment. Besides the spikelet budding, sometimes adventitious bud could develop from the cutting place of the panicle axis usually the budding from the spikelets inhibited the growth of adventitious buds, but in this case the growth of adventitious bud could suppress the DSP. Some spikelets budded directly from the panicles of Setaria and Echinoshloa which were cultured in the same test tube, while the other spikelets of the same panicle were flowering. Calli were formed from some spikelets of Panicum and Oryza, while the others of the same panicle in the same test tube were budding.