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F_3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)。在灌溉和干旱胁迫卜,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。     

玉米优异早熟种质单330开花相关性状的QTL分析

玉米开花相关性状与玉米的成熟期和产量有密切的联系。通过对玉米CN165×单330(早熟种质)群体的130个F2:3家系开花相关性状在3个环境下进行分子鉴定和数量性状位点(QTL)分析,结果表明,在3个环境中检测到控制抽雄天数的10个QTL,分别位于第2、3、4、5、7、8染色体上,在第8染色体上同一区域在3种环境下都检测到了QTL;检测到控制散粉天数的10个QTL,分别位于第1、2、3、5、7、8染色体上,在第8染色体上同一区域在2种环境下都检测到了QTL;检测到控制吐丝天数的4个QTL,分别位于第4、5、8染色体上,在第8染色体不同环境下都检测到了2个QTL;仅仅在一个环境中检测到控制ASI的2个QTL,分别位于第6、9染色体上。这些QTL的基因效应以部分显性和超显性为主。研究表明,第8染色体上ph i060-um c2401区域(8.03~8.04)是一个研究开花相关性状的重要基因组区段,涉及到的标记可以作为分子标记辅助选择的重要候选标记。     

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。     

利用置换系检测棉花第16染色体的产量、纤维品质QTLs

陆地棉(Gossypium hirsutum L.)和海岛棉(Gossypium barbadense L.)是两个栽培四倍体棉种.前者产量高、适应性广,后者纤维品质优良.置换了海岛棉一对染色体的陆地棉置换系是研究海陆杂种此对染色体上基因互作的优异材料.在对第16染色体的置换系(简称Sub 16)进行遗传评价的基础上,利用(TM-1×Sub 16)F2∶3家系对位于第16染色体上的重要农艺性状进行遗传分析,发现第16染色体上有铃重、衣分、衣指、纤维长度、第一果枝节位的QTLs 各2个,纤维伸长率、开花天数的QTL各 1个,没有检测到子指、纤维强度、麦克隆值的QTL.在构建第16染色体的RAPD、SSR分子标记连锁图基础上,利用分子标记对相应重要农艺性状进行区间作图,检测到铃重、开花天数、纤维长度、纤维伸长率的QTL各1个,在F2∶3株系群体中能解释的表型变异分别为15.2%、12.1%、19.7%和11.7%;检测到2个衣指QTLs,在F2∶3株系群体中能解释的表型变异分别为11.6%和41.9%;检测到3个衣分QTLs,在F2∶3株系群体中能解释的表型变异分别为8.7%、9.6%和29.2%.单标记检测到铃重、开花天数的QTL各1个,在F2∶3株系群体中能解释的表型变异分别为1.60%和4.63%.证明了第16染色体与铃重、衣分、衣指、纤维长度、纤维伸长率、开花天数等性状的关系.     

不同水分条件下玉米株高和穗位高的QTL分析

干旱是影响玉米产量的重要因素.在干旱条件下,玉米株高和穗位高往往受到影响,因此是研究耐旱性的重要指标.本研究利用A188×91黄15的F2∶3家系,进行株高和穗位高的数量性状位点(QTL)分析.结果表明,在水分胁迫条件下,分别各有10个QTL与株高和穗位高有关;在水分充足条件下,则检测到各有6个QTL与株高和穗位高有关.各QTL解释的表型变异在7.3%～53.9%之间.位于第8染色体上的QTL个数占总QTL近50%,LOD值均大于4.6,推测该染色体存在控制玉米株高和穗位高QTL的重要区域.本研究在bnlg1812标记附近检测到在水分胁迫下同时控制株高和穗位高的QTL,解释的表型变异在20%以上,该QTL是值得进一步研究和利用的位点.     

干旱胁迫下水稻叶片光合速率与叶绿素含量的相关性及其基因定位

以水稻重组自交系珍汕97B×IRAT109 F9代群体195个株系为材料,用213个简单重复系列（SSR）标记构建了基于该群体的连锁图谱,对水稻叶片叶绿素含量和光合速率在干旱和正常条件下的数量性状位点（QTL）和双基因互作进行了分析,同时分析了叶绿素含量与光合速率的相关关系. 结果表明：叶绿素含量与光合速率在正常供水下呈极显著正相关（r=0.185　7,表示在1%水平上显著）,但在干旱下则表现无关（r=0.076　6）.控制叶绿素含量的基因很复杂,主效QTL有13个,位于1、2、3、4、5、6、10号染色体上;其中,在干旱处理下检测到的主效QTL有6个,位于1、2、3、4、5号染色体上;在正常供水下检测到的主效QTL有7个,位于2、3、4、6、10号染色体上.在干旱和正常条件下它们分别解释了47.39%和56.19%的表型变异;在2种处理下均检出的主效QTL是2、3、4号染色体上的qCC2a、qCC2b、qCC3a、qCC3c、 qCC4a、 qCC4b; 它们位于同一染色体的相同区段.在干旱和正常条件下检测到4个QTL与光合速率有关;其中干旱下有3个(qPR2、 qPR10、 qPR11),正常条件下1个(qPR10).它们分别被定位于2、10、11号染色体,共解释13.94%的表型变异. 叶绿素含量互作效应位点有16对,涉及除10号染色体外的所有染色体;干旱下,有4对互作基因,共解释1857%的表型变异,分别位于1-7、2-4、5-8、6-12号染色体上;正常供水下,有12对互作基因,共解释38.49%的表型变异,分别位于1-3、1-4、1-8、2-4、2-5、3-5、4-11、4-12、5-9、7-12、8-11 号染色体上,其中3-5号染色体不同区段上有两对互作效应位点.     

拔节期与抽穗期玉米抗纹枯病相关QTL的初步定位

以玉米自交系R15(抗)×478(感)的F_2分离群体为作图群体,构建了包含146个SSR标记位点的遗传连锁图谱,覆盖玉米基因组1666 cM,平均图距11．4 cM。通过麦粒嵌入法对229个F_(2：4)家系进行人工接种纹枯病菌,于玉米拔节期和抽穗期进行纹枯病的抗性鉴定。应用复合区间作图法分析两个时期的抗病QTL及遗传效应。结果共检测到17个抗性QTL,其中以拔节期病情指数为指标共检测到9个QTL,分别位于第1、2、3、4、5、6、和10染色体上,可解释的表型变异为3．72%-9．26%;以抽穗期的病情指数为指标共在7条染色体上检测到10个抗玉米纹枯病的QTL,分布于第2、3、4、5、6、8和9染色体上。单个QTL可解释的表型变异为4．27%-9．27%。两个时期共检测出2个共同QTL,它们分别位于第2染色体的bnlgl662-bnlg1940区间和第6染色体的umc1006-umc1723区间。定位结果表明两个时期检测出的抗性QTL的差异表达与玉米不同发育时期基因的时空表达有密切关系,从而反映在纹枯病的抗性位点差异性上．这为玉米抗病选育提供新的信息。     

控制水稻重要农艺性状的QTL在盐胁迫与非胁迫条件下的对比研究

基因型与环境的互作(G×E)对数量性状的影响常常掩盖了遗传因子引起的性状变化. 在盐胁迫环境与非胁迫环境下分别调查了水稻(Oriza sativa L.) 5个重要的农艺性状, 总共检测到24个QTL, 分布在除第9, 11号染色体外的各染色体上. 盐胁迫环境中检出了9个QTL: 千粒重1个; 抽穗期2个; 株高1个; 每穗粒数2个; 有效分蘖3个, 占总数的37.5%; 非胁迫环境中则检出了17个QTL: 千粒重5个; 抽穗期6个; 株高3个; 每穗粒数2个; 有效分蘖1个, 占总数的70.8%; 有两个QTL在两种环境中都检测到, 占总数的8.3%, 它们分别是位于第4染色体上控制抽穗期的QTL和位于第6染色体上控制每穗粒数的QTL. 此外, 还检测出3个包含多个QTL的区间, 它们分别位于第1, 4和8染色体上, 其中第1染色体上RG612分子标记附近检出两个QTL, 在盐胁迫环境与非胁迫环境中分别控制有效分蘖和抽穗期这两个重要的农艺性状, 其加性效应均由来源于JX17的等位基因提供; 第4染色体上的C975-RG449区间检测到2个QTL, qrHD-4c在非协迫环境中控制抽穗期, qrGPP-4s则在胁迫环境中控制每穗粒数; 第8染色体上的RG885-GA408区间检测到3个QTL, 在非胁迫环境下分别控制抽穗期、千粒重、株高3个性状, 在胁迫环境下则未能检测到. 通过对水稻在盐胁迫环境与非胁迫环境下的QTL对比研究, 发现水稻第8染色体上几个控制水稻重要农艺性状的QTL明显受盐胁迫的影响.     

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。